מטרת מערכת תקשורת היא להעביר את המסר בצורה ברורה. לשם כך משתמשים באות מועבר. כאשר האות עובר במרחב, מתווספים אליו אותות (בלתי רצויים) מהסביבה ("רעש" = Noise), ומועברים לקולט.
הפרעות בתקשורת – היבט טכנולוגי
בבניית מכשיר הטלפון הפשוט מ- 2 הפחיות (או שני גביעי הפלסטיק) המחוברים בחוט, מגלים כי ככל שאורך החוט המחבר ארוך יותר, או שמתיחות החוט נמוכה יותר, קטנה עוצמת הקול המושמעת בצד השני.
מכאן ניתן לראות כי קיימת מגבלה למרחק אליו ניתן להעביר תקשורת באמצעים טכנולוגיים.
במערכות טלפון ביתיות, בעיקר באזורים בהם משתמשים עדיין במרכזיות אנלוגיות, מגלים כי לעיתים נשמעות ברקע שיחות אחרות, המפריעות לקיום שיחה בין שני מנויים.
"תוספות" אלו למידע המועבר במערכת תקשורת אינן רצויות, ומהוות "רעש".
רעש = אותות בלתי רצויים המופיעים יחד עם האות הרצוי, ומפריעים לקליטתו.
אות = הגודל הפיזיקלי המעביר את המידע.
בתקשורת מחשבים מגלים לעיתים כי קובץ שהועבר בתקשורת אלקטרונית אינו ניתן לפתיחה על ידי המקבל, למרות שכאשר מעבירים את אותו הקובץ בפעם נוספת, הוא נפתח בקלות.
בכל הדוגמאות הללו, רואים כי האות הרצוי "נבלע" בתוך רעשים הנובעים מהסביבה. רעשי רקע יכולים לגרום לכך שלא ניתן יהיה לקיים תקשורת.
כדי להבין כיצד פותרים בעיות של מיצוי אות רצוי מתוך רעש רקע, יש להבין מה מאפיין אות, ומה מאפיין "רעש".
רעש במערכת תקשורת הוא כל אות בלתי רצוי הגורם להפרעה בהעברת האות הרצוי.
קיימים סוגים שונים של רעש במערכות אלקטרוניות, כגון:
- "רעש לבן" – רעש רקע אקראי המכיל אותות בכל התדירויות, בלי העדפה של תדירויות מסוימות.
- "רעש בתדירות הרשת" – רעש חשמלי הנובע מהעובדה שכיוונו של מתח החילופין ברשת החשמל משתנה מספר רב של פעמים בשנייה (50 פעמים בשנייה בישראל ובאירופה, ו 60 פעמים בארה"ב).
- "רעש סטטי" – נוצר כתוצאה מ"ניצוצות" הנגרמים כתוצאה מהתפרקות חשמל סטטי (הנוצר למשל כתוצאה מחיכוך בין שני חומרים מבודדים. ניתן "לחוש" באפקט של חשמל סטטי לאחר שהולכים בחדר ללא לחות על שטיח, ונוגעים בידית הדלת המתכתית. כתוצאה מהחיכוך הנוצר בזמן ההליכה על השטיח מצטבר חשמל סטטי על הגוף. חשמל זה מתפרק אל הידית המתכתית וגורם לתחושה של "מכת חשמל".
רוב מערכות התקשורת הטכנולוגית בהן משתמשים בני האדם בתחילת המאה ה- 21 משתמשות באותות חשמליים לצורך העברת המידע.
העברה של מידע בצורת אותות אנלוגיים רגישה ביותר להפרעות, מכיוון שרעשי הרקע החשמליים מתחברים לאות המועבר, וקשה להפריד ביניהם.
העברה של מידע בצורה סיפרתית (דיגיטלית) מאפשרת שימוש בשיטות קידוד שונות לצורך אימות העברת המידע בצורה אמינה. בהעברת מידע דיגיטלי ניתן לבצע בדיקת "שגיאות" הנוצרות כתוצאה מתהליך ההעברה, ושליחת המידע מחדש בכל פעם שמתגלה שגיאה בהעברה.
הפרדת אות רצוי מרעשי רקע באות המועבר בצורה חשמלית מתבצעת באמצעות מסננים (פילטרים) המעבירים תדירויות מסוימות, וחוסמים תדירויות אחרות.
אם למשל מעוניינים להעביר דיבור (בתדירויות 100 – 10,000 הרץ), ורעשי הרקע הם בתדירות הרשת (50 או 60 הרץ), ניתן להעביר את המידע דרך מסנן אלקטרוני המעביר רק תדירויות הגבוהות מ 100 הרץ, ובכך למנוע העברת הרעש למאזין.
כאשר רעש הרקע הוא אחיד בכל התדירויות ("רעש לבן"), ואילו האות הרצוי מורכב מתדרים מוגדרים, ניתן באמצעות עיבוד מתמטי (הנקרא "ניתוח פורייה") המבוצע בצורה אלקטרונית לדכא במידה רבה את העברת הרעש הלבן, ולהעביר בצורה מוגברת את האות הרצוי.
מודדים את איכות מערכת התקשורת על פי גודל המתאר באופן יחסי את כמות האות הרצוי לעומת כמות הרעש (הבלתי רצוי). גודל זה נקרא:
יחס אות לרעש:
Signal to Noise = S/N
