Når du er på fjelltur, går du kanskje i eit lite dalsøkk og legg merke til at du ikkje har samband på mobilen lenger. Vi seier gjerne at vi ikkje har signal. Viss du er uheldig og vrikkar foten akkurat då, må du krabbe heile vegen opp til ein åskam før du får signal igjen og kan ringe etter hjelp.

Omgrepet signal kjem av det latinske ordet signum, som betyr merke eller teikn, og på mange språk er det også eit verb som på norsk vert å signalere: å lage teikn til andre. I vår tid er signal noko vi knyter mest til elektronisk kommunikasjon. Vi sender og mottek signal som vert frakta gjennom ein teknisk infrastruktur.

Når vi snakkar om signal, må vi skilje mellom det fysiske fenomenet som representerer signalet – signalberaren – og sjølve signalet, som er teikna vi kan tolke ut av signalberaren. I eksempelet vårt er det mobilsambandet som er signalberaren, medan dei lydbølgjene stemma skaper, er signalet. Vi kan skilje mellom signal ut frå to dimensjonar – om dei er naturlege eller kunstige, og om dei er analoge eller digitale.

Naturlege signal er dei fysiske fenomena menneske (og dyr) kan sanse og handle ut frå, og dei uttrykka dei kan lage for å sende teikn til andre. Eit dyretråkk viser at det stadig går sau eller hjort forbi, sjølv om dei ikkje prøver å formidle det til nokon. Når hjorten brøler i paringstida, kan det vere signal til mogelege partnerar eller truslar til konkurrentar, og menneska kan også lære seg å tolke dei.

Signalet kan vere analogt eller digitalt. Lydbølgjene frå eit rop er analoge i den forstand at dei varierer over kontinuerlege verdiar. Jo meir energi som vert brukt til å brøle, jo høgare vert lyden av brølet. Det går an å tenkje seg naturlege signal som er digitale. I tropiske strøk har giftige slangar gjennom evolusjonen utvikla sterke fargar for å åtvare fiendar om at dei er farlege – «Ligg unna!» Evolusjonen har jo sjølvsagt gjort at også ikkje-giftige slangar får sterke fargar. Signalet er det same, men det er ikkje lenger sant.

Naturlege signal kan lagast utan moderne teknologi og vert uttrykt på alle dei måtane kroppens sanseapparat er i stand til å fange opp. Kunstige signal er menneskeskapte teikn som vert formidla med teknologiske signalberarar. Vardebrenning er eit kunstig digitalt signal som fortel om fiendens flåte er på veg eller ikkje. Viss bålet er på er det fare, men viss det er av kan du ta det roleg.

Gammaldagse variantar av medium som telefon og radio er døme på analoge kunstige signalberarar. Analoge signal samvarierer nærast direkte i storleik eller intensitet med det fysiske fenomenet som formidlar dei. Dersom ein mikrofon fangar opp ein høg lyd, lagar signalet større utslag på signalberaren enn han gjer om han fangar opp ein låg lyd. Signalet vart overført direkte på ei berebølgje, eller dei vart lagra på magnetband eller liknande.

I AM-radio er det amplituden på berebølgja som fortel kor sterkt utslaget i ein høgtalarmembran skal vere. Høg amplitude gjev stort utslag og sterk lyd. Låg amplitude gjev lågt membranutslag og låg lydstyrke. Analoge signalberarar var einerådande i mediesamanheng fram til 1990-talet.

Kunstige digitale signal har vorte spesielt vidareutvikla i samband med datamaskina. Slike signal vert brukt til prosessering og lagring av data i datamaskiner og til overføring av data mellom alle slags datamaskiner.

Informasjonen som skal sendast, vert delt opp i separate bitar som vert behandla sekvensielt og ikkje kontinuerleg. I digitalteknikken er det vanlig å representere eit signal ved å sample og kvantifisere det, slik at det utgjer ein sekvens med binære signal som har verdien 0 eller 1. Desse vert kalla ein bit (etter binary digit). Eit digitalt signal med 256 forskjellige signalverdiar kan for eksempel verte representert med 8 binærsignal.

Lydkarakteristikken ved ein mikrofon kan representerast med ei rekkje tal som kodar for signalstyrken på eit tidspunkt. Signalverdien vert ei meir nøyaktig gjengjeving av det naturlege signalet – jo fleire siffer som vert brukt til å kvantifisere det, og jo hyppigare verdiane vert registrerte (sampla). I eit bilete samlar vi lyskarakteristikken i punkt i synsfeltet, ofte kalla pikslar. Jo betre oppløysing kameraet har, jo betre vert bileta.

I dag er nesten all signalering mellom maskiner digital. Ein viktig grunn til at vi brukar digitale signal, er at risikoen for feil vert redusert. Digitale teknologiar er meir robuste enn analoge signalteknologiar. I figuren under ser vi korleis 4 bitar kan ha vorte representert med radiobølgjer. Amplituden på radiosignalet på spesifikke tidspunkt avgjer om vi får ein 1 eller ein 0. Om vi hadde brukt eit analogt signal, ville påverknad som rørsle, magnetfelt, temperatur, sollys og liknande kunna endre verdien på signalet og med det effekten av signalet.

Når ein brukar digitale signal, vil sjansen for uønskt endring vere mykje mindre. Digitale signal gjev òg høve til feilkorrigering på ein heilt annan måte enn analoge signal. I digitale system vert signalet sampla og kvantifisert ved inngangen, før det vert behandla matematisk, utan at ytre forhold har nokon innverknad.

Lars Nyre og Bjørnar Tessem