Как сигнал проходит по телефонному проводу?

10

Чтобы получить данные на компьютер, телефонный провод должен послать сигнал, но как он это делает? Использует ли он аналоговый или цифровой сигнал? Как он отправляет «1» и «0»?

cursious10
источник

Ответы:

17

За несколько десятилетий технология модема аналоговой телефонии претерпела значительные изменения. Чтобы понять основы, важно понять частотную манипуляцию , (на мой взгляд), мать всех схем модуляции для цифровых сигналов.

По сути, происходит то, что байт разбивается на отдельные биты, которые будут отправляться один за другим. Затем вводится пара дополнительных бит, чтобы упростить обнаружение ошибок и синхронизацию с сигналом. Если вы пропустили хотя бы один бит, вы не хотите портить и остальную часть потока данных.

К сожалению, телефонная линия не может передавать логические уровни сама по себе, полоса частот, которую она позволяет, слишком мала (я полагаю, 300–4000 Гц), и поэтому вам нужен способ преобразовать биты во что-то, что может быть передано по телефонной линии => тоны. Это именно то, что делает FSK, он изменяет логику 0 в тон определенной частоты, а логику 1 в тон другой частоты.

Например, простая схема модуляции будет работать так:

  • Сериализуйте биты с заданной скоростью, скажем, 1200 бит в секунду. Когда-то это был очень распространенный битрейт.
  • Для каждого 0 вставьте одну синусоидальную волну на частоте 1200 Гц
  • Для каждого 1 вставьте две последующие синусоидальные волны на частоте 2400 Гц.

Обратите внимание, как 1200 Гц и 2400 Гц находятся в правильной полосе пропускания телефонной линии (300-4000 Гц).

введите описание изображения здесь

На приемном конце вы делаете наоборот, если вы обнаруживаете волну 1200 Гц, вы сдвигаете 0, а если вы обнаруживаете две волны 2400 Гц, вы сдвигаете 1.

Теперь вы можете выбрать две другие частоты для связи в другом направлении.

Для увеличения битрейта есть много вариантов. Вы можете использовать несколько частот, несколько амплитуд, а некоторые схемы могут даже синхронизироваться по тактовому шуму удаленного модема.

jippie
источник
И, следовательно, передаваемый сигнал является аналоговым, но представляет цифровую информацию.
sherrellbc
Это хорошее четкое объяснение ФСК. Стоит отметить, однако, что широко используемые 1200 бод-модемы, используемые для поддержки двунаправленной связи, были стандартом Bell 212A, более сложной схемой модуляции, предлагающей пути без помех в каждом направлении. Описанный FSK со скоростью 1200 бод не может уместить два канала в телефонной линии и напоминает Bell 202, который разрешает передачу сигналов только в одном направлении или протоколах, где концы по очереди (он нашел широкое применение в пакетной радиосвязи между компьютерами).
Крис Страттон
12

Модем является важным компонентом оборудования в этом процессе. Модем расшифровывается как MODulator DEModulator.

Когда вы отправляете голос по телефонному проводу, это аналоговый сигнал (подумайте о волнах).

Модем на вашем ПК будет разговаривать с другим модемом у вашего провайдера (интернет-провайдера), они говорят по аналогу, но могут преобразовать этот сигнал в цифровые данные.

Если бы вы слушали разговор между двумя модемами, это звучало бы как крик. Этот высокочастотный шум является языком, который модемы используют для общения.

Вот изображение рукопожатия модемной связи. Как вы можете видеть, рукопожатие выражается в частотах, измеряемых в Гц ( увеличенное изображение здесь ). Модем рукопожатие

По сути, модем на вашем конце будет слышать серию определенных частот и знать, что другой модем пытается сказать это.

Подумайте о азбуке Морзе, откуда мы знаем, что пытается сказать другая сторона? Beep Beep BEEEEP Beep Beep, это все звук, но он имеет значение, когда передается определенным образом.

razodactyl
источник
Этот ответ верен только в том случае, если мы предполагаем, что telephoneмы подразумеваем то, что обычно называют plain old telephone service. Некоторые новые сервисы, такие как, например, ISDN, не используют модемы, поскольку они цифровые. Вместо этого он использует терминальные адаптеры, которые соединяют компьютер с сетью. В некоторых других типах установок аналоговая часть сети может заканчиваться в собственном доме пользователя. Это можно увидеть в так называемой, cable telephonyгде инфраструктура кабельного телевидения используется для предоставления услуг телефонии. Подобные установки выходят для волокна в дом также.
AndrejaKo
3
ISDN делает использование модемов, равно как DSL, T1 / E1 и вверх ... ничего , что ставит данные вниз провода (или волоконно - оптические, или радиоканал) является, вообще говоря, модем (модулятор / демодулятор). Для надежной передачи данных на большие расстояния требуется много работы, и все коммуникационное оборудование должно это делать.
Джон У
Разве цифровые данные ISDN не передаются по аналоговому каналу, а используются более высокие «внеполосные» частоты, которые не передаются на телефон POTS? Это мое воспоминание.
Дункан C