Как сигнал проходит по телефонному проводу?

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»?

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).

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.

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 ).

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.