Como um sinal viaja através de um fio telefônico?


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Para obter dados em um computador, o fio do telefone deve enviar um sinal, mas como isso ocorre? Utiliza sinal analógico ou digital? Como ele envia os "1s" e "0s"?

Respostas:


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Ao longo de várias décadas, a tecnologia de modem de telefonia analógica evoluiu bastante. Para entender o básico, é essencial entender o Frequency Shift Keying , (na minha opinião) a mãe de todos os esquemas de modulação para sinais digitais.

Essencialmente, o que está acontecendo é que um byte é dividido em bits separados, que serão enviados um após o outro. A seguir, alguns bits extras são introduzidos para simplificar a detecção de erros e a sincronização com o sinal. Se você perder um único bit, também não deseja corromper o restante do fluxo de dados.

Infelizmente, uma linha telefônica não pode transmitir níveis lógicos por conta própria, a faixa de frequência que ela permite é muito pequena (acredito que 300-4000Hz) e, portanto, você precisa de uma maneira de transformar os bits em algo que possa ser transmitido pela linha telefônica => tons. É exatamente isso que o FSK faz: ele muda uma lógica 0 para um tom de uma certa frequência e uma lógica 1 para um tom de uma frequência diferente.

Por exemplo, um esquema de modulação simples funcionaria assim:

  • Serialize os bits em uma determinada taxa, digamos 1200 bits por segundo. Isso já foi uma taxa de bits muito comum.
  • Para cada 0 insira uma única onda senoidal a 1200Hz
  • Para cada 1 insira duas ondas senoidais subsequentes a 2400Hz.

Observe como 1200Hz e 2400Hz estão corretos na largura de banda suportada da linha telefônica (300-4000Hz).

insira a descrição da imagem aqui

Na extremidade receptora, você faz o inverso; se você detecta uma onda de 1200Hz, desloca um 0 e se detecta duas ondas de 2400Hz, desloca um 1.

Agora você pode escolher duas outras frequências para a comunicação na outra direção.

Para aumentar a taxa de bits, existem muitas opções. Você pode usar várias frequências, múltiplas amplitudes e alguns esquemas podem até sincronizar com o ruído do relógio do modem remoto.


E, consequentemente, o sinal transmitido é analógico, mas representa informação digital .
— sherrellbc

Esta é uma boa explicação clara do FSK. Vale ressaltar, no entanto, que os modems de 1200 baud amplamente utilizados para apoiar a comunicação bidirecional eram o padrão Bell 212A, um esquema de modulação mais complicado que oferece caminhos não interferentes em cada direção. O FSK de 1200 baud descrito não pode caber dois canais em uma linha telefônica e se assemelha à Bell 202, que só permite sinalizar em uma direção ou protocolos em que as extremidades se revezam (ele encontrou muito uso em comunicação de rádio em pacotes entre computadores).
— Chris Stratton

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O MODEM é um componente crítico de hardware nesse processo. MODEM significa MODulator DEModulator.

Quando você envia voz por um fio telefônico, esse é um sinal analógico (pense em ondas).

O modem do seu PC falará com outro modem do seu ISP (provedor de Internet), eles falam em analógico, mas podem converter esse sinal em dados digitais.

Se você escutasse a conversa entre dois modems, isso soaria como um grito. Esse ruído de alta frequência é o idioma que os modems usam para se comunicar.

Aqui está uma imagem de um handshake de modem dial-up. Como você pode ver, o aperto de mão é expresso em Frequências medidas em Hz ( imagem maior aqui ). Aperto de mão do modem

Essencialmente, o modem do seu lado ouvirá uma série de frequências específicas e saberá o que o outro modem está tentando dizer.

Pense no código morse, como sabemos o que a outra parte está tentando dizer? beep beep beep beep beep, é tudo som, mas tem significado quando transmitido de uma certa maneira.


Esta resposta só está correta se assumirmos que telephoneentendemos o que é comumente chamado plain old telephone service. Alguns serviços mais recentes, como ISDN, por exemplo, não usam modems, pois são digitais. Em vez disso, usa adaptadores de terminal, que conectam o computador à rede. Em alguns outros tipos de configurações, a parte analógica da rede pode terminar na própria casa do usuário. Isso pode ser visto no chamado cable telephonylocal em que a infraestrutura de TV a cabo é usada para fornecer serviço de telefonia. Também há saídas similares de fibra para a casa.
— AndrejaKo

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ISDN faz modems de uso, assim como o DSL, T1 / E1 e para cima ... qualquer coisa que coloca os dados para baixo de um fio (ou fibra óptica, ou link de rádio) é, em termos gerais, um modem (modulador / demodulador). Há muito trabalho necessário para disparar dados de maneira confiável a longa distância, e todos os equipamentos de comunicação devem fazê-lo.
— John

Os dados digitais ISDN não são analógicos, mas estão usando frequências "fora da banda" mais altas que não são passadas para o telefone POTS? Essa é a minha lembrança.
— Duncan C
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