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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