can3p (can3p) wrote,
can3p
can3p

И модем

Один из тех дней, когда невинный вопрос вычеркивает из жизни целый вечер. Дослушивая лекцию про спутниковое вещание и проблемы, связанные с tcp/ip там, я задумался: если tcp/ip требует двунаправленного соединения, то как же работал интернет по схеме, когда через спутник шло только получение данных, а передача шла через другой канал, например диал ап. Хороший вопрос, до сих пор не знаю на него ответа.

Может быть, непосредственно tcp/ip работает через модем, а со спутника данные идут стройным потоком, который потом как-то объединяется с потоком данных от модема? Звучит не очень надежно, хоть и помню рассказы умельцев, которые так со спутников ловили чужие загрузки.

И тут я понял, что про модем тоже довольно смутно все понимаю. Как он гоняет данные взад и вперед? Ответ на этой найти оказалось несложно - модем дозванивается на спец. номер, где трубку поднимает автомат, и далее все кодирование связи взад и вперед осуществляется за счет модуляции сигналов, которые и передаются как обычный голос, и чтобы не было интерференции, передаются они на разных частотах, насколько это возможно в том узком диапазоне, который поддерживают телефонные линии. Уже тут надо было что-то заподозрить, но я бурился дальше.

Хорошо, здесь все понятно, но как происходит непосредственно передача сигнала? Тут я понял, что принцип работы телефона я тоже не до конца понимаю.

Интернет полон описаний сигнальной системы, тут то проблемы нет, и все было бы хорошо, если бы телефон использовал один провод для передачи и второй для приема, но на самом деле провода всего два, и это не потенциал с землей, а так называемая сбалансированная пара (про нее позже еще). И тут я застрял.

Годы не прошли зря, я успешно удалил из своей памяти большую часть пройденного в университете, поэтому, думая про волны, хоть и электромагнитные, я совсем забыл, что это, вообще говоря, источники электричества.

Не знаю почему, но этот вопрос не раскрывается в 99.9999% разных статей про устройство телефона. Как же передается сигнал в одну и другую сторону? Найдя в одном из объяснений ссылку на теорему о суперпозиции я начал что-то подозревать и после дополнительного поиска я приблизился к просветлению, вот эта статья помогла окончательно.

Для понимания нужно забыть про сигналы и рассматривать телефонный разговор как электрическую цепь, в которой голос каждого собеседника - это еще один источник переменных колебаний. И никакой передачи в какую-либо сторону нет, есть суперпозиция двух источников, которая потом интерпретируется с каждой стороны так или иначе. Конкретно в случае телефона, в аппарате есть дополнительная схема (telephone hybrid), которая вычитает сигнал от микрофона из сигнала в цепи, и подает на динамик результат, который по совместительству оказывается голосом собеседника. На другом конце линии все происходит ровно наоборот.

Соотвественно, модем этот механизм экплуатирует, генерируя тональность в качестве источника сигнала со своей стороны и демодулируя ответ собеседника.

После этого стало понятнее, возник еще один вопрос: а зачем использовать сбалансированную линию (а точнее витую пару), если можно иметь сигнал и землю? Объяснилось все наводками и шумами, которые неминуемо появляются при том расстоянии, на котором совершается звонок.

Витая пара используется, т.к в этом случае оба провода попадают под наводки в среднем одинаково. В дополнение к этому, сигнал на них подается ровно противоположный. Если на одном из них будет +1В, то на другом будет -1В. Хитрость в том, что если шум наводится одинаковый, то если при приеме один сигнал вычесть из другого, то шум самоудалится и останется только сигнал сам по себе.

Наверное, странно подобные вещи открывать для себя в тридцать лет, но последние месяцы выдались для меня необычайно урожайными на подобные инсайты, особенно в области пердачи данных.

В дополнение к этому, сигнал на них подается ровно противоположный. Если на одном из них будет +1В, то на другом будет -1В. Хитрость в том, что если шум наводится одинаковый, то если при приеме один сигнал вычесть из другого, то шум самоудалится и останется только сигнал сам по себе.

Наверное, странно подобные вещи открывать для себя в тридцать лет, ноно последние месяцы выдались для меня необычайно урожайными на подобные инсайты, особенно в области пердачи данных.

Попутно я выяснил, как работало телевидение обычное, как работало телевидение кабельное и может быть что-то еще.

Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments