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

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 3 comments