Wie läuft ein Signal über ein Telefonkabel?


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Um Daten an einen Computer zu senden, muss das Telefonkabel ein Signal senden, aber wie funktioniert es? Verwendet es ein analoges oder ein digitales Signal? Wie sendet es die "1s" und "0s"?

Antworten:


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Über mehrere Jahrzehnte hat sich die analoge Telefoniemodemtechnologie erheblich weiterentwickelt. Um die Grundlagen zu verstehen, ist es wichtig, die Frequenzumtastung (meiner Meinung nach) zu verstehen , die Mutter aller Modulationsschemata für digitale Signale.

Im Wesentlichen geschieht ein Byte in separate Bits, die nacheinander gesendet werden. Als nächstes werden einige zusätzliche Bits eingeführt, um die Fehlererkennung und Synchronisation mit dem Signal zu vereinfachen. Wenn Sie ein einzelnes Bit verpassen, möchten Sie auch den Rest des Datenstroms nicht beschädigen.

Leider kann eine Telefonleitung keine Logikpegel alleine übertragen, das Frequenzband, das sie zulässt, ist zu klein (ich glaube 300-4000 Hz), und daher benötigen Sie eine Möglichkeit, die Bits in etwas zu ändern, das über die Telefonleitung übertragen werden kann => Töne. Dies ist genau das, was FSK tut. Es ändert eine logische 0 in einen Ton einer bestimmten Frequenz und eine logische 1 in einen Ton einer anderen Frequenz.

Zum Beispiel würde ein einfaches Modulationsschema folgendermaßen funktionieren:

  • Serialisieren Sie die Bits mit einer bestimmten Rate, z. B. 1200 Bit pro Sekunde. Dies war einst eine sehr häufige Bitrate.
  • Fügen Sie für jede 0 eine einzelne Sinuswelle bei 1200 Hz ein
  • Fügen Sie für jede 1 zwei aufeinanderfolgende Sinuswellen bei 2400 Hz ein.

Beachten Sie, wie 1200 Hz und 2400 Hz in der unterstützten Bandbreite der Telefonleitung (300-4000 Hz) richtig liegen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Am Empfangsende machen Sie das Gegenteil. Wenn Sie eine 1200-Hz-Welle erkennen, verschieben Sie eine 0 und wenn Sie zwei 2400-Hz-Wellen erkennen, verschieben Sie eine 1.

Jetzt können Sie zwei andere Frequenzen für die Kommunikation in die andere Richtung auswählen.

Um die Bitrate zu erhöhen, gibt es viele Möglichkeiten. Sie können mehrere Frequenzen, mehrere Amplituden verwenden und einige Schemata können sogar das Taktrauschen des Remote-Modems synchronisieren.


Folglich ist das übertragene Signal analog , repräsentiert jedoch digitale Informationen.
Sherlellbc

Dies ist eine schöne klare Erklärung für FSK. Es ist jedoch anzumerken, dass die weit verbreiteten 1200-Baud-Modems, die zur Unterstützung der bidirektionalen Kommunikation verwendet wurden, der Bell 212A-Standard waren, ein komplizierteres Modulationsschema, das nicht störende Pfade in jede Richtung bietet. Der beschriebene 1200-Baud-FSK kann nicht zwei Kanäle in eine Telefonleitung einpassen und ähnelt der Bell 202, die nur die Signalisierung in eine Richtung oder Protokolle zulässt, bei denen sich die Enden abwechseln (er hat in der paketierten Funkkommunikation zwischen Computern viel Verwendung gefunden).
Chris Stratton

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Das MODEM ist eine wichtige Hardwarekomponente in diesem Prozess. MODEM steht für MODulator DEModulator.

Wenn Sie eine Stimme über ein Telefonkabel senden, ist dies ein analoges Signal (denken Sie an Wellen).

Das Modem an Ihrem PC spricht mit einem anderen Modem Ihres ISP (Internet Serive Provider). Sie sprechen analog, können dieses Signal jedoch in digitale Daten umwandeln.

Wenn Sie das Gespräch zwischen zwei Modems anhören würden, würde es sich wie Schreien anhören. Dieses Hochfrequenzrauschen ist die Sprache, mit der die Modems kommunizieren.

Hier ist ein Bild eines Handshakes eines DFÜ-Modems. Wie Sie sehen können, wird der Handshake in Frequenzen ausgedrückt, die in Hz gemessen werden ( größeres Bild hier ). Modem Handshake

Im Wesentlichen hört das Modem an Ihrem Ende eine Reihe bestimmter Frequenzen und weiß, was das andere Modem zu sagen versucht.

Denken Sie an Morsecode. Woher wissen wir, was die andere Partei zu sagen versucht? Beep Beep BEEEEP Beep Beep, es ist alles Ton, aber es hat Bedeutung, wenn es auf eine bestimmte Weise übermittelt wird.


Diese Antwort ist nur richtig, wenn wir annehmen, dass telephonewir damit das meinen, was allgemein genannt wird plain old telephone service. Einige neuere Dienste wie ISDN verwenden keine Modems, da diese digital sind. Stattdessen werden Terminaladapter verwendet, die den Computer mit dem Netzwerk verbinden. Bei einigen anderen Arten von Einstellungen kann der analoge Teil des Netzwerks im eigenen Haus des Benutzers enden. Dies zeigt sich in der sogenannten cable telephonyKabelfernsehinfrastruktur, die zur Bereitstellung von Telefoniediensten verwendet wird. Ähnliche Einstellungen gibt es für Glasfaser auch für zu Hause.
AndrejaKo

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ISDN macht Gebrauch Modem, ebenso wie DSL, T1 / E1 und aufwärts ... etwas Das setzt Daten nach unten einem Draht (oder Lichtwellenleiter, oder Funkverbindung) ist, allgemein gesprochen, ein Modem (Modulator / Demodulator). Es ist viel Arbeit erforderlich, um Daten über große Entfernungen zuverlässig abzufeuern, und alle Kommunikationsgeräte müssen dies tun.
John U

Werden digitale ISDN-Daten nicht über analoge Daten übertragen, sondern höhere "Out-of-Band" -Frequenzen verwendet, die nicht an das POTS-Telefon weitergeleitet werden? Das ist meine Erinnerung.
Duncan C
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