Як передаються дані всередині проводу?

Я знаю, що це дуже основне питання, але відповіді, повернені Google, занадто складні для мене, щоб зрозуміти. Я не питаю тут про модуляцію. Я хочу знати, що саме несе дані.

Дозвольте мені пояснити свої сумніви:

Припустимо, зі свого ПК, якщо я хочу передати число десять. Він буде перетворений у двійковий і стане 00001010. Потім він буде відправлений в модем, який перетворить на аналоговий сигнал. Потім цей аналоговий сигнал пройде через провід і досягне місця призначення, де він знову буде перетворений у двійковий і користувач отримає номер.

Тепер, якби це був цифровий сигнал, значення передавалося б як поєднання високої та низької напруги.

Те, що протікає через дріт, є струмом.

Як цей струм несе дані? Струм в основному протікає електронів.

Швидкість електронів залежить від прикладеної напруги (це я пам’ятаю ще зі школи). Але мої дані отримуються майже миттєво.

Тож якби він міг перевіряти мої дані, він не їхав би так швидко.

Я десь читав, що дроти передають дані майже зі швидкістю світла. Як?

Що несе мої дані? Тільки ЕМ хвилі подорожують так швидко.

Будь ласка, допоможи мені. Я, можливо, тут не вистачає багатьох основних моментів. Я не вивчав режими спілкування.

Як цей струм несе дані?

Струм і напруга невіддільні. Струм тече через те, що на дроті є напруга, і є провідний шлях від цієї напруги до нижчої напруги.

Таким чином, ми можемо сказати, що дані кодуються як імпульси напруги або імпульси струму, це насправді не має значення. Часто висока напруга (5 В) вказує на "1", а низька напруга (0 В) вказує на "0". Але ви можете вибрати будь-які два напруги, які вам подобаються. 3,3 і 0 В. 0 і 3,3 В. -0,8 і -1,2 В. Відповідно до того, що найкраще працює у вашому дизайні.

Я десь читав, що дроти передають дані майже зі швидкістю світла. Як? Що несе мої дані? Тільки ЕМ хвилі подорожують так швидко.

Ще один спосіб поглянути на речі полягає в тому, що напруга в місці розташування на дроті - це просто простіший спосіб перегляду того факту, що між дротом і всім навколо нього є електричне поле.

Коли сигнал поширюється по дроту, насправді поширюється електромагнітне поле між дротом та сусіднім провідником "заземлення" чи "повернення". Тож насправді це ЕМ-хвиля, а не масивний предмет (як електрон), який несе сигнал по дроту.

Я десь читав, що дроти передають дані майже зі швидкістю світла. Як? Що несе мої дані? Тільки ЕМ хвилі подорожують так швидко.

Закон Ома чудовий. Це говорить вам про те, що якщо ви покладете 1 вольт через резистор 1 Ом, то 1 ампер буде текти. Однак він ховає більш темну правду, яка найкраще розкривається, якщо уявити, що резистор 1 Ом знаходиться в декількох милях від джерела 1 вольт і з'єднаний кабелем.

Отже, ви застосуєте 1 вольт, і через деякий час ви побачите, що 1 вольт через навантаження 1 Ом - це, на вашу думку, може статися, але це складніше, ніж у мікросекунди, необхідні для спуску кабелю.

Насправді кабель "повідомляє" джерело живлення потужністю 1 вольт, що він приймає 20 мА (це для кабелю з 50 ом характерним опором, тобто багато коаксіальних кабелів мають цей опір). Ясно 1 вольт / 50 Ом = 20 мА. Тому струм спочатку визначається не навантаженням (занадто далеко), а середовищем кабелю.

Таким чином, 20 мА та 1 вольт ідуть по кабелю як хвиля ЕМ - кабель забезпечує це, і є поле Е і поле Н, як реальна радіохвиля, що передається в повітря / атмосферу / вакуум / середовище . Вакуум також має характерний опір - приблизно 377 Ом; що означає, що відношення поля E до поля H дорівнює 377.

Поля E і H прямують до дальнього кінця кабелю, щоб його зустріти навантаженням на 1 Ом, і тоді починають відбуватися дивні речі. Якщо навантаження в дальньому кінці становила 50 Ом, це було б "кінцем історії", але, оскільки навантаження не відповідає "характеристикам" хвилі ЕМ, ви отримуєте віддзеркалення, відправлене назад до джерела живлення, і, також багато разів, У кінцевому підсумку правильний струм направляється вниз по кабелю відповідно до навантаження. Однак все закінчилося за кілька мікросекунд.

Отже, це хвиля ЕМ, яка рухається по кабелю. І з цієї причини завжди корисно розглянути питання про використання відповідних імпедансів для запобігання відображенням, що викликають пошкодження даних.

Оскільки ви задаєте це питання в контексті ПК та модему, відповіді, які я представляю, обмежуються лише телефоном.

Ви правильно пояснюєте, що надсилаєте значення "10" з вашого ПК до точки модему, що перетворює значення 1 і 0, які складають бінарне значення 00001010. Взагалі модем фактично перетворює 1-е і 0-те на два різних звукові тони. Це в основному тому, що телефонна система була розроблена для передачі та прийому звукових форм хвиль як різного електричного струму. Ці два дискретні значення звукових тонів (дві різні частоти) проходять через локальну телефонну систему як струм, що змінюється часом. Як тільки ці сигнали надходять у центральний офіс вашої місцевої телефонної компанії ("CO") (тобто місце, до якого підключається телефонний провід від вашого будинку), вони, як правило, перетворюються на цифрові дані прямо там і надсилаються цифровим чином по національній лінії зв'язку.

Приймаючий модем розпізнає ці два специфічні звукові тони (один тон - «нуль», інший - «один») і перетворює їх назад у двійкову рядок 1 і 0. Потім, на ПК, підключеному до приймального модему, потрібно перетворити ці 0 і 1 назад у 8-бітні значення.

Отже, щоб відповісти на ваше запитання про те, що насправді несе дані, це дійсно багаторівневий механізм. Модем перетворює сигнали 0 і 1 на різні сигнали, що змінюються за часом (два тони, представлені аналогічною напругою, що змінюється часом), а потім підштовхує ці зміни часу, що проходять через мідні телефонні дроти до СО, змінюючи час струми. Модем перетворює сигнали, що змінюються за часом, у струми, що змінюються за часом, оскільки з'єднання з СО - це те, що відомо як "поточний цикл". Локальний, мідний дротяний телефонний контур до вашого СО передає електрично закодовані аудіосигнали як струми, а не напруги. Ці електричні струми течуть дуже швидко, тому ваші "дані" (що представляє собою струм, що змінюється за часом) течуть дуже швидко. Можливо, не зі швидкістю світла,

Розумієш? Тут функціонують два механізми: Бінарні дані представлені як аудіочастотні тони, а тони передаються у вигляді електричних струмів. Принаймні, так це працює між модемом та СО телефонної компанії на обох кінцях з'єднання. Між двома партнерами, які беруть участь у роботі, вступає в дію цілий набір механізмів.

Крім того, щоб виправити своє мислення, двійкові дані дійсно зазвичай кодуються як два рівні напруги в електронних системах, але не завжди. Деякі системи кодують дані як частоти, як модем. Інші кодують дані як фазу сигналу постійної частоти. І є ще кілька інших методів.

І залиште всі матеріали про поширення електричної хвилі та Е-поля фізикам. Це заплутає вас лише тоді, коли ви маєте справу з практичним електронним обладнанням. У цьому світі ЕЕ все стосується напруг та струмів. Вам не потрібно розуміти явища поза цими двома параметрами, щоб зрозуміти, що відбувається в більшості поширених електронних пристроїв.