Математика и физика телефонных линий POTS

Со школы вы узнали что-то об анализе Фурье и можете легко уловить идею о том, что данный сигнал, который является переменным в течение заданного периода времени, состоит из нескольких подсигналов с разными частотами.

Недавно я узнал, что линии POTS работают одновременно с питанием переменного и постоянного тока, сигнал постоянного тока используется для питания устройства, телефона, а сигналы переменного тока являются «входами» от/к пользователю или провайдеру. (набор номера, мелодия звонка, тональные сигналы DTMF).

Для меня это своего рода черная магия, в данный момент я действительно не могу понять, как происходит так называемое мультиплексирование сигнала.

Это правда, что сигналы POTS обычно проходят через вилки RJ и отдельные медные кабели, обычно есть 4 кабеля, поэтому на практике все намного проще, поскольку 2 переменного и постоянного тока, вероятно, всегда отделены друг от друга.

В наше время телефонный кабель также передает сигнал DSL, но я просто предполагаю, что это просто «дополнение» к нескольким сигналам переменного тока, которые уже доставляет линия POTS.

Кто-нибудь может объяснить принципы математики/физики, лежащие в основе мультиплексирования линий POTS или телефонов и линий ADSL в целом?

В базовой форме POT имеет два провода - эти сигналы передаются, а постоянный ток - 3 провода используются, чтобы несколько телефонов могли отключать звук звонка на параллельных телефонах при поднятии трубки, а 4 провода используются на старых АТС, когда использовались функции «возврата с земли». но основные горшки 2 провода. Обычно там не 4 провода.

Ответы (2)

Вы утверждаете, что знакомы с анализом Фурье.

Взгляните на этот сигнал:

DC+AC

Здесь у нас есть синусоидальный сигнал, суммированный с сигналом постоянного тока. Сигнал переменного тока имеет размах напряжения 1 В, в то время как составляющая постоянного тока составляет 2 В. Для каждой точки на графике значение косинусоидального сигнала суммировалось с уровнем 2 В постоянного тока.

Если мы сделаем преобразование Фурье сигнала, мы получим значение на частоте 0, которое представляет постоянную составляющую, и значение на частоте самого сигнала переменного тока.

БПФ AC+DC

«Чистый» сигнал переменного тока идет от Vpeak до -Vpeak и центрируется вокруг нуля. Если среднее значение сигнала не равно нулю, то он имеет «смещение постоянного тока», то есть его можно представить как сумму сигнала постоянного тока и сигнала переменного тока, центрированного вокруг нуля.

Далее, немного о телефонных линиях и их кабелях: Традиционные POTS используют только две линии, одна из которых заземлена, а другая традиционно считается -48 В постоянного тока. Затем отрицательное напряжение суммируется с фактическим сигналом, который несет данные.

ADSL «в основном» работает так же, как факс-модемы и голосовые вызовы: постоянный ток -48 В суммируется с сигналом переменного тока, который несет данные. Как в центральной телефонной станции, так и в месте нахождения абонента используются фильтры для отделения голосового трафика от сигнализации ADSL. Это возможно благодаря тому, что ADSL и телефон работают в разных частотных диапазонах, поэтому они не пересекаются. Затем вы можете «просто» отфильтровать разные полосы и отправить их на разные устройства.

РЕДАКТИРОВАТЬ : Правильный способ думать об этом заключается в том, что на самом деле нет напряжения «постоянного тока» и «переменного тока» (на самом деле термины «постоянный ток» и «переменный ток» на самом деле не так уж хорошо определены, и соглашения зависят от региона). Эти термины являются просто абстракциями, которые используются для упрощения анализа схем.

Допустим, у вас есть заземленная линия G и линия с напряжением A. Теперь представьте, что можно очень быстро измерить напряжение линии A и что вы связываете одно измерение напряжения с одной точкой на оси времени. Вы получите что-то похожее на это:шток AC+DC

Каждая точка измерения сообщает вам «точное» напряжение во время измерения. Вы не получите две линии, потому что есть только одно фактическое напряжение, и это напряжение, которое показано.

Значит, ДК вызывает смещение графика в верхнюю часть координатной плоскости и для ДК нет ровной линии? Почему нет 2 строк? Почему DC должен имитировать поведение AC, учитывая, что на вашем первом графике всего 1 линия.
@user2485710 user2485710 Теперь яснее?
Я только что понял, что у меня есть мозги, я забыл, что эти понятия связаны с исчислением бесконечно малых, и каким-то образом я пытался перенести это с аналитической точки зрения на какое-то алгебраическое/геометрическое представление. Я понятия не имею, о чем я думал. Да, теперь я понял, что в основном сигнал переменного тока сдвинут на столько же, сколько интенсивность сигнала постоянного тока.

Это линейная суперпозиция — переменная и постоянная составляющие сигнала складываются. Представьте себе любую точку на проводе, на ней всегда есть напряжение, которое представляет собой сумму компонентов переменного (+/- 1 В) и постоянного (+ 48 В). Таким образом, в этом примере вы ожидаете увидеть показания от 47 до 49 вольт, если бы вы могли остановить время и взять мультиметр.

Я не понимаю, в течение определенного периода времени Tпеременный ток описывает синусоиду, а постоянный ток представляет собой плоскую линию, как я могу различить их в точке, где они пересекаются? И это при условии, что я получаю четкий сигнал без всплесков.
DC является средним значением. (Приблизительное среднее значение менее чем за бесконечное время).
@akellyirl в среднем чего? номинальное значение переменного тока само по себе является средним, поскольку переменный ток следует синусоиде за период T. Поэтому, если у вас есть переменный ток на 50 В, вы можете ожидать, что график переменного тока будет ограничен от -50 до +50, образуя синусоиду. DC - это плоская линия, насколько мне известно.
@ user2485710, используя любую программу для построения графиков, нарисуйте ф ( т ) "=" 1 + потому что ⁡ ( 2 π т ) и скажите мне, если вы видите один сигнал или два . Ясно, что среднее по времени значение этой функции за период равно 1 и это постоянная составляющая - постоянная по времени. Вычитание постоянной составляющей из этой функции оставляет изменяющийся во времени сигнал с нулевым усреднением по времени — переменную составляющую . Тот факт, что мы можем разложить ф ( т ) на две составляющие не означает, что сюжет ф ( т ) покажет компоненты постоянного и переменного тока .
@AlfredCentauri спасибо, теперь все прояснилось, это была моя вина, так как у меня был этот гигантский мозговой анализ по поводу исчисления.
Математика и физика телефонных линий POTS
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v