Mengurai suara modem dial-up

Halo Habr.

Entah bagaimana tidak sengaja mengingat tentang modem Internet dan tentang suara koneksi "yang sama", saya berpikir tentang apa yang ada di dalam sana.



Saya menemukan suara modem di WAV dan Signal Analyzer di jaringan. Mari kita coba mencari tahu.

Tentu saja, saya bukan orang pertama yang merenungkan masalah ini selama bertahun-tahun. Seperti yang ditunjukkan oleh pencarian Google, seorang insinyur Finlandia menggambarkan fase-fase koneksi modem pada tahun 2012 . Tetapi bagi mereka yang tidak secara teratur membaca blog dalam bahasa Finlandia, mungkin bukan dosa untuk menggambarkannya lagi, setelah mempelajari spektrum secara lebih rinci.

pengantar

Penyimpangan kecil untuk "Generasi berikutnya", yang tidak menemukan waktu-waktu itu: modem adalah kotak ajaib yang terhubung, jika memori tidak berubah, ke port COM (belum ada USB) dan mentransfer data melalui saluran telepon biasa dalam rentang "suara" . Dengan demikian, koneksi ke Internet (dan bahkan sebelumnya itu adalah FIDO atau BBS) didahului oleh deritan yang lucu, seluruh proses dapat dilihat, misalnya, di sini .

Modem berevolusi dari yang sangat kuno, bekerja melalui handset dengan kecepatan 300bps, ke yang paling canggih, memberikan secara teoritis hingga 56Kbps, saluran saluran telepon tidak lagi diizinkan.

Beberapa gambar di bawah spoiler

, , «» :



, -, , , . , , .

56:

Poin menarik lainnya - ditaksir oleh Amazon, modem Robotics Courier 56K AS dijual sekarang , dan harganya sangat mahal. Mengapa saya tidak tahu, mungkin ada tempat-tempat di mana masih tidak ada jenis koneksi lain.

Kami akan mengakhiri ini dengan pengantar, dan beralih ke sinyal.

Menghubung

Poin menarik pertama adalah ketika kita mendengar (atau lebih tepatnya mendengar) suara modem, pada kenyataannya, kita tidak mendengar satu modem, tetapi dua sekaligus - modem kita, dan modem penyedia. Sinyal-sinyal modem panggilan dilingkari merah dalam gambar:



Sekarang mari kita lihat jenis modulasi apa yang dapat kita temui dalam sinyal ini.

1. Panggilan nada (DTMF)

Bagian paling kiri dari gambar, tidak ada yang tidak biasa di sini, panggilan nada biasa, yang juga digunakan pada telepon biasa (seseorang mungkin mengingat tombol sakelar Tone-Pulse pada badan telepon kabel).



Ngomong-ngomong, saya punya PBX yang lebih lama dengan pemanggilan pulsa, jadi tidak ada suara seperti itu, juga koneksi 56K.

2. Koneksi

Modem penyedia, setelah menerima panggilan, "mengangkat telepon" dan mengirim beberapa nada ke saluran, modem "kami" menjawab dengan nada frekuensi yang berbeda dan mengirimkan informasi tentang protokol yang tersedia ke saluran:



Seperti yang Anda lihat, FSK digunakan di sini - modulasi frekuensi, di mana kode biner ditransmisikan dari menggunakan dua nada bergantian. Kecepatan transfer hanya 300bit / s.

Modem penyedia menjawab dalam mode yang sama, mengonfirmasi penerimaan.

Koneksi selesai dengan mentransmisikan nada yang cukup panjang dengan modulasi amplitudo frekuensi rendah.



Sangat menarik bahwa jika Anda melihat lebih detail, Anda dapat melihat bahwa di tempat-tempat "sendi" fase nada juga berubah:



Mengapa itu dilakukan sulit untuk dikatakan.

3. Pertukarkan "pengaturan lanjutan"

Saya memasukkan nama dalam tanda kutip, karena Saya tidak tahu pasti, tetapi saya hanya bisa menebak. Di sini modem bertukar berbagai informasi tentang protokol yang tersedia:



Di sebelah kiri adalah sinyal termodulasi-amplitudo sudah dijelaskan di atas, maka sinyal sudah akrab bagi kita dari FSK. Tetapi dengan tepi di sebelah kanan - jenis modulasi lain. Gambar menunjukkan bahwa bukan frekuensi dan amplitudo yang berubah, tetapi fase sinyal (PSK, Phase Shift Keying):



Panjang sinyal hanya 0,15 detik.

4. Pemeriksaan garis.

Di sini kedua modem mengirim sinyal broadband (ke semua sinyal 3,7KHz :) yang tersedia dengan durasi ~ 0,4 detik, hasilnya dikirim ke modem lain.



Pada akhirnya, modem mentransmisikan sinyal terpisah untuk menyesuaikan equalizer dan menekan gema di saluran.

Selanjutnya, speaker dimatikan, dan prosedur tingkat tinggi dilakukan - memeriksa login / kata sandi, dan jika semuanya baik-baik saja, pengguna terhubung ke Jaringan.

Kesimpulan

Seperti yang Anda lihat, cukup banyak semuanya tertanam dalam suara modem, dan ketika mengurai pertanyaan muncul, tetapi pada kenyataannya, mengapa begitu rumit? Mengapa berganti-ganti antara berbagai jenis modulasi untuk sekadar bertukar data?

Jawabannya mungkin sederhana - warisan. Setiap modem baru seharusnya tidak hanya bekerja secepat mungkin dan mendukung protokol terbaru, tetapi juga dapat terhubung ke model yang lebih lama. Oleh karena itu, pada awalnya, modem terhubung pada kecepatan minimum 300 baud dan bertukar informasi protokol, "pengaturan lanjutan" ditransmisikan oleh jenis modulasi lain, yang akan diabaikan modem lama, dan modem baru dapat digunakan.

Tentu saja, saya tidak menetapkan untuk mengurai setiap bit dalam sinyal, di atas hanya informasi umum. Mereka yang ingin mempelajari topik ini secara lebih rinci dapat dikirim ke artikel 2012(dalam bahasa Inggris) atau untuk deskripsi standar ITU , tetapi untuk kenalan pertama saya pikir ada informasi yang cukup.

PS: Di bawah spoiler, suara modem dengan tata letak waktu:

Video

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/