Las matemáticas y la física detrás de las líneas telefónicas POTS

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Desde la escuela secundaria, aprendes algo sobre el Análisis de Fourier y puedes comprender fácilmente que una señal dada que es variable en un período de tiempo determinado está compuesta de múltiples sub-señales con diferentes frecuencias.

Últimamente aprendí que las líneas POTS funcionan, al mismo tiempo, tanto con CA como con CC, la señal de CC se usa para alimentar el dispositivo, el teléfono y las señales de CA son las "entradas" del / al usuario o el ISP (marcación, tono de llamada, tonos dtmf).

Para mí, esto es una especie de magia negra, en este punto, realmente no puedo comprender cómo se produce el llamado multiplexado de la señal.

Es cierto que las señales POTS generalmente viajan a través de enchufes RJ y cables de cobre separados, generalmente hay 4 cables, por lo que las cosas son mucho más simples en la práctica, ya que los 2 AC y DC probablemente siempre están separados entre sí.

En los tiempos modernos, un cable telefónico también transmite una señal DSL, pero solo voy a suponer que esto es solo un "complemento" a las varias señales de CA que una línea POTS ya entrega.

¿Cualquiera puede explicar los principios matemáticos / físicos detrás de la multiplexación de líneas POTS o teléfonos y líneas ADSL en general?

    
pregunta user2485710

2 respuestas

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Usted afirma estar familiarizado con los análisis de Fourier.

Echa un vistazo a esta señal:

AquítenemosunaseñalsinusoidalsumadajuntoconunaseñalDC.LaseñaldeCAtieneunvoltajede1Vpicoapico,mientrasqueelcomponentedeCCesde2V.Paracadapuntodelgráfico,loquesucedióesqueelvalordelaseñalcosinusoidalsesumóconelnivelde2VCC.

SihacemoslatransformadadeFourierdelaseñal,obtendríamosunvalorenlafrecuenciade0,querepresentaelcomponentedeCCyelvaloralafrecuenciadelapropiaseñaldeCA.

Una señal de CA "pura" va de Vpeak a -Vpeak y se centra alrededor de cero. Si el valor promedio de la señal no es cero, entonces tiene un "sesgo de CC", es decir, se puede representar como una suma de una señal de CC y una señal de CA que se centra alrededor de cero.

A continuación, un poco acerca de las líneas telefónicas y su cableado: los POTS tradicionales usan solo dos líneas, una de las cuales está conectada a tierra y la otra tradicionalmente se dice que es de -48 V CC. El voltaje negativo luego se sumó con la señal real que transporta los datos.

ADSL "básicamente" funciona de la misma manera que los módems de fax y las llamadas de voz: el -48 V CC se suma junto con la señal de CA que transporta los datos. Tanto en la oficina central del teléfono como en la ubicación del abonado, los filtros se utilizan para separar el tráfico de voz de la señalización ADSL. Esto es posible ya que ADSL y el teléfono funcionan en diferentes bandas de frecuencia, por lo que no se superponen. Luego puede "simplemente" filtrar diferentes bandas y enviarlas a diferentes dispositivos.

EDIT : Lo mejor es pensar que en realidad no hay voltaje "DC" y "AC" (de hecho, los términos DC y AC no están tan bien definidos y las convenciones dependen de la región). Esos términos son simplemente abstracciones que se utilizan para simplificar los análisis de circuitos.

Supongamos que ha conectado a tierra la línea G y la línea con el voltaje A. Ahora imagine que es posible medir el voltaje de la línea A de manera extremadamente rápida y que asocia una medición de voltaje con un punto en el eje del tiempo. Usted obtendría algo que se parece a esto:

Cadapuntodemediciónleindicaelvoltaje"exacto" en el momento de la medición. No obtiene dos líneas porque solo hay una tensión real y es la tensión que se muestra.

    
respondido por el AndrejaKo
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Es superposición lineal : los componentes de CA y CC de la señal se suman. Imagine cualquier punto en el cable, tiene un voltaje en cada momento, que es la suma de un componente AC (+/- 1v) y DC (+ 48v). Entonces, en ese ejemplo, esperarías ver una lectura de entre 47 y 49 voltios si pudieras congelar el tiempo y tomar tu multímetro.

    
respondido por el shuckc

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