Come viaggino i bit e i segnali su una banda?!

[Matrixbob]

Ho presente il tipico andamento sinusoidale del segnale, ma nonostante mi fossi sempre impegnato a capirlo, non ho mai capito come fa un segnale a viaggiare in spazio .. ammesso che viaggi in spazio ..

Infatti genero un sacco di domande tipo:

Quando il mio PC trasmette 1 bit, da 1 impulso elettrico sulla linea telefonica?! e come fa questo bit ad arrivare all'altro PC?!
Qualcuno mi risponderebbe "beh è ovvio sulla banda", si ma in che senso come un surfista sull'onda viene spinto?!

Nella corrente alternata gli elettroni corrono avanti ed indietro a seconda di come cambia la tensione?!

Chi mi schiarisce le idee plz?!
Boh è un mistero questo campo x me, help!!

[Bilancino]

Originariamente inviato da Matrixbob
Ho presente il tipico andamento sinusoidale del segnale, ma nonostante mi fossi sempre impegnato a capirlo, non ho mai capito come fa un segnale a viaggiare in spazio .. ammesso che viaggi in spazio ..

Che sia spazio che sia tra due citta quando un segnale va trasferito deve essere trattato in base al mezzo in cui varia.........in ogni caso un segnale viene modulato.

Il modem non a caso si chiama così: modulazione-demodulazione.

Ciao

[Matrixbob]

ma no per spazio non intendevo galassie, etc.
intendevo tempo, spazio, massa, etc le unità SI fondamentali

[Matrixbob]

Facciamo l'es di un cavo di rete di 10 metri, come fa il bit a passare da un PC all'altro sapendo che entrambi i PC sono collegati da sto cavetto delle balls RJ45 ?!

[pnx]

La corrente elettrica non è altro che lo spostamento di elettroni in un mezzo conduttore.

In realtà gli elettroni "si spingono" l'un l'altro, quindi quando un elettrone passa da un atomo all'altro, il secondo atomo cede un elettrone al successivo e così via...


Ci sono due unità principali della corrente. L'Ampere indica la quantità di elettroni (espressa in Coulomb, cioè un numero definito e altissimo di elettroni) che che passano in un secondo nella sezione di un conduttore.
La seconda unità di misura è il Volt. Il volt indica la differenza di energia potenziale tra due punti. Gli elettroni tendono a spostarsi dal punto con più energia a quello con meno.

Per dirla in termini più semplici: immagina una conduttura dell'acqua. L'Ampere è la quantità di acqua che passa in un secondo, mentre il Volt è la pressione che ha quest'acqua.

Nel caso di un cavo di rete i due estremi del cavo avranno una tensione pressochè identica, a meno di dispersioni varie dovute al cavo stesso.

I computer sfruttano la tensione per trasferire le informazioni, quindi il Volt, non l'Ampere.
Come in un tubo d'acqua, se aumentassi la pressione ad una estremità di questo tubo, aumenterebbe quasi istantaneamente anche dall'altra parte.

Gli elettroni di spostano relativamente poco all'interno di un cavo di rete, perchè comunque la resistenza interna delle schede di rete è sufficientemente alta. In linea teorica gli elettroni non si dovrebbero neanche muovere, ma nella realtà si può comunque dire che continuino a fare avanti-indietro; immaginalo come un treno di tantissimi vagoni, dentro una galleria, che fa avanti-indietro.

Spero di essere stato sufficientemente chiaro. Se hai qualche dubbio...

[supertonno]

Originariamente inviato da pnx
La corrente elettrica non è altro che lo spostamento di elettroni in un mezzo conduttore.

In realtà gli elettroni "si spingono" l'un l'altro, quindi quando un elettrone passa da un atomo all'altro, il secondo atomo cede un elettrone al successivo e così via...


Ci sono due unità principali della corrente. L'Ampere indica la quantità di elettroni (espressa in Coulomb, cioè un numero definito e altissimo di elettroni) che che passano in un secondo nella sezione di un conduttore.
La seconda unità di misura è il Volt. Il volt indica la differenza di energia potenziale tra due punti. Gli elettroni tendono a spostarsi dal punto con più energia a quello con meno.

Per dirla in termini più semplici: immagina una conduttura dell'acqua. L'Ampere è la quantità di acqua che passa in un secondo, mentre il Volt è la pressione che ha quest'acqua.

Nel caso di un cavo di rete i due estremi del cavo avranno una tensione pressochè identica, a meno di dispersioni varie dovute al cavo stesso.

I computer sfruttano la tensione per trasferire le informazioni, quindi il Volt, non l'Ampere.
Come in un tubo d'acqua, se aumentassi la pressione ad una estremità di questo tubo, aumenterebbe quasi istantaneamente anche dall'altra parte.

Gli elettroni di spostano relativamente poco all'interno di un cavo di rete, perchè comunque la resistenza interna delle schede di rete è sufficientemente alta. In linea teorica gli elettroni non si dovrebbero neanche muovere, ma nella realtà si può comunque dire che continuino a fare avanti-indietro; immaginalo come un treno di tantissimi vagoni, dentro una galleria, che fa avanti-indietro.

Spero di essere stato sufficientemente chiaro. Se hai qualche dubbio...

Spiegazione a mio parere perfetta

[pnx]

Originariamente inviato da supertonno
Spiegazione a mio parere perfetta

Grazie mille!



ps.: Hai la signature irregolare (max 3 righe a 1024x768)

[supertonno]

non lo sapevo...
Sorry

[Matrixbob]

Originariamente inviato da pnx I computer sfruttano la tensione per trasferire le informazioni, quindi il Volt, non l'Ampere.
Come in un tubo d'acqua, se aumentassi la pressione ad una estremità di questo tubo, aumenterebbe quasi istantaneamente anche dall'altra parte.

Ecco questa è l'unica cosa che veramente non capisco.
Mentra x i fluidi riesco a capirla, se si alza la pressione allora riesco a spostare del fluido da una parte all'altra.
Ma come fa un bit o anche solo la voce lungo il telefono a trasferirsi su un'onda portante?!
Questo non riesco a capirlo, probabilmente l'onda non fa aventi e dietro come la corrente alternata, ma fa solo avanti.

E poi aumentando la frequenza del segnale e abbassandola o ampliandola e stringendola variano la quantità d'informazione che posso inviare.. beh perchè?

Se il segnale resta sempre sinusoidale dove cavolo viaggiano e sotto che forma ste informazioni o bit?!

Ciao raga, ne riparliamo stasera ora scappo in biblioteca x fare "calcolo numerico".

[pnx]

Originariamente inviato da Matrixbob
Ecco questa è l'unica cosa che veramente non capisco.
Mentra x i fluidi riesco a capirla, se si alza la pressione allora riesco a spostare del fluido da una parte all'altra.
Ma come fa un bit o anche solo la voce lungo il telefono a trasferirsi su un'onda portante?!
Questo non riesco a capirlo, probabilmente l'onda non fa aventi e dietro come la corrente alternata, ma fa solo avanti.

E poi aumentando la frequenza del segnale e abbassandola o ampliandola e stringendola variano la quantità d'informazione che posso inviare.. beh perchè?

Se il segnale resta sempre sinusoidale dove cavolo viaggiano e sotto che forma ste informazioni o bit?!

Ciao raga, ne riparliamo stasera ora scappo in biblioteca x fare "calcolo numerico".

Vedo che fai un po' di confusione.

Pensa al codice morse, lo potresti fare anche con un filo di nilon teso e collegato ad una campana. Quando tiri la cordicella la campana suona.


Esistono molteplici sistemi di trasmissione dei dati, e ogni mezzo trasmissivo, ogni sistema di comunicazione, ne utilizza uno diverso.

Partiamo dal più semplice: trasmissione di un segnale binario in banda base, cioè senza necessità di modulazione.

L'esempio della campanella fa al nostro caso. Quando tiri la corda e la campana suona si tratta di un 1, quando non la tiri si tratta di uno zero. Tutto ovviamente sincronizzato a una certa frequenza di campionamento, cioè un bit ogno tot secondi ben precisi.

In questo caso l'onda che trasmetti è un'onda quadra.

L'onda non è una vera e propria onda come quella che puoi vedere al mare. In realtà si tratta di un semplice grafico che mette sulle X il tempo, e sulle Y la tensione.

L'andamento della tensione sul tempo può anche non essere sinusoidale, e come nell'esempio sopra, si può trattare di un onda quadra. Nel caso del cavo di rete si tratta di un segnale a onda quadra, ma non è un semplice uno-zero, perchè per arrivare ad alte velocità si utilizzano sistemi di codifica un po' particolari (che non sto a spiegarti, almeno adesso).

Più velocemente tiri e molli la cordicella, più aumenti la frequenza, e quindi più dati trasmetti nella stessa unità di tempo.



Se adesso però vuoi trasmettere nell'etere, per esempio, la frequenza deve necessariamente essere molto alta, se no non riesci a trasmettere dentro l'aria.

Come fai a far diventare un segnale di pochi Hz, come per esempio è l'audio, un segnale ad frequenza più alta, quindi 100 MHz per esempio?

L'unico sistema è la modulazione, che preferisco spiegarti magari più avanti, solo se arrivi a capire fino a questo punto.

[Matrixbob]

ok fino a qui ci sono, grazie.

[pnx]

Ok, allora... la Modulazione.

Prendiamo l'esempio più comune, la radio.

Mettiamo che tu vuoi trasmettere della musica nell'etere. La sorgente audio, nel migliore dei casi, avrà una frequenza che va da 100Hz a 20KHz.

Se prendi questo segnale e lo invii ad una antenna non ottieni nulla, perchè quelle frequenze non sono adatte a viaggiare nell'etere.

Per trasmettere devi usare frequenze molto più alte, mettiamo 900KHz. Per questo motivo entra in gioco la modulazione.


Anche se non è così, per semplicità immaginiamo che il segnale audio sia una perfetta sinusoide. La prima che vedi in alto.




Ovviamente essendo un segnale audio, la frequenza continua a variare in quel range 100-20.000 Hz, ma non ci interessa, immaginiamo che si tratti di un beeeeep ad una determinata frequenza.


Il tipo di modulazione mostrato in figura è il tipico AM, cioè Modulazione di Ampiezza.

In pratica viene generato un segnale sinusoidale alla frequenza prescelta, in questo caso 900KHz, e si modifica la sua tensione di picco utilizzando il segnale da trasmettere.
Mi sembra che l'immagine sia più chiara delle mie parole.

L'immagine non è correttamente in scala, purtroppo è la migliore che ho trovato al momento, comunque man mano che il segnale audio sale in tensione, sale anche la tensione di picco dell'onda portante,
man mano che scende il segnale audio, scende la tensione di picco della portante.

Poi ovviamente la radio che riceve esegue il processo inverso.

[Robert Valerio]

Principle on how a bit is transmitted and received over a telephone line.


http://www.seas.upenn.edu/~kassam/t570_8.pdf



Good luck!

[Matrixbob]

Originariamente inviato da pnx
Ovviamente essendo un segnale audio, la frequenza continua a variare in quel range 100-20.000 Hz, ma non ci interessa, immaginiamo che si tratti di un beeeeep ad una determinata frequenza.

Ahhhh quindi quella che tu hai chiamato onda ed io vedo disegata in forma regolare in realtà è un qualcosa di inregolarissimo per esempio nella voce, giusto?!

[pnx]

Originariamente inviato da Matrixbob
Ahhhh quindi quella che tu hai chiamato onda ed io vedo disegata in forma regolare in realtà è un qualcosa di inregolarissimo per esempio nella voce, giusto?!

Esatto.

[pnx]

Ad ogni modo la soluzione AM non garantisce una buona qualità dell'audio. Infatti il segnale subisce sicuramente delle attenuazioni e dei disturbi che si vanno a sommare o a sottrarre al segnale trasmesso. Quando la radio fa il processo inverso non ottiene un segnale molto fedele all'originale.

Per questo successivamente fu adotttata la modulazione FM.
Nella FM, cioè modulazione di frequenza, l'onda sorgente (l'audio) non modifica l'ampiezza della portante, ma bensì la sua frequenza.





In questo modo è più difficile che segnali di disturbo o attenuazioni modifichino la frequenza del segnale trasmesso.

[pnx]

Ho trovato questi due link interessanti. Lascia perdere il riquadro grande in basso a destra, concentrati sugli altri.

http://www.peduto.it/mod_ampiezza.htm

http://www.peduto.it/modulazione_di_frequenza.htm

[Matrixbob]

bene bene, se mi vengono altre domande (appena sono lucido) mi ripropongo.
tnx pnx.

[morpheus3g]

Originariamente inviato da Matrixbob
bene bene, se mi vengono altre domande (appena sono lucido) mi ripropongo.
tnx pnx.

Io avrei due cose da chiedere, premesso che so poco o niente della materia.

Com'è possibile che in una stessa zona, ad esempio usando una qualunque radio, si possano ascoltare diversi programmi.. ?

l'unica cosa che mi viene in mente è che il ricevitore "separi" le radio e quindi sia in grado di riprodurne una soltanto, scegliendo soltanto quella il cui segnale radio ha una certa frequenza di propagazione..

riuscireste a spiegarmi meglio xò ?

[pnx]

I segnali radio vengono ovviamente trasmessi su frequenze diverse (frequenza della portante).
Siccome si tratta di segnali modulati, e non di semplici segnali sinusoidali ad una determinata frequenza, occupano un determinata banda, cioè un insieme di frequenze.

Quindi una stazione radio che ha frequenza 105MHZ, in realtà occupa una banda al cui centro ci sono 105MHz, ma va leggermente sopra e leggermente sotto questa frequenza.

Tutti i segnali trasmessi nell'etere si sovrappongono, quindi all'antenna della radio arriva un misto di segnali di ogni genere.

All'interno della radio c'è quello che viene chiamato "filtro passa banda" che ha la caratteristica di poter rimuovere tutte le frequenze inferiori e tutte le frequenze superiori ad una determinata banda.

Grazie a questo filtro, si può ottenere il segnale di una sola emittente.


I filtri dell'ADSL per esempio, sono "filtri passa basso" perchè eliminano le frequenze superiori del segnale ADSL.