Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Такой процесс происходит повсеместно и регулярно. Все ведь наверняка слушали радио? Более современный подход позволяет передавать таким образом и все данные, которые поедает ваш смартфон. Любой Wi-Fi и беспроводная сеть — это тоже радиоволны. Перечислять все варианты тут можно бесконечно, но вернёмся к самому главному.
Чтобы понять процесс, нам сначала нужно понять, что такое радиоволны.
Радиоволны — это тип электромагнитного излучения, используемого для передачи информации на расстояние. Так называется вездесущая часть электромагнитного спектра, подобно свету или рентгеновским лучам, но с более низкой частотой.
Представьте себе рябь на воде, распространяющуюся от брошенного камня, только вместо воды — электромагнитное поле, а вместо камня — колеблющийся электрический заряд. Эти колебания, передающиеся в пространстве со скоростью света, и есть радиоволны. Они переносят информацию, энергию и являются основой для беспроводной связи, от привычного радио до современных мобильных технологий.
Тут, вероятно, стоило бы рассказать про всю суть проблемы и про сложности теоретической физики при объяснении природы волн, но в этом случае вопрос можно упростить и рассмотреть только прикладную часть. В ней нет никаких мудрёных квази-сущностей типа эфира и прочих радостей.
Посредством радиоволны можно передавать абсолютно любую информацию. От музыки до текстовых сообщений.
Когда данные передаются по радиоволнам, они подвергаются процессу, называемому модуляцией. Это процесс, при котором исходные данные кодируются в радиоволну, что позволяет эффективно передавать их. Как это работает понять даже проще на примере современных цифровых данных, чем на аналоге. Хотя логика сохранится.
Нам нужно три ингредиента:
- Сам исходный звук или информация для передачи — это модулирующий сигнал
- Несущая волна — это та волна, которую мы будем изменять. Она в исходнике имеет стандартные параметры
- Устройство для искажения волны или выполнения модуляции
Несущая радиоволна — это чистый лист бумаги. Модуляция позволяет нам “написать” на этом листе информацию, изменяя один из ее параметров: амплитуду (силу), частоту (количество колебаний в секунду) или фазу (положение колебания во времени). Говоря образно — мы так гнём и сжимаем исходную правильную волну, что среди этих сжатий и деформаций прослеживается закономерность. Эта закономерность и будет кодом или информацией.
Представьте себе, что вы хотите передать сообщение другу с помощью фонарика. Ваша информация или текст будет модулирующим сигналом. Свет фонарика будет несущей волной.
Модуляция тут – это “включение-выключение” фонарика в соответствии с вашим сообщением:
- Амплитудная модуляция (AM): Вы включаете фонарик ярче, если хотите передать “1”, и тусклее, если хотите передать “0”. Получается, как азбука Морзе, но фонарик светит не точками и тире, а яркостью.
- Частотная модуляция (FM): Вы быстро включаете-выключаете фонарик, если хотите передать “1”, и медленно, если хотите передать “0”. То есть, вы меняете скорость мигания фонарика.
- Фазовая модуляция (PM): Вы можете направлять фонарик вверх, чтобы передать “1”, и вниз, чтобы передать “0”. То есть, вы меняете направление фонарика в определенный момент времени.
В реальной жизни вместо фонарика – радиоволна. Вместо “1” и “0” – цифровые данные (или звук, превращенный в цифры). И все эти “включения-выключения”, изменение частоты или фазы происходят с невероятной скоростью, чтобы передать информацию на большие расстояния.
На приемном конце есть устройство, называемое приемником. Оно улавливает эти радиоволны. Но как оно извлекает исходные данные? Ответ кроется в процессе, называемом демодуляцией. Это когда приемник декодирует модулированный сигнал обратно в его исходную форму.
Приемник обнаруживает изменения и восстанавливает исходный аудио- или поток данных. Эта технология не ограничивается только традиционными радиоприемниками. Смартфоны и компьютеры также используют схожие принципы для преобразования радиоволн в данные, обеспечивая бесперебойную связь.