听到這條路走不通了,眾人都安靜下來,各自思索著還有沒有別的辦法。
“我提示一下,”楊山看到冷場,有意引導,“聲波的屬性都有哪些?”
“頻率、波長、振幅.......”台下響起混亂的回答。
“還有嗎?”
“相位......”
“對,相位,想到了麼?”楊山繼續引導。
“相位差,聲波有相位,那由它產生的電信號也有相位。我們可以在同頻的波段中,把不同相位的電信號同時發出去。然後用傅里葉變換把他們拆分出來,楊先生您給我們講的第一堂課就是講的這部分內容。”鄒荀洛興奮的說道。
“很好。”楊山對這幫學生比較滿意,知道學以致用。
台下也響起了嗡嗡聲,非物理專業的學生都在打听相位是什麼,傅里葉變換是什麼。
看了下表,時間差不多了,楊山宣布課間休息,“課間的時候,大家可以互相探討下,還有什麼辦法能夠更好的實現多路復用。”
由于最後的十多分鐘里講台上下的相互溝通,課間的時候學生們依然處于興奮中,互相分享著自己的想法,一時間教室里亂哄哄的。
楊山也沒閑著,他要利用短暫的時間修改講義,把那些晦澀的專業知識全都剔除,空出來的時間還要增加一些科普性的內容。
下半堂課開始的時候,學生們針對多路復用的問題提出了各種各樣的解決辦法,天馬行空非常有想象力,但都沒說到楊山想讓他們說的那個點上,所以只能略作鼓勵後暫時結束這個話題。
“剛才同學們想到的辦法都很好,但是以目前的已知技術條件都無法實現。我再提示一下,大家不妨換個思路來解決問題。
在電信號的傳輸過程中,我們重點要解決兩個問題,第一是要想辦法壓縮單信道所佔用的帶寬,這樣適用的帶寬範圍內就能容納更多的信道,第二是要保證在傳輸過程中電信號質量,這樣搭載在電信號上的聲音信息才能保證清晰準確。
那麼,有沒有一種電信號,佔用的信道很窄,在長距離傳輸過程中信號質量又特別好呢?”
這個問題一出,所有學生都皺眉苦想︰還有這樣的電信號?
“電報!”突然有人想出來了。
所有人都恍然大悟,是啊,有線長途電報不就是這樣嗎?一根電線就能實現信息的超遠距離準確傳輸,至于佔用信道,呵呵,超低頻中的一段非常小的頻段。
在這個年代,電報通信體系是一個有線和無線相結合的網絡,有線電報因為穩定和安全,所以依然佔據了一定的市場份額。
“楊先生,你是說可以把文字傳送出去,然後用你說的那個解調器轉化成話語?”一個明顯不是物理專業的學生好奇的問道。
“噗~~~”很多有基礎知識的學生忍不住笑了出來。
“非常有想象力的想法,這種解調器也許在未來可以做到,但是目前無法實現。”楊山心中默想,幾十年後就可以了,而且還能把人聲模仿的很像。
“楊先生,我明白了,您的意思是把聲音解析成一長串二進制數字,然後用發電報的方式把這些數字發送出去,然後解調出來。”張杰陽說道。
“是的,回答的非常好。”
“楊先生,聲音是特別復雜的,如果用二進制數字表示,肯定是非常長的一大串,用電報的方式能發出去嗎?”
楊山也不再故弄玄虛,他示意台下安靜,“在十多年前,美國的貝爾實驗室已經研制出了這樣的電話系統,它被稱為t1系統,而這套系統在幾年前已經開始在美國進入商用領域。
這套系統使用的是時分技術,它在單條物理線路上的傳送速率是1.544 bps,發送的是脈沖式的電信號,如果非要說是多少頻率的話,可以簡單的認為它的頻率大概有150萬赫茲的一半,屬于高頻範疇。
如果說我之前介紹的技術屬于模擬信號傳輸,那麼這台機器就是數字信號傳輸。
可能大家對傳送速率的數值有些陌生,那我簡單解釋一下,貝爾實驗室使用一種編碼方式,用8k字節的數字來編碼1秒鐘的人聲,基本可以體現人聲的主要特性,也就是說,在解碼後還原出來的聲音,人耳听不出什麼差別來。然後像拍電報那樣把這些數字信息發送過去,到達目的地後再使用解碼器,把這組數字信息還原成人聲。
這套t1系統可以做到每秒傳輸192k字節的信息,換句話說,使用時分技術,系統可以在單條物理線路上同時傳輸24個信道的通話信息。
咱們學校機房使用的電話交換機里的磁芯存儲的容量是8k。換算一下,t1系統每秒鐘傳輸的數字信息可以填滿24個磁芯存儲器。”
看到大家沒什麼反應,楊山猜測台下眾人對這個數字還是不敏感,于是繼續解釋,“我換個角度解釋一下這個數據量。”他拿起書桌上一本將近300頁的英文書,“這本書里所有的內容如果用這個速度傳輸,大概需要2秒鐘。”
這次所有人都听明白了,但都不可置信,教室里頓時喧鬧起來。
“楊先生,那豈不是說,美國人的這套系統可以在三天之內把咱們學校圖書館里的所有內容都傳送出去。”
“不用。”楊山搖搖頭,“我剛才說的是單條物理線路的傳輸速度,美國人在為這套系統布線的時候通常會把幾十、上百條電線捆扎起來同時布設。所以,大概半小時就傳送完了。”
說完這句話,教室里頓時安靜下來。
楊山覺得對他們的震驚程度還不夠,“據說,嗯,據听說,貝爾實驗室正在研制新一代的系統。具體的數據我不清楚,但我猜測,新系統的傳輸速率至少是t1系統的十倍以上,如果用來傳輸圖書館的書籍內容,幾分鐘就夠了。”
教室里一片死寂。
“很震撼是吧!”
“好了,咱們言歸正傳,把話題轉回到多路復用技術上來。有了剛才我說的例子,可以認為未來將是數字時代的世界。那麼我們就以數字信號的傳輸為起點,繼續想象一下,如何在單位時間內傳送更多的信息。”
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