Elektrik hızı ve veri aktarımı

Bazı yerlerde elektriğin çok yavaş olduğunu okudum . Peki bakır tellerdeki internet trafiği nasıl bu kadar hızlı olabilir? Düşük seviyeli veri aktarım yapısı hakkında büyük bir bilgi boşluğum olduğunu düşünüyorum. Her neyse, onu aradım ve bulamadım, öyle mi?

Tellerdeki elektrik esas olarak elektronlar gibi yük taşıyıcıların hareketidir. Bunlar çok yavaş hareket ediyor.

Bununla birlikte, bir kablonun bir ucundaki voltaj değişikliği kablonun diğer ucunda neredeyse anında bir değişikliğe neden olur.

Çok uzun bir hortum borusu düşünün, musluğu açtığınızda borunun boş olması durumunda, borunun diğer ucundan çıkmaya başlamadan önce suyla dolması birkaç saniye sürebilir. Boru zaten suyla doldurulursa, musluğun döndürülmesi suyu anında uzak uçtan dışarı zorlar.

Gerilim kabaca basınca benzer. Su basıncındaki bir değişiklik, su dolu bir borudan suyun hareketinden daha hızlı iletilebilir.

Aslında birkaç yıl önce bu soru üzerine bir blog yazısı yazdım .

Temel olarak, her bir elektron saniyede sadece birkaç milimetrede hareket etse de, birbirlerine çarpmalarının "sinyali" bundan çok daha hızlı hareket eder (ışık hızının büyük bir kısmı) .

Topların tüpe çok yavaş nasıl girdiğine dikkat edin, ancak bir topun girdiği "sinyal" (tüpten aşağı doğru yayılan kuvvet) bundan çok daha hızlı hareket eder. Bir telde hareket eden elektronlar çok benzer şekilde çalışır.

Elektronların bir iletken içinde hareket hızı nispeten yavaştır, ancak bilgi iletken çiftleri veya havada elektrik dalgaları aracılığıyla taşınır ve bu dalgalar çok hızlı hareket eder: bir vakumda veya yaklaşık ışık hızında Bunun 2 / 3'ü bir koaksiyel kabloda.

Bir ip alırsanız, bir ucunu bir şeye tutturursanız veya bir arkadaşınızın tutmasını sağlarsanız, ipin ucunu hızlı bir şekilde yukarı ve aşağı çevirirseniz, ipte ucunuzdan diğer ucuna hızla giden bir dalga indüklersiniz. Halat parçacıkları çok hızlı hareket etmiyor.

Başka bir örnek, bir okyanus dalgasıdır. Bir tsunami saatte yüzlerce mil yol kat eder, ama dalgayı taşıyan su o kadar hızlı hareket etmez.

Elektriğin kendisi ışık x hız faktörü hızında tellerden geçer . Böylece,% 75 hız faktörüne sahip ucuz bir RG-58 koaksiyel kablo parçası, radyo dalgalarını ışık hızının% 75'inde iletebilir.

Karışıklık, bilgi iletmek için sadece DC akımını değil, bunun yerine DC voltajından (modülasyon) etkilenen alternatif bir akım veya alternatif bir akım kullanmamız nedeniyle ortaya çıkar. Kullanılan her iletim ortamının çalışacağı bir maksimum frekansı vardır. Anahtarlı DC 5-50wpm (toprak dönüşlü direkler üzerinde asılı bir tel) kullanan telgraf, Standart bir POTS hattı 4kHz'i (ekranlı kırsal paralel 2 çift kablo) geçebilir, DSLAM'a yakın bir DSL hattı 2MHz'i (bükülmüş çift DSLAM'dan eve), CAT5 Ethernet bükümlü çift kablo 100MHz vb. Tipik olarak, iletim ortamının destekleyebileceği frekans ne kadar yüksek olursa, içinden geçirilebilen veri hızı o kadar yüksek olur.

Elektrik kablodan aynı hızda geçer, ancak giderek daha yüksek anahtarlama oranı daha fazla bilgi taşır.

Bu bilgiyi iletmek için elektriği kullanma kavramının üstünde kullanılan modülasyon türü bulunur.

Yakın, basit kare dalga seri iyi çalışabilir. Birçok çeşide sahiptir. TTL 0-5 volt vites kullanır, RS-232 pozitif ve negatif 3-15 Volt arasında bir voltaj salınımı kullanır. vs vs.

POTS telefon hatları için, bir kare dalganın iletilmesi işe yaramaz, hattın özellikleri onu sinüs dalgasına dönüştürür, bu nedenle genlik kayması, frekans kayması, faz kayması veya QAM'da kullanılabilen bunların bir kombinasyonu gibi çeşitli modülasyon şemaları kullanılır. veri hızını 150bps'den 56kbps'ye yükseltmek için kullanılabilir.

DSL, POTS'den çok daha yüksek bir frekansta çalışır ve Ayrık Çok Tonlu adlı bir modülasyon tekniği kullanarak, birden fazla taşıyıcı frekansı üzerinde çalışır (radyo AM bandını düşünün ve her bir istasyonu bir kerede bir veri sinyali taşır ve diğerinde birleştirir. son) 1-7Mbps'lik bir veri hızına ulaşan faz ve genlik kaydırma modülasyonunu kullanarak.

Bu, yerel döngüyü kapsar, internet omurgasına girdiğimizde, PCM (Darbe Kodu Modülasyonu) tekniklerini kullanarak trafiği birden fazla kanal üzerinden hareket ettirmek için Dijital Sinyal (DS) ve Optik Taşıyıcı (OC) ortamı gibi şeyleri kullanmaya başlarız. Bunlar ağın gerçek dijital kısmıdır. Trafik bir kez daha yakın ışık hızında hareket eder, ancak veri hızı kullanılan frekans ve modülasyon tekniğine bağlıdır.

Zeyilname: Elektronlar bir atomdan bir dakika mesafeye hareket ederler. Elektrik olarak algıladığımız akım akışı, bir iletkenin uzunluğu boyunca bir atomdan diğerine hareket eden neredeyse anlık bir elektron kaskatıdır.