Come ho capito questo grafico:
1 è rappresentato da una tensione di 3 e 0 da una tensione di 0.
Come posso immaginare, è possibile una sola tensione alla volta su un cavo (quindi non è possibile avere 2 tensioni e 3 tensioni contemporaneamente sulla stessa media destra).
La tensione cambia in un cavo che, ad esempio, trasmette 1 Gbit / s in realtà 1 miliardo di volte? E quanto è vicino il grafico sopra ai cavi di rame di oggi (twister-pair)?
Risposte:
La tensione cambia in un cavo che, ad esempio, trasmette 1 Gbit / s in realtà 1 miliardo di volte?
È leggermente più complesso nella realtà, ma non troppo. Se sono disponibili più fili, è possibile utilizzarli per inviare più segnali contemporaneamente (aumentando la velocità di trasmissione o diminuendo la frequenza).
Puoi anche usarli per ridurre le interferenze: se hai una coppia intrecciata, puoi inviare un segnale reale attraverso un filo e un segnale invertito attraverso l'altro. Quindi capovolgi di nuovo il secondo filo all'estremità di ricezione e lo sommi con uno originale: le interferenze verranno annullate.
Viene inoltre utilizzata una codifica aggiuntiva, ad esempio i valori di 8 bit possono essere trasmessi utilizzando codici a 10 bit. Ciò riduce la produttività, ma consente il rilevamento / correzione degli errori. I codici sono inoltre progettati in modo tale da poterli utilizzare per la sincronizzazione dell'orologio.
il trasferimento dei dati nei media in rame avviene davvero solo cambiando tensione?
Dipende dalla modulazione utilizzata per trasmettere le informazioni.
La "modifica della tensione" è correttamente chiamata modulazione di ampiezza.
Le informazioni possono anche essere trasmesse usando la modulazione di frequenza, la modulazione di fase o una combinazione.
TTL utilizza la modulazione di ampiezza. Ma il TTL viene utilizzato quasi esclusivamente per le connessioni logiche di bordo e raramente viene utilizzato per comunicazioni o distanze più lunghe di qualche metro o mezzo metro. (L'interfaccia della stampante Centronics o IEEE 1284 è un'eccezione rara.)
Come ho capito questo grafico:
...
1 è rappresentato da una tensione di 3 e 0 da una tensione di 0.
Stai cercando una forma d'onda idealizzata per TTL. In realtà quelle belle onde quadrate possono sembrare piuttosto sfilacciate nella vita reale.
Come posso immaginare, è possibile una sola tensione alla volta su un cavo (quindi non è possibile avere 2 tensioni e 3 tensioni contemporaneamente sulla stessa media destra).
Immediatamente c'è un singolo valore di tensione sul filo, ma potrebbe essere la somma di una o più tensioni di segnale, perché dipende dalla modulazione e il segnale (i) esiste in un mondo analogico.
Quel segnale "digitale" è così chiamato perché l'informazione è digitale, cioè quantizzata in due stati.
Ma tali segnali "digitali" devono esistere nel mondo analogico. Ciò significa che i livelli del segnale fanno parte di una forma d'onda continua e non possono esistere precisamente a soli due livelli.
Per TTL questi due "livelli" sono in realtà due intervalli di tensione, un intervallo di tensione superiore (ad esempio da 2,4 V a 3,3 V per la logica da 3,3 V) per lo stato alto e un intervallo di tensione inferiore (ad esempio da 0 V a 0,4 V per la logica da 3,3 V) per lo stato basso.
La tensione cambia in un cavo che, ad esempio, trasmette 1 Gbit / s in realtà 1 miliardo di volte?
Ancora una volta dipende dalla modulazione.
Per TTL sarebbe vero. Ma i segnali di comunicazione usano raramente il TTL a causa dei requisiti di larghezza di banda e dell'integrità del segnale.
Ethernet utilizza in genere PAM, modulazione dell'ampiezza dell'impulso. Ad esempio, due (2) bit potrebbero essere codificati per impulso utilizzando quattro livelli di tensione. Quindi nel tuo esempio sarebbe necessario solo mezzo miliardo di variazioni di tensione.
La televisione digitale può usare QAM256, modulazione di ampiezza in quadratura, che impiega fase e ampiezza. È possibile codificare otto bit per simbolo.
Anziché "variazioni di tensione" (che implica solo livelli discreti sono necessari) la metrica di comunicazione utilizzata è la larghezza di banda, che è espressa come frequenza di un'onda sinusoidale. L'analisi di Fourier ti direbbe che l'onda quadra rappresentata nella tua domanda richiede un mezzo di larghezza di banda infinitamente alto.
(Si noti che la foto sopra è di un ambito digitale ad alta larghezza di banda, 10 giga-campione / sec.)
E quanto è vicino il grafico sopra ai cavi di rame di oggi (twister-pair)?
Non potresti mai catturare forme d'onda così perfette nella vita reale con un oscilloscopio; non esistono.
E la sua etichetta di "segnale digitale puro" è falsa, poiché mostra transizioni tra livelli. Un vero "segnale digitale" non sarebbe continuo, ma avrebbe solo stati discontinui.
Cerchiamo di chiarire qualcosa di più - anche se non correlato alla stessa Ethernet, ma come questo viene fatto in generale "in rame" (e anche "nell'aria").
Come posso immaginare, è possibile una sola tensione alla volta su un cavo (quindi non è possibile avere 2 tensioni e 3 tensioni contemporaneamente sulla stessa media destra).
In realtà, è possibile disporre di tutte le "tensioni" di un cavo (limitate solo dalla larghezza di banda del conduttore e dalla qualità delle apparecchiature del trasmettitore / ricevitore). Per realizzarlo basta semplicemente alimentarlo con più frequenze ortogonali. Naturalmente questo produrrà una singola uscita "in tensione" (con strana forma d'onda), ma sono separabili all'altra estremità.
La tensione cambia in un cavo che, ad esempio, trasmette 1 Gbit / s in realtà 1 miliardo di volte?
Nel caso di segnali modulati in frequenza / fase (FM / PM), la variazione di tensione effettiva è molte volte più veloce del bitrate digitale risultante stesso. Ad esempio, nel segnale televisivo DVB-C il bitrate netto è di circa 50 Mb / s (per canale 8 MHz), mentre la frequenza portante è compresa tra 100 MHz e 1 GHz. Con la modulazione QAM256 un simbolo codifica 8 bit, quindi 50 Mb / s genera circa 6250 kS / s (6,25 milioni di simboli al secondo). Ciò significa che un simbolo viene trasmesso durante 160 ns (in realtà questo è più complicato, ma manteniamolo semplice). 6,25 MS / s trasmessi usando un corriere da 100-1000 MHz. Ci sono circa 100 canali separati di 8 MHz di larghezza all'interno della banda consentita, quindi è possibile inviare circa 5 Gb / s tramite cavo coassiale, mentre tutte le "tensioni" stanno cambiando ca. 50 miliardi di volte (scala ridotta) al secondo (stimato come:
Con lo schema DVB-T questo è ancora più complicato, poiché ogni canale contiene ~ 2000 o ~ 8000 sottoportanti (COFDM), quindi le "tensioni" effettive cambiano il loro valore 20000 ~ 80000 più velocemente del bitrate effettivo.
Da quando hai chiesto informazioni su Gigabit Ethernet su rame - 1000BASE-T in particolare:
1000BASE-T utilizza tutte e quattro le coppie intrecciate contemporaneamente in entrambe le direzioni. Il flusso di dati gigabit è suddiviso in quattro corsie da 250 Mbit / s ciascuna. Una codifica alquanto sofisticata (modulazione tridimensionale del codice trellis) con PAM-5 (5 livelli di tensione diversi) porta la velocità dei simboli a 125 MBaud - questo è lo stesso di 100BASE-TX, quindi gli stessi requisiti di cablaggio Cat-5e, ma ciascuno corsia trasporta 2,5 volte il contenuto informativo.