Làm thế nào để dữ liệu đi trong một dây?

Tôi biết đây là một câu hỏi rất cơ bản nhưng câu trả lời mà google trả lại quá phức tạp đối với tôi. Tôi không hỏi về điều chế ở đây. Những gì tôi muốn biết là chính xác những gì đang mang dữ liệu.

Xin hãy để tôi giải thích những nghi ngờ của tôi:

Giả sử từ PC của tôi, nếu tôi muốn truyền số mười. Nó sẽ được chuyển đổi thành nhị phân và trở thành 00001010. Sau đó, nó sẽ được gửi đến modem sẽ chuyển đổi thành tín hiệu tương tự. Tín hiệu tương tự này sau đó sẽ truyền qua dây và đến đích của nó, nơi nó sẽ lại được chuyển đổi thành nhị phân và người dùng sẽ nhận được số.

Bây giờ nếu đó là tín hiệu số, giá trị sẽ được truyền dưới dạng kết hợp của điện áp cao và thấp.

Những gì chảy qua dây là hiện tại.

Làm thế nào để hiện tại mang dữ liệu? Hiện tại về cơ bản là các electron chảy.

Tốc độ của các điện tử phụ thuộc vào điện áp được áp dụng (đó là những gì tôi nhớ từ trường). Nhưng dữ liệu của tôi được nhận gần như ngay lập tức.

Vì vậy, nếu nó là hiện tại mang dữ liệu của tôi, nó sẽ không đi nhanh như vậy.

Tôi đọc được ở đâu đó rằng dây truyền dữ liệu gần như với tốc độ ánh sáng. Làm sao?

Điều gì đang mang dữ liệu của tôi? Chỉ có sóng EM truyền đi nhanh thế này.

Làm ơn giúp tôi. Tôi có thể thiếu rất nhiều điểm cơ bản ở đây. Tôi chưa nghiên cứu các chế độ giao tiếp.

Làm thế nào để hiện tại mang dữ liệu?

Hiện tại và điện áp không thể tách rời. Dòng điện đang chạy vì có một điện áp trên dây, và có một đường dẫn từ điện áp đó đến điện áp thấp hơn.

Vì vậy, chúng ta có thể nói dữ liệu được mã hóa dưới dạng xung điện áp hoặc xung hiện tại, nó không thực sự quan trọng. Thông thường điện áp cao (5 V) biểu thị "1" và điện áp thấp (0 V) biểu thị "0". Nhưng bạn có thể chọn bất kỳ hai điện áp bạn thích. 3.3 và 0 V. 0 và 3.3 V. -0.8 và -1.2 V. Theo những gì hoạt động tốt nhất trong thiết kế của bạn.

Tôi đọc được ở đâu đó rằng dây truyền dữ liệu gần như với tốc độ ánh sáng. Làm sao? Điều gì đang mang dữ liệu của tôi? Chỉ có sóng EM truyền đi nhanh thế này.

Một cách khác để xem xét mọi thứ là điện áp tại một vị trí trên dây chỉ là một cách đơn giản hơn để xem thực tế là có một điện trường giữa dây và mọi thứ xung quanh nó.

Khi tín hiệu truyền dọc theo dây, thực tế đó là trường điện từ giữa dây và dây dẫn "mặt đất" hoặc "trở lại" gần đó đang lan truyền. Vì vậy, nó thực sự là một sóng EM, không phải là một vật thể lớn (như electron) đang mang tín hiệu dọc theo dây.

Tôi đọc được ở đâu đó rằng dây truyền dữ liệu gần như với tốc độ ánh sáng. Làm sao? Điều gì đang mang dữ liệu của tôi? Chỉ có sóng EM truyền đi nhanh thế này.

Luật Ohms là tuyệt vời. Nó cho bạn biết rằng nếu bạn đặt 1 volt trên điện trở 1 ohm, thì 1 amp sẽ chảy. Tuy nhiên, nó che giấu một sự thật đen tối được khám phá tốt nhất nếu bạn tưởng tượng rằng điện trở 1 ohm cách xa nguồn 1 volt và được kết nối bằng cáp.

Vì vậy, bạn áp dụng 1 volt và một thời gian sau bạn sẽ thấy rằng 1 volt trên tải 1 ohm - đó là những gì bạn nghĩ có thể xảy ra nhưng nó phức tạp hơn trong vài giây để xuống cáp.

Trong thực tế, cáp "thông báo" cho nguồn điện 1 volt rằng nó mất 20 mA (đây là cáp có trở kháng đặc tính 50 ohm, tức là rất nhiều cáp dỗ có trở kháng này). Rõ ràng 1 volt / 50 ohm = 20 mA. Vì vậy, hiện tại ban đầu được xác định không phải bởi tải (quá xa) mà bởi phương tiện của cáp.

Vì vậy, 20 mA VÀ 1 volt truyền xuống cáp dưới dạng sóng EM - cáp đảm bảo điều này và, có trường E và trường H giống như sóng vô tuyến thực truyền vào không khí / khí quyển / chân không / môi trường . Một chân không cũng có trở kháng đặc trưng - đó là khoảng 377 ohms; nghĩa là tỷ lệ của trường E so với trường H là 377.

Hành trình của trường E và H đến đầu cáp xa được chào đón với tải 1 ohm và sau đó những điều kỳ lạ bắt đầu xảy ra. Nếu tải ở đầu xa là 50 ohms thì đó sẽ là "kết thúc câu chuyện" nhưng, vì tải không khớp với "đặc điểm" của sóng EM, bạn sẽ nhận được phản xạ gửi lại cho nguồn điện và sau nhiều lần cũng vậy- ing và fro-ing cuối cùng dòng điện bên phải được gửi xuống cáp cho phù hợp với tải. Tất cả chỉ kết thúc sau vài micrô giây.

Vì vậy, nó là một sóng EM truyền xuống cáp. Và, vì lý do đó, luôn luôn là một ý tưởng tốt để xem xét việc sử dụng các trở kháng phù hợp để ngăn chặn phản xạ gây ra hỏng dữ liệu.

Vì bạn đang hỏi câu hỏi này trong bối cảnh của PC và modem, nên các câu trả lời tôi trình bày được giới hạn trong miền điện thoại.

Bạn đã chính xác trong lời giải thích của mình về việc gửi giá trị "10" từ PC của bạn tới điểm modem chuyển đổi 1 và 0 tạo nên giá trị nhị phân 00001010. Nói chung, modem thực sự chuyển đổi 1 và 0 thành hai khác nhau âm thanh. Điều này về cơ bản là vì hệ thống điện thoại được thiết kế để truyền và nhận dạng sóng âm thanh dưới dạng dòng điện khác nhau. Hai giá trị riêng biệt này của âm thanh âm thanh (hai tần số riêng biệt) truyền qua hệ thống điện thoại cục bộ dưới dạng dòng điện thay đổi theo thời gian. Khi các tín hiệu này được nhận tại văn phòng trung tâm của công ty điện thoại địa phương ("CO") (tức là nơi dây điện thoại từ nhà bạn kết nối), chúng thường được chuyển đổi thành dữ liệu kỹ thuật số ngay tại đó và được gửi qua đường dây trung kế quốc gia.

Modem nhận nhận hai âm thanh cụ thể này (một âm là "không", âm kia là "một") và chuyển đổi chúng trở lại thành chuỗi nhị phân 1 và 0. Sau đó, tùy thuộc vào PC được kết nối với modem nhận để chuyển đổi các giá trị 0 và 1 này thành giá trị 8 bit.

Vì vậy, để trả lời câu hỏi của bạn về những gì thực sự mang dữ liệu, nó thực sự là một cơ chế nhiều tầng. Modem chuyển đổi 0 và 1 thành các tín hiệu khác nhau theo thời gian khác nhau (hai âm, được biểu thị bằng điện áp thay đổi theo thời gian tương tự) và sau đó đẩy các tín hiệu thay đổi thời gian này qua dây điện thoại đồng sang CO khi dòng điện thay đổi theo thời gian. Modem chuyển đổi tín hiệu thay đổi thời gian thành dòng điện thay đổi theo thời gian vì kết nối với CO là cái được gọi là "vòng lặp hiện tại". Vòng lặp điện thoại dây đồng cục bộ đến CO của bạn mang tín hiệu âm thanh được mã hóa bằng điện như dòng điện, không phải điện áp. Những dòng điện này chảy rất nhanh, do đó, "dữ liệu" của bạn (mà dòng điện thay đổi theo thời gian), chảy rất nhanh. Có lẽ không phải ở tốc độ ánh sáng,

Bạn thấy sao? Có hai cơ chế đang phát ở đây: Dữ liệu nhị phân được biểu diễn dưới dạng âm tần số âm thanh và âm được truyền dưới dạng dòng điện. Ít nhất đó là cách nó hoạt động giữa modem và CO của công ty điện thoại ở cả hai đầu kết nối. Ở giữa hai CO tham gia, một loạt các cơ chế khác ra đời.

Ngoài ra để điều chỉnh suy nghĩ của bạn, dữ liệu nhị phân thực sự được mã hóa thành hai cấp điện áp trong các hệ thống điện tử, nhưng không phải lúc nào cũng vậy. Một số hệ thống mã hóa dữ liệu dưới dạng tần số, như modem. Những người khác mã hóa dữ liệu là pha của tín hiệu tần số không đổi. Và có một vài phương pháp khác nữa.

Và để lại tất cả các công cụ truyền sóng điện trường & điện tử cho các nhà vật lý. Nó sẽ chỉ làm bạn bối rối khi bạn đang làm việc với các thiết bị điện tử thực tế. Trong thế giới EE này, tất cả là về điện áp và dòng điện. Bạn không cần phải hiểu các hiện tượng ngoài hai thông số này để hiểu phần lớn những gì diễn ra trong hầu hết các thiết bị điện tử phổ biến.