电速和数据传输

我在某些地方读到电很慢。那么，铜线中的Internet流量又如何如此之快？我认为我对低级数据传输结构有很大的了解。无论如何，我搜索了它，却找不到了，是吗？

电线中的电本质上是电荷载体（例如电子）的运动。这些动作非常缓慢。

但是，导线一端的电压变化几乎立即导致导线另一端的相应变化。

考虑一下很长的软管，如果打开水龙头时软管是空的，则可能需要几秒钟的时间在软管开始注满另一端之前将水注满。如果管道中已经装满水，则将水龙头旋入将立即迫使水流出远端。

电压大致类似于压力。水压的变化可以比装满水的管道更快地通过装满水的管道传输。

实际上，几年前，我就此确切问题写了一篇博客文章。

基本上，尽管单个电子每秒仅移动几毫米，但它们相互碰撞的“信号”的移动速度却要快得多（这是光速的很大一部分）。

请注意，球是如何非常缓慢地进入管子的，但是，球已进入的“信号”（沿管子向下传播的力）的运动要比那快得多。导线中的电子以非常相似的方式工作。

电子在导体中移动的速度相对较慢，但是信息是通过电波在成对的导体上或在空气中传播的，这些波的传播速度非常快：以真空中的光速或大约同轴电缆的2/3。

如果您使用绳索，将一端固定在某物上或让朋友握住它，然后快速向上或向下翻转绳索的一端，则会在绳索中引起一波，该波动从一端到另一端快速传播。但是，绳子的颗粒运动不是很快。

另一个例子是海浪。海啸每小时以数百英里的速度行进，但载着海浪的水并没有那么快地运动。

电本身以光速x速度因子在电线中传播。因此，廉价的RG-58同轴电缆具有75％的速度因子，可以以光速的75％传输无线电波。

之所以会造成混乱，是因为我们不仅使用直流电流来传输信息，还使用交流电或施加在直流电压上的交流电（调制）来实现此目的。所使用的每种传输介质都有其工作的最大频率。使用交换式DC 5-50wpm（一根悬挂在带有接地回路的电线上的电线）进行电报，一条标准的POTS线可能会通过4kHz（带屏蔽的农村并行2对电缆），一条靠近DSLAM的DSL线可能会通过2MHz（ DSLAM），CAT5以太网双绞线电缆（100MHz等）。通常，传输介质可以支持的频率越高，可以通过它的数据速率就越高。

电流以相同的速度通过电缆，但是越来越高的开关速率承载着越来越多的信息。

在使用电传输信息的这一概念的基础上，是使用的调制类型。

近距离进行，简单的方波序列可能工作正常。它有多种口味。TTL使用0-5伏的电压偏移，RS-232使用3-15伏的正负电压摆幅。等等等

对于POTS电话线，无法发送方波，该线的特性将其转换为正弦波，因此使用了各种调制方案，例如幅度偏移，频率偏移，相移或QAM中使用的这些组合，可以用于将数据速率从150bps增加到56kbps。

DSL的工作频率比POTS高得多，并使用称为离散多音的调制技术，在多个载波频率上工作（请考虑无线电AM频段并立即接收所有站，每个站都承载数据信号，然后将它们组合在一起端）使用相移和幅度移相调制，达到1-7Mbps的数据速率。

这涵盖了本地环路，当我们进入Internet骨干网时，我们开始使用数字信号（DS）和光载波（OC）媒体之类的东西通过PCM（脉冲编码调制）技术在多个通道上移动流量。这些是网络的真正数字部分。流量再次以近光速移动，但是数据速率取决于所使用的频率和调制技术。

附录：电子从一个原子移动到另一原子一分钟的距离。我们感知为电流的电流是在导体的整个长度上从一个原子移动到另一个原子的几乎瞬时的电子级联。