Was letztendlich die Geschwindigkeit elektrischer Medien bestimmt

Ich habe mehrere Mythen darüber gehört. Einige haben gesagt "dickere Drähte bedeuten schnellere Geschwindigkeit", was ich nicht glaube. Andere haben unterschiedliche Spannungen gesagt und andere haben höhere Frequenzen gesagt.

Nehmen Sie zum Beispiel Coax. Vor einigen Jahren waren Verbindungen mit 5 Mbit/s üblich, jetzt sehe ich heute allmählich 100-Mbit/s-Verbindungen über dasselbe physische Medium von 5 Jahren. Gleiches gilt für Twisted Pair (cat5e vs. cat6), man kann jetzt 10 Gbit/s über Kupfer bekommen. DSL gegen 56k. Auch hier handelt es sich um das gleiche physikalische Medium, jedoch ist ADSL ausreichend schneller.

Warum sind Kabel (Koax)-Geschwindigkeiten immer schneller als DSL-Geschwindigkeiten (Twisted Pair)?

Meine Frage ist im Wesentlichen, was die Geschwindigkeitsgrenzen eines bestimmten physischen Mediums bestimmt

Impedanz, Reflexionen und Latenz.
Sie müssen sich darüber im Klaren sein, dass wir selten (wenn überhaupt) die Geschwindigkeit erreichen, die für ein bestimmtes physisches Medium theoretisch erreichbar ist. Die Datenrate wird weiter durch die Elektronik begrenzt, die die Daten sendet und empfängt, sowie durch das Modulationsschema. Im Laufe der Zeit entwickeln wir bessere Elektronik und Modulation, sodass wir für ein bestimmtes Medium (56k-Modem vs. DSL) schnellere Datenraten erhalten.

Antworten (1)

Es gibt zwei Dinge, die man Geschwindigkeit nennen könnte: Bandbreite und Latenz .

Latenz ist die Zeitdauer, die ein Signal an einem Knoten des Netzwerks benötigt, um einen anderen Knoten des Netzwerks zu erreichen. Die Verarbeitungszeit für die Elektronik, um das Signal zu paketieren und auf die Leitung zu bringen, dominiert oft die Latenz, aber auch das physische Medium beeinflusst sie. In Bezug auf das physikalische Medium wird die Latenz weitgehend durch die Entfernung zwischen den Knoten (gemessen entlang der eigentlichen Verbindungskabel zwischen ihnen) und die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Übertragungsleitungen bestimmt.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Übertragungsleitungen wird hauptsächlich durch das dielektrische Material zwischen den Leitern bestimmt. Es liegt typischerweise zwischen 1/2 und 3/4 c .

Bandbreite (wie im Netzwerkbereich verwendet) ist die Kanalkapazität oder Datenmenge, die vom System in einer bestimmten Zeit geliefert werden kann. Zum Beispiel „100 Megabit pro Sekunde“. Die physikalische Bandbreitenfähigkeit eines Übertragungsnetzes wird durch die Shannon-Hartley-Gleichung bestimmt

C = B Protokoll 2 ⁡ ( 1 + S N )

C ist die Kanalkapazität, B ist die analoge Bandbreite (in Hz) des Systems und S / N ist das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) des Empfängers.

Der SNR-Term wird im Allgemeinen durch die Empfängerelektronik bestimmt, obwohl Verluste im Übertragungsmedium den S - Anteil des SNR verringern.

B ist der Begriff, bei dem das physische Medium die größte Wirkung hat. Die meisten Medien können durch ein Produkt aus Bandbreite und Entfernung charakterisiert werden. Das bedeutet, dass ein bestimmtes Medium mehr Bandbreite übertragen kann, wenn die Entfernung kürzer ist.

Viele der technologischen Fortschritte, die die Netzwerkbandbreite ( C ) erhöht haben, wurden durch die Verwendung von Codierung erreicht , um SNR zu nutzen, um mehr Bits durch Kabel mit der gleichen analogen Bandbreite ( B ) zu liefern. Dies war beispielsweise ein wichtiger Treiber für Fortschritte bei den Geschwindigkeiten von Telefonmodems von 1200 auf 56.000 Baud. Diese Codes bieten sowohl eine Fehlerkorrektur (um mit dem gelegentlich falsch empfangenen Bit umzugehen) als auch eine Entzerrung (um die Nutzung der analogen Bandbreite des Mediums zu maximieren).

10-Gb/s-Ethernet-Übertragung über Twisted Pair wird durch die Verwendung von 4 physikalischen Übertragungsleitungen pro Link und durch kurze Entfernungen (15 m) sowie durch geeignete Codierungstechniken erreicht.

Darf ich zusammenfassen: Koaxialkabel hat ein höheres SNR-Verhältnis und damit eine höhere Datenbandbreite aufgrund seiner Beständigkeit gegen Übersprechen und seiner Fähigkeit, sich schnell ändernde Hochfrequenzsignale genauer zu verbreiten, die zur Erweiterung seiner Datenkapazität durch Hochfrequenzcodierung verwendet werden.
@AndyzSmith Ich denke, Koax wurde in den frühen Tagen von Ethernet verwendet, da das einzige zu dieser Zeit weit verbreitete Twisted-Pair-Kabel Telefonqualität war und Modulationstechniken zum Erreichen hoher Bandbreiten in diesem Kabel (wie in DSL) noch nicht bekannt waren. Als die Twisted-Pair-Fertigung verbessert wurde, um Cat5-Kabel herzustellen, wurde sie zu einem neuen Ballspiel, und Ethernet wechselte zu Punkt-zu-Punkt- statt Multidrop-Topologien.
Also, obwohl es ein bisschen übertrieben ist, waren bessere Kabel, manche würden sagen, dickere Kabel, ein Teil der Verbesserung.
@AndyzSmith, die Verbesserung von Kabeln war Teil der Entwicklung von Ethernet von 2 auf 10 Mbit/s und von 100 Mbit/s auf 10 Gbit/s. Ob diese Kabel dicker waren oder nicht, hat damit wenig zu tun. Die Verbesserung von 1200 auf 56k Baud auf ADSL über die installierte Anlage des Telefonienetzes war größtenteils auf Verbesserungen in der Codierung zurückzuführen.
Einverstanden, versuche nur, die Frage von OP zu klären. Können Sie die Verbesserungen bei der physischen Verkabelung charakterisieren, die über „die Herstellung wurde verbessert, um Cat5-Kabel zu erstellen“ hinausgehen?
Wikipedia, "Jedes der vier Paare in einem Cat 5-Kabel hat eine unterschiedliche genaue Anzahl von Verdrillungen pro Meter , um das Übersprechen zwischen den Paaren zu minimieren." ... Die Verbesserung liegt hier also im Wesentlichen im fortschrittlichen Weben von Leitern.
Was letztendlich die Geschwindigkeit elektrischer Medien bestimmt
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