Digamos que tengo un cable de cobre corto por el que deseo transferir bits. Puedo empujar un trozo en un extremo del cable y en poco tiempo (casi a la velocidad de la luz) el trozo llegará al otro extremo, y luego espero un segundo hasta que empuje el siguiente trozo.
Según tengo entendido, la velocidad de transmisión en este ejemplo es 1 bit/seg y la velocidad de propagación es casi la velocidad de la luz.
Dado que el bit llegó al otro extremo tan rápido, ¿por qué debería esperar un segundo antes de transmitir el siguiente? Entonces, aceleremos la velocidad de transmisión a 1000 bits/seg. Nuevamente, cada bit llegará al otro extremo casi en poco tiempo y esperará aproximadamente una milésima de segundo.¿Existe algún límite para la velocidad de transmisión? ¿Por qué los cables Ethernet tienen una velocidad de transmisión limitada?
Según leí, la longitud del cable no debería cambiar la velocidad de transmisión, pero si alargara el cable de cobre a una distancia grande, los bits tardarían más en llegar al otro extremo, por lo que llegarían menos bits al destino. en un segundo: velocidad de transmisión más baja. ¿Dónde me equivoco?:(
Respuesta1
El problema con la longitud y la tasa de bits está estrechamente relacionado con la forma en que se representan los bits.
La siguiente descripción es válida para la modulación de amplitud básica que aplica a tu propuesta de "enviar bits a través de un cable". Como señala @sawdust en el comentario a continuación, las redes modernas hacen las cosas de manera bastante diferente [1].
Los unos y los ceros se expresan mediante diferentes niveles de voltaje. En el ámbito digital, puedes considerarlo como los cuadrados perfectos del primer gráfico de la imagen siguiente.
Ahora, si transfieres esta señal a través de un cable, se distorsionará (ver segundo gráfico). Hay muchos factores como capacidad y resistencia del cable, interferencias electromagnéticas,... Algún ingeniero eléctrico podría darte más detalles. La cuestión es que la distorsión empeora en cables más largos. Eso significa que la amplitud de la señal disminuirá y la forma puede cambiar bastante.
Al final del cable, el receptor utilizará la señal distorsionada para recrear el gráfico cuadrado perfecto (consulte el tercer gráfico a continuación). Si el cable era demasiado largo y la distorsión demasiado fuerte (especialmente la amplitud más pequeña), es posible que el receptor no pudiera distinguir cómo era la señal original. Ese es el factor de la longitud del cable.
El otro problema es el aumento de la tasa de bits, ya que reducirá la distancia entre los cuadrados. La distorsión podría hacer imposible saber si había 1 o 2 cuadrados ocultos en la señal ahora distorsionada. Por eso no puedes juntar los bits infinitamente.
Al final, puedes elegir: gran distancia entre los bits (baja tasa de bits) y un cable largo. O una tasa de bits alta y un cable corto y de alta calidad (que introducirá menos distorsión y amortiguación).
La siguiente figura debería ayudar a ilustrar cómo se deteriorará una señal cuadrada durante una transmisión. No es el mejor ejemplo, así que si alguien encuentra uno mejor, no dude en editarlo.
[1]: Las tecnologías de transmisión modernas utilizan una onda portadora de alta frecuencia (una señal de onda sinusoidal) que no contiene ninguna información en sí misma y la modula. Esta modulación (los cambios en la onda sinusoidal original) es la que contiene la información real. En teoría, para transferir información se pueden utilizar todos los parámetros de la onda sinusoidal (frecuencia, amplitud, fase) y también son posibles combinaciones.
Sin embargo, algunas compensaciones siguen siendo válidas:
Por ejemplo, en la modulación de amplitud múltiple, donde tienes más de 2 niveles de amplitud diferentes. Puede utilizar 2^namplitudes para codificar hasta nbits dentro de cada símbolo transmitido. Un valor más alto de nmejora la tasa de bits, pero hace que sea más difícil distinguir los 2^ndiferentes niveles de amplitud.
Respuesta2
Ciertamente existe una tasa máxima de transferencia de información para cualquier cable determinado. Creo recordar que solía haber una fórmula muy respetada para calcularlo, pero sospecho que ha sido superada por teorías de información más nuevas porque no puedo encontrarla.
Sin embargo, los factores son muchos, por lo que no es nada fácil, probablemente no sea posible, ¡ciertamente no para mí! Para hacer ejercicio (bueno, al menos no es fácil).
Además, existen muchos límites prácticos a las velocidades de transmisión.
Ethernet ha establecido límites que son estándares acordados internacionalmente. Esto es para que puedan integrarse en edificios (costosos) con un rendimiento conocido. El valor nominal del cable NO es la velocidad máxima de transmisión sino la máximagarantizadotarifa - ¡SI está instalado correctamente!
Límites como ruido externo, desgaste mecánico de enchufes y tomas, ruido de transmisión desde ambos extremos, dobleces del cable, presión sobre el cable, resistencia eléctrica en el cable y otros componentes. Todas estas cosas y probablemente más, afectan la capacidad del cable para recibir una transmisión que se puede volver a unir de manera confiable en el otro extremo. También limitan lalongituddel cable. Exceder los parámetros o instalar mal resultará en transmisiones poco confiables. Por supuesto, las redes modernas están diseñadas para hacer frente al ruido de transmisión, pero cuanto más tienen que lidiar, más lento y menos confiable se vuelve.