假設我有一根短銅線，我希望通過它傳輸位。我可以在電線的一端推動一點，很快（幾乎以光速）該比特就會到達另一端，然後我等待一秒鐘，直到推動下一個比特。
據我了解，這個例子中的傳輸速率是1bit/sec，傳播速度接近光速。
由於該位如此快速地到達另一端，為什麼我要等待整整一秒鐘才能傳輸下一個？因此，讓我們將傳輸速率加快到 1,000 位元/秒。同樣，每個位元幾乎很快就會到達另一端，並等待大約千分之一秒。傳輸速率有限制嗎？為什麼乙太網路電纜的傳輸速率有限？
正如我所讀到的，電線的長度不應該改變傳輸速率，但是如果我將銅線延長到很遠的距離，比特到達另一端需要更長的時間，因此到達目的地的比特會更少在第二個- 較低的傳輸速率。我哪裡錯了？:(
答案1
長度和位元率的問題與位元的表示方式密切相關。
以下描述適用於適用於您的「透過電纜發送位元」建議的基本幅度調變。正如 @sawdust 在下面的評論中指出的那樣，現代網路的做法截然不同 [1]。
1 和 0 由不同的電壓位準表示。在數位領域，您可以將其視為下圖中第一幅圖中的完美正方形。
現在，如果您透過電纜傳輸該訊號，它將變得失真（請參閱第二張圖）。有很多因素，例如電纜的容量和電阻、電磁幹擾…一些電氣工程師可能會為您提供更多詳細資訊。關鍵是，在較長的電纜中失真會變得更嚴重。這意味著訊號的幅度會減小，並且形狀會發生很大的變化。
在電纜的末端，接收器將使用失真的訊號重新創建完美的方形圖（請參閱下面的第三張圖）。如果電纜太長且失真太強（尤其是較小的幅度），接收器可能無法分辨原始訊號的樣子。這就是電纜長度的因素。
另一個問題是增加的位元率，因為它會減少方塊之間的距離。這種失真可能會導致無法判斷現在失真的訊號中是否隱藏著 1 或 2 個方塊。這就是為什麼你不能將這些位元無限靠近地放在一起。
最後，您可以選擇：位元之間的距離長（低位元率）和長電纜。或使用高位元率和短的高品質電纜（這將減少失真和阻尼）。
下圖應有助於說明方波訊號在傳輸過程中如何惡化。這不是最好的例子，所以如果有人找到更好的例子，請隨意編輯。
[1]：現代傳輸技術使用高頻載波（正弦波訊號），其本身不包含任何資訊並對其進行調製。這種調製（原始正弦波的變化）保存著實際資訊。理論上，正弦波的所有參數都可以用來傳輸訊息（頻率、振幅、相位），組合也是可能的。
然而，一些權衡仍然有效：
例如，在多幅度調變中，有超過 2 個不同的幅度水準。您可以使用幅度對每個傳輸符號內的最多位元2^n進行編碼。n較高的值n可提高位元率，但會更難以區分2^n不同的幅度等級。
答案2
對於任何給定的線路來說，當然存在最大的訊息傳輸速率。我似乎記得曾經有一個備受推崇的計算公式，但我懷疑它已被新的資訊理論取代，因為我找不到它。
儘管因素很多，所以這並不容易 - 可能不可能 - 當然不適合我！鍛鍊身體（無論如何都不容易）。
此外，傳輸速率還存在許多實際限制。
乙太網路設定了國際公認標準的限制。這樣它們就可以嵌入到具有已知性能的建築物中（成本高昂）。電纜的額定值不是最大傳輸速率，而是最大傳輸速率保證率 - 如果安裝正確！
外部雜訊、插頭和插座機械磨損、兩端傳輸雜訊、電纜彎曲、電纜壓力、電纜和其他組件中的電阻等限制。所有這些因素，甚至可能還有更多因素，都會影響電纜進行傳輸並在另一端可靠地重新組裝在一起的能力。他們還限制長度電纜的。超出參數或安裝不當都會導致傳輸不可靠。當然，現代網路旨在應對傳輸噪聲，但它們必須處理的越多，速度就越慢且可靠性就越差。