와이어 내부의 데이터는 어떻게 이동합니까?

나는 이것이 매우 기본적인 질문이라는 것을 알고 있지만 Google이 반환 한 답변은 너무 복잡하여 이해할 수 없습니다. 나는 여기서 변조에 대해 묻지 않습니다. 내가 알고 싶은 것은 정확히 데이터를 운반하는 것입니다.

내 의심을 설명해주세요.

숫자 10을 전송하려면 내 PC에서 가정하십시오. 이진수로 변환되어 00001010이됩니다. 그러면 아날로그 신호로 변환 될 모뎀으로 전송됩니다. 그런 다음이 아날로그 신호는 전선을 통과하여 목적지에 도달하여 다시 이진수로 변환되고 사용자는 번호를받습니다.

디지털 신호 인 경우 값은 고전압과 저전압의 조합으로 전송됩니다.

와이어를 통해 흐르는 것은 전류입니다.

이 전류는 어떻게 데이터를 전달합니까? 전류는 기본적으로 흐르는 전자입니다.

전자의 속도는 적용된 전압에 달려 있습니다 (학교에서 기억하는 것입니다). 그러나 내 데이터는 거의 즉시 수신됩니다.

따라서 현재 내 데이터를 전송하는 경우이 속도로 빠르게 이동하지 않습니다.

전선이 거의 빛의 속도로 데이터를 전송하는 곳을 읽었습니다. 어떻게?

내 데이터는 무엇입니까? EM 파만이이 속도로 빠르게 이동합니다.

도와주세요. 여기에 많은 기본 사항이 누락되었을 수 있습니다. 나는 의사 소통 모드를 연구하지 않았습니다.

이 전류는 어떻게 데이터를 전달합니까?

전류와 전압은 분리 할 수 ​​없습니다. 와이어에 전압이 있기 때문에 전류가 흐르고 있으며 해당 전압에서 낮은 전압으로의 전도 경로가 있습니다.

따라서 데이터가 전압 펄스 또는 전류 펄스로 인코딩된다고 말할 수 있지만 실제로는 중요하지 않습니다. 종종 고전압 (5V)은 "1"을 나타내고 저전압 (0V)은 "0"을 나타냅니다. 그러나 원하는 두 가지 전압을 선택할 수 있습니다. 3.3 및 0 V. 0 및 3.3 V. -0.8 및 -1.2 V. 설계에 가장 적합한 방법에 따름.

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사물을 보는 또 다른 방법은 와이어의 위치에서 전압이 와이어와 그 주위의 모든 것 사이에 전기장이 있다는 사실을 보는 간단한 방법이라는 것입니다.

신호가 와이어를 따라 전파되면 실제로는 와이어와 전파되는 근처의 "접지"또는 "반환"도체 사이의 전자기장입니다. 따라서 실제로는 전파를 따라 신호를 전달하는 전자와 같은 거대한 물체가 아닌 EM 파입니다.

전선이 거의 빛의 속도로 데이터를 전송하는 곳을 읽었습니다. 어떻게? 내 데이터는 무엇입니까? EM 파만이이 속도로 빠르게 이동합니다.

옴 법률은 위대합니다. 1 옴 저항에 1V를 넣으면 1A가 흐를 것입니다. 그러나 1 옴 저항이 1V 소스에서 몇 마일 떨어져 있고 케이블로 연결되어 있다고 생각하면 가장 어두운 사실을 숨길 수 있습니다.

따라서 1 볼트를 적용하고 얼마 후 1 옴 부하에서 1 볼트를 보게 될 것입니다. 이것이 생각할 수 있지만 케이블을 내리는 데 걸리는 마이크로 초보다 복잡합니다.

실제로, 케이블은 1mA 전원에 20mA를 소비한다고 알려줍니다 (이것은 50 옴 특성 임피던스를 가진 케이블을위한 것입니다. 즉 많은 동축 케이블은이 임피던스를가집니다). 분명히 1 볼트 / 50 옴 = 20 mA. 따라서 전류는 처음에 부하 (너무 먼 거리)가 아니라 케이블의 매체에 의해 결정됩니다.

따라서 20mA와 1V는 EM 전파로 케이블을 손상시킵니다-케이블은 이것을 보장합니다. 공기 / 대기 / 진공 / 중간으로 전송되는 실제 전파처럼 E 필드와 H 필드가 있습니다. . 진공에는 특성 임피던스도 있습니다-약 377 옴입니다. 이는 E 필드 대 H 필드의 비율이 377임을 의미합니다.

E 및 H 필드는 케이블의 끝까지 이동하여 1ohm 부하로 인사하고 이상한 일이 발생하기 시작합니다. 맨 끝의 부하가 50 옴인 경우 "스토리 끝"이지만 부하가 EM 웨이브 "특성"과 일치하지 않기 때문에 반사가 전원으로 다시 전송되고 여러 번이 지나면 결국에는 올바른 전류가 부하에 맞게 케이블로 보내집니다. 그래도 몇 마이크로 초 안에 끝났습니다.

케이블을 따라 이동하는 EM 파입니다. 따라서 데이터 손상을 일으키는 반사를 방지하기 위해 정합 임피던스 사용을 항상 고려하는 것이 좋습니다.

PC와 모뎀의 맥락에서이 질문을하고 있기 때문에 내가 제시 한 답변은 전화 도메인에 국한되어 있습니다.

이진수 값 00001010을 구성하는 1과 0을 변환하는 모뎀 지점까지 PC에서 값 "10"을 전송하는 설명에 올 바릅니다. 일반적으로 모뎀은 실제로 1과 0을 서로 다른 두 가지로 변환합니다. 오디오 톤. 이것은 전화 시스템이 다양한 전류로서 오디오 파형을 송수신하도록 설계 되었기 때문입니다. 이 2 개의 개별 오디오 톤 값 (2 개의 개별 주파수)은 시변 전류로 로컬 전화 시스템을 통과합니다. 이러한 신호가 지역 전화 회사의 중앙 사무실 ( "CO") (예 : 집 전화선이 연결된 장소)에서 수신되면 일반적으로 디지털 데이터로 변환되어 전국 간선을 통해 디지털로 전송됩니다.

이 두 가지 특정 오디오 톤 (하나의 톤은 "0", 다른 하나는 "1")을 인식하는 수신 모뎀은 1과 0의 이진 문자열로 다시 변환합니다. 그런 다음 수신 모뎀에 연결된 PC가이 0과 1을 다시 8 비트 값으로 변환합니다.

따라서 실제로 데이터를 전달하는 대상에 대한 질문에 대답하기 위해서는 실제로 다중 계층 메커니즘입니다. 모뎀은 0과 1을 서로 다른 시변 신호 (유사한 시변 전압으로 표시되는 두 가지 톤)로 변환 한 다음 구리 전화선을 통해이 시변 신호를 시변 전류로 CO에 푸시합니다. CO에 대한 연결이 "전류 루프"로 알려져 있기 때문에 모뎀은 시변 신호를 시변 전류로 변환합니다. CO의 로컬 구리선 전화 루프는 전압이 아닌 전류로 전기적으로 인코딩 된 오디오 신호를 전달합니다. 이러한 전류는 매우 빠르게 흐르므로 시간에 따라 변하는 전류가 나타내는 "데이터"는 매우 빠르게 흐릅니다. 빛의 속도가 아닐 수도 있습니다

알 겠어? 여기서 재생되는 두 가지 메커니즘이 있습니다. 이진 데이터는 오디오 주파수 톤과 관련이 있으며 톤은 전류 형태로 전송됩니다. 적어도 그것이 연결의 양쪽 끝에서 모뎀과 전화 회사의 CO 사이에서 작동하는 방식입니다. 참여하는 두 CO 사이에서 완전히 다른 메커니즘이 작동합니다.

또한 생각을 수정하기 위해 이진 데이터는 일반적으로 전자 시스템에서 두 가지 전압 레벨로 인코딩되지만 항상 그런 것은 아닙니다. 일부 시스템은 모뎀과 같이 데이터를 주파수로 인코딩합니다. 다른 것들은 일정한 주파수 신호의 위상으로 데이터를 인코딩합니다. 그리고 다른 방법들도 있습니다.

그리고 모든 전파 및 전자장 전파 재료를 물리학 자에게 맡기십시오. 실용적인 전자 장비를 다룰 때 혼란을 줄 것입니다. 이 EE 세계에서는 전압과 전류가 중요합니다. 대부분의 일반적인 전자 장치에서 발생하는 많은 부분을 이해하기 위해이 두 매개 변수를 넘어서는 현상을 이해할 필요는 없습니다.