बिजली की गति और डेटा स्थानांतरण

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मैंने कुछ जगहों पर पढ़ा है कि बिजली बहुत धीमी है। फिर तांबे के तारों में इंटरनेट ट्रैफ़िक इतना तेज़ कैसे हो सकता है? मुझे लगता है कि मुझे निम्न-स्तरीय डेटा हस्तांतरण संरचना के बारे में ज्ञान का एक बड़ा अंतर है। वैसे भी, मैं इसके लिए खोज की है और नहीं मिल सकता है, तो?

networking low-level infrastructure

— Delison
स्रोत

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यह कोई उत्तर नहीं है, और मैं भौतिकी का प्रोफेसर नहीं हूं, लेकिन यहां बिजली की गति पर एक दिलचस्प चर्चा है जो आपके लिए उपयोगी हो सकती है। और ब्याज के एक नोट के रूप में, कुछ "पॉवरलाइन" ईथरनेट एडेप्टर में जांच करें - वे आपको पूर्ण गीगाबिट गति पर अपने घर / कार्यालय आदि में पावर ग्रिड में गिगाबिट ईथरनेट साझा करने की अनुमति देते हैं। मैं दो की गति की तुलना करने के लिए एक अच्छा तरीका नहीं सोच सकता, लेकिन शायद यहाँ कोई है जो इसमें शामिल अवधारणाओं को समझा सकता है।

— जोश

मेरे पास वह अवधारणा है, लेकिन जिस समस्या की मैं कल्पना नहीं कर सकता वह है: जब आप डेटा संचारित करते हैं, तो क्या आप विशिष्ट 1 और 0 का प्रसारण नहीं करना चाहते हैं? या यह उससे भी अधिक निम्न-स्तर है? कारण यदि नहीं, तो आप जो कुछ भी प्रसारित कर रहे हैं, उसे आप कैसे निर्दिष्ट कर सकते हैं?

— प्रातः

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इलेक्ट्रॉन बहाव तारों के माध्यम से बहुत धीरे धीरे, लेकिन संकेत (या ऊर्जा) होगा प्रचार प्रकाश की गति के करीब है।

— sblair

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@ जेल - 1s और 0s को ट्रांसमिट करने जैसी कोई बात नहीं है; उन चीज़ों की व्याख्या करने का विषय है जो संचरित हैं। यदि आप एक तार पर करंट को बदलते हैं, और हम समय से पहले सहमत हो गए हैं कि एक्स वोल्ट पर कुछ भी माना जाएगा 1 और वाई वोल्ट 0 के तहत कुछ भी, यह एक एनालॉग के लिए हमारी आपसी व्याख्या (उर्फ "प्रोटोकॉल") है। , वास्तविक दुनिया की बात जो बाइनरी जानकारी बनाती है। हम बस एक दीवार पर छड़ें फेंक सकते हैं और उन्हें माप सकते हैं; 10 सेमी से अधिक कुछ भी एक 1 होगा; छोटा होगा 0. एक बाइनरी डेटा की व्याख्या की जाती है, जिसे भेजा या संग्रहीत नहीं किया जाता है।

— नाथन लॉन्ग

इसे भी देखें: प्रोग्रामर.स्टैकएक्सचेंज.

— नाथन लॉन्ग

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तारों में बिजली अनिवार्य रूप से इलेक्ट्रॉनों जैसे चार्ज-कैरियर्स की गति है। ये बहुत धीमी गति से चलते हैं।

हालांकि एक तार के एक छोर पर वोल्टेज में बदलाव से तार के दूसरे छोर पर एक समान परिवर्तन होता है।

एक बहुत लंबे नली के पाइप के बारे में सोचें, यदि नल चालू करने पर पाइप खाली है, तो पाइप को पानी से भरने में कुछ सेकंड लग सकते हैं इससे पहले कि वह दूसरे छोर से बाहर निकले। यदि पाइप पहले से ही पानी से भरा हुआ है, तो नल को अंदर की ओर मोड़ना पानी को तुरंत दूर के सिरे से बाहर कर देगा।

वोल्टेज लगभग दबाव के अनुरूप है। पानी के दबाव में बदलाव पानी के तेज चलने से पानी से भरे पाइप के माध्यम से प्रेषित किया जा सकता है।

— RedGrittyBrick
स्रोत

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हर कोई जानता है कि इंटरनेट "ट्यूब" की एक श्रृंखला है, न कि तार, lol .... en.wikipedia.org/wiki/Series_of_tubes

— Moab

हेह, ट्यूब्स ... कोई आश्चर्य नहीं कि हमारे पास इन्फो लीक्स हैं और जैसा कि कोई प्लंबर आपको बताएगा, सबसे महत्वपूर्ण अवधारणा "स्टफ रन डाउन डाउनहिल" है।

— Fiasco Labs

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+1। इसके अलावा, ध्वनि तरंगें समान हैं: एक ध्वनि तरंग हवा में लगभग 343 मीटर प्रति सेकंड की गति से चलती है। यदि हवा स्वयं उस तेज को ले जाती, तो वह आपको उड़ा देती; इसके बजाय, हवा के अणु एक-दूसरे के खिलाफ दस्तक देते हैं, एक के बाद एक, उस गति से एक से दूसरे तक ऊर्जा प्रेषित करते हैं, जबकि प्रत्येक व्यक्ति अणु ज्यादातर डाल पर रहता है।

— नाथन लॉन्ग

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मैंने वास्तव में कुछ साल पहले इस सटीक प्रश्न पर एक ब्लॉग पोस्ट लिखा था ।

मूल रूप से, हालांकि व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनों केवल कुछ मिलीमीटर एक सेकंड में चलते हैं, एक दूसरे में टकराते हुए "सिग्नल" इससे बहुत तेज गति (प्रकाश की गति का एक बड़ा अंश) की तुलना में अधिक तेज चलता है ।

इलेक्ट्रॉन एक ट्यूब के माध्यम से एक दूसरे से टकराते हैं

ध्यान दें कि गेंद बहुत धीरे-धीरे ट्यूब में कैसे प्रवेश करती है, लेकिन "सिग्नल" जो एक गेंद में प्रवेश किया है (ट्यूब के नीचे फैलने वाला बल) उससे कहीं अधिक तेज चलता है। एक तार में घूमने वाले इलेक्ट्रॉन बहुत ही समान तरीके से काम करते हैं।

— ब्लूराजा - डैनी पफ्लुघोफ्ट
स्रोत

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एक चालक में इलेक्ट्रॉनों की गति जिस गति से होती है वह अपेक्षाकृत धीमी होती है, लेकिन विद्युत तरंगों के माध्यम से सूचनाओं को कंडक्टर के जोड़े या हवा में ले जाया जाता है, और ये तरंगें बहुत तेजी से यात्रा करती हैं: प्रकाश की गति से निर्वात में या लगभग 2/3 इसमें से एक कोअक्स केबल।

यदि आप एक रस्सी लेते हैं, तो एक छोर को किसी चीज़ से जोड़ दें या एक दोस्त को पकड़ लें, फिर जल्दी से रस्सी के अपने छोर को ऊपर और नीचे फ्लिप करें, आप रस्सी में एक लहर को प्रेरित करेंगे जो आपके अंत से दूसरे छोर तक जल्दी से यात्रा करता है। रस्सी के कण हालांकि बहुत तेज नहीं चलते हैं।

एक अन्य उदाहरण एक समुद्र की लहर है। एक सूनामी एक घंटे में सैकड़ों मील की दूरी पर यात्रा करती है, लेकिन लहर को ले जाने वाला पानी इतनी तेजी से आगे नहीं बढ़ता है।

— garyjohn
स्रोत

महासागरीय तरंग क्रिया में, पानी के कण सतह के पास एक वृत्त में यात्रा करते हैं, बड़े वृत्त, व्यास में उतरते हैं जब तक कि आप लहर की अधिकतम गहराई तक पहुंच जाते हैं (भूकंपीय / भूगर्भीय आवेग से उत्साहित पानी स्तंभ की गहराई)। बिजली में, इलेक्ट्रॉन केवल कंडक्टर में एक परमाणु से दूसरे परमाणु में स्थानांतरित होते हैं, वास्तव में एक बहुत ही कम गति, लेकिन इलेक्ट्रॉन आंदोलन का झरना पूरे कंडक्टर के माध्यम से प्रकाश की गति से फैलता है। हवा / वैक्यूम रेडियो तरंगों में 90 डिग्री पृथक्करण पर एक युग्मित वैकल्पिक विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र के रूप में यात्रा होती है।

— Fiasco Labs

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बिजली स्वयं प्रकाश x वेग कारक की गति से तारों के माध्यम से यात्रा करती है । तो 75% वेग कारक के साथ आरजी -58 कोक्स केबल का एक सस्ता टुकड़ा रेडियो तरंगों को 75% प्रकाश की गति से प्रसारित कर सकता है।

भ्रम इसलिए होता है क्योंकि हम सूचना प्रसारित करने के लिए सिर्फ डीसी करंट का उपयोग नहीं करते हैं, बल्कि ऐसा करने के लिए एक डीसी वोल्टेज (मॉड्यूलेशन) पर एक प्रत्यावर्ती धारा या एक प्रत्यावर्ती धारा को प्रभावित करते हैं। उपयोग किए जाने वाले प्रत्येक प्रसारण माध्यम की अधिकतम आवृत्ति होती है, जिस पर वह काम करेगा। स्विचड डीसी 5-50wpm (एक पृथ्वी रिटर्न के साथ खंभे पर एक तार निलंबित) का उपयोग करके टेलीग्राफ, एक मानक POTS लाइन 4kHz (ढाल के साथ ग्रामीण समानांतर 2 जोड़ी केबल) पास हो सकती है, DSLAM के करीब एक लाइन लाइन 2MHz (मुड़ जोड़ी) पास हो सकती है DSLAM टू हाउस), एक CAT5 ईथरनेट मुड़ जोड़ी केबल 100MHz और इतने पर। आमतौर पर, उच्च आवृत्ति जो संचरण माध्यम का समर्थन कर सकती है, उच्चतर डेट्रेट जो इसके माध्यम से पारित किया जा सकता है।

बिजली एक ही गति से केबल से गुजरती है, लेकिन उच्चतर स्विचिंग दर अधिक से अधिक जानकारी ले जाती है।

सूचना प्रसारित करने के लिए बिजली का उपयोग करने की इस अवधारणा के शीर्ष पर, उपयोग किए जाने वाले मॉड्यूलेशन का प्रकार है।

में बंद, साधारण वर्ग तरंग धारावाहिक ठीक काम कर सकता है। यह कई फ्लेवर में आता है। TTL 0-5 वोल्ट की शिफ्ट का उपयोग करता है, RS-232 सकारात्मक और नकारात्मक 3-15 वोल्ट के बीच वोल्टेज स्विंग का उपयोग करता है। आदि आदि।

POTS फोन लाइनों के लिए, एक वर्गाकार तरंग को संचारित करने से काम नहीं चलेगा, रेखा की विशेषताएँ इसे साइन वेव में बदल देती हैं, इसलिए विभिन्न मॉड्यूलेशन योजनाओं का उपयोग आयाम शिफ्ट, फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट, फेज़ शिफ्ट या QAM में प्रयुक्त इन के संयोजन के रूप में किया जाता है जो कर सकते हैं 150 जीबी से 56 केबीपीएस तक डेटारेट को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है।

DSL, POTS की तुलना में बहुत अधिक आवृत्ति पर संचालित होता है और असतत मल्टी-टोन नामक मॉड्यूलेशन तकनीक का उपयोग करते हुए, कई वाहक आवृत्तियों (थिंक रेडियो एएम बैंड और एक ही बार में सभी स्टेशनों को प्राप्त करने, प्रत्येक को डेटा सिग्नल ले जाने और उन्हें दूसरे में संयोजित करने पर संचालित होता है) अंत) चरण और आयाम शिफ्ट मॉड्यूलेशन का उपयोग करते हुए, 1-7Mbps के डेटारेट तक पहुंच गया।

यह स्थानीय लूप को कवर करता है, जब हम इंटरनेट बैकबोन में आते हैं तो हम कई चैनलों पर पीसीएम (पल्स कोड मॉड्यूलेशन) तकनीकों का उपयोग करके ट्रैफ़िक को स्थानांतरित करने के लिए डिजिटल सिग्नल (डीएस) और ऑप्टिकल कैरियर (ओसी) जैसे सामान का उपयोग करना शुरू करते हैं। ये नेटवर्क का सच्चा डिजिटल हिस्सा हैं। एक बार फिर से ट्रैफिक हल्की गति के करीब पहुंच जाता है, लेकिन डेटारेट का उपयोग की जाने वाली आवृत्ति और मॉड्यूलेशन तकनीक पर निर्भर करता है।

परिशिष्ट: इलेक्ट्रॉन एक परमाणु से दूसरे मिनट की दूरी पर चलते हैं। विद्युत प्रवाह के रूप में हम जो वर्तमान प्रवाह देखते हैं, वह एक कंडक्टर की लंबाई के ऊपर एक परमाणु से दूसरे में जाने वाले इलेक्ट्रॉनों का एक निकट तात्कालिक झरना है।

— फासको लैब्स
स्रोत

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-1 यह निश्चित नहीं है कि इसमें इतने उतार-चढ़ाव क्यों हैं, क्योंकि 1.यह किसी को भी पढ़ने के लिए जा रहा है जैसे कि अपनी विद्युत-पढ़ाई शुरू कर रहे हैं, और 2.इसका सवाल से कोई लेना-देना नहीं है (यदि चार्ज वाहक इतनी धीमी गति से चलते हैं तो सिग्नल इतनी तेज़ी से क्यों चलता है? ) , परिशिष्ट को छोड़कर

— BlueRaja - Danny Pflughoeft

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परिशिष्ट विषय पर है, लेकिन गलत है। तांबे (और अन्य धातुओं) में, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों (वर्तमान को ले जाने वाले) परमाणुओं के लिए बाध्य नहीं हैं, और परमाणु से परमाणु तक नहीं चलते हैं। इसके बजाय, वे स्वतंत्र रूप से क्रिस्टल संरचना में घूम रहे हैं। यह स्वतंत्रता ठीक है कि धातुएं बिजली का संचालन इतनी अच्छी तरह क्यों करती हैं। वर्णित के रूप में व्यवहार करने वाली सामग्री (जहां इलेक्ट्रॉनों को परमाणु से परमाणु तक हॉप करना पड़ता है) को आइसोलेटर कहा जाता है।

— एमएसल्टर्स