¿Cuál de los siguientes es el factor más limitante para la velocidad de transmisión de datos? [cerrado]

En primer lugar, su pregunta no está clara. Pero sigue siendo información importante y valiosa para una gran cantidad de visitantes (al menos, me imagino), así que voy a responderla.

La respuesta es: Depende absoluta y completamente de lo que estás hablando. Pero puedo contarte algunos trucos para comprender qué entendemos por transmisión de datos y cómo entran en juego los diversos factores de los que estás hablando.

Cómo pensar acerca de los medios de transmisión

Los medios de transmisión pueden ser desde un conductor eléctrico hasta un vacío. Todo lo que tienes que hacer para tener una buena idea de lo que podría suceder es simplemente: ¡sigue las olas! Comience en su transmisor, trate de pensar cómo se ven sus formas de onda cuando salen del transmisor y cómo el medio de transmisión y todo lo que lo rodea interactúan con él. Esto va muy lejos en el modelado correcto en su cabeza, y finalmente en sus cálculos, donde estarán los límites teóricos.

También SIEMPRE piense en la información de una línea de transmisión como energía. La información requiere, en su núcleo, una cantidad mínima de energía para ser transmitida. Se sorprenderá de lo cerca que están los límites teóricos y los requisitos de energía práctica real. Más potencia en cualquiera de los extremos de su línea de transmisión siempre significa una mayor transferencia de información potencial.

Entonces, si aplicamos esto a un par de topologías de líneas de transmisión comunes, podemos ver inmediatamente qué efectos son dominantes.

Ejemplo 1: Antenas

Una antena no usa nada como su medio de transmisión. Si consideramos dos antenas a una distancia mucho mayor que la longitud de onda de la portadora, el medio de transmisión se puede considerar esencialmente como dos lados muy, muy débilmente acoplados de un transformador. Acoplado holgadamente porque tenemos atenuación geométrica por diseño. Su transmisor transmite su potencia (= información) en todas las direcciones, pero su antena receptora no está en todas esas direcciones. Al menos no en general. Esto es efectivamente atenuación - y bastante. Esta pérdida se escala como el cuadrado de la distancia, y no va a utilizar antenas para distancias cortas. Hay cables para distancias cortas. Las antenas están dominadas por la atenuación media.

Esto es aún más cierto para las antenas en aplicaciones terrestres, donde el aire, los edificios y esas cosas causan una atenuación aún más fuerte, así como las reflexiones y demás.

Ejemplo 2: Conductores

Un conductor resuelve este problema bastante bien. Estás restringiendo tus ondas de información a un canal muy bien definido. No pueden salir, así que no hay atenuación geométrica.

Bueno ... más o menos. Las ondas electromagnéticas en el aire o el vacío se mueven perfectamente; No son impedidos o modificados en el camino. En un conductor, o cualquier otro material, se modifican constantemente. Al igual que las ondas de luz a través de medios ópticos, los electrones tienen una cierta velocidad a través de conductores que depende de la frecuencia. Esto causa los efectos del arco iris (aberración cromática) en las lentes, y esto causa el 'suavizado' gradual de las señales eléctricas definidas a medida que su información fluye a través del cable. Las frecuencias más altas se amortiguan y la fase se desplaza más que las bajas.

Además, la geometría sigue siendo importante. Si su línea de transmisión tiene secciones discretas que son del orden de la longitud de onda de su información, formará una antena y emitirá energía. Si hay esquinas afiladas, esas esquinas se reflejarán en algunas de tus ondas y se atenuarán (a través de la interferencia destructiva) o distorsionarán tu onda.

Ejemplo 3: medios ópticos

En fibra óptica, combinamos lo mejor de ambos mundos de conductores y antenas. Por un lado, obtenemos la restricción (y, por lo tanto, un buen rendimiento a larga distancia) de los conductores, por otro lado, obtenemos las mejores propiedades de transmisión del vidrio en comparación con el cobre. En la fibra óptica de vidrio, el medio ya no limita nuestra velocidad de transmisión. Sí, hay algunas restricciones, por ejemplo, el ancho de banda de la luz a la que es transparente el vidrio, así como el índice de refracción que limita algunos aspectos de la línea de transmisión, pero está muy lejos de nuestros límites de ingeniería actuales. Es la tecnología de transceptor que realmente nos limita aquí. La tecnología de láser y receptor de fotodiodos simplemente no es lo suficientemente rápida como para acercarse al régimen de THz de la frecuencia portadora en fibra óptica. Así que aquí la respuesta es: ninguna de las anteriores. O tal vez, si quieres ser exigente: el ancho de banda del transmisor / receptor.

Conclusión

Esto no responde a tu pregunta. Es una pregunta sin respuesta. Pero espero que los ejemplos le den cierta información sobre cómo abordar una propuesta como esta. También he dado deliberadamente un ejemplo que desafía su clasificación.

(nota de pie de página: estoy extremadamente cansado, así que, por favor, perdóname por los errores de ortografía y demás)

Dada la forma en que está redactada la pregunta, la única opción que realmente tiene un efecto directo en el rendimiento de datos es el ancho de banda analógico, la opción D.

A nivel teórico, hay dos cosas que determinan la cantidad de datos que puede enviar a través de un canal: qué tan rápido puede empujar "símbolos" a través del canal (su ancho de banda analógico) y cuánta información puede empaquetar en una sola símbolo (la relación señal-ruido). El producto de estos dos es el máximo rendimiento de datos posible.

Ahora, la opción C, "distorsión de la señal", aunque es un término nebuloso, podría interpretarse en algunos casos para crear ruido en el canal, por lo que esto podría afectar la cantidad de símbolos diferentes que puede tener, lo que también limitaría la rendimiento de datos.

Las opciones A ("distorsión de atenuación") y B ("retardo de fase") son efectos que se pueden compensar, a través de un proceso conocido como "ecualización", por lo que no afectan directamente el rendimiento de datos del canal. Las características del canal se pueden medir directamente mediante el uso de una secuencia de entrenamiento o indirectamente mediante el uso de los datos en un proceso conocido como "ecualización adaptativa".