为什么我们仍然使用电缆进行很多形式的数据传输?

电器工程 无线的 电缆 插头
2022-01-24 16:20:59

像许多人一样,我经常对丑陋的电缆混乱感到恼火,尤其是当它是长距离时。在我看来,如果可以完全消除电缆,那将是理想的,这样您就只有两个相应的插头,而无需电缆,您可以将其插入任一端并以无线方式传输其信息。

也许现在这有点未来感,但是通过无线计算机网络(或两个配对的蓝牙发射器)传输数据呢?这是完全可能的,您所需要的只是一个可以将数据转换为可以通过无线网络传输的格式的小盒子,以及一个在另一端将其转换回适当格式的盒子。随着时间的推移,这项技术肯定会被小型化,直到它适合插入插头。(例如,您可以将其用于 HDMI、音频或其他信息)

为什么这项技术不存在?我是否忽略了某些东西,或者是否有一些必须首先解决的困难?

4个回答

无线技术很棒,可以在各种场景中使用,但它很复杂,很难设计。事实上,电线在许多方面都更胜一筹。

(摘自:短距离无线标准要点

带电线:

  • 范围不是问题 - 只需添加更多电缆
  • 延迟非常好 - 一端的内容立即出现在另一端
  • 它们对数据协议和格式是透明的
  • 吞吐量非常好
  • 安全没有问题-您知道将其插入什么
  • 互操作性极好,最多只需要换个插件
  • 功耗可能更高,但电缆可以带电
  • 它们可以在单个页面上指定
  • 拓扑很简单——通常是一对一的
  • 抗干扰的鲁棒性通常是一个小问题
  • 向后兼容通常并不比更换插头更难
  • 通常没有许可协议,没有资格要求和出口管制

有线连接有一些无线连接没有的属性:

  • 鲁棒性:无线连接可能会受到各种形式的干扰(想想微波炉)和障碍物,这会影响接收信号的质量。

  • 延迟:无线连接大量使用确认信号和错误检查代码,因为它们的可靠性较低。这意味着您需要更多地等待有效数据。

  • 并行化:虽然您可以运行 10 根电缆来传输 10 倍信号,但使用无线链路更难,因为您会受到干扰且通道数量有限。当您在同一个地方有许多网络时,这也适用。

  • 安全性:使用电线,您(几乎)总是知道您将信号发送到哪里,并且进入有线网络至少需要访问电缆。有了无线连接,事情就变得更加困难了,因为信号是在空中广播的。加密系统正在不断发展,但借助 GPGPU 和并行计算,进行暴力攻击变得越来越快。

  • 范围:如果您有规格和足够长的电缆,您就知道有线连接的范围;无线网络更难,因为它们会受到反射和路径上的所有障碍物的影响,并且估计范围主要是通过反复试验。

  • 安全性:这是一个小问题,但有关于射频对人体影响的研究

作为旁注,有一些应用程序(想想智能手机)只能通过无线连接实现。因此,从长远来看,这两种传播媒体也很有可能存活下来。

你在说什么我每天都在使用:我的 PC 与我的路由器无线连接,并且可以以 300 Mbps 的速度收发数据。工作正常。十年前,我为此使用了 CAT-5 电缆(当时速度稍低)。

但这是有代价的。当对电缆没有那么严格的要求时,几米长的电线可能会更便宜,尤其是在低速时。

此外,电缆还具有将数据与外部平均世界隔离开来的优势。数据在电缆内部,噪音在外部。如果您使用无线,各种信号可能会相互干扰。

事情正在逐渐走向无线,但目前电缆在几个方面要好得多。

1) 速度

Thunderbolt 10Gbps 和 USB 3 4.8Gbps 与 ~150Mbps 无线 n。然后,如果您查看 HDMI 和 Displayport 之类的东西,那么您拥有 10.2Gbps 和 17.28Gbps 的无线网络根本无法快速推送数据。

2) 干扰:现在情况已经糟糕到让您的无线路由器在您家中正常工作。想象一下每台电视、游戏机、键盘、鼠标、外部驱动器等都试图找到一个聊天频率。您可以尝试通过您的互联网路由器路由所有内容,但所有内容都在一个频率上,这对带宽有限制。

3)传输功率的能力:

特别是对于 USB 设备,如果您没有用于数据传输的电缆,您可以使用您使用的电缆为它们供电,无论如何您可能需要一根将其插入墙上。

4) 范围

对于较长的距离,如公司园区或电信线路,具有远距离的优势(例如,带有中继器的光纤可以达到 1,000 公里),因为大气和干扰会迅速衰减无线信号。