您可以通过一根线(实际上是一根线)有效地发送数据吗?

电器工程 电源 地面 金属丝 网络 1线
2022-01-19 09:50:09

可以设计仅使用两根线的网络系统:一根用于数据线,一根用于公共接地线。示例包括1-wirePin&Play这些被称为单线系统,因为也暗示了对地线的要求。但是您也可以使用系统来扩展家庭网络,这些网络使用家庭地球来连接网络点,例如电力线通信这怎么可能只通过一根电线?

== 编辑 ==

从答案(谢谢!)我想我没有清楚地表达这个问题。让我再尝试一次。

您可以通过一根线(实际上是一根线)有效地发送数据吗?Radio 是 0,1-wire 是 2,但是 1 有可能吗?“不,这就是为什么”或“是的,这是在 X 中完成的方式”是我希望得到的答案。

(注意,我还将把问题标题从“单线系统需要两根线;那么地面上的以太网如何工作?”改为“你能通过一根线有效地发送数据吗?实际上是一根线?”)

4个回答

是的,这是可能的,但如果您不想考虑使用隐含的第二导体(如地球)的系统,则只能作为无线电的扩展。

无线电工作,因此您可以使用单线大大减少发射器和接收器之间的损耗。随着无线电在空间中传播,单位面积的功率随到发射机距离的平方而下降。使用电线的衰减是完全不同的,适度的距离会产生更少的损失。由于电阻不断增加,电线的损耗呈指数级增长,因此最终无线电实际上胜过电线。

您还可以通过隐式使用附近的一些大导体(如地球)作为另一条“线”来拥有看似单线系统。一些旧的商业配电系统以这种方式工作,大地承载返回电流。如果你能用这种方式发送电力,你也可以用这种方式发送信息。然而,没有这样的电力系统正在建造新的,我认为所有旧的都已被淘汰并用完整的出线和回线取代。

在非常有限的范围内 - 是的。您将需要有一个受电场支持的返回路径。看待这个问题的最好方法就像一个交流耦合电路 - 通过一个电容器耦合,该电容器由电路耦合到的某个极板和提供返回路径的另一个极板形成。

我们知道电场可以在很长的距离上耦合,二战的一些防空近炸引信使用了一种可以触发炸弹的电场检测技术,因为炮弹和飞机将携带不同水平的电荷,因此电子-场线将形成连接两者,从而改变内部电路中的电容。

这绝不违反物理学,最好将其视为一个体积大到可以在板之间行走的电容器。但是,实际的电容值会非常小。

uChip 刚刚发布了一些使用类似效果的技术,称为GestIC,它们与 E-Fields 相结合。在这里,它们在顶部导轨和返回路径上耦合,因此它是“零”线解决方案。但是,如果您将远程设备内的一个极板接地到“焊盘”中极板的一个极性,它也会起作用。

有这样一种设置,称为 Goubau 线 - 但它实际上需要用天线端接电线,因为它更像是一个开放式波导而不是电路。像波导一样,它不会是直流耦合的,并且对于低于短波射频范围的工作频率不实用。

编辑 - 因为问题的重塑。我在底部的答案并不相关。对于已编辑的问题: -

“你能通过一根电线有效地发送数据吗?实际上是一根电线?”

我的回答是“没有任何程度的成功”。推理 - 如果您要发送信号,则需要当前的正向和返回路径。如果返回路径连接很薄弱(例如通过接地),则返回路径附近的任何接地干扰都会增加接收到的信号,并有破坏该信号的趋势。但是,地线不能归类为电线吗?为避免此问题,如果存在经验证未添加额外电线的脆弱接地连接,则答案可能是“是”,前提是传输的信号足够强大以克服返回路径附近的自然和非自然干扰。

如果信号是射频信号并通过诸如天线之类的“单线”传输,您可能会争辩说答案是“是”,但接收天线是否会被视为使射频参数无效的电线?超声波信号或光信号不需要电线来建立连接,因此它们在我的回答中无效。

修改前对问题的回答:-

我经常使用零线系统 - 这些系统使用 NO(重复 NO)互连线接收电源并传输数据。数据传输速度略低于每秒 1Mb,当然对于(体面的)网络来说是可怕的。同样适用于电力线通信和 1-wire 和 Pin&Play(最差的)。

如果您想要一个体面的高速网络,则需要宽带系统,并且需要双绞线来获得办公室之间的任何合理距离。WiFi 很好,但它使用复杂的调制技术和无线电来实现高速 - 但是你家中的那些并没有很大的范围。

是的,您可以设计只使用两根线的网络系统,但如果它们是一对平衡线,它们会明显更快且更不容易出错。您甚至可以像 1-wire(实际上是 2 个)那样幻象连接到它们的电源设备。

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