网络原理-计算机网络详解-网线传递数字信号的原理
家用的网线：传递的数字信号，原理是：
（1）和电线传输电的原理一样，只不过网线上传输的就是脉冲电信号，而且遵守一定的电器规则。
（2）计算机上的数据都是用0和1来保存的，所以在网线上传输时就要用一个电压表示数据0，用另一个电压表示数据1。
（3）网线上传输的是数字信号。
（4）网线在传输数据就是传输电信号，就会有电流通过，那么就会产生电磁场，几根线之间的电磁场就会互相干扰，会影响电压，使得数据失真，所以把绞在一起就可以有效的抵消掉这种线之间的互相电磁干扰。
总结来说：网线就是传递的脉冲电信号，在一个脉冲中，即有电压变化，又有电流变化。
网线传输信号是数字信号，方波，相当脆弱，容易受到周边磁场和自身的干挠。所以双绞的原理就是为了尽可能的消除其干挠。
我们日常使用最多的网线就是双绞线，但网线不能过长，电脑能识别的语言就只有0和1，网络得传输信号就是0和1。这些信号通过网线的时候变成了电流，而网线的电流强度是-15v和+15v之间，电流通过网线传输的时候会有电阻。所以，根据高压输电原理，线路越长，就要用越大的电压等级来输电。如果网线过长，但是这么低的电压，就会导致信号减弱，直至丢失。因此网线不宜过长，一般来说，网线超过一百米，另一头就接收不到信号了。
rj45网线中，单方向传输信号都是一对导线，里面用的是差分信号，传递给对方的是电压变化 信号。【双绞线 可以 屏蔽 外界的 电磁干扰，抗干扰强】
如果差分信号电路中的源和接收器阻抗相等，则外部电磁干扰往往会同样影响两个导体。由于接收电路仅检测导线之间的差异，因此与具有未配对参考（接地）的一个导体相比，该技术抵抗电磁噪声。该技术适用于模拟信号，如平衡音频和数字信号，如RS-422，RS-485，双绞线以太网，PCI Express，DisplayPort，HDMI和USB。【来自维基百科】
数字电路：从 单端信号 发展到 差分信号
单端信号与同轴电缆一起使用，其中一根导线完全屏蔽另一根导线与环境。所有屏幕（或屏蔽）都组合成一块材料，形成一个共同的地面。差分信号与平衡的导体对一起使用。对于短电缆和低频，这两种方法是等效的，因此具有公共接地的廉价单端电路可以与廉价电缆一起使用。
单端信号
早期的数字总线大部分使用单端信号做信号传输，如TTL/CMOS信号都是单端信号。所谓单端信号，是指用一根信号线的高低电平的变化来进行0、1信息的传输，这个电平的高低变化是相对于其公共的参考地平面的。单端信号由于结构简单，可以用简单的晶体管电路实现，而且集成度高、功耗低，因此在数字电路中得到最广泛的应用。
大白话：单端信号 用一根线 接地，另一根 传递 电压 高低变化，当然也是 单方向 传输啦。
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差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相同，相位相反。在这两根线上的传输的信号就是差分信号。信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的逻辑状态。在电路板上，差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线。
差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。差分信号又称差模信号，是相对共模信号而言的。
网线传输原理
一般情况下，网络从上至下分为五层：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。每一层都有各自需要遵守的规则，称之为“协议”。TCP/IP协议就是一组最常用的网络协议。
网线在网络中属于物理层，计算机中所需要传输的数据根据这些协议被分解成一个一个数据包（其中包括本地机和目的机的地址）后，按照一定的原则最后通过网线传输给目的机。通俗讲，和我们去寄信的道理一样，先写好信的内容（计算机上的数据）、装信封然后在封面上写地址（打包成数据包，里面包含本地机和目的机的地址）、寄出（传输），那么网线就相当于你的地址和你要寄到的地址之间的路。
（1）如上所述，和电线传输电的原理一样，只不过网线上传输的就是脉冲电信号，而且遵守一定的电气规则。
（2）计算机上的数据都是用0和1来保存的，所以在网线上传输时就要用一个电压表示数据0，用另一个电压表示数据1。
（3）网线上传输的是数字信号
（4）网线在传输数据就是传输电信号，就会有电流通过，那么就会产生电磁场，几根线之间的电磁场就会互相干扰，会影响电压，使得数据失真，所以把绞在一起就可以有效的抵消掉这种线之间的互相电磁干扰。
网线传输信号是数字信号，方波，相当脆弱，容易受到周边磁场和自身的干挠。所以双绞的原理就是为了尽可能的消除其干挠。
明白了网线所接的水晶头：rj45接口原理就自然明白了网线的原理：
RJ-45各脚功能(10BaseT/100BaseTX)：
1、传输数据正极 Tx+
2、传输数据负极 Tx-
3、接收数据正极 Rx+
4、备用（当1236出现故障时，自动切入使用状态）
5、备用（当1236出现故障时，自动切入使用状态）
6、接收数据负极 Rx-
7、备用（当1236出现故障时，自动切入使用状态）
8、备用（当1236出现故障时，自动切入使用状态）
网线中传输的是数字信号，网卡工作在物理层，是将数据根据OSI的七层协议，从要传输的数据一级一级的转换成帧数据，用电信号的方式传输出去，接收方依同样的原理，转换成对方的原始数据。
RJ-45的接头实现了网卡和网线的连接。它里面有8个铜片可以和网线中的4对双绞（8根）线对应连接。其中100M的网络中1、2是传送数据的，3、6是接收数据的。1、2之间是一对差分信号，也就是说它们的波形一样，但是相位相差180度，同一时刻的电压幅度互为正负。这样的信号可以传递的更远，抗干扰能力强。同样的，3、6也一样是差分信号。
网线中的8根线，每两根扭在一起成为一对。我们制作网线的时候，一定要注意要让1、2在其中的一对，3、6在一对。否则长距离情况下使用这根网线的时候会导致无法连接或连接很不稳定。
首先说一下差分方式传输。所谓差分方式传输，就是发送端在两条信号线上传输幅值相等相位相反的电信号，接收端对接受的两条线信号作减法运算，这样获得幅值翻倍的信号。其抗干扰的原理是：假如两条信号线都受到了同样（同相、等幅）的干扰信号，由于接受端对接受的两条线的信号作减法运算，因此干扰信号被 基本抵消，那么怎样才能保证两条信号线受到的干扰信号尽量是同相、等幅的呢？办法之一那就要将两根线扭在一起，按照电磁学的原理分析出：可以近似地认为两条信号线受到的干扰信号是同相、等幅的。 两条线交在一起后，既会抵抗外界的干扰也会防止自己去干扰别人。一般常用的就是双绞线。
大多数局域网使用非屏蔽双绞线(UTP—Unshielded Twisted Pair)作为布线的传输介质来组网,网线由一定距离长的双绞线与RJ45头组成。双绞线由8根不同颜色的线分成4对绞合在一起，成队扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射与外部电磁干扰的影响，双绞线可按其是否外加金属网丝套的屏蔽层而区分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。在EIA/TIA-568A标准中，将双绞线按电气特性区分有：三类、四类、五类线。网络中最常用的是三类线和五类线，超五类，目前已有六类以上线。第三类双绞线在LAN中常用作为10Mbps以太网的数据与话音传输，符合IEEE802.3 10Base-T的标准。第五类双绞线目前占有最大的LAN市场，最高速率可达100Mbps，符合IEEE802.3 100Base-T的标准。做好的网线要将RJ45水晶头接入网卡或HUB等网络设备的RJ45插座内。相应地RJ45插头座也区分为三类或五类电气特性。RJ45水晶头由金属片和塑料构成,特别需要注意的是引脚序号,当金属片面对我们的时候从左至右引脚序号是1-8, 这序号做网络联线时非常重要,不能搞错。双绞线的最大传输距离为100米。 EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序568B与568A。
标准568B：橙白–1，橙–2，绿白–3，蓝–4，蓝白–5，绿–6，棕白–7，棕–8
标准568A：绿白–1，绿–2，橙白–3，蓝–4，蓝白–5，橙–6，棕白–7，棕–8
568A和568B两者有何区别呢？后者是前者的升级和完善，但是后者还处于草案阶段，包含永久链路的定义和六类标准。另外在综合布线的施工中，有着568A和568B两种不同的打线方式，两种方式对性能没有影响，但是必须强调的是在一个工程中只能使用一种打线方式。
至于5类和超5类的不同主要是应用的不同。5类系统在使用过程中只是使用其中的两对线缆，采用的是半双工，而超5类为了满足千兆以太网的应用，采用四对全双工传输。因而远端串扰(FEXT)，回波损耗（RL）、综合近端串扰（PSNEXT）、综合ACR和传输延迟也成为必须考虑的参数。所以超5类比5类有着更高的性能要求。6类和5类实质的区别在于它们的带宽不同，5类只有100MHz，六类是250MHz。它们支持的应用也因为性能的不同而不同，6类支持更高级别的应用。在性能上6类也比5类有更高的要求，为了提高性能，在结构上6类比5类也要复杂一些RJ45接头的8个接脚的识别方法是，铜接点朝自己，头朝右，从上往下数，分别是1、2、3、4、5、6、7、8。
在整个网络布线中应用一种布线方式，但两端都有RJ-45 的网络联线无论是采用568A，还是568B， 在网络中都是通用的。规定双工方式下本地的1、2两脚为信号发送端，3、6两脚为信号接收端，所以讲，这两对信号必须分别使用一对双绞线进行信号传输。在做线时要特别注意。现在100M网一般使用568B方式，1、2两脚使用橙色的那对线，其中白橙线接1脚；3、6两脚使用绿色的那对线，其中白绿线接3脚，绿线接6脚，剩下的两对线在10M、100M快速以太网中一般不用，通常将两个接头的4、5和7、8两接头分别使用 一对双绞线直连，4、5用蓝色的那对线，4为蓝色，5为白蓝色；7、8用棕色的那对线，7为白棕色、8为棕色。如果网线两头都按一种方式这么做的话就叫做直连缆方式或直通线方式。
如果网线的两头不按一种方式，一头是568B，另一头是568A，那么这种做法叫交*缆，其实就是只须将其中一个 头在568B的基础上1、2和3、6对调一下就行。不同的做法用在不同的环境，后面会讨论。
很多人以为做直连缆时将线排成，这是错误的。这既不是568A也不是568B。这种做法3、6信号线未绞在一起，失去了双绞线的屏蔽作用。虽然在传输距离近时能正常使用不容易被发现，当传输距离远时会出现丢包，或者导致局域网速度慢，很多人会怀疑网卡质量和网线质量，往往不会想到是线做的有问题。
当网线作为局域网线路时，电压不超过3伏
作为电话线路时，电话在待机状态（即没拿起来时）供电电压为-48V（反向电位） 当电话被打通需要震铃时，供电电压为+48V（正向电位）并且叠加24V 25HZ交流，使其成为72V交流25HZ震荡信号。这样就会震铃了。 当拿起电话后（无论是对方打来还是你自己拿起）电压从-48V下降并转换为+8—+18V（这个由你线路距离局端设备远近而不同） 电话是以恒流方式供电。也就是，电流一定，功率越大，电压越高。并且除了震铃之外，其他的全部为直流送电，包括脉冲直流 并且，如果是之后新装的线路中，大多地区已经使用数字模拟混合接入，即若你的电话为06年之后购买并符合标准的，则为数字信号，用载波模式装载到线路中传输，若为之前的或者局端设备还没有更新，那么则是模拟信号，用电流高低震荡的方式传送。
作为电口出来的网线时，网线供电器的输出电压一般是24V或者48V，INTEL的设备就是24V，CISCO和神脑的设备就是48V，这样经过100米的网线传输后，电压还是足够的，而这些网络设备内部还有一个转换电路，将这些可能高于要求的电压降到正常范围内。
数字信号从Internet上下载下来，通过ISP接入你所在区域的交换机，通过D/A变换变成模拟信号，经过4线至2线的变换后，传到你的调制解调器，再经过一次A/D变换，还原成计算机可接受的数字信号。
无线网快还是插网线快？
同一个路由器下，绝大多数情况下，网线比无线网快。
不敢说绝了，因为上网情况不太，实际上网速度也有略有影响。
正常来说，插网线的网络损耗比较少，在局域网中常见的网线主要有双绞线、同轴电缆、光缆三种。 双绞线，是由许多对线组成的数据传输线。它的特点就是价格便宜，所以被广泛应用，如我们常见的电话线等。它是用来和RJ45水晶头相连的。
我们日常使用最多的网线就是双绞线，但网线不能过长，电脑能识别的语言就只有0和1，网络得传输信号就是0和1。这些信号通过网线的时候变成了电流，而网线的电流强度是-15v和+15v之间，电流通过网线传输的时候会有电阻。所以，根据高压输电原理，线路越长，就要用越大的电压等级来输电。如果网线过长，但是这么低的电压，就会导致信号减弱，直至丢失。因此网线不宜过长，一般来说，网线超过一百米，另一头就接收不到信号了。
而我们正常使用网线的一般只有几米，损耗是非常少的。
无线网络损耗比较大的原因比较多，如建筑物对网络的损耗，特别是建筑物中的承重墙对网络损耗会比较大。由于wifi信号有特定的信道，这些信道就如同告诉公路，如果附件多个路由器发射出来的wifi都在一个信道传输，也会导致网络变慢。
在家中使用PC用网线连接路由器比wifi连接网速还是要更好的。
其实路由器端是没有太大问题的，虽然标称300m的2.4gWIFI有大半虚标，但实际值还是比有线的100m快的。但是问题就在于你的笔记本电脑，手机和便宜的无线网卡速率都是54m！
这就产生瓶颈制约，路由器标称给你6碗饭，实际给你3碗饭，但你只吃得下1碗！
现在的电脑配置也有问题，机械硬盘标称和测速都显示130m/s以上，但实际上使用起来持续速度只有40m/s左右，因为机械盘早期写入的是缓存，缓存再写入碟片，但测速软件测的是写入缓存的速度而非写入盘片的速度。测速450m/s的ssd真实持续写入速度其实也就95m/s。
40m/s换算为速率就是480mbps，所以，你的电脑根本上来说就只能用480m的网速，什么千兆网卡都是噱头，因为根本没这能力跑！ssd会好一些，但是也只能勉强跑满千兆！
千兆有线的设备成本比较低，而你如果想用千兆WIFI，光路由器和接收器的投资就不低于2500元，而且还要专用，不能通用。
总之，这是这个时代的科技局限，你手机无线接收模块就只54mbps，速度上限就7m/s，5g的会好点，但也只能到15m/s左右的上限。你用再好的路由器都没用！
包括现在的小米用了黑科技双WIFI，但也只能增加WIFI信号强度而不能增加速度。
总结：现在普遍使用百兆有线的情况下，有线是要比无线快的，想要无线比有线快，要等高标准的WIFI接收模块普及了才行。
首先有两个概念。
我们常说的网速：“XX兆光纤”，对应到一个专业词汇叫“网络带宽”。指的是单位时间的传输效率，一般运营商给的这个值是理论最大值。实际情况往往到不了这个大小。一个比较好的类比是，带宽越大，就好像一个高速公路修得越宽，车道越多。
第二个生活化的词汇是“网好卡”，对应到专业词汇叫“网络延迟”，延迟有很多部分组成，也受很多因素影响。但最终用户感受到的是一个网络请求从开始到收到结果的时间间隔。可以类比为高速公路上的车跑的快慢。
所以上面我们可以看出，网络“卡不卡”是有两个指标衡量的，在不同的使用场景下时有不同的判断依据的。
下面举例两个场景。
用手机或者电脑打游戏的时候，往往游戏需要发生的网络请求很频繁但是数据量并不大。这个时候我们需要网络延迟很低，但是并不需要有很大的网络带宽。所以我们经常能看到，隔壁老王家10兆的网络比你家100兆的网络打游戏更加顺畅。类比到高速公路上，就是相当于有很多赛车一辆接一辆在两个地方往返，这个时候路面是不是很宽其实大家不太在乎，在乎的是“路好不好走”，也就是延迟是不是很低。
在线观看视频或者下载资料的时候，电脑会从网络上不断的下载信息，放到本地，供我们观看。这些信息相对是非常大的，这时候我们就需要很宽的公路去运送这些资源到本地来，路面稍微难走一点也没有关系。这个场景下我们需求的是大的带宽，对延时没有太高的要求。
说完了啥叫网络卡，以及不同场景下的不同需求，我们来看一看有线连接和无线连接的区别。（这只讨论家用路由器和日常使用设备之间的连接形式）。
顾名思义有线连接就是信息由路由器到主机之间用光缆连接以传输信息，信息传输过程是先将电信号转化为光信号在光缆中传输，然后另一端接收到结果后再由光信号转换为电信号。完成传输。在光缆内传输的好处是，受到外界干扰很小，而且本身带宽也足够大（现在市面上光缆的传输带宽都是远大于我们家用网络带宽的）。
而无线连接则是，路由器和主机之间，将电信号通过调制解调器转换，以电磁波为载体在端与端之间传输。优势在于方便。但是劣势也很明显，例如电磁波比较容易受到干扰，传输带宽和发射功率有关，以及多个无线网信道之间相互干扰等等
所以从理论上看，相应其他条件下，有线连接会比无线连接在网络带宽和网络延时上都更具有优势一些。
至于其他答案中提到的2.4G和5G标准相关的内容，其实都是这个标准下用了全新不易冲突的电磁波频段以及新的硬件标准使得相同功率下传输效率更高。但是现阶段而言，不太可能突破有线连接的速度。
再顺便提及一下某些朋友可能的疑虑，电脑接有线，手机用无线，体验上手机比电脑更加流畅。这个问题其实很简单，做对比要控制好变量，很可能体验上的差别是由其他东西导致的。比如运营商在晚高峰的时候承诺的带宽达不到，或者晚高峰网络拥塞整体延时都增加了等等。
你们见过数据中心用无线传业务数据吗？！
1.无线工作方式为半双工，类似于以前那种很老的hub（冲突检测，载波侦听，就是我在用的时候你就得等着我把数据传完你再传）。
2.无线的吞吐看起来参数比千兆有线还高（1200Mbps甚至5300Mbps），但他的工作方式决定了它在多用户的环境下性能损失非常大，特别是多用户大吞吐的时候，抖动增大和速率下降都会非常利害，信号也容易受到干扰还不安全。
3.现在高端一点的无线路由器在硬件层面有mimo数据流的多入多出，链路聚合，专用无线处理芯片等技术，但其实性能提升也有限，原因还是看第一点他的工作原理决定的。软件层面会有一些专业的商业公司出的专用操作系统比如aruba,Cisco,huawei等，但也只是在稳定性，安全性和部署维护上进行了优化。
4.有线的路由器或者交换机会有专门的处理芯片来处理三层的路由数据和二层的交换数据，一般都能达到线速转发。比如48口的交换机背板宽带宽228Gbps，实际上只要用到96Gbps就足够让这48台终端同时上下行并发吞吐数据了，而且延时抖动和速率下降并不明显，如果是无线分分钟死给你看。但是呢即使是dlink tplink fast 腾达之流，瞎标参数，千兆有线也比大牌的千兆无线快和稳定，但不用说那种专业厂商的设备。
个人经验，高端点的ac无线路由器单纯的作为接入点30人左右的接入会有比较好的用户体验，尽管他可能支持128或者更高的接入，但能连接和可以用可是二码事。一分钱一分货，那种几十块的就不用说了，家庭3到5个人，要求不高，也能用。
所以，至少一段时间来看无线都只是作为接入层的扩展设备而存在，因为他不用布线方便啊