同じ通信媒体を使用したときの通信速度の違い

質問

お世話になります。
通信において、ケーブルに同じ媒体を使用しているにもかかわらず、
なぜ速度がそれぞれ違うのか疑問思いいろいろ調べてみたのですが、
確定的な情報が見つからずこちらに投稿させて頂きました。

例えば、下記のように通信速度が規格として定められているかと思います。
Ultra ATA/100 ・・・　800Mbps
USB 2.0　　　　・・・　480Mbps
MIDI 　　　・・・　31.25Kbps

いずれも媒体に銅線を使用していると思いますが、なぜ速度が違うのでしょうか
(媒体が違うと速度が変わるという点は理解できます：銅線と光ファイバーで速度が違う)。

自分の予測では
(1) 同じ媒体を使用していれば基本的にどの通信手段でも同じ最大速度が出せる。
(2) 同じ媒体で速度が異なるのは、その媒体で送信しようとしているシステム(回路)が、その速度でしか処理していないため、
　結果としてボトルネックとなり単位時間当たりにその速度しか出せない
　(USB2.0を組み込もうとした場合、毎秒480Mbitを処理してケーブルに出力するシステムにしなければならない)。
ではないかな？と思っております。

上記をご存知の方、また参考になるサイトをご存知の方、お教えいただけたら幸いです。
よろしくお願いいたします。

回答No.4

notnot · ベストアンサー

電気の流れる速度は、信号の伝わる速度とは関係ありません。
電気の流れる速度は、信号が相手にどれだけ遅れて届くかに関わります。
「こちらの送った信号が何秒後に相手に届くか」と「一秒間にどれだけ多くの信号を送れるか」の違いですね。

同じ距離を糸電話とインターフォンで言葉を伝えることを考えてみましょう。糸電話では音声はほぼ音速で伝わり、インターフォンだとほぼ光速で伝わりますが、距離がいくら長くても、「一秒間にどれだけの情報を伝えられるか」は、「どれだけ早口でしゃべるか」に依存して、音速か高速化には関係しません。1Km先に3秒後に伝わるか瞬間で伝わるかの違いしかありません。

で、早口だとたくさん情報が伝わるかというと、早すぎると、「聞き取れなかったのでもう一回言って」ということで、逆に低下します。

じゃあ、媒体の速度は情報伝達速度に無関係かというと、そうでもないです。聞き落としを防ぐために、相づちや聞き直しを確認しながら話すとします。音速で1Km先に伝えると、返事が返るまでに約6秒かかります。インターフォンだとほぼ瞬間で返事が返るので、当然、単位時間にたくさん伝えられます。

人間の言葉の速度は、あまり進歩しませんけど、電子回路の技術はどんどん進歩するので、同じ時間で伝えられる情報量はどんどん多くなっていきます。

・どれだけ早口でしゃべるか
・どれくらいの頻度で相づちを待つか
・聞き直しのうまいやりかた
このあたりの技術が進歩するので、通信速度はどんどん上がっていきます。いずれ上限に達するでしょうけど、まだしばらくは上がりそうですね。

お礼

ご回答ありがとうございます。
具体的な内容で、なんとなく情報伝達のイメージがつかめたような気がします。
例の bps はあくまでも「単位時間に送れる情報量」であって「速度自体」には関係しないのですね。お礼を書きながら考えているうちにだんだん納得してきました。

回答No.3

okweb-goo

それぞれの規格に配線されるデバイスの機能としては、制定時点でそれぞれの速度で仕様要求を満たすと考えているからです。ＵＳＢ３．０が始まりましたが、当然要求仕様が高まったからです。
ちなみに、提示しているどのインターフェイスでも通信速度はあくまでも「電圧変化による０，１の区別」のビットレートであり、銅線を流れる電流はいつでも「ほぼ光速度」です。

お礼

ご回答ありがとうございます。
質問の趣旨とは別になってしまいますが
> 銅線を流れる電流はいつでも「ほぼ光速度」です。
伝播速度 ≒ 光の速度　だったんですね・・・。どっかで「伝播速度は電子の速度に依存」と勘違いしていたようです。
郡速度やら位相速度やらでてきましたので、また別途調べていきたいと思います。

回答No.2

KEN_2

媒体に銅線を使用していますが、線の組み合わせやシールド方法などで最高通信速度の上限速度は異なるのです。ケーブルの長さでも異なってきます。
銅線を組み合わせケーブルにした状態で、通信速度の上限速度に余裕を持った規格を制定し、通信機器の双方に通信速度のを同期（同じ速度）させてデーターを受け渡しをしないと受け側で取りこぼすからなのです。
質問者様の(2)が近いですが、技術が進化してデータの出力信号の改善や方式を変更して通信速度を向上させているのです。

お礼

ご回答ありがとうございます。
速度はシステムや媒体だけではなく、他のいろいろな要素も踏まえて制定されるのですね。

回答No.1

SilverThaw

結論から先に書くと(2)がほとんどあっています。

お礼

早速のご回答ありがとうございました。
なかなか情報がみつからなかったので、助かりました。