Mengapa bit stream serial menjadi sangat umum?
Menggunakan tautan serial memiliki keuntungan karena mengurangi ukuran fisik koneksi. Arsitektur sirkuit terpadu modern memiliki begitu banyak pin pada mereka sehingga ini menciptakan kebutuhan yang kuat untuk meminimalkan tuntutan interkoneksi fisik pada desain mereka. Hal ini menyebabkan pengembangan sirkuit yang beroperasi pada kecepatan ekstrem di antarmuka sirkuit ini menggunakan protokol serial. Untuk alasan yang sama, wajar untuk meminimalkan permintaan interkoneksi fisik di tempat lain di tautan data lainnya.
Permintaan asli untuk jenis teknologi ini mungkin memiliki asal-usul dalam desain transmisi data serat optik, juga.
Setelah teknologi untuk mendukung sambungan kecepatan tinggi menjadi sangat umum, itu wajar untuk menerapkannya di banyak tempat lain, karena ukuran fisik koneksi serial jauh lebih kecil daripada koneksi paralel.
Mengapa tidak ada protokol komunikasi sistem luas yang banyak menggunakan beberapa metode modulasi canggih untuk laju simbol yang lebih baik?
Pada tingkat pengkodean, skema pengkodean untuk komunikasi digital dapat sesederhana NRZ (Non-Return to Zero) , Kode Jalur yang sedikit lebih rumit (misalnya 8B / 10B) , atau jauh lebih rumit, seperti QAM (Quadrature Amplitude Modulation) .
Kompleksitas menambah biaya, tetapi pilihan juga tergantung pada faktor-faktor yang pada akhirnya bergantung pada teori informasi dan batas kapasitas suatu tautan. Hukum Shannon, dari Teorema Shannon-Hartley menggambarkan kapasitas maksimum saluran (anggap itu sebagai "koneksi" atau "tautan"):
Kapasitas Maksimum dalam Bit / Detik = Bandwidth * Log2 (1 + Sinyal / Kebisingan)
Untuk tautan radio (seperti LTE atau WiFi), bandwidth akan dibatasi, sering kali oleh peraturan hukum. Dalam kasus-kasus tersebut QAM dan protokol yang serupa rumitnya dapat digunakan untuk meningkatkan laju data setinggi mungkin. Dalam kasus ini, rasio sinyal terhadap noise seringkali cukup rendah (10 hingga 100, atau, dalam desibel 10 hingga 20 dB). Itu hanya bisa sangat tinggi sebelum batas atas tercapai di bawah bandwidth yang diberikan dan rasio sinyal terhadap noise.
Untuk tautan kabel, bandwidth tidak diatur oleh apa pun kecuali kepraktisan implementasi. Sambungan kawat dapat memiliki rasio sinyal terhadap noise yang sangat tinggi, lebih besar dari 1000 (30 dB). Seperti disebutkan dalam jawaban lain, bandwidth dibatasi oleh desain transistor yang menggerakkan kawat dan menerima sinyal, dan dalam desain kabel itu sendiri (saluran transmisi).
Ketika bandwidth menjadi faktor pembatas tetapi rasio signal to noise tidak, perancang menemukan cara lain untuk meningkatkan kecepatan data. Itu menjadi keputusan ekonomi apakah akan pergi ke skema pengkodean yang lebih kompleks atau pergi ke kawat lebih:
Anda memang akan melihat protokol serial / paralel yang digunakan ketika kabel tunggal masih terlalu lambat. PCI-Express melakukan ini untuk mengatasi keterbatasan bandwidth perangkat keras dengan menggunakan banyak jalur.
Dalam transmisi serat, mereka tidak harus menambahkan lebih banyak serat (meskipun mereka mungkin menggunakan yang lain jika sudah ada dan tidak digunakan). Dapat menggunakan multiplexing pembagian gelombang . Secara umum, ini dilakukan untuk menyediakan beberapa saluran paralel independen, dan masalah kemiringan yang disebutkan dalam jawaban lain bukan masalah untuk saluran independen.