第五篇技术笔记：线上到底在传什么？4对和1对，差的不只是数量

一、一个一直绕过去的问题

国之利器，055“驶向深蓝”，我“驶向车载以太网的深海”。

它在海上劈波斩浪，我在知识海洋里劈波斩浪

学到现在，我以为自己懂了不少。但那天突然想到一个问题：4对线和1对线，线上传的东西到底有啥不一样？

4对线传得多、1对线传得少——这个我知道。但线上传的到底是什么？是0和1？是电流？还是电压？

我答不上来。

这个问题其实一直都在，只是每次学到那里，我就绕过去了——觉得太基础、太底层，不好意思深究。

这次，不绕了。从根上挖。

二、先搞清楚：线上到底在“传”什么？

说实话，一开始我以为这东西多高深。其实了解后就是初中的物理知识——电压在线上跑呗。

这里最直接的答案就是：电压。

网线上传的不是0和1，是电压的变化。

发送端把0和1转换成电压（比如5V代表1，0V代表0），接收端检测电压的高低，再转换回0和1。

所以“传数据”的本质，是“传电压”。

那问题来了：一对线上只能传一个电压（正极和负极之间的电压差）。那一对线怎么同时传那么多数据？

答案是：分时。

就像一个人说话，一次只能发一个音，但连起来就能说一句话。一对线也是一样，一次只能传一个“符号”（比如代表1或0的电压），但一秒钟传几百万次，就变成了一串数据。

一对线能传百兆、千兆，不是因为一次传得多，而是因为传得快。

三、那4对线是怎么传的？

4对线，就是4条“车道”。

每对线独立传输数据，互不干扰。4对线同时传，相当于4个人并排说话。

• 传统百兆以太网（100BASE-TX）：4对线只用其中2对（一对发、一对收），每对跑100兆

• 传统千兆以太网（1000BASE-T）：4对线全用，每对跑250兆，加起来1000兆

所以4对线传的东西，和1对线传的东西，本质上是一样的——都是电压变化。区别在于：4对线是4条车道同时传，1对线是1条车道拼命快跑。

四、那1对线是怎么跑到千兆的？

这么个好问题，怎么由个41岁的“老人家”提出来的，简直是个提问题的天才。

不过，1对线要跑到千兆，是有两种办法的：

办法一：提高频率

就像人说话，说得越快，单位时间内传递的信息越多。但频率不能无限提高——频率越高，信号越容易衰减、越容易受干扰。

办法二：增加“每个符号携带的信息量”

这就是车载以太网用的办法。

普通以太网（百兆）每个符号只代表1个比特（比如0V代表0，5V代表1）。车载以太网用的PAM3（脉冲幅度调制3级），每个符号可以代表 log₂(3) ≈ 1.58个比特。

更高级的PAM4（千兆车载以太网用），每个符号代表2个比特。

打个比方：

• 普通方式：一次只能喊“是”或“否”，喊一次得一个信息

• PAM3：一次可以喊“是”“否”“不知道”，三种状态，信息量更大

• PAM4：一次可以喊“是”“否”“不知道”“GUN”，四种状态，信息量持续增大

所以1对线能跑千兆，不是因为它比4对线更“快”，而是它每个“符号”装的东西更多。

五、4对线和1对线的本质差异

核心结论：

• 4对线：用“堆车道”的方式换速度，线多但芯片便宜

• 1对线：用“提高每车道效率”的方式换速度，线少但芯片贵

这就是工程上的“权衡”——没有绝对的好坏，只有适合不适合。

六、踩的坑

最大的坑：以前我以为“线上传的是0和1”。这次才知道，线上传的是电压，0和1是编码后的解释。

想通的那一瞬间：是当我意识到——通信的本质不是“传数据”，是“传物理量，然后解释成数据”。电压、光、电磁波……都是物理量。数据是我们赋予它的意义。

第二个坑：以前我以为“1对线跑千兆比4对线跑千兆更先进”。这次才知道，1对线跑千兆是用更高的技术复杂度（PAM4）换来的，芯片更贵、设计更难。不是“更先进”，是“更适合车上减重的需求”。

七、一张表总结

八、下步目标

下步准备深入搞搞PAM3/PAM4编码——多电平到底是怎么实现的？怎么从电压变成比特？

如果搞不懂，就写一篇《PAM3第四次把我干翻》。

九、写在最后

这次最大的收获，是不再绕过那些“太基础”的问题。

以前觉得“线上传什么”这种问题太简单，不好意思问。现在发现，越是基础的问题，越是理解的基石。地基不牢，上面飘——这句话我上次写的，这次自己先践行了。

如果你也在学，欢迎留言告诉我：你有没有哪个“太基础”的问题一直绕过去了？说出来，咱们一起挖。

惯例，一首打油诗：

线上传的是电压，
零一只是解释它。
四对车道堆速度，
一对拼命把速加。