Sto leggendo Computer Networks - A Systems Approach 5th ed. e mi sono imbattuto nelle seguenti statistiche per la velocità della luce attraverso diversi mezzi:
Rame - 2,3 × 10 8 m / s
Fibra - 2,0 × 10 8 m / s
Quindi, queste cifre sono sbagliate o c'è un altro motivo per spiegare perché il rame è peggio della fibra? La fibra ha una larghezza di banda migliore (per volume) o qualcosa del genere?
Risposte:
No, i numeri sono corretti (Pagina 46). Se riesco a riformulare la tua domanda, è "Perché dovrei usare la fibra se il ritardo di propagazione è peggiore del rame?" Stai assumendo che il ritardo di propagazione sia una caratteristica importante. In effetti (come vedrai poche pagine dopo), raramente lo è.
La fibra ha tre caratteristiche che la rendono superiore al rame in molti (ma non in tutti) scenari.
Maggiore larghezza di banda. Poiché la fibra utilizza la luce, può essere modulata a una frequenza molto più elevata rispetto ai segnali elettrici sul filo di rame, offrendo una larghezza di banda molto più elevata. Inoltre, la massima frequenza di modulazione sul filo di rame dipende fortemente dalla lunghezza - l'induttanza e la capacità aumentano con la lunghezza, riducendo la massima frequenza di modulazione.
Distanza più lunga. La luce sulla fibra può percorrere decine di chilometri con poca attenuazione, il che la rende ideale per le connessioni a lunga distanza.
Meno interferenze. Poiché la fibra utilizza la luce, è impermeabile alle interferenze elettromagnetiche. Questo lo rende ideale per ambienti elettromagnetici "rumorosi". Inoltre, la fibra non conduce elettricità, quindi può isolare elettricamente i dispositivi.
Ma la fibra ha anche degli svantaggi.
Il cavo in fibra ottica è più fragile del filo. Se lo pieghi troppo bruscamente, si fratturerà. Il filo di rame è molto più tollerante nei confronti del movimento e della flessione.
Difficile da terminare. Posizionare un connettore su un filo di fibra ottica richiede strumenti, tecnica ed esperienza di precisione. I cavi in fibra vengono normalmente terminati da specialisti qualificati. In confronto, puoi terminare un cavo di rame in pochi secondi con poca o nessuna formazione.
Vorrei aggiungere un vantaggio con le connessioni in fibra. Considera una connessione tra due edifici con potenziale di terra diverso. Se dovessi usare il rame in questa situazione, potresti finire con perdite attuali e possibilmente una situazione pericolosa. Questo non è il caso della fibra perché non è un conduttore.
La velocità di propagazione viene spesso espressa come fattore di velocità di un mezzo: la frazione della velocità della luce che si ottiene.
Sul lato fisico, la luce che passa attraverso un mezzo viene rallentata dal mezzo in base al suo indice di rifrazione. La fibra ha l'ulteriore "problema" che il nucleo richiede un indice di rifrazione leggermente più elevato (densità ottica) rispetto al rivestimento per guidare correttamente l'onda. La velocità di propagazione effettiva è la velocità della luce divisa per l'indice di rifrazione, oppure il fattore di velocità è il reciproco dell'indice di rifrazione. La maggior parte delle fibre ha un fattore di velocità pari o vicino a .67.
Il rame è un po 'più complicato. Gli elettroni effettivi non si muovono sostanzialmente, è piuttosto un'onda elettrica (fluttuazione del campo) che fluisce attraverso il cavo, un po 'paragonabile al suono nell'aria. La velocità di propagazione di questa onda sorprendentemente non dipende dal solo conduttore ma dalla combinazione del conduttore e specialmente dell'isolante (la sua permittività ) perché l'onda deve propagarsi anche attraverso quest'ultimo. La velocità di propagazione effettiva è la velocità della luce divisa per la radice quadrata della permittività.
Per il rame, è possibile un fattore di velocità vicino a 1,00 usando l'aria come isolante come con cavi coassiali speciali o cavi a scala aperta. I cavi di rete in rame vanno da .77 (RG-8 per l'antica 10BASE5) a .585 (Cat-3 per 10BASE-T) con i comuni Cat-5e e Cat-6 a .65 (= più lento della fibra).
Come è stato sottolineato, in pratica, ci sono molti altri fattori che contribuiscono all'effettivo ritardo di propagazione come la tecnologia del ricetrasmettitore, la codifica ambientale, la correzione dell'errore in avanti e possibilmente ritrasmissioni. Il fattore velocità non è generalmente critico.
Per quanto riguarda la fibra "essere migliore" - ha sicuramente prestazioni più elevate, ma "meglio" dipende dalle vostre esigenze, compresi i costi.
Credo che un'altra ragione per cui la fibra si propaga "più lentamente" del rame sia perché, per definizione, la luce si rifrange sulla fibra lungo la distanza del cavo. Lo scambio di stack di fisica ha un approccio diverso a questo:
/physics/80043/how-fast-does-light-travel-through-a-fibre-optic-cable
Dipende dalla distanza e dal numero di transazioni / utenti
Il rame è migliore della fibra su brevi distanze (meno di 10 metri) dove i requisiti di larghezza di banda sono attualmente inferiori a 40 Gbit al secondo. A tassi e distanze più elevate, il tasso di perdita di pacchetti aumenta abbastanza rapidamente oltre il 50%. Per correggere ciò sono necessari ripetitori che aumentano rapidamente la latenza e il costo delle connessioni.
Anche una perdita del 10% farà sì che almeno l'1% degli utenti finali percepisca un aumento della latenza fino a 10 volte.
La fibra è migliore del rame dove la larghezza di banda è superiore a 100 G e la distanza superiore a 1 Chilometro e il numero di utenti per rete supera 1.000.
Sia la fibra che il rame hanno una capacità di espansione dei costi enormemente inferiore rispetto al wireless, ma per molti dei domini tra rame e fibra, il wireless è un mezzo di connessione capace, inaffidabile e sempre degradante di rapida implementazione.
Qualsiasi meccanismo che può essere utilizzato per espandere la larghezza di banda wireless, può quasi sempre essere utilizzato per espandere immediatamente la larghezza di banda di rame e fibra.