Яка теоретична максимальна швидкість передачі даних пари проводів в телефонному кабелі?

Вчора люди з мого провайдера прийшли встановити підключення "Волоконно до дому" 16 Мбіт / с, але я помітив, що з'єднання все ще надходить через ті самі два дроти на нашому роз'ємі телефону.

Чи може те саме з'єднання обробляти з'єднання 25 Мбіт / с? А що з 100 Мбіт / с? Чи немає теоретичного максимуму, але він стає все більш ненадійним?

Є одне прекрасне, просте рівняння, яке має все це, і називається теоремою Шеннона – Хартлі :

Це говорить про те, що для каналу з заданою якістю, ємність (швидкість передачі бітів) C пропорційна пропускній здатності каналу B. Якість каналу (сигнал проти шуму) ховається в межах , а швидкість передачі бітів включає надмірність (контрольні суми помилок тощо).$log_{2}(1+S/N)$

Найкраща швидкість передачі даних може бути досягнута за допомогою низькошумної установки каналу, який пропонує високу пропускну здатність.

З розглянутих систем електропроводки, проста двожильна телефонна лінія матиме найнижчу пропускну здатність і найгірші шумові властивості (перехресні перешкоди та перешкоди від сусідніх ліній, ...), дроти із скрученими парами збільшують пропускну здатність і є більш несприйнятливими до зовнішнього шуму зі збільшенням числа "CAT" (6 краще, ніж 5e, краще 5, ...), а системи з оптичними волокнами ще кращі.

Телефонний зв’язок має смугу звуку, обмежена кількома кГц. У старих системах були фільтри, а дроти часто не здатні набагато більше, ніж визначена фільтром пропускна здатність. Цифрові абонентські лінії (DSL) користуються тим, що багато телефонних ліній, коли їх не фільтрують, можуть зайняти більше, ніж посередні звукові смуги телефонів. Більше ок. 200 біт / с, це залежить від встановлення останньої милі та у вашому будинку (та від готовності вашого постачальника використовувати його найкращим чином). Зазвичай волокно може працювати з більшою пропускною здатністю, ніж мідь, але хорошої якості можна досягти і з міддю.

Примітка. Хтось, хто продає вам "Волокна додому" за мідними дротами, просто займається (не розумним?) Маркетингом. Клод Шеннон був набагато крутішим, він навіть не переймався типом каналу (мідь, волокно, радіохвилі, що завгодно), він просто дивився на пропускну здатність та якість (співвідношення сигнал-шум). Ви можете приєднатися до Шеннона і, як і він, насолоджуватися теорією, а також не піклуватися про матеріал ваших проводів. Коли я взяв свій клас теорії комунікацій в коледжі, мій професор насправді був дуже правий, коли він вказав на красу роботи Шеннона і сказав, що згадане вище рівняння було E = mc ² епохи інформаційних технологій.

Інші відповіді стосуються якихось хороших моментів, але вони не всі на 100% вірні. Якщо вони рекламують волокна в домашніх умовах, то вони фактично повинні запускати волокна у вашу власність. У цей момент вони можуть перетворити його на мідь, але якщо вони не отримають волокно у вашій власності, вони не можуть назвати це "Волокно до дому".

Історія

Спочатку телефонні лінії були повільними для передачі даних - фільтр низьких частот, який розміщувався на телефонній лінії. Зебонавт правильний у своєму визначенні ємності каналу. Минуло давно, як я заплутався з цими матеріалами, але я вважаю, що фільтр низьких частот був встановлений на рівні 8 КГц.

Потім DSL обійшов і скористався тим, що телефонні компанії мали фізичний доступ до ліній до фільтра низьких частот. Це означало, що вони можуть використовувати частоти, в яких голосовий трафік не існував, але мідь могла передавати. Досі були встановлені фільтри з низькою прохідністю для голосового трафіку, щоб у вас не було сюди високого шуму під час телефонного дзвінка або виникли якісь проблеми.

DSL був обмежений у швидкостях на основі відключення S / N частини формули ємності каналу зебонавта. Чим довший провід був тим гіршим, що ви отримаєте. З часом телефонні компанії постійно вкорочували мідний шлейф і замінювали стару мідь волокном. Як це сталося, швидкість DSL вдалося збільшити.

У багатьох областях стало значною мірою те, що на всій дорозі до будинку є волокна. Це зробило так, що витрати на отримання волокна на всьому шляху власності насправді досить розумні. Це також надає можливість рекламувати "Волоконний дім", і, як я вже говорив раніше, вони не можуть це назвати, якщо це насправді не так.

Одним із прикладів того, що немає "Волокна до дому", є вірш AT & T. У багатьох випадках вони насправді мають вдома волокна, але тому, що їх немає, вони скрізь не рекламують "Волоконний дім", а швидше рекламують "волоконно-оптичні технології та комп'ютерні мережі".

Волокно проти міді

Однією з найважливіших причин, коли ми використовуємо волокно замість міді, - це те, скільки мідь може підняти мідь, коли волокно сприймає майже без шуму. Це робить SNR дуже хорошим, що дозволяє значно підвищити швидкість передачі даних.

Отримуючи волокна на всьому шляху до властивості, необхідна довжина міді зменшується, а також немає сусідніх мідних ліній, які можуть перетинати розмову у вашу лінію.

Отже, чим менше міді у вас, тим вища швидкість передачі даних.

Тут питання не просто в тому, як швидко мідний дріт може передавати дані. Питання полягає в тому, наскільки швидко він може передаватись на певній відстані . Як згадувалося в коментарях, Ethernet може передавати 1 Гбіт / с або більше, але лише на відстані близько 100 метрів (я не пам'ятаю реальної відстані). Кабель CAT6 (використовується Ethernet) має 8 проводів, згрупованих у 4 пари: 2 пари не використовуються, одна пара для передачі та одна пара для прийому. Кожна з пар проводів скручується з різною швидкістю, щоб зменшити перехресні розмови між парами. Провід є парним, тому що на великих відстанях (та / або високих швидкостях) ви не можете просто порівняти напругу одного проводка зі звичайним заземлюючим проводом, оскільки заземлення може бути галасливим тощо). Натомість ви порівнюєте різницю між двома проводами.

Отже, повернемось до вашого нового підключення до Інтернету: "Волоконно додому" - це спосіб маркетингового відділу конкурувати з іншими компаніями, які фактично запускають волокна додому в деяких районах. Те, що вони насправді роблять, це запустити волокна до місцевого "центрального офісу", а потім запустити мідну пару для "останньої милі". Вони продають це як нове, але вони вже багато років працюють між центральними офісами (все це роблять). Зміна полягає в тому, що вони усувають телефонне обладнання з обох кінців і використовують нові протоколи для управління високими швидкостями (ось чому DSL завжди був підручним: він повинен розділяти лінію з існуючим телефонним обладнанням).

Більшою проблемою, ніж те, що мідь теоретично може впоратися, є той факт, що більшість міді "остання миля" була закладена десятиліттями тому, тому вона не кручена, як CAT6 (або вона кручена для зменшення шуму голосового трафіку, а не високошвидкісного трафіку даних), це може бути корозійним, а проводка на обох кінцях може бути поганою (ви повинні бачити електропроводку в будинку мого батька 1929 року!).