Я читаю Комп'ютерні мережі - Системний підхід 5-е видання. , і я натрапив на таку статистику швидкості світла через різні середовища:
Мідь - 2,3 × 10 8 м / с
Волокно - 2,0 × 10 8 м / с
Отже, помиляються ці цифри, чи є інша причина пояснити, чому мідь гірша за клітковину? Чи має волокно кращу пропускну здатність (на об'єм) чи щось таке?
Відповіді:
Ні, цифри правильні (Стор. 46). Якщо я можу переробити ваше питання, це "Чому я повинен використовувати волокно, якщо затримка розмноження гірша, ніж мідь?" Ви припускаєте, що затримка поширення є важливою характеристикою. Насправді (як ви побачите кілька сторінок пізніше), це рідко.
Волокно має три характеристики, завдяки яким він перевершує мідь у багатьох (але не у всіх) сценаріях.
Більш висока пропускна здатність. Оскільки волокно використовує світло, воно може модулюватися на набагато більшій частоті, ніж електричні сигнали на мідному дроті, даючи вам набагато більшу пропускну здатність. Також максимальна частота модуляції на мідному дроті сильно залежить від довжини - індуктивність і ємність збільшуються з довжиною, зменшуючи максимальну частоту модуляції.
Більша відстань. Світло над волокном може проїхати десятки кілометрів з невеликим загасанням, що робить його ідеальним для з'єднання на великі відстані.
Менше втручання. Оскільки волокно використовує світло, воно непроникне для електромагнітних перешкод. Це робить найкращим для "галасливих" електромагнітних середовищ. Також волокно не проводить електрику, тому може електрично ізолювати пристрої.
Але волокна мають і недоліки.
Волоконно-оптичний кабель більш крихкий, ніж дріт. Якщо ви зігнете його занадто різко, він зламається. Мідний дріт набагато більш терпимий до руху та вигину.
Складно припинити. Розміщення з'єднувача на волокні оптичного волокна вимагає точних інструментів, техніки та досвіду. Волоконні кабелі зазвичай припиняються навченими фахівцями. Для порівняння, ви можете розірвати мідний кабель за лічені секунди з невеликою або зовсім відсутністю підготовки.
Я хотів би додати одну перевагу за допомогою волоконних з'єднань. Розглянемо зв'язок між двома будівлями з різним наземним потенціалом. Якщо вам де використовувати мідь у цій ситуації, ви можете закінчитися витоком струму та, можливо, небезпечною ситуацією. Це не так з волокнами, оскільки це не провідник.
Швидкість розповсюдження часто виражається як коефіцієнт швидкості середовища - частка швидкості світла, яку ви отримуєте.
З фізичної сторони світло, що проходить через середовище, сповільнюється середовищем залежно від показника заломлення. Волокно має додаткову "проблему", що ядро вимагає дещо більшого показника заломлення (оптичної щільності), ніж обшивка, щоб правильно направляти хвилю. Ефективна швидкість поширення - це швидкість світла, поділена на показник заломлення, або коефіцієнт швидкості - це зворотний показник заломлення. Більшість волокон мають коефіцієнт швидкості або близький до .67.
Мідь трохи складніше. Фактичні електрони не рухаються істотно, це скоріше електрична хвиля (коливання поля), що протікає по кабелю - дещо порівнянна зі звуком у повітрі. Швидкість поширення цієї хвилі на диво не залежить тільки від провідника, а від комбінації провідника і особливо ізолятора (його проникності ), оскільки хвиля повинна поширюватися і через останній. Ефективна швидкість поширення - швидкість світла, поділена на квадратний корінь проникності.
Для міді коефіцієнт швидкості, близький до 1,00, можливий при використанні повітря в якості ізоляції, як для спеціальних коаксіальних кабелів або відкритих драбинних кабелів. Мідні кабелі мережі варіюються від 0,07 (RG-8 для стародавнього 10BASE5) до .585 (Cat-3 для 10BASE-T) із загальними Cat-5e та Cat-6 при .65 (= повільніше, ніж волокна).
Як було зазначено, на практиці існує багато інших факторів, що сприяють ефективному затримці розповсюдження, такі як технологія приймача, кодування накладних витрат, виправлення помилок вперед та, можливо, повторне передавання. Коефіцієнт швидкості зазвичай не є критичним.
Щодо волокна "бути кращим" - це точно вища продуктивність, але "краща" залежить від ваших вимог, включаючи вартість.
Я вважаю, що ще одна причина, що волокно поширюється "повільніше", ніж мідь, - це те, що світло, за визначенням, заломлюється по волокні вздовж відстані кабелю. Обмін стека фізики має різний вплив на це:
/physics/80043/how-fast-does-light-travel-through-a-fibre-optic-cable
Це залежить від відстані та кількості транзакцій / користувачів
Мідь краще, ніж волокно на коротких відстанях (менше 10 метрів), де вимоги пропускної здатності зараз менше 40 Гбіт на секунду. При більш високих темпах і відстанях швидкість втрат пакету піднімається до більш ніж 50% досить швидко. Для виправлення цього потрібні ретранслятори, які швидко підвищують затримку та вартість з'єднань.
Навіть втрата на 10% спричинить щонайменше 1% кінцевих користувачів сприймати до 10-кратного збільшення затримки.
Волокно краще, ніж мідь, де пропускна здатність перевищує 100 Г, а відстань більше 1 кілометра, а кількість користувачів у мережі перевищує 1000.
І волокно, і мідь мають значно менші можливості розширення витрат, ніж бездротові, проте для багатьох областей між міддю і волокном бездротовий зв'язок - це швидкодіючий, ненадійний, коли-небудь погіршує середовище зв'язку.
Будь-який механізм, який може бути використаний для розширення смуги бездротової смуги, майже завжди може бути використаний для негайного розширення пропускної здатності міді та волокон.