Jaka jest teoretyczna maksymalna szybkość przesyłania danych pary przewodów w kablu telefonicznym?

Wczoraj ludzie z mojego dostawcy usług internetowych przyszli, aby zainstalować połączenie „Fibre to the Home” 16 Mb / s, ale zauważyłem, że połączenie nadal przychodzi przez te same dwa przewody w gnieździe telefonicznym.

Czy to samo połączenie może obsłużyć połączenie 25 Mb / s? Co powiesz na 100 Mbps? Czy nie ma teoretycznego maksimum, ale staje się ono coraz bardziej zawodne?

Jest jedno piękne, proste równanie, które ma to wszystko, zwane twierdzeniem Shannona – Hartleya :

Mówi, że w kanale o danej jakości pojemność (przepływność) C jest proporcjonalna do szerokości pasma kanału B. Jakość kanału (sygnał vs. szum) ukrywa się w , a przepływność obejmuje nadmiarowość (sumy kontrolne błędów i tym podobne).$log_{2}(1+S/N)$

Najlepszą szybkość transmisji danych można osiągnąć, stosując cichą instalację kanału, który oferuje wysoką przepustowość.

Spośród omawianych systemów okablowania prosta dwuprzewodowa linia telefoniczna będzie miała najniższe pasmo i najgorsze właściwości szumowe (przesłuchy i interferencje z sąsiednich linii ...), przewody skrętki zwiększają pasmo i są bardziej odporne na zakłócenia zewnętrzne z rosnącą „liczbą CAT” (6 jest lepsza niż 5e, lepsza niż 5, ...), a systemy z włóknami optycznymi są jeszcze lepsze.

Połączenie telefoniczne ma pasmo audio ograniczone do kilku kHz. Stare systemy miały filtry, a druty często nie były w stanie uzyskać dużo więcej niż pasmo zdefiniowane przez filtr. Cyfrowe linie abonenckie (DSL) wykorzystują fakt, że wiele linii telefonicznych, gdy nie są filtrowane, mogą zająć więcej niż przeciętne pasmo audio telefonów. Powyżej ok. 200 punktów bazowych, zależy to od instalacji ostatniej mili w twoim domu (oraz od chęci twojego dostawcy, aby wykorzystać go w najlepszy sposób). Zazwyczaj światłowód może obsłużyć większą szerokość pasma niż miedź, ale dobrą jakość można również osiągnąć dzięki miedzi.

Uwaga: Ktoś sprzedający Ci „Światłowód do domu” za pomocą drutów miedzianych po prostu robi (nie? Sprytny?) Marketing. Claude Shannon był znacznie fajniejszy, nie dbał nawet o rodzaj kanału (miedź, światłowód, fale radiowe itp.), Po prostu spojrzał na szerokość pasma i jakość (stosunek sygnału do szumu). Możesz dołączyć do Shannona i, podobnie jak on, cieszyć się teorią, a także nie dbać o materiał swoich drutów. Kiedy wziąłem lekcję teorii komunikacji na studiach, mój profesor miał rację, kiedy wskazał piękno pracy Shannona i powiedział, że wspomniane wyżej równanie to E = mc ² ery technologii informatycznej.

Pozostałe odpowiedzi odnoszą się do niektórych dobrych punktów, ale nie wszystkie są w 100% poprawne. Jeśli reklamują światłowód w domu, muszą faktycznie prowadzić światłowód w Twojej nieruchomości. W tym momencie mogą przekonwertować go na miedź, ale jeśli nie dostaną światłowodu do twojej nieruchomości, nie będą mogli nazywać go „Fibre to the Home”.

Historia

Pierwotnie przyczyną spowolnienia linii telefonicznych w transmisji danych był filtr dolnoprzepustowy umieszczony na linii telefonicznej. zebonaut ma rację w swojej definicji pojemności kanału. Minęło trochę czasu, odkąd pomyliłem się z tym, ale uważam, że filtr dolnoprzepustowy został ustawiony na około 8 KHz.

DSL pojawiło się i wykorzystało fakt, że firmy telefoniczne miały fizyczny dostęp do linii przed filtrem dolnoprzepustowym. Oznaczało to, że mogliby wykorzystywać częstotliwości, w których ruch głosowy nie istniał, ale że miedź mogła transmitować. Wciąż były zainstalowane filtry dolnoprzepustowe dla ruchu głosowego, abyś nie miał tutaj wysokiego hałasu podczas rozmowy ani nie miałeś żadnych problemów z aliasingiem.

Prędkości DSL były ograniczone w oparciu o część S / N formuły pojemności kanału zebonauta. Im dłuższy drut, tym gorszy będzie SNR. Z biegiem czasu firmy telefoniczne ciągle skracały miedzianą pętlę i zastępowały starą miedź włóknem. Gdy tak się stało, prędkości DSL mogły wzrosnąć.

W wielu miejscach doszło do tego, że prawie do samego domu jest włókno. To sprawiło, że koszt uzyskania światłowodu na całej drodze jest właściwie rozsądny. Zapewnia to również możliwość reklamowania „Fibre to the Home” i jak powiedziałem wcześniej, nie mogą tego tak nazwać, chyba że tak naprawdę jest.

Jednym z przykładów braku „Fibre to the Home” jest U-zwrotka AT&T. W wielu przypadkach faktycznie mają światłowód w domu, ale ponieważ nie mają go wszędzie, nie reklamują „Światłowodu w domu”, ale raczej reklamują „technologię światłowodową i sieci komputerowe”.

Włókno kontra miedź

Jednym z głównych powodów, dla których używamy światłowodu zamiast miedzi, jest to, ile hałasu może wychwycić miedź, gdzie włókno odbiera prawie żaden hałas. To sprawia, że ​​SNR jest bardzo dobry, co pozwala na znacznie wyższe prędkości transmisji danych.

Przez doprowadzenie światłowodu do nieruchomości, długość potrzebnej miedzi jest zminimalizowana, a także nie ma sąsiednich linii miedzianych, które mogłyby krzyżować się z twoją linią.

Zasadniczo, im mniej miedzi, tym wyższa szybkość transmisji danych.

Problem nie polega po prostu na tym, jak szybko drut miedziany może przesyłać dane. Problem polega na tym, jak szybko może transmitować na określonej odległości . Jak wspomniano w komentarzach, Ethernet może transmitować z prędkością 1 GB / s lub większą, ale tylko przez około 100 metrów (nie pamiętam faktycznej odległości). Kabel CAT6 (używany przez Ethernet) ma 8 przewodów, pogrupowanych w 4 pary: 2 pary są nieużywane, jedna para do transmisji i jedna para do odbioru. Każda z par drutów jest skręcana w różnym tempie, aby zmniejszyć przesłuch między parami. Przewody są sparowane, ponieważ na dużych odległościach (i / lub dużych prędkościach) nie można po prostu porównać napięcia pojedynczego przewodu ze wspólnym przewodem uziemiającym, ponieważ uziemienie może być głośne itp.). Zamiast tego porównujesz różnicę między dwoma drutami.

Wróćmy więc do nowego połączenia internetowego: „Fibre to the Home” to sposób działu marketingu na konkurowanie z innymi firmami, które w niektórych obszarach prowadzą światłowód do domu. To, co naprawdę robią, to prowadzenie światłowodu do lokalnego „biura centralnego”, a następnie prowadzenie miedzianej pary na „ostatnią milę”. Sprzedają to jako nowe, ale od lat obsługują światłowód między centralami (wszyscy to robią). Zmiana polega na tym, że eliminują sprzęt telefoniczny na obu końcach i używają nowych protokołów do obsługi wyższych prędkości (dlatego DSL zawsze był upośledzony: musi dzielić linię z istniejącym sprzętem telefonicznym).

Dużym problemem niż teoretycznie poradzenie sobie z miedzią jest fakt, że większość miedzi „ostatniej mili” została położona kilkadziesiąt lat temu, więc nie jest skręcona jak CAT6 (lub jest skręcona w celu zmniejszenia hałasu w ruchu głosowym, a nie w szybkim ruchu danych), może być skorodowany, a okablowanie na obu końcach może być złe (powinieneś był zobaczyć okablowanie w domu mojego rodzica z 1929 roku!).