Какова теоретическая максимальная скорость передачи данных пары проводов в телефонном кабеле?

Вчера ребята из моего интернет-провайдера пришли, чтобы установить соединение «Fiber to the Home» со скоростью 16 Мбит / с, но я заметил, что соединение все еще идет через те же два провода на нашем телефонном разъеме.

Может ли то же самое соединение обрабатывать соединение 25 Мбит / с? Как насчет 100 Мбит / с? Нет теоретического максимума, но он становится все более ненадежным?

Есть одно красивое, простое уравнение, которое имеет все это и называется теорема Шеннона – Хартли :

Это говорит о том, что в канале с заданным качеством пропускная способность (битовая скорость) C пропорциональна ширине полосы канала B. Качество канала (сигнал / шум) скрывается в пределах и скорость передачи в битах включает в себя избыточность (контрольные суммы ошибок и т.п.).$log_{2}(1+S/N)$

Наилучшая скорость передачи данных может быть достигнута при установке канала с низким уровнем шума, который обеспечивает высокую полосу пропускания.

Из рассматриваемых систем проводки простая двухпроводная телефонная линия будет иметь самую низкую полосу пропускания и худшие шумовые свойства (перекрестные помехи и помехи от соседних линий, ...), витая пара увеличивает полосу пропускания и более устойчива к внешним помехам. с увеличением «числа CAT» (6 лучше, чем 5e, лучше, чем 5, ...), а системы с оптическими волокнами становятся еще лучше.

Телефонная связь имеет звуковую полосу с ограничением в несколько кГц. В старых системах были фильтры, а провода зачастую не могли обеспечить намного больше, чем полоса пропускания, определяемая фильтрами. Цифровые абонентские линии (DSL) используют тот факт, что многие телефонные линии, если они не фильтруются, могут занимать больше, чем посредственные звуковые диапазоны с телефонами. За ок. 200 бит / с, это зависит от установки последней мили и в вашем доме (и готовности вашего провайдера использовать ее наилучшим образом). Как правило, волокно может выдерживать большую полосу пропускания, чем медь, но хорошего качества можно достичь и с помощью меди.

Примечание. Кто-то, продающий вам «Волокно на дом» по медным проводам, просто занимается (неумным?) Маркетингом. Клод Шеннон был намного круче, его даже не волновал тип канала (медь, волокно, радиоволны и т. Д.), Он просто смотрел на ширину полосы и качество (отношение сигнал / шум). Вы можете присоединиться к Шеннону и, как и он, наслаждаться теорией, а также не заботиться о материале ваших проводов. Когда я брал уроки теории коммуникации в колледже, мой профессор был действительно очень прав, когда он указал на красоту работы Шеннона и сказал, что уравнение, упомянутое выше, было E = mc ² эпохи информационных технологий.

Другие ответы дают хорошие отзывы, но не все они на 100% верны. Если они рекламируют оптоволокно в доме, значит, оно должно быть оптоволокно в вашей собственности. В этот момент они могут преобразовать его в медь, но если они не доставят волокно в вашу собственность, то они не смогут назвать его «Волокно в дом».

история

Первоначально телефонные линии замедлялись для передачи данных - это фильтр нижних частот, который был установлен на телефонной линии. Зебонавт прав в своем определении пропускной способности канала. Прошло некоторое время с тех пор, как я запутался в этом, но я считаю, что фильтр низких частот был установлен на частоте около 8 кГц.

Затем появился DSL и воспользовался тем, что телефонные компании имели физический доступ к линиям до фильтра нижних частот. Это означало, что они могли использовать частоты, на которых голосовой трафик не существовал, но медь могла передавать. Для голосового трафика все еще были установлены фильтры нижних частот, чтобы вы не могли слышать высокочастотный шум во время телефонного звонка или иметь проблемы с наложением.

Скорость DSL была ограничена исходя из отношения S / N формулы пропускной способности канала Zebonaut. Чем длиннее провод, тем хуже будет SNR. С течением времени телефонные компании постоянно сокращали медную петлю и заменяли старую медь волокном. Поскольку это произошло, скорости DSL удалось увеличить.

Во многих районах дошло до того, что волокно почти до самого дома. Это сделано для того, чтобы стоимость волокна была полностью приемлемой. Это также дает возможность рекламировать «Волокно в дом», и, как я уже говорил ранее, они не могут так его назвать, если это не так.

Одним из примеров ситуации, когда у вас нет «Волокна к дому», является U-стих AT & T. Во многих случаях у них действительно есть оптоволокно для дома, но поскольку они не имеют его везде, они не рекламируют «Волокно в дом», а скорее рекламируют «оптоволоконные технологии и компьютерные сети».

Волокно против меди

Одна из главных причин, по которой мы используем волокно вместо меди, заключается в том, какой уровень шума медь может воспринимать там, где волокно практически не шумит. Это делает SNR очень хорошим, что обеспечивает гораздо более высокие скорости передачи данных.

Получая оптоволокно до самого участка, длина необходимой меди минимизируется, так как нет соседних медных линий, которые могут пересекаться в вашу линию.

Таким образом, чем меньше у вас меди, тем выше скорость передачи данных.

Проблема здесь не просто в том, как быстро медный провод может передавать данные. Вопрос в том, как быстро он может передавать на определенном расстоянии . Как упоминалось в комментариях, Ethernet может передавать со скоростью 1 Гбит / с или более, но только на расстоянии около 100 метров (я не помню фактическое расстояние). Кабель CAT6 (используется Ethernet) имеет 8 проводов, сгруппированных в 4 пары: 2 пары не используются, одна пара для передачи и одна пара для приема. Каждая из пар проводов скручена с разной скоростью, чтобы уменьшить перекрестные помехи между парами. Провода спарены, потому что на больших расстояниях (и / или высоких скоростях) вы не можете просто сравнить напряжение одного провода с общим проводом заземления, потому что заземление может быть шумным и т. Д.). Вместо этого вы сравниваете разницу между двумя проводами.

Итак, вернемся к вашему новому интернет-соединению: «Оптоволокно к дому» - это способ отдела маркетинга конкурировать с другими компаниями, которые на самом деле проводят оптоволокно к дому в некоторых областях. Что они на самом деле делают, так это протягивают оптоволокно в местный «центральный офис», а затем запускают медную пару для «последней мили». Они продают это как новое, но они годами управляют оптоволокном между центральными офисами (все это делают). Изменение состоит в том, что они устраняют телефонное оборудование на обоих концах и используют новые протоколы для обработки более высоких скоростей (вот почему DSL всегда был под рукой: ему приходится делить линию с существующим телефонным оборудованием).

Более сложная проблема, чем то, с чем теоретически может справиться медь, заключается в том, что большая часть меди «последней мили» была проложена десятилетия назад, поэтому она не скручена, как CAT6 (или она перекручена для уменьшения шума в голосовом трафике, а не в высокоскоростном трафике данных), может быть корродирован, и проводка на обоих концах может быть плохой (вы должны были видеть проводку в доме моих родителей 1929 года!).