Je lis Computer Networks - A Systems Approach 5e éd. , et je suis tombé sur les statistiques suivantes pour la vitesse de la lumière à travers différents supports:
Cuivre - 2,3 × 10 8 m / s
Fibre - 2,0 × 10 8 m / s
Alors, ces chiffres sont-ils erronés, ou y a-t-il une autre raison pour expliquer pourquoi le cuivre est pire que la fibre? La fibre a-t-elle une meilleure bande passante (par volume) ou quelque chose?
Réponses:
Non, les chiffres sont corrects (page 46). Si je peux reformuler votre question, c'est "Pourquoi devrais-je utiliser la fibre si le délai de propagation est pire que le cuivre?" Vous supposez que le retard de propagation est une caractéristique importante. En fait (comme vous le verrez quelques pages plus tard), c'est rarement le cas.
La fibre a trois caractéristiques qui la rendent supérieure au cuivre dans de nombreux (mais pas tous) scénarios.
Bande passante plus élevée. Parce que la fibre utilise la lumière, elle peut être modulée à une fréquence beaucoup plus élevée que les signaux électriques sur le fil de cuivre, vous offrant une bande passante beaucoup plus élevée. De plus, la fréquence de modulation maximale sur le fil de cuivre dépend fortement de la longueur - l'inductance et la capacité augmentent avec la longueur, ce qui réduit la fréquence de modulation maximale.
Distance plus longue. La lumière sur la fibre peut parcourir des dizaines de kilomètres avec peu d'atténuation, ce qui la rend idéale pour les connexions longue distance.
Moins d'interférences. Parce que la fibre utilise la lumière, elle est insensible aux interférences électromagnétiques. Cela le rend meilleur pour les environnements électromagnétiques "bruyants". De plus, la fibre ne conduit pas d'électricité, elle peut donc isoler électriquement les appareils.
Mais la fibre a aussi des inconvénients.
Le câble à fibre optique est plus fragile que le fil. Si vous le pliez trop fortement, il se fracturera. Le fil de cuivre est beaucoup plus tolérant au mouvement et à la flexion.
Difficile de terminer. Placer un connecteur sur un brin de fibre optique nécessite des outils, une technique et une expertise de précision. Les câbles en fibre sont généralement terminés par des spécialistes qualifiés. En comparaison, vous pouvez terminer un câble en cuivre en quelques secondes avec peu ou pas de formation.
Je voudrais ajouter un avantage avec les connexions fibre. Considérons une connexion entre deux bâtiments avec un potentiel de terre différent. Si vous utilisez du cuivre dans cette situation, vous pourriez vous retrouver avec une fuite de courant et éventuellement une situation dangereuse. Ce n'est pas le cas de la fibre car ce n'est pas un conducteur.
La vitesse de propagation est souvent exprimée comme le facteur de vitesse d'un milieu - la fraction de la vitesse de la lumière que vous obtenez.
Côté physique, la lumière traversant un milieu est ralentie par le milieu en fonction de son indice de réfraction. La fibre présente le «problème» supplémentaire que le noyau nécessite un indice de réfraction (densité optique) légèrement plus élevé que le revêtement pour guider correctement l'onde. La vitesse de propagation effective est la vitesse de la lumière divisée par l'indice de réfraction, ou le facteur de vitesse est l'inverse de l'indice de réfraction. La plupart des fibres ont un facteur de vitesse égal ou proche de 0,67.
Le cuivre est un peu plus compliqué. Les électrons réels ne se déplacent pas substantiellement, c'est plutôt une onde électrique (fluctuation de champ) traversant le câble - quelque peu comparable au son dans l'air. La vitesse de propagation de cette onde ne dépend étonnamment pas du conducteur seul mais de la combinaison du conducteur et surtout de l'isolant (sa permittivité ) car l'onde doit également se propager à travers ce dernier. La vitesse de propagation effective est la vitesse de la lumière divisée par la racine carrée de la permittivité.
Pour le cuivre, un facteur de vitesse proche de 1,00 est possible en utilisant de l'air comme isolant comme avec des câbles coaxiaux spéciaux ou des câbles à échelle ouverte. Les câbles réseau en cuivre vont de 0,77 (RG-8 pour l'ancien 10BASE5) à 0,585 (Cat-3 pour 10BASE-T) avec les Cat-5e et Cat-6 communs à 0,65 (= plus lent que la fibre).
Comme cela a été souligné, dans la pratique, de nombreux autres facteurs contribuent au retard de propagation efficace tels que la technologie d'émetteur-récepteur, le surdébit de codage, la correction d'erreur directe et éventuellement les retransmissions. Le facteur de vitesse n'est généralement pas critique.
Quant à la fibre «être meilleure» - elle a certainement des performances plus élevées, mais «meilleure» dépend de vos besoins, y compris du coût.
Je crois qu'une autre raison pour laquelle la fibre se propage "plus lentement" que le cuivre est parce que la lumière est, par définition, réfractant à travers la fibre le long de la distance du câble. L'échange de pile de physique a une approche différente à ce sujet:
/physics/80043/how-fast-does-light-travel-through-a-fibre-optic-cable
Cela dépend de la distance et du nombre de transactions / utilisateurs
Le cuivre est meilleur que la fibre sur de courtes distances (moins de 10 mètres) où les besoins en bande passante sont actuellement inférieurs à 40 Gbit par seconde. À des vitesses et des distances plus élevées, le taux de perte de paquets atteint plus de 50% assez rapidement. Pour corriger cela, il faut des répéteurs qui augmentent rapidement la latence et le coût des connexions.
Même une perte de 10% amènera au moins 1% des utilisateurs finaux à percevoir une augmentation de latence jusqu'à 10 fois supérieure.
La fibre est meilleure que le cuivre où la bande passante est supérieure à 100G et la distance supérieure à 1 kilomètre et le nombre d'utilisateurs par réseau dépasse 1000.
La fibre et le cuivre ont tous deux une capacité d'expansion des coûts considérablement inférieure à celle du sans fil, mais pour de nombreux domaines entre le cuivre et la fibre, le sans fil est un moyen de connexion capable de se déployer rapidement, non fiable et toujours dégradant.
Tout mécanisme pouvant être utilisé pour étendre la bande passante sans fil peut presque toujours être utilisé pour étendre immédiatement la bande passante cuivre et fibre.