¿Cuál es la tasa de transferencia de datos máxima teórica de un par de cables en un cable telefónico?

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Los amigos de ayer de mi ISP vinieron a instalar una conexión de "Fiber to the Home" de 16 Mbps, pero noté que la conexión aún se produce a través de los mismos dos cables en nuestro conector telefónico.

¿Podría esa misma conexión manejar una conexión de 25 Mbps? ¿Qué hay de 100 Mbps? ¿No hay un máximo teórico, pero se vuelve cada vez más poco confiable?

    
pregunta Fletcher Tomalty

3 respuestas

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Hay una hermosa y simple ecuación que lo tiene todo, llamada teorema de Shannon – Hartley :

$$ C = B \ cdot log_ {2} \ Big (1+ \ frac {S} {N} \ Big) $$

Dice que en un canal con una calidad dada, la capacidad (tasa de bits) C es proporcional al ancho de banda del canal B. La calidad del canal (señal frente a ruido) se oculta dentro de \ $ log_ {2} (1 + S / N) \ $, y la tasa de bits incluye redundancia (sumas de comprobación de errores y similares).

La mejor velocidad de datos se puede lograr con una instalación de bajo nivel de ruido de un canal que ofrezca un alto ancho de banda.

De los sistemas de cableado en cuestión, una línea telefónica simple de dos cables tendrá el ancho de banda más bajo y las peores propiedades de ruido (interferencia e interferencia de líneas vecinas, ...), los cables de par trenzado aumentan el ancho de banda y son más inmunes al ruido externo con un "número CAT" en aumento (6 es mejor que 5e, es mejor que 5, ...) y los sistemas con fibras ópticas son aún mejores.

Una conexión telefónica tiene un ancho de banda de audio limitado a unos pocos kHz. Los sistemas antiguos tenían filtros y los cables a menudo no eran capaces de mucho más que el ancho de banda definido por el filtro. Las líneas de suscriptores digitales (DSL) aprovechan el hecho de que muchas líneas telefónicas, cuando no se filtran, pueden tomar más que el mediocre ancho de banda de los teléfonos. Más allá de aprox. 200 bps, depende de la instalación de la última milla y de su casa (y la disposición de su proveedor para usarla de la mejor manera). Por lo general, la fibra puede manejar un ancho de banda mayor que el cobre, pero también se puede lograr una buena calidad con el cobre.

Nota: Alguien que te vende "Fiber to the Home" a través de cables de cobre está haciendo marketing (¿no? ¿inteligente?). Claude Shannon era mucho más genial, ni siquiera le importaba el tipo de canal (cobre, fibra, ondas de radio, lo que fuera), solo observaba el ancho de banda y la calidad (relación señal / ruido). Puedes unirte a Shannon y, como él, disfrutar de la teoría y no preocuparte por el material de tus cables. Cuando tomé mi clase de teoría de la comunicación en la universidad, mi profesor en realidad tenía mucha razón cuando señaló La belleza del trabajo de Shannon y dijo que la ecuación mencionada anteriormente era la E = mc 2 de la era de la tecnología de la información.

    
respondido por el zebonaut
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Las otras respuestas tienen algunos puntos positivos, pero no todas son correctas al 100%. Si publicitan la fibra en el hogar, en realidad deben estar ejecutando la fibra en su propiedad. Pueden convertirlo en cobre en ese momento, pero si no llevan la fibra a su propiedad, entonces no pueden llamarlo "Fibra al hogar".

Historia

Lo que originalmente causó que las líneas telefónicas fueran lentas para las comunicaciones de datos fue el filtro de paso bajo que se colocó en la línea telefónica. Zebonaut es correcto en su definición de capacidad de canal. Ha pasado un tiempo desde que me metí con esas cosas, pero creo que el filtro de paso bajo se estableció alrededor de 8 KHz.

DSL se acercó y aprovechó el hecho de que las compañías telefónicas tenían acceso físico a las líneas antes del filtro de paso bajo. Esto significaba que podían usar frecuencias en las que no existía el tráfico de voz, pero que el cobre podía transmitir. Todavía se colocaron filtros de paso bajo para el tráfico de voz, por lo que no se escucharía un ruido de tono alto en su llamada telefónica ni tendría problemas de alias.

DSL estaba limitado en las velocidades basadas en la parte S / N de la fórmula de capacidad de canal de zebonaut. Cuanto más largo sea el cable, peor será la SNR que obtendrás. Con el paso del tiempo, las compañías telefónicas han acortado continuamente el circuito de cobre y han reemplazado el cobre antiguo con fibra. Como esto ha sucedido, las velocidades de DSL han podido aumentar.

Ha llegado a la medida en muchas áreas que hay fibra casi todo el camino a la casa. Esto se hizo para que el costo de obtener fibra en toda la forma en que la propiedad es bastante razonable. Esto también brinda la posibilidad de anunciar "Fiber to the Home" y, como dije anteriormente, no pueden llamarlo así a menos que realmente sea eso.

Un ejemplo de una situación de no tener "Fiber to the Home" es AT & T's U-verse. En muchos casos, realmente tienen fibra para el hogar, pero como no tienen eso en todas partes, no anuncian "Fibra al hogar", sino que anuncian "tecnología de fibra óptica y redes de computadoras".

Fibra contra cobre

Una de las grandes razones por las que usamos fibra en lugar de cobre es la cantidad de ruido que el cobre puede captar donde la fibra casi no produce ruido. Esto hace que la SNR sea muy buena, lo que permite velocidades de datos mucho más altas.

Al obtener fibra en todo el camino hacia la propiedad, la longitud de cobre necesaria se reduce al mínimo, al igual que no hay líneas de cobre adyacentes que puedan cruzar la conversación hacia su línea.

Básicamente, cuanto menos cobre tenga, mayor será la velocidad de datos que puede obtener.

    
respondido por el Kellenjb
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El problema aquí no es simplemente qué tan rápido el cable de cobre puede transmitir datos. El problema es qué tan rápido puede transmitir a una distancia específica . Como se mencionó en los comentarios, Ethernet puede transmitir a 1GBps o más, pero solo por unos 100 metros (no recuerdo la distancia real). El cable CAT6 (utilizado por Ethernet) tiene 8 cables, agrupados en 4 pares: 2 pares no se utilizan, un par para transmitir y un par para recibir. Cada uno de los pares de cables se trenzan a una velocidad diferente para reducir la intercomunicación entre pares. Los cables están emparejados porque en distancias largas (y / o altas velocidades), no puede simplemente comparar el voltaje de un solo cable con un cable a tierra común porque la tierra puede ser ruidosa, etc.). En su lugar, compara la diferencia entre los dos cables.

Entonces, volviendo a su nueva conexión a Internet: "Fiber to the Home" es la forma que tiene un departamento de marketing para competir con otras compañías que realmente llevan fibra a la casa en algunas áreas. Lo que realmente están haciendo es llevar la fibra a la "oficina central" local y luego ejecutar un par de cobre para la "última milla". Comercializan esto como nuevo, pero llevan años ejecutando fibra entre las oficinas centrales (todos lo hacen). El cambio es que eliminan el equipo telefónico en ambos extremos y utilizan nuevos protocolos para manejar velocidades más altas (por eso DSL siempre ha sido útil: tiene que compartir la línea con el equipo telefónico existente).

Un problema más grande que el cobre puede manejar en teoría, es el hecho de que la mayoría del cobre de la "última milla" se colocó hace décadas, por lo que no está torcido como CAT6 (o está torcido para reducir el ruido en el tráfico de voz, no el tráfico de datos de alta velocidad) ), puede estar corroído, y el cableado en ambos extremos puede ser malo (¡deberías haber visto el cableado en la casa de mis padres en 1929!).

    
respondido por el Klox

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