Bilgisayar Ağları - Bir Sistem Yaklaşımı okuyorum . ve farklı ortamlarda ışık hızı için aşağıdaki istatistiklere rastladım:
Bakır - 2.3 × 10 8 m / s
Fiber - 2,0 × 10 8 m / s
Peki, bu rakamlar yanlış mı yoksa bakırın neden liften daha kötü olduğunu açıklamak için başka bir neden var mı? Lif daha iyi bant genişliğine (hacim başına) sahip mi?
Yanıtlar:
Hayır, sayılar doğrudur (Sayfa 46). Sorunuzu yeniden yazabilirsem, "Yayılma gecikmesi bakırdan daha kötü ise neden lif kullanmalıyım?" Yayılma gecikmesinin önemli bir özellik olduğunu varsayıyorsunuz. Aslında (birkaç sayfa sonra göreceğiniz gibi), nadiren olur.
Fiber, birçok senaryoda (ancak hepsi değil) bakırdan üstün kılan üç özelliğe sahiptir.
Daha yüksek bant genişliği. Fiber ışık kullandığı için, bakır tel üzerindeki elektrik sinyallerinden çok daha yüksek bir frekansta modüle edilebilir ve size çok daha yüksek bant genişliği sağlar. Ayrıca bakır tel üzerindeki maksimum modülasyon frekansı büyük ölçüde uzunluğa bağlıdır - endüktans ve uzunluk ile kapasitans artışı, maksimum modülasyon frekansını azaltır.
Daha uzun mesafe. Fiber üzerindeki ışık, az zayıflama ile onlarca kilometre yol alabilir, bu da uzun mesafe bağlantıları için idealdir.
Daha az parazit. Lif ışık kullandığı için elektromanyetik parazite karşı dayanıklıdır. Bu "gürültülü" elektromanyetik ortamlar için en iyi seçimdir. Ayrıca, fiber elektrik iletmez, bu nedenle cihazları elektriksel olarak izole edebilir.
Ancak fiberin dezavantajları vardır.
Fiber optik kablo telden daha kırılgandır. Çok keskin bir şekilde bükerseniz, kırılır. Bakır tel, hareket ve bükülmeye çok daha toleranslıdır.
Sona erdirilmesi zor. Fiber optik şerit üzerine bir konektör yerleştirmek hassas aletler, teknik ve uzmanlık gerektirir. Fiber kablolar genellikle eğitimli uzmanlar tarafından sonlandırılır. Buna karşılık, bakır bir kabloyu çok az eğitim alarak veya hiç eğitim almadan saniyeler içinde sonlandırabilirsiniz.
Fiber bağlantılara bir avantaj eklemek istiyorum. Farklı zemin potansiyeline sahip iki bina arasında bir bağlantı düşünün. Bu durumda bakırın nerede kullanılacağı, mevcut sızıntı ve muhtemelen tehlikeli bir durumla sonuçlanabilir. İletken olmadığı için fiberde durum böyle değildir.
Yayılma hızı genellikle bir ortamın hız faktörü olarak ifade edilir - elde ettiğiniz ışık hızının oranı.
Fiziksel tarafta, bir ortamdan geçen ışık, kırılma indisine bağlı olarak ortam tarafından yavaşlatılır. Fiber, çekirdeğin dalgayı düzgün bir şekilde yönlendirmek için kaplamadan biraz daha yüksek bir kırılma indisi (optik yoğunluk) gerektirdiği 'sorununa' sahiptir. Etkili yayılma hızı ışığın hızının kırılma indisine bölünmesi veya hız faktörü kırılma endeksinin karşılıklı olmasıdır. Çoğu lifin hız faktörü .67'ye yakın veya buna yakındır.
Bakır biraz daha karmaşıktır. Gerçek elektronlar önemli ölçüde hareket etmiyor, daha çok kablodan akan bir elektrik dalgası (alan dalgalanması) - havadaki sesle biraz karşılaştırılabilir. Bu dalganın yayılma hızı şaşırtıcı bir şekilde sadece iletkene değil, iletkenin ve özellikle izolatörün ( geçirgenliğinin ) kombinasyonuna bağlıdır, çünkü dalganın da sonrakinden yayılması gerekir. Etkili yayılma hızı, ışığın hızının, geçirgenliğin kare köküne bölünmesidir.
Bakır için, özel koaksiyel kablolarda veya açık merdiven kablolarında olduğu gibi yalıtım olarak hava kullanılarak 1.00'a yakın bir hız faktörü mümkündür. Bakır ağ kabloları, ortak Cat-5e ve Cat-6 ile .65'te (= fiberden daha yavaş) .77 (eski 10BASE5 için RG-8) ile .585 (10BASE-T için Cat-3) arasında değişir.
Belirtildiği gibi, uygulamada, alıcı-verici teknolojisi, ek yükü kodlama, ileri hata düzeltmesi ve muhtemelen yeniden aktarımlar gibi etkili yayılma gecikmesine katkıda bulunan başka birçok faktör vardır. Hız faktörü genellikle kritik değildir.
Fiber "daha iyi olmak" gelince - daha yüksek performans var, ama "daha iyi" maliyet de dahil olmak üzere gereksinimlerinize bağlıdır.
Elyafın bakırdan "daha yavaş" yayılmasının başka bir nedeninin, ışığın tanımı gereği, kablonun mesafesi boyunca lif boyunca kırılması olmasından kaynaklandığına inanıyorum. Fizik yığını değişiminin farklı bir etkisi var:
/physics/80043/how-fast-does-light-travel-through-a-fibre-optic-cable
Mesafeye ve işlem / kullanıcı sayısına bağlıdır
Bakır, bant genişliği gereksinimlerinin şu anda saniyede 40 Gbit'in altında olduğu kısa mesafelerde (10 metrenin altında) fiberden daha iyidir. Daha yüksek oranlarda ve mesafelerde paket kayıp oranı oldukça hızlı bir şekilde% 50'nin üzerine çıkar. Bunu düzeltmek için bağlantıların gecikmesini ve maliyetini hızla artıran tekrarlayıcılar gerekir.
% 10'luk bir kayıp bile, son kullanıcıların en az% 1'inin 10 kat gecikme artışı algılamasına neden olacaktır.
Fiber, bant genişliğinin 100G'nin üzerinde ve 1 Kilometre'nin üzerinde bir mesafenin ve ağ başına kullanıcı sayısının 1000'in üzerinde olduğu bakırdan daha iyidir.
Hem Fiber hem de Bakır, kablosuzdan çok daha düşük maliyetli genişleme kapasitesine sahiptir, ancak bakır ve fiber arasındaki birçok etki alanı için kablosuz, hızla dağıtılabilen, güvenilir olmayan, aşağılayıcı bir bağlantı ortamıdır.
Kablosuz bant genişliğini genişletmek için kullanılabilecek herhangi bir mekanizma hemen hemen her zaman bakır ve fiber bant genişliğini hemen genişletmek için kullanılabilir.