Estoy leyendo Computer Networks - A Systems Approach 5th ed. , y me encontré con las siguientes estadísticas para la velocidad de la luz a través de diferentes medios:
Cobre - 2.3 × 10 8 m / s
Fibra - 2.0 × 10 8 m / s
Entonces, ¿están equivocadas estas cifras o hay otra razón para explicar por qué el cobre es peor que la fibra? ¿La fibra tiene mejor ancho de banda (por volumen) o algo así?
Respuestas:
No, los números son correctos (Página 46). Si puedo reformular su pregunta, es "¿Por qué debería usar fibra si el retraso de propagación es peor que el cobre?" Está suponiendo que el retraso de propagación es una característica importante. De hecho (como verás algunas páginas más adelante), rara vez lo es.
La fibra tiene tres características que la hacen superior al cobre en muchos (pero no en todos) los escenarios.
Mayor ancho de banda. Debido a que la fibra utiliza luz, puede modularse a una frecuencia mucho más alta que las señales eléctricas en el cable de cobre, lo que le brinda un ancho de banda mucho mayor. Además, la frecuencia de modulación máxima en el cable de cobre depende en gran medida de la longitud: la inductancia y la capacitancia aumentan con la longitud, lo que reduce la frecuencia de modulación máxima.
Mayor distancia La luz sobre la fibra puede viajar decenas de kilómetros con poca atenuación, lo que la hace ideal para conexiones de larga distancia.
Menos interferencia. Debido a que la fibra usa luz, es impermeable a la interferencia electromagnética. Eso lo hace mejor para entornos electromagnéticos "ruidosos". Además, la fibra no conduce electricidad, por lo que puede aislar eléctricamente los dispositivos.
Pero la fibra también tiene inconvenientes.
El cable de fibra óptica es más frágil que el cable. Si lo dobla demasiado, se fracturará. El alambre de cobre es mucho más tolerante al movimiento y a la flexión.
Difícil de terminar. Colocar un conector en un hilo de fibra óptica requiere herramientas de precisión, técnica y experiencia. Los cables de fibra generalmente son terminados por especialistas capacitados. En comparación, puede terminar un cable de cobre en segundos con poca o ninguna capacitación.
Me gustaría agregar un beneficio con las conexiones de fibra. Considere una conexión entre dos edificios con potencial de tierra diferente. Si usa cobre en esta situación, podría terminar con una fuga de corriente y posiblemente una situación peligrosa. Este no es el caso con la fibra porque no es un conductor.
La velocidad de propagación a menudo se expresa como el factor de velocidad de un medio, la fracción de la velocidad de la luz que obtienes.
En el lado físico, la luz que atraviesa un medio es ralentizada por el medio dependiendo de su índice de refracción. La fibra tiene el 'problema' agregado de que el núcleo requiere un índice de refracción (densidad óptica) ligeramente más alto que el revestimiento para guiar adecuadamente la onda. La velocidad efectiva de propagación es la velocidad de la luz dividida por el índice de refracción, o el factor de velocidad es el recíproco del índice de refracción. La mayoría de las fibras tienen un factor de velocidad de o cercano a .67.
El cobre es un poco más complicado. Los electrones reales no se mueven sustancialmente, es más bien una onda eléctrica (fluctuación de campo) que fluye a través del cable, algo comparable al sonido en el aire. Sorprendentemente, la velocidad de propagación de esta onda no depende solo del conductor, sino de la combinación del conductor y especialmente del aislante (su permitividad ) porque la onda también necesita propagarse a través de este último. La velocidad efectiva de propagación es la velocidad de la luz dividida por la raíz cuadrada de la permitividad.
Para el cobre, es posible un factor de velocidad cercano a 1.00 utilizando aire como aislamiento como con cables coaxiales especiales o cables de escalera abiertos. Los cables de red de cobre varían de .77 (RG-8 para 10BASE5 antiguo) a .585 (Cat-3 para 10BASE-T) con el común Cat-5e y Cat-6 a .65 (= más lento que la fibra).
Como se ha señalado, en la práctica, hay muchos otros factores que contribuyen al retraso de propagación efectivo, como la tecnología del transceptor, la sobrecarga de codificación, la corrección de errores hacia adelante y posiblemente las retransmisiones. El factor de velocidad no suele ser crítico.
En cuanto a que la fibra "sea mejor", tiene un mayor rendimiento seguro, pero "mejor" depende de sus requisitos, incluido el costo.
Creo que otra razón por la que la fibra se propaga "más lentamente" que el cobre es porque la luz, por definición, se refracta a través de la fibra a lo largo de la distancia del cable. El intercambio de pila de física tiene una opinión diferente sobre esto:
/physics/80043/how-fast-does-light-travel-through-a-fibre-optic-cable
Depende de la distancia y el número de transacciones / usuarios
El cobre es mejor que la fibra en distancias cortas (menos de 10 metros) donde los requisitos de ancho de banda son actualmente inferiores a 40 Gbit por segundo. A tasas y distancias más altas, la tasa de pérdida de paquetes aumenta a más del 50% con bastante rapidez. Para corregir esto se requieren repetidores que aumenten rápidamente la latencia y el costo de las conexiones.
Incluso una pérdida del 10% hará que al menos el 1% de los usuarios finales perciban un aumento de latencia de hasta 10 veces.
La fibra es mejor que el cobre, donde el ancho de banda es superior a 100G y la distancia a más de 1 kilómetro y el número de usuarios por red supera los 1,000.
Tanto la fibra como el cobre tienen una capacidad de expansión de costos masivamente más baja que la inalámbrica, pero para muchos de los dominios entre el cobre y la fibra, la tecnología inalámbrica es un medio de conexión de implementación rápida, poco confiable y siempre degradante.
Cualquier mecanismo que pueda usarse para expandir el ancho de banda inalámbrico, casi siempre puede usarse para expandir inmediatamente el ancho de banda de cobre y fibra.