Проходит ли сигнал по оптоволокну быстрее, чем сигнал, проходящий по меди?

Влияет ли среда передачи на скорость сигнала? Например, свет, проходящий по оптоволоконному кабелю, получает немного от А ⟹ Б быстрее, чем медь может передавать бит на такое же расстояние?

Да, но зачем тебе знать? Свет может обойти всю Землю за 1/10 секунды . Задержка передачи по кабелю часто не имеет значения по сравнению с задержками обработки или пропускной способностью.
Я думаю, что скорость сигнала в меди связана со среднеквадратичной скоростью электрона, которая значительно меньше скорости света.
@endolith: задержки передачи через Атлантику достаточно, чтобы ее (1) измерить с помощью стандартной компьютерной физики.stackexchange.com/q/357 , (2) повлиять на некоторые видеоигры en.wikipedia.org/wiki/Ping_ %28video_gaming%29 (3) влияют на высокочастотную торговлю arstechnica.com/tech-policy/news/2010/09/…
@explorex: нет: скорость информации в кабелях — это скорость волн внутри них, а не скорость электрона, которая на порядок выше. Как волна моря может двигаться намного быстрее, чем вода под ними
@Frédéric: Да, но эта задержка связана с цепочками задержек обработки, как я уже сказал, а не со скоростью распространения электромагнитных волн.
@endolith: скорость света в волокне составляет ~ 8 дюймов/нс (0,2 м/нс). Конечно, каскад обработки значителен (обычно это самая большая часть времени пинга, но задержки передачи достаточно для измерения. Это потому, что 0,1 с - это вечность в компьютерных часах.
@Frédéric Фредерик Я понимаю, что скорость сигнала - это скорость волн внутри кабеля. Я всего лишь имел в виду, что волны — это, в конце концов, поток электронов в кабеле (потому что невозможно передать сигнал в виде тепла). и, конечно же, среднеквадратическая скорость электронов порядка 10*6 или что-то в этом роде. в то время как скорость света в оптическом волокне равна скорости света. так что .. поправьте меня, если я ошибаюсь.
@dmckee: Да, достаточно для измерения, но это не очень важно. Время, за которое волна движется со скоростью 2/3с, чтобы пройти 12500 км от Нью-Йорка до Мумбаи: 63 мс. Фактическое время пинга до 202.54.1.30: 230 мс
@endolith: из Нью-Йорка в Мумбаи и обратно 2 × 63 = 126 мс: это уже 50% от упомянутого вами времени пинга в 230 мс. И кабель идет не по кратчайшему пути. Среди ссылок, которые я дал в своем предыдущем ответе, был проект по строительству более короткого кабеля между Лондоном и Нью-Йорком для высокочастотной торговли.
@explorex: Согласно en.wikipedia.org/wiki/Electric_current#Drift_speed , среднеквадратичная скорость электронов в медном проводе составляет порядка мм/с. Действительно намного медленнее, чем скорость сигнала!
@ Фредерик, теперь я понимаю свою ошибку. Я понял, что сигнал - это напряжение или электрическое поле, а не частота переменного тока. Но если я положу один конец провода сюда, а другой — через полмира, мой вопрос в том, как быстро будет достигнут сигнал. Я предполагаю, что электрическое поле распространяется со скоростью света.
@explorex: фактическое распространение сигнала зависит от диэлектрической проницаемости среды (см. ответ @conqenator), но порядок величины обычно равен скорости света.
@experimentX ""теперь я понимаю свою ошибку. Я понял, что сигнал – это напряжение или электрическое поле, а не частота переменного тока». Нет, это все же совершенно неправильно. «Скорость» переменного тока такая же высокая, как и скорость переменного электрического поля. Они связаны, как говорят уравнения Максвелла, дрейфовая скорость электронов — это нечто другое. Комментариев по этому поводу было достаточно!
@ Георг, я все еще не понимаю. Я не был здесь довольно долгое время. Думаю, я не вернусь, пока не присоединюсь к мастерам. Мы обсудим позже.
@FrédéricGrosshans: Эта запись в Википедии неверна --- скорость электронов проводимости составляет около 5000 м/с, скорость Ферми, оценка мм/с взята из устаревшей классической модели, модели Друде. Скорость сигналов по проводу составляет значительную часть скорости света.
@endolith Я только что измерил время передачи туда и обратно между двумя младшими ПК, разделенными коммутатором. В моем случае это было около 200 us. Это, безусловно, в основном задержки обработки, потому что общая длина пройденного провода в моем случае была менее 100 м. Эти 200 мкс будут включать 4 отдельные задержки обработки, поэтому каждая задержка обработки будет составлять всего 50 мкс. За это время свет может пройти только 15 км. Так что, если бы средняя длина кабеля между переходами превышала 15 км, скорость света была бы для меня ограничивающим фактором. В интернет-магистрали кабели длиннее.

Ответы (4)

Среда влияет на скорость распространения, но у меня нет подробной информации об используемых в настоящее время технологиях.

Эмпирическое правило составляет около 2/3 скорости в вакууме для коаксиального или оптоволоконного кабеля. Нет идеи для витой пары.

+1. В статье «Измерение скорости света с помощью пинга» [ arxiv.org/abs/physics/0201053] обсуждается скорость распространения для разных кабелей.
Документ, упомянутый в комментарии выше, полезен, но в ссылке есть опечатка. Вот правильная ссылка: arxiv.org/abs/physics/0201053

Ну, определенно да, я думаю. Фактор зависит от свойств кабеля, а также от относительной диэлектрической проницаемости (также измеряемой как диэлектрическая проницаемость) материала, окружающего медь.

РЕДАКТИРОВАТЬ : Фактор скорости, также называемый скоростью распространения волны или скоростью распространения (VoP или vP), среды передачи — это скорость, с которой волновой фронт (например, акустического сигнала или электромагнитного сигнала, радиосигнала, световой импульс в оптоволоконном канале или изменение электрического напряжения на медном проводе) проходит через среду относительно скорости света. Для оптических сигналов показатель преломления является аналогичной величиной.

Известно, что медные кабели с витой парой передают сигналы со скоростью от 40% до 70% скорости света. Очевидно, что здесь играет роль множество переменных, которые зависят от используемого материала, методов прокладки кабелей и т. д . См. эту таблицу для справки.

Что касается вашего вопроса, быстрый поиск Википедии по оптоволоконным кабелям показывает это.

Типичное значение для оболочки оптического волокна составляет 1,46. Базовое значение обычно составляет 1,48. Чем больше показатель преломления, тем медленнее свет распространяется в этой среде. Исходя из этой информации, хорошим эмпирическим правилом является то, что сигнал, использующий оптоволокно для связи, будет передаваться со скоростью около 200 миллионов метров в секунду.

Что на первый взгляд может показаться быстрее, но не обязательно означает «всегда быстрее», чем любой/все типы медных кабелей.

Резюме: хорошее эмпирическое правило составляет примерно 2/3 скорости света в вакууме для всех этих сред передачи. Оптическое волокно медленнее одних и быстрее других.

Подробности:

Электрическая энергия обычно не течет внутри металлов . Диаграммы потока Пойнтинга показывают, куда течет энергия, и пути, по которым проходит информация, переносимая этой энергией, хотя их немного сложно нарисовать.

Как указал конкенатор,

Показатель преломления ... Типичные значения для сердцевины и оболочки оптического волокна составляют 1,48 и 1,46 соответственно.

что дает скорость распространения волны 1/1,48 и 1/1,46 скорости света в вакууме (0,67 с и 0,68 с) в этих областях типичного оптического волокна.

Различные популярные кабели имеют скорость распространения волны от 42% до 95% скорости света. В частности, 100 - омный кабель Cat5e имеет типичную скорость распространения 0,64 c. Двойной провод на 300 Ом имеет типичную скорость распространения 0,82 c.

dmckee напомнил нам, что обычно достаточно приблизить все это примерно к 2/3 c.

Поэтому, если вы используете кабель Cat5e, биты будут поступать немного позже, чем биты, отправленные по оптоволокну. Если вы используете двойной провод на 300 Ом, биты будут приходить немного раньше, чем биты, отправленные по оптоволоконному кабелю.

Зависит от диэлектрика коаксиального кабеля. RG58, использующий ПВХ, будет иметь коэффициент скорости распространения (VOPF) 0,66. Кабель Эндрю FSJ1 с вспененным диэлектриком имеет VOPF 0,78. Волоконно-оптический кабель имеет VOPF 0,68. Импульс, отправленный на 100 футов RG58, будет иметь задержку 154 045 пс, FSJ1 будет иметь задержку 130 346 пс, оптоволокно будет иметь задержку 149 515 пс

Проходит ли сигнал по оптоволокну быстрее, чем сигнал, проходящий по меди?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v