Quel est le taux de transfert de données maximal théorique d'une paire de fils dans un câble téléphonique?

Hier, les gens de mon FAI sont venus installer une connexion «Fibre to the Home» de 16 Mbps, mais j'ai remarqué que la connexion passe toujours par les deux mêmes fils sur notre prise téléphonique.

Cette même connexion peut-elle gérer une connexion à 25 Mbps? Et 100 Mbps? N'y a-t-il pas de maximum théorique, mais il devient de plus en plus peu fiable?

Il y a une belle équation simple qui a tout, appelée le théorème de Shannon-Hartley :

Il dit que sur un canal avec une qualité donnée, la capacité (débit binaire) C est proportionnelle à la bande passante du canal B. La qualité du canal (signal contre bruit) se cache dans $log_{2}(1+S/N)$ , et le débit binaire inclut la redondance (sommes de contrôle d'erreur et similaires).

Le meilleur débit de données peut être atteint avec une installation à faible bruit d'un canal qui offre une bande passante élevée.

Parmi les systèmes de câblage en question, une simple ligne téléphonique à deux fils aura la bande passante la plus faible et les pires propriétés de bruit (diaphonie et interférence des lignes voisines, ...), les fils à paire torsadée augmentent la bande passante et sont plus à l'abri du bruit externe avec un "nombre CAT" croissant (6 étant meilleur que 5e, meilleur que 5, ...) et les systèmes à fibres optiques sont encore meilleurs.

Une connexion téléphonique a une bande passante audio limitée à quelques kHz. Les anciens systèmes avaient des filtres et les fils n'étaient souvent pas capables de beaucoup plus que la bande passante définie par le filtre. Les lignes d'abonné numérique (DSL) profitent du fait que de nombreuses lignes téléphoniques, lorsqu'elles ne sont pas filtrées, peuvent prendre plus que la bande passante audio médiocre des téléphones. Au-delà d'env. 200 bps, cela dépend de l'installation du dernier kilomètre et dans votre maison (et de la volonté de votre fournisseur de l'utiliser de la meilleure façon). En règle générale, la fibre peut gérer une plus grande bande passante que le cuivre, mais une bonne qualité peut également être obtenue avec le cuivre.

Remarque: Quelqu'un qui vous vend de la «Fibre à la maison» sur des fils de cuivre ne fait que du marketing (peu intelligent). Claude Shannon était beaucoup plus cool, il ne se souciait même pas du type de canal (cuivre, fibre, ondes radio, peu importe), il regardait juste la bande passante et la qualité (rapport signal / bruit). Vous pouvez rejoindre Shannon et, comme lui, profiter de la théorie et ne vous souciez pas non plus du matériau de vos fils. Quand j'ai pris mon cours de théorie de la communication à l'université, mon professeur avait en fait très raison quand il a souligné la beauté du travail de Shannon et a dit que l'équation mentionnée ci-dessus était l'E = mc ² de l'ère des technologies de l'information.

Les autres réponses ont touché de bons points, mais elles ne sont pas toutes correctes à 100%. S'ils annoncent la fibre à la maison, ils doivent en fait exécuter la fibre sur votre propriété. Ils peuvent le convertir en cuivre à ce moment-là, mais s'ils n'apportent pas la fibre à votre propriété, ils ne peuvent pas l'appeler "Fibre to the Home".

Histoire

À l'origine, les lignes téléphoniques étaient lentes pour les communications de données, c'est le filtre passe-bas placé sur la ligne téléphonique. zebonaut a raison dans sa définition de la capacité des canaux. Cela fait un moment que je n'ai pas joué avec ce genre de choses, mais je crois que le filtre passe-bas a été réglé autour de 8 KHz.

DSL est alors venu et a profité du fait que les compagnies de téléphone avaient un accès physique aux lignes avant le filtre passe-bas. Cela signifiait qu'ils pouvaient utiliser des fréquences dans lesquelles le trafic vocal n'existait pas mais que le cuivre pouvait transmettre. Il y avait encore des filtres passe-bas mis en place pour le trafic vocal afin que vous n'entriez pas ici un bruit aigu sur votre appel téléphonique ou que vous ayez des problèmes d'alias.

La vitesse DSL était limitée en fonction de la portion S / N de la formule de capacité de canal de zebonaut. Plus le fil était long, plus le SNR était mauvais. Au fil du temps, les compagnies de téléphone ont continuellement raccourci la boucle de cuivre et remplacé le vieux cuivre par de la fibre. Comme cela s'est produit, les vitesses DSL ont pu augmenter.

Il est devenu si important dans de nombreux domaines qu'il y a de la fibre presque jusqu'à la maison. Cela a fait en sorte que le coût pour obtenir la fibre tout au long de la propriété soit en fait assez raisonnable. Cela offre également la possibilité de faire de la publicité "Fibre à la maison" et comme je l'ai dit plus tôt, ils ne peuvent pas l'appeler ainsi à moins que ce ne soit réellement cela.

Un exemple d'une situation de ne pas avoir de «fibre à la maison» est le vers U d'AT & T. Dans de nombreux cas, ils ont en fait de la fibre optique à la maison, mais parce qu'ils n'en ont pas partout, ils n'annoncent pas la «fibre optique à la maison», mais plutôt la «technologie de la fibre optique et les réseaux informatiques».

Fibre contre cuivre

L'une des principales raisons pour lesquelles nous utilisons la fibre au lieu du cuivre est la quantité de bruit que le cuivre peut capter, car la fibre ne capte presque aucun bruit. Cela rend le SNR très bon, ce qui permet des débits de données beaucoup plus élevés.

En acheminant la fibre jusqu'à la propriété, la longueur de cuivre nécessaire est minimisée et aucune ligne de cuivre voisine ne peut interférer avec votre ligne.

Donc, fondamentalement, moins vous avez de cuivre, plus le débit de données que vous pouvez obtenir est élevé.

Le problème ici n'est pas simplement de savoir à quelle vitesse un fil de cuivre peut transmettre des données. Le problème est de savoir à quelle vitesse peut-il transmettre sur une distance spécifique . Comme mentionné dans les commentaires, Ethernet peut transmettre à 1 Go / s ou plus, mais uniquement sur environ 100 mètres (je ne me souviens pas de la distance réelle). Le câble CAT6 (utilisé par Ethernet) a 8 fils, groupés en 4 paires: 2 paires sont inutilisées, une paire pour transmettre et une paire pour recevoir. Chacune des paires de fils est torsadée à une vitesse différente pour réduire la diaphonie entre les paires. Les fils sont appariés car sur de longues distances (et / ou à des vitesses élevées), vous ne pouvez pas simplement comparer la tension d'un seul fil à un fil de terre commun car la terre peut être bruyante, etc.). Au lieu de cela, vous comparez la différence entre les deux fils.

Donc, revenons à votre nouvelle connexion Internet: «Fibre to the Home» est un moyen pour le département Marketing de rivaliser avec d'autres entreprises qui acheminent réellement la fibre jusqu'au domicile dans certaines régions. Ce qu'ils font vraiment, c'est acheminer la fibre jusqu'au «bureau central» local, puis exécuter une paire de cuivre pour le «dernier kilomètre». Ils commercialisent ce produit comme nouveau, mais ils utilisent la fibre entre les centraux depuis des années (tout le monde le fait). Le changement est qu'ils éliminent l'équipement téléphonique aux deux extrémités et utilisent de nouveaux protocoles pour gérer des vitesses plus élevées (c'est pourquoi DSL a toujours été handicapé: il doit partager la ligne avec l'équipement téléphonique existant).

Un problème plus important que ce que le cuivre peut théoriquement gérer est le fait que la plupart du cuivre du "dernier kilomètre" a été posé il y a des décennies, donc il n'est pas tordu comme CAT6 (ou il est tordu pour réduire le bruit sur le trafic vocal, pas sur le trafic de données à haute vitesse), il peut être corrodé et le câblage aux deux extrémités peut être mauvais (vous auriez dû voir le câblage dans la maison de mes parents en 1929!).