Question:
Puisque les câbles transportent l'électricité à la vitesse de la lumière, pourquoi les réseaux informatiques ne sont-ils pas beaucoup plus rapides?
Celeritas
2014-08-05 23:46:31 UTC
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Pourquoi les câbles utilisés pour les réseaux informatiques ne peuvent-ils pas transférer des données très rapidement, par exemple à la vitesse de la lumière?

Je pose cette question parce que l'électricité se déplace à la vitesse de la lumière. Prenez les câbles Ethernet par exemple, je les ai recherchés sur wikipedia.

  Vitesse de propagation 0,64 c  

Pourquoi seulement 64% Que signifie la vitesse de propagation? Je sais qu'il existe d'autres variables affectant la latence et la vitesse perçue des connexions au réseau informatique, mais c'est sûrement un goulot d'étranglement.

En d'autres termes, je demande, qu'est-ce qu'une fibre -un câble optique qui le rend plus rapide qu'un câble Ethernet?

Connexes: http://physics.stackexchange.com/q/1961/2451
En relation: https://physics.stackexchange.com/q/118503/44126
Lié sur EE.SE: http://electronics.stackexchange.com/questions/80824/what-ultimment-determines-the-speed-of-electrical-media/80831#80831
Les "fils idéaux" qui ont transféré des informations à * c * ne fourniraient qu'une accélération incrémentielle (peut-être 33%) sur les fils que nous avons!En revanche, les améliorations apportées au codage physique des bits, aux ondes porteuses à haute fréquence, au multiplexage en fréquence, etc.http://www.antipope.org/charlie/blog-static/2009/05/login_2009_keynote_gaming_in_t.html), une fois que vous avez atteint les fréquences de rayons X, votre carte réseau devient impossible à distinguer d'un rayon de la mort).
Cela dit, * c * met un plancher dur sur la * latence *, et nous sommes assez proches de cet étage dans de nombreux cas.Par exemple, c'est une partie importante des raisons pour lesquelles la latence d'accès à la RAM n'a pas suivi l'horloge du processeur pendant de nombreuses années.
@Zack Notez qu'un signal d'horloge à 3 GHz (une vitesse de processeur courante de nos jours) envoie un front montant tous les $ c / f = 0,1 \, \ mathrm {mètre} = 4 \, \ mathrm {pouces} $.Ajoutez un facteur de deux pour les effets d'indice de réfraction comme la première version de cette question et vous obtenez le résultat étonnant que pour un processeur de plus de quelques pouces de diamètre, il est * physiquement impossible * pour un signal d'horloge de 3 GHz desynchroniser l'ensemble de la puce.C'est en partie la raison pour laquelle la vitesse du processeur a dépassé environ 2 GHz pendant plusieurs années et que vous avez commencé à voir des processeurs multicœurs au lieu de singletons plus rapides.
@rob: Non, ça ne veut pas dire ça.Les retards d'horloge sont ** très ** prévisibles et les processeurs ne changent pas de forme.Si vous êtes à 3 mm de la broche d'entrée de l'horloge, vous savez que l'horloge est retardée de 10 ps.Ce que cela signifie **, c'est que vous ne pouvez pas supposer que l'ensemble du processeur s'installe dans un état donné vers la fin de chaque période d'horloge.Différentes parties de la puce ont des périodes d'horloge différentes (et qui se chevauchent).C'est en fait un avantage car de grandes parties d'un processeur sont de nos jours en cache.Il existe une certaine logique dans l'exécution du cache à un décalage d'une demi-période par rapport à l'horloge du processeur.
@MSalters Bien sûr, vous avez raison;J'ai trop simplifié parce que mon commentaire était trop long.
L'électricité ne voyage PAS à la vitesse de la lumière.La vitesse est très proche, mais pas aussi rapide.
@Zack Si une propagation plus rapide dans les câbles pouvait entraîner même une accélération incrémentielle, des câbles plus courts, qui réduisent également les délais de bout en bout, n'augmenteraient-ils pas également la vitesse?Je ne pense pas que ce soit ainsi que fonctionne la communication.
@PhilFrost Considérez non seulement un message, mais un dialogue, dans lequel chaque message est plus court que le produit de délai de bande passante: c'est un bon modèle d'accès aléatoire à la mémoire principale, par exemple, lorsque le processeur doit attendre chaque lecture avantpeut émettre le suivant.Des câbles plus courts rendront cela plus rapide dans l'ensemble, comme le feraient des «fils idéaux».
Les réponses actuelles montrent (correctement) qu'il existe de nombreux autres facteurs qui rendent les réseaux informatiques «lents».Notez, cependant, qu'il existe des technologies spécialement conçues pour réduire la surcharge dans les paramètres de calcul haute performance, car une communication inter-nœuds efficace est cruciale pour les performances.Pour ceux-ci, me dit-on, la latence des fils * présente * un facteur pertinent.À 0,64c, même un câble de 10 m induit un retard d'environ 50 ns - c'est déjà plusieurs cycles de processeur.Et apparemment, les câbles deviennent beaucoup plus longs dans de telles fermes de calcul.
«Les réponses actuelles montrent (correctement) qu'il existe de nombreux autres facteurs qui rendent les réseaux informatiques« lents ».alors ces réponses répondent à une question différente de celle posée.Je ne demande pas ce qui ralentit les réseaux informatiques en général, mais précisément ce qui rend certains supports de transfert de données plus rapides que d'autres?
@Zack OK, je pense que je comprends votre point, à savoir qu'une latence accrue peut entraîner un fonctionnement plus lent pour certains protocoles.Je ne pense pas que ce soit autant un problème pour ce que l'OP avait à l'esprit, qui sont probablement les réseaux IP.Plus précisément, UDP n'a aucune notion d'accusé de réception, et TCP a une fenêtre croissante de paquets en vol spécifiquement pour s'adapter à la latence et éviter la situation que vous décrivez.La diminution de la latence n'augmente pas * en général * le débit.Les deux ne sont liés que si votre protocole les rend ainsi, et je pense que c'est un point de confusion particulier pour le PO.
Huit réponses:
#1
+69
Phil Frost
2014-08-06 17:28:20 UTC
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Puisque les câbles transportent l'électricité en mouvement à la vitesse de la lumière, pourquoi les réseaux informatiques ne sont-ils pas beaucoup plus rapides?

Je peux peut-être répondre à votre confusion avec une question rhétorique:

Puisque l'air transporte le son se déplaçant à la vitesse du son, pourquoi ne puis-je pas vous parler beaucoup plus vite?

La vitesse du son est beaucoup plus lente que la lumière , mais à 340 m / s dans l'air, c'est encore sacrément rapide. Cependant, ce n'est pas la vitesse du canal, c'est sa latence . Autrement dit, si vous êtes à 340 mètres, vous m'entendrez 1s après avoir émis un son. Cela ne dit rien sur la rapidité avec laquelle je peux communiquer avec vous, qui est limitée par l'efficacité avec laquelle je peux parler et par la qualité de votre écoute.

Si nous sommes dans une pièce calme, je peux probablement parler très rapidement et vous pouvez encore m'entendre. Si nous sommes éloignés ou si l'environnement est bruyant, je devrai parler plus lentement et plus clairement.

Avec les communications électriques, la situation est sensiblement la même. La limite de vitesse n'est pas due à la latence, mais plutôt à la vitesse à laquelle une extrémité peut transmettre avec l'autre extrémité pouvant toujours recevoir de manière fiable. Ceci est limité par le bruit capté par l'environnement et les distorsions introduites par le câble.

En fait, surtout pour les longues distances, il est plus facile (et plus économique) de fabriquer un câble à fibre optique qui ne permet pas les interférences extérieures et introduit très peu de distorsion, et c'est pourquoi les câbles à fibre optique sont préférés pour les réseaux longue distance à haut débit.

Les raisons des propriétés supérieures de la fibre optique sont nombreuses, mais un développement significatif est la fibre monomode. Ce sont des fibres qui, grâce à une géométrie soigneusement contrôlée et à des recherches suffisamment intelligentes pour gagner un prix Nobel, prennent en charge la propagation électromagnétique dans un seul mode. Cela réduit significativement la dispersion modale, qui a pour effet indésirable de "maculer" ou "étaler" des impulsions qui codent des informations. C'est une sorte de distorsion qui, si elle est excessive, rend le signal reçu inintelligible, limitant ainsi la vitesse maximale à laquelle les informations peuvent être transmises.

Un autre avantage est que les communications par fibre optique fonctionnent à une fréquence extrêmement élevée, ce qui réduit la dispersion chromatique, une distorsion due à des fréquences différentes se propageant à des vitesses différentes. Les longueurs d'onde typiques utilisées dans la fibre sont de l'ordre de 1550 nm, soit une fréquence d'environ 193000 GHz. Par comparaison, le câble de catégorie 6a n'est spécifié que jusqu'à 0,5 GHz. Maintenant, pour transmettre des informations, nous devons moduler certains aspects du signal. Une modulation très simple consisterait à allumer et éteindre l'émetteur. Cependant, ces transitions signifient que le signal ne peut pas être constitué d'une seule fréquence de lumière ( composantes de Fourier), de sorte que les différentes composantes de fréquence de l'impulsion seront sujettes à une dispersion chromatique. Au fur et à mesure que nous augmentons la fréquence porteuse mais maintenons le même débit binaire, la bande passante fractionnaire diminue. Autrement dit, les transitions de la modulation deviennent plus lentes par rapport à la fréquence porteuse. Ainsi, la dispersion chromatique est diminuée, car le signal ressemble plus à une seule fréquence de lumière.

La fibre monomode moderne est si bonne que le débit d'information est généralement limité par notre technologie de fabrication des récepteurs et des émetteurs aux extrémités, et non par le câble. Par exemple, le multiplexage par répartition en longueur d'onde a été développé (et est constamment amélioré même aujourd'hui) pour permettre à plusieurs canaux de coexister sur la même fibre. Plusieurs fois, les réseaux ont été mis à niveau en mettant à niveau les émetteurs-récepteurs aux extrémités, laissant le câble inchangé. Compte tenu du coût de mise à niveau d'un câble transcontinental, l'avantage économique devrait être évident.

C'est une réponse très pertinente.Maintenant, ajoutez simplement la dispersion (fréquence limite de transmission) et une discussion sur la fibre monomode pour vraiment être la meilleure réponse à la question (modifiée) posée.
@Floris J'ai fait de mon mieux pour incorporer ces concepts, même si je dois admettre que ma compréhension de la physique sous-jacente dans ce domaine est un sous-ensemble de ce qui est sur Wikipedia.Veuillez me faire savoir si vous remarquez des erreurs.
Ce n'est pas une analogie technologique sans voiture quelque part ... Ce n'est pas à quelle vitesse la voiture peut aller à son maximum.C'est à peu près combien de temps il faut pour aller de A à B sur l'autoroute ... vs autoroute aux heures de pointe ... vs le chemin de terre avec un pont à une voie en construction.La fibre est une super-autoroute à 6 voies.Le cuivre est une route à 2 voies avec des feux de circulation.
Dispersion: différentes fréquences voyagent à des vitesses légèrement différentes.Étant donné que tout signal (pensez à onde carrée) est réellement composé de nombreuses fréquences différentes (composantes de Fourier), ces différentes vitesses signifient que la forme d'onde se déforme, puis devient impossible à décoder.Vous devez limiter la fréquence porteuse (débit binaire) pour permettre la transmission longue distance.Dans une fibre monomode, la fréquence d'intérêt est la longueur d'onde (monochromatique) de la lumière.Donc pas de dispersion, donc (pratiquement) la fibre ne limite pas le débit de données (mais l'émetteur-récepteur le fait).
@Floris peut-il vraiment transmettre des informations de lumière monochromatique?Si c'est modulé du tout, alors il y a des composantes de Fourier, donc des fréquences différentes, donc une certaine dispersion, non?Ma compréhension de la fibre monomode est qu'elle ne concerne qu'un seul type de dispersion: celle de la propagation multimode.Ce qui est une limite très significative, mais pas la * seule * limite, à la vitesse maximale possible.
@PhilFrost vous avez raison mais la fréquence de la lumière est tellement supérieure au débit binaire que la porteuse (la lumière) reste "pratiquement" monochromatique.En d'autres termes, même un bit correspond à plusieurs longueurs d'onde et se propage avec peu de dispersion.Mais oui, la dispersion due aux différences de vitesse de propagation des différents modes a un impact significatif sur la vitesse de la fibre multimode.
@WernerCD mais ce n'est pas seulement une voiture, c'est toute la ville que vous vous déplacez (on peut y arriver rapidement, mais seulement un nombre limité de personnes peut voyager en même temps).Et vous devez aussi faire monter les gens dans la voiture.
@Floris OK, cela a du sens pour moi.C'est un peu difficile à expliquer au même niveau de compréhension suggéré par la question, cependant.J'ai ajouté un paragraphe qui devrait au moins résumer.Veuillez me faire savoir si vous trouvez des erreurs.
La Cat 6a est caractérisée à 500 MHz - soit 0,5 GHz et non 0,005 GHz.Sinon, votre modification est plutôt bonne.
#2
+29
user6972
2014-08-06 02:05:08 UTC
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Comme vous l'avez probablement deviné, la vitesse de la lumière n'est pas la limitation. Les photons dans le vide voyagent à la vitesse de la lumière ($ c_o $). Les photons dans tout le reste voyagent plus lentement, comme dans votre câble (0,64 $ c_o $). Le degré de réduction de la vitesse dépend du matériau par la permittivité.

L'information elle-même est encore plus lente. Un photon ne porte pas beaucoup d'informations. Les informations sont généralement encodées dans le changement d'états de l'énergie. Et ces changements d'état ne peuvent se propager qu'à des taux inférieurs à la vitesse de transmission fondamentale.

La détection à la fois de l'énergie et des taux de changement nécessite des matériaux physiques pour convertir les photons en quelque chose de plus utilisable. En effet, le canal utilisé pour la transmission conduit généralement l'énergie à un débit maximal appelé bande passante. La bande passante du canal est la première limite des vitesses du réseau. La fibre optique peut transmettre des signaux avec des bandes passantes élevées avec moins de pertes que les fils de cuivre.

Deuxièmement, les signaux codés ont beaucoup de surcharge. Il y a beaucoup de données supplémentaires transmises avec correction d'erreurs, informations de routage, cryptage et autres données de protocole en plus des données brutes. Cette surcharge ralentit également le débit des données.

ethernet

Enfin, la quantité de trafic sur un réseau peut ralentir la vitesse globale du système lorsque les données sont abandonnées, les collisions se produisent et les données ont être renvoyé.

slowdown


EDIT: Je vois que vous avez quelque peu changé votre question ....

Dans En d'autres termes, je demande, qu'est-ce qu'un câble à fibre optique le rend plus rapide qu'un câble Ethernet?

La fibre optique a la capacité de conduire des charges d'énergie plus élevées. Les photons avec des énergies plus élevées, par définition, sont à des fréquences plus élevées.

$ E_ {photon} = hf $ où $ h $ est la constante de la planche (h = 6,63 * 10 ^ -34 Js) et $ f $ est la fréquence du photon.

Pourquoi la fréquence est-elle importante? En raison du fonctionnement des systèmes de communication. En règle générale, nous configurons un signal puissant oscillant à la fréquence la plus efficace pour que le canal de transmission le conduise. Si la fréquence est trop basse et que nous perdons la puissance de notre signal et également trop élevée et nous perdons de la puissance. Cela est dû à la façon dont le milieu répond à différents niveaux d'énergie de charge. Il y a donc un $ F_ {max} $ et un $ F_ {min} $.

Ensuite, nous ajoutons des informations à l'oscillation en la modifiant à un certain rythme. Il existe de nombreuses façons d'ajouter des informations, mais en général, la quantité d'informations que vous pouvez ajouter est proportionnelle au débit auquel le canal peut répondre ou à la bande passante du système. En gros, vous devez rester entre $ F_ {max} $ et $ F_ {min} $.

Il se trouve que plus la fréquence de fonctionnement est élevée, plus il est facile d'obtenir des bandes passantes de plus en plus larges. Par exemple, une radio à 1 GHz avec une largeur de canal de 10% ne permet que des taux de commutation maximum de 100 MHz. Mais un signal à fibre optique à 500 THz sur une largeur de canal de 10% signifie un taux de commutation maximal de 50 THz. Grande différence!

Vous vous demandez peut-être pourquoi les chaînes ont des limites de fréquence et pourquoi 10%. Je viens de choisir 10% comme exemple typique. Mais les canaux de transmission de tous types ont des limites quant au type de niveaux d'énergie qu'ils absorbent, réfléchissent et conduisent. Pour un exemple approximatif, les rayons X qui sont des charges à haute fréquence ou à haute énergie, ils traversent bien de nombreux matériaux, alors que la chaleur, qui est une fréquence inférieure à la lumière optique, ne transmet pas bien à travers le papier, mais peut à travers le verre. Il y a donc des fréquences où les photons peuvent être utilisés pour transporter de l'énergie et des fréquences là où ils ne le peuvent pas.

Oui, ils voyagent tous à $ c_o $ dans l'espace libre et plus lentement dans d'autres médias, mais ils ne le peuvent pas transporter des informations au même rythme ou plus. Vous voudrez peut-être lire le Théorème de Shannon-Hartley.

"C'est parce que le canal utilisé pour la transmission conduit généralement l'énergie à un débit maximal appelé bande passante."pouvez-vous expliquer ce qui détermine ce taux maximum?Tout d'abord, le transfert d'électrons est un exemple de flux d'énergie, non?Si oui, le fait que différents matériaux laissent les électrons les traverser à des vitesses différentes est-il à l'origine de la vitesse maximale?
@Celeritas Pas vraiment.Le mouvement des électrons est différent du mouvement de la charge (voir http://physics.stackexchange.com/questions/17741/how-does-electricity-propagate-in-a-conductor).Tous les matériaux ne répondent pas de la même manière à chaque fréquence ou niveau d'énergie de charge.Ainsi, le canal conduisant l'énergie des photons a des limites d'efficacité physique basées sur la fréquence (ou le niveau d'énergie) voir http://en.wikipedia.org/wiki/Photon.Par exemple, les fibres optiques peuvent conduire efficacement des photons à haute énergie (ou haute fréquence) qui permettent des bandes passantes plus rapides / plus grandes.
"charges énergétiques plus élevées"?
@rob un photon avec plus d'énergie
La latence est également considérablement aidée dans les câbles très longs, car les câbles à fibres optiques nécessitent moins de répéteurs - cela se voit bien dans le câble transatlantique, qui est dépourvu de toute autre infrastructure - juste le câble et les répéteurs.
Whaddahell?* "Les photons dans n'importe quoi d'autre voyagent plus lentement, comme dans votre câble (0,64c)." * - Puis-je vous rappeler que ce sont les électrons qui voyagent, pas les photons?
@TomášZato Non, c'est une simplification qui est souvent faite en électronique, mais les électrons ne bougent vraiment pas beaucoup.C'est la charge qui bouge.Voici la même référence que j'ai trouvée pour Celeritas http://physics.stackexchange.com/questions/17741/how-does-electricity-propagate-in-a-conductor
#3
+12
rob
2014-08-06 02:26:23 UTC
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Une ligne de transmission est constituée d'une paire de conducteurs qui ont une certaine résistance, inductance, capacité et conductance de fuite. On peut prendre tout cela par unité de longueur:

a cable

L'équation d'onde pour les signaux de cette ligne, dans la limite d'un câble sans perte avec $ R = 0 $, $ G = 0 $, c'est $$ \ frac {\ partial ^ 2 V (x)} {\ partial x ^ 2} + \ omega ^ 2 LC \ cdot V (x) = 0 $$ Il faut être un peu attention à la notation et aux dimensions ici. Dans un circuit typique, vous utilisez $ L $ et $ C $ pour l'inductance et la capacité totales, et $ \ sqrt {LC} $ est la fréquence caractéristique de l'oscillateur. Ici, $ L $ et $ C $ sont l'inductance et la capacité par unité de longueur , et donc $ 1 / \ sqrt {LC} $ a des unités de speed.

En fait, la dérivation sur wikipedia continue pour montrer que , dans la limite d'un câble sans perte, la sortie est $$ V_ \ text {out} (x, t) \ approx V_ \ text {in} (t- \ sqrt {LC} x) $$ ce qui est cohérent avec les signaux descendant le câble à la vitesse $ v = 1 / \ sqrt {LC} $.

Il est clair que l'inductance et la capacité par unité de longueur d'un câble dépendent principalement de leur géométrie, et un peu des propriétés magnétiques et diélectriques de l'espace autour et entre les câbles. Il serait intéressant de trouver des valeurs de $ L $ et $ C $ qui donnent $ v = c $, ou $ v>c $; Je ne l'ai pas fait moi-même, mais je soupçonne que les seules considérations géométriques rendront cela impossible pour les fils parallèles séparés sous vide, les fils coaxiaux et d'autres géométries courantes sans introduire de méta-matériau magique.

Vous n'êtes pas obligé d'utiliser du fil de cuivre traditionnel.Votre ligne de transmission peut être un rayonnement dans l'espace libre, ou un laser ou un câble à fibre optique aussi et dans des cas particuliers où $ E_r $ est proche de 1.
Les fibres optiques ne fonctionnent pas à moins d'avoir un indice de réfraction suffisamment grand pour maintenir les réflexions internes totales;typiquement $ n \ environ 1,3-1,5 $, correspondant à $ v / c \ environ 0,6-0,8 $.Bien sûr, vous pouvez utiliser un guide d'ondes pour les fréquences micro-ondes, mais je ne sais pas s'il est logique d'appliquer le formalisme $ L, C $ ici.
C'est aussi, accessoirement, ce qui limite la fréquence de fonctionnement d'un processeur.
Les guides d'ondes @rob ont une [impédance caractéristique] (http://en.wikipedia.org/wiki/Characteristic_impedance) tout comme les lignes de transmission coaxiales et à deux conducteurs.La même abstraction d'inductance et de capacité par unité de longueur s'applique toujours.
@PhilFrost Il semble que dans un guide d'ondes, il est plus simple de prendre $ Z = E / H $, https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_impedance.
@rob si vous avez déjà $ E $ et $ H $, alors c'est plus simple pour d'autres lignes de transmission également.Habituellement, le calcul de l'impédance caractéristique à partir de l'inductance et de la capacité entre en jeu lorsque la question est "de quelle géométrie ai-je besoin pour fabriquer une ligne de transmission d'une [certaine impédance donnée]".Des formules d'ingénierie bien connues peuvent donner l'impédance et la capacité par unité de longueur pour la plupart des géométries courantes, à partir desquelles l'impédance caractéristique peut être calculée.
L'aspect de la ligne de transmission explique bien pourquoi la vitesse de propagation est inférieure à _c_ mais il ne résout pas vraiment le problème de la bande passante comme le fait la réponse de Phil.Ensemble, les deux réponses résolvent la question posée, donc je vote pour les deux.
Il peut être intéressant de noter qu'une fois que la résistance série entre, la vitesse utile d'un câble, * en l'absence de répéteurs *, a un terme de retard significatif qui est proportionnel au * carré * de la longueur.Il peut également être intéressant de noter que s'il est possible d'utiliser des répéteurs qui transmettent les signaux dès leur arrivée, il est souvent préférable que les répéteurs mesurent la synchronisation des signaux entrants, déterminent ce qu'ils devraient être et envoient de nouveaux signaux qui précisémentcorrespondent à ce que les signaux reçus auraient dû être.Par exemple, si toutes les impulsions doivent être un multiple de 100 ns, alors ...
... un répéteur qui reçoit une impulsion haute de 180ns suivie d'une impulsion basse de 320ns devrait envoyer une impulsion haute de 200ns et une impulsion basse de 300ns.Pour qu'un répéteur fixe la synchronisation du signal de cette manière, il doit retarder légèrement le signal pour s'assurer qu'il aura toujours décodé les données de la ligne entrante au moment où il est prévu de les envoyer sur la ligne sortante.
#4
+5
peterG
2014-08-06 04:39:47 UTC
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"Il s'agit certainement d'un goulot d'étranglement" - Non, ce n'est vraiment pas le cas. Toute connexion réseau réelle n'est pas limitée en vitesse par la vitesse de propagation du signal dans le câble, mais par les retards de traitement dans les différents routeurs, commutateurs et traitement de l'interface réseau à chaque extrémité.

Selon cet article, «les deux variables principales qui ont le plus d'effet sur la latence du réseau sont le délai de distance et le délai de file d'attente», de sorte que le retard de distance est attribué à la vitesse des câbles.http://www.serviceassurancedaily.com/2008/06/latency-and-jitter/
@Celeritas Les chiffres cités dans votre lien semblent me confirmer.Cuivre 5us / km = 40 000km pour donner le retard problématique de 200ms cité.Pour le dire autrement, si vous envoyez une requête ping à une adresse IP distante, le retard que vous voyez dans les résultats est principalement dû au traitement dans les routeurs, etc. en route.
..Bien que je vois maintenant que le PO a édité la question d'une manière qui rend ce point beaucoup moins pertinent.
Mais ce que je dis, c'est que le retard de distance n'est pas compensé par un support capable de transmettre des données plus rapidement?Par exemple, le retard de distance serait minimisé si vous utilisez un câble à fibre optique par opposition à un Ethernet.
Vous mélangez vraiment un certain nombre de choses différentes ici.Différentes significations de «plus rapide» - latence par opposition à bande passante.La fréquence porteuse limite fondamentalement la quantité de modulation de données en unité de temps.Parce que la fibre utilise la lumière comme porteuse, plus de données, c'est-à-dire une modulation plus rapide, peuvent être transportées.C'est pourquoi une connexion fibre à votre maison est plus rapide qu'une connexion en cuivre;il peut pomper plus de données par unité de temps.La vitesse de propagation n'est pas vraiment pertinente.
@peterG cela dépend de la distance de votre ping.Si vous envoyez une requête ping à votre routeur sur le bureau peut-être, si vous envoyez une requête ping à un serveur en Inde à partir d'un câble américain, c'est votre 40000 km (vous payez deux fois car votre paquet doit aller et revenir).
@pqnet Je ne sais pas quel est votre point de vue tbh.Je répondais à l'exemple spécifique soulevé dans le lien.Partout où vous ping, si vous faites le calcul approprié en utilisant le chiffre donné dans le lien de 5us / km, vous constaterez que votre ping est beaucoup plus lent;et cela est dû au traitement dans les routeurs et les commutateurs.Mais tout cela est de toute façon un hareng rouge - c'est la taille du tuyau que l'OP demande vraiment, pas la latence;et j'hésiterais à tirer des conclusions simples sur la transmission de données à partir de la vitesse de propagation d'une seule impulsion sur une paire de cuivre pour des raisons couvertes dans d'autres réponses
@peterG mon point est assez simple: la propagation du signal est une composante significative du retard si vous considérez les réseaux mondiaux.En ce moment, depuis mon ordinateur, je peux cingler l'autre côté de la planète avec environ 300 ms aller-retour.Plus de la moitié de cela est dû au fait que la vitesse de propagation du signal est finie, donc je suppose que je peux dire que dans mon cas, le retard est principalement déterminé par la propagation du signal.
Je ne sais pas pour «surtout», et le PO utilisait le terme «goulot d'étranglement», ce qui n'est certainement pas le cas;mais je dois admettre qu'après avoir fait quelques tests supplémentaires, l'Internet actuel se situe à une distance respectable de la limite fixée par la vitesse de la lumière.Mes propres mesures: Manchester (Royaume-Uni) à Magnitogorsk (RU) 3939 km à c = 3,3us / km = 26 ms aller-retour;le ping n'est que de 103 ms, donc c'est plus proche que ce à quoi je m'attendais!Internet est devenu plus rapide depuis la dernière fois que j'ai essayé cela!
#5
+3
jhobbie
2014-08-05 23:49:02 UTC
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Êtes-vous sûr que l'électricité circule à la vitesse de la lumière? Bien que la propagation de l'électricité se déplace à la vitesse d'une onde E / M, et non d'électrons, sa vitesse dépend de la constante diélectrique du matériau. Ce n'est que dans le vide, je pense, qu'il voyagerait à la vitesse de la lumière.

[Qu'entend-on par «électricité»?] (Http://amasci.com/miscon/whatis.html) Parlons-nous de l'énergie électrique?Des électrons?Charge électrique?Le champ électrique?Des changements dans ce champ électrique?
Je dirais que la lumière voyage à la vitesse de la lumière par définition.Ce que vous voudriez peut-être dire, c'est que «c» est la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide, tandis que dans une autre vitesse moyenne de la lumière est inférieure
#6
+3
Ján Lalinský
2014-08-06 02:29:50 UTC
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Pourquoi seulement 64% Que signifie la vitesse de propagation? Je sais qu'il existe d'autres variables affectant la latence et la vitesse perçue des connexions au réseau informatique, mais il s'agit sûrement d'un goulot d'étranglement.

La vitesse de propagation du signal est la distance parcourue par le signal (paquet) en un seconde. Il est généralement inférieur à $ c $ car les ondes EM qui transportent l'information voyagent dans le métal ou tout autre support matériel avec une vitesse inférieure à $ c $. Voir la vitesse de groupe et la théorie de la dispersion.

La vitesse du signal détermine la latence minimale, mais l'augmenter en changeant de support ou en utilisant une bande de fréquence différente aurait peu d'effet sur le débit de données maximal de la ligne de transmission (bits / s transféré). Ceci est davantage déterminé par la puissance électrique utilisée pour le transfert, l'intensité du bruit et la bande passante utilisée ainsi que les capacités de l'électronique aux extrémités. Les câbles optiques ne sont pas utilisés pour leur vitesse de propagation du signal plus rapide, mais pour leurs autres avantages, tels qu'une bande passante utilisable beaucoup plus large.

#7
+3
Hot Licks
2014-08-06 03:04:53 UTC
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Deux raisons:

1) La vitesse de la lumière dans un «milieu» est (presque *) toujours plus lente que la vitesse de la lumière dans le vide.

2) Électricité se propager dans un fil est soumis à des effets inductifs et capacitifs qui ralentissent sa progression.

Et même si les fils étaient infiniment rapides, les circuits intégrés ne le sont pas. Encore une fois, les effets inductifs (un peu) et capacitifs (beaucoup) limitent la rapidité avec laquelle une "porte" IC peut "basculer".

Petit détail intéressant: les fils reliant les points du "fond de panier" (ca 1976) Les "supercalculateurs" Cray 1 avaient tous la même longueur, que le fil s'étende sur un pouce ou 30 pouces. Cela assurait qu'ils avaient le même délai de propagation.

(*) Je me souviens vaguement que les gars du laboratoire ont créé des scénarios étranges où la lumière se propage à travers certains médias spéciaux "plus vite que la lumière".

RE: *, non ils ne l'ont pas fait, il y a eu une erreur dans l'expérience alors qu'ils pensaient l'avoir fait.
#8
  0
Martin Petrei
2014-08-05 23:58:07 UTC
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La vitesse des électrons qui circulent dans le câble, c'est-à-dire le courant , n'est que de quelques m / s. L'onde EM se propage beaucoup plus vite. De toute façon, la vitesse d'un ordinateur ne dépend pas intrinsèquement de la vitesse des électrons, mais de la vitesse des transferts d'énergie entre les composants électroniques.

En effet, vous pouvez transmettre des informations à l'aide d'un signal CA modulé en amplitude ou en fréquence, où la vitesse moyenne de dérive de charge est * zéro *.
C'est plus lent que cela - quelques millimètres par heure (si l'on en croit Wikipédia)
Selon cette réponse: http: //physics.stackexchange.com/a/13568/21817, ils vont très vite.


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