Існуюча інфраструктура не зможе задовольнити майбутній попит на високошвидкісний Інтернет

Дані нового дослідження встановили, що існуючі мідні мережеві кабелі можуть підтримувати більш високу швидкість Інтернету, але лише обмежено.

Дослідники кажуть, що терміново потрібні додаткові інвестиції, якщо уряди країн серйозно ставляться до своїх зобов’язань зробити високошвидкісний Інтернет доступним для всіх.

Дослідники з Кембриджського університету та BT встановили максимальну швидкість, з якою дані можуть передаватися через існуючі мідні кабелі. Це обмеження дозволить отримати швидший Інтернет у порівнянні зі швидкістю, яка зараз досягається за допомогою стандартної інфраструктури, однак вона не зможе підтримувати високошвидкісний Інтернет у довгостроковій перспективі.

Команда виявила, що мідні кабелі «витої пари», які досягають кожного будинку та підприємства у країнах ЄС та Великобританії, фізично обмежені у своїй здатності підтримувати більш високі частоти, які, у свою чергу, підтримують більш високі швидкості передачі даних.

Хоча повний оптоволоконний Інтернет наразі доступний приблизно для кожного четвертого домогосподарства в ЄС, очікується, що пройде щонайменше два десятиліття, перш ніж він досягне кожного дому. Тим часом, однак, існуючу інфраструктуру можна покращити, щоб тимчасово підтримувати високошвидкісний Інтернет.

Результати, опубліковані в журналі Nature Communications, встановлюють фізичні обмеження для повсюдно поширених мідних кабелів, а також підкреслюють важливість негайних інвестицій у майбутні технології.

Команда під керівництвом Кембриджа використала комбінацію комп’ютерного моделювання та експериментів, щоб визначити, чи можна отримати вищі швидкості за допомогою існуючої мідної інфраструктури, і виявила, що вона може передавати максимальну частоту приблизно 5 ГГц, що перевищує нині використовуваний спектр, який є нижче 1 ГГц.

Однак вище 5 ГГц мідні кабелі починають вести себе як антени. Використання цієї додаткової пропускної здатності може підвищити швидкість передачі даних по мідних кабелях вище кількох гігабіт в секунду на коротких діапазонах, тоді як волоконні кабелі можуть передавати сотні терабіт в секунду або більше.

«Будь-які інвестиції в існуючу мідну інфраструктуру були б лише тимчасовим рішенням», — сказав співавтор дослідження доктор Анас Аль Раві з Кевендішської лабораторії Кембриджа.

«Наші результати показують, що можлива міграція на оптичне волокно неминуча».

Вита пара, де два провідника скручуються разом, щоб підвищити стійкість до шумів і зменшити електромагнітне випромінювання та перешкоди, була винайдена Олександром Гремом Беллом у 1881 році. Кабелі кручених пар замінили заземлені лінії до кінця 19 століття і були високонадійними.

Сьогодні кабелі витої пари стандартизовані для передачі смуги пропускання 424 МГц через менші довжини кабелів завдяки більш глибокому проникненню волокна та прогресу в цифровій обробці сигналів.

Зараз термін служби цих кабелів закінчується, оскільки вони не можуть конкурувати зі швидкістю оптоаолоконних кабелів, але позбутися всіх мідних кабелів неможливо через високу вартість волокна.

Оптоволоконна мережа постійно стає ближче до користувачів, але зв’язок між оптоволоконною мережею та будинками продовжуватиме покладатися на існуючу мідну інфраструктуру.

Тому дуже важливо інвестувати в технології, які можуть підтримувати волоконні мережі на останній милі, щоб найкращим чином їх використовувати. Дослідники з Кембриджа, працюючи з представниками галузі, досліджують, чи можна витиснути більшу швидкість Інтернету з існуючої інфраструктури як потенційний захід, особливо для сільських і віддалених районів.

«Ніхто раніше не розглядав фізичні обмеження, які визначають максимальну швидкість Інтернету для кабелів витої пари», – сказав Дінк. «Якби ми використали ці кабелі по-іншому, чи можна було б змусити їх передавати дані на більших швидкостях?»

Використовуючи поєднання теоретичного моделювання та експериментів, дослідники виявили, що кабелі витої пари обмежені в частоті, яку вони можуть переносити, обмеження, яке визначається геометрією кабелю. При перевищенні цієї межі, приблизно 5 ГГц, кабелі витої пари починають випромінювати і вести себе як антена.

Дослідники кажуть, що їхні результати підкреслюють, наскільки важливо, щоб уряд і промисловість працювали разом, щоб створити майбутню цифрову інфраструктуру, оскільки існуюча інфраструктура може обробляти більш високі швидкості передачі даних найближчим часом, а перехід до перспективної повноволоконної мережі. продовжується.

За матеріалами: Techxplore