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光纖、雙絞線、同軸電纜的介紹 - 武漢中紅達科技

光纖、雙絞線、同軸電纜各自使用方法和功能的知識要點,以及它們之間的區別。

光纖、雙絞線、同軸電纜各自使用方法和功能的知識要點,以及它們之間的區別。


1.光纖

光纜以光脈沖的形式傳輸信號,所以材料主要是玻璃或有機玻璃。它由纖芯、包層和保護套管組成。

光纖的結構與同軸電纜非常相似。它還以由玻璃或透明塑料制成的光纖為中心,由保護材料包圍,并且可以根據需要將多根光纖組合成一根光纜。根據光信號的不同產生模式,光纖可以分為單模光纖和多模光纖。(所謂的“模式”是指以一定角度進入光纖的光束)。多模光纖通常用于同一辦公樓或相對封閉區域的網絡連接。然而,單模光纖具有更高的數據質量和更長的傳輸距離,通常用于連接辦公樓之間的網絡或地理上分散的網絡。如果光纜用作網絡傳輸介質,則需要增加光收發器和其他設備,因此成本更高,在一般應用中使用更少。

光纖的最大特點是傳導光信號,因此不受外部電磁信號的干擾,信號衰減速度非常慢。因此,信號的傳輸距離比上述用于傳輸電信號的各種網絡電纜長得多,特別適合電磁環境惡劣的地方。由于光纖的光反射特性,單根光纖可以同時傳輸多個信號,因此光纖的傳輸速度可以非常高。目前,1Gbps1000Mbps光纖網絡已經成為主流高速網絡,理論上,光纖網絡的最大速度可以達到50000Gbps50Tbps。


2.雙絞線

雙絞線通常分為3種導線、5種導線和5種以上的導線、6種導線和7種導線。前者的線徑較細,而后者的線徑較粗。模型如下:

1)一類線路:主要用于語音傳輸(一類標準主要用于20世紀80年代初以前的電話電纜),不同于數據傳輸。

2)二類線路:傳輸頻率為1MHZ,用于語音傳輸和數據傳輸,最大傳輸速率為4Mbps。它通常用于使用4MBPS標準令牌傳輸協議的舊令牌網絡。

3)三種類型的電線:ANSI和EIA/TIA568標準中規定的電纜。該電纜的傳輸頻率為16MHz,主要用于語音傳輸和數據傳輸,最大傳輸速率為10Mbps,主要用于10BASE–T

4)四種電線:這種電纜的傳輸頻率為20兆赫茲,用于語音傳輸和數據傳輸,最大傳輸速率為16兆比特/秒。主要用于基于令牌的局域網和10BASE-T/100BASE-T

5)5類電纜:這種類型的電纜繞組密度增加,并覆蓋有高質量絕緣材料,傳輸速率為100兆赫茲。它用于語音傳輸和數據傳輸,最大傳輸速率為100Mbps。它主要用于100基站和100基站網絡。這是最常用的以太網電纜。

6)超5類線:超5類線衰減小,串擾少,衰減串擾比(ACR)和結構回波損耗更高,時延差更小,性能大大提高。超5類線路的最大傳輸速率為250Mbps。

7)6類線路:該類電纜的傳輸頻率為1兆赫~250兆赫。6類布線系統在200兆赫茲時的綜合衰減串擾比(PS-ACR)應該有很大的余量,這提供了5類帶寬的兩倍。6類電纜的傳輸性能遠遠高于5類標準,最適合傳輸速率高于1Gbps的應用。

第6類和第5類的一個重要區別是它提高了串擾和回波損耗的性能。對于新一代全雙工高速網絡應用,出色的回波損耗性能極其重要。六個標準中取消了基本鏈路模型,路由標準采用星型拓撲結構。所需路由距離為:永久鏈路長度不能超過90m,通道長度不能超過100m。

8)超級6類電纜:超級6類電纜是6類電纜的改進版本,也是ANSI/EIA/TIA-568B.2和國際標準化組織6/E類標準中規定的無屏蔽雙絞線電纜,主要用于千兆網絡。就傳輸頻率而言,為200~250MHz,與六種導線相同,最大傳輸速度可達1,000Mbps,但串擾、衰減和信噪比有顯著改善。

9)7級電線:該電線是國際標準化組織7/F級標準中最新的雙絞線。主要用于適應萬兆以太網技術的應用和發展。然而,它不再是無屏蔽雙絞線,而是屏蔽雙絞線,因此其傳輸頻率可以達到至少500MHz,是6類和超級6類線路的2倍以上,傳輸速率可以達到10Gbps。

事實上,雙絞線已經使用了很長時間。電話傳輸使用雙絞線。雙絞線用于許多工業控制系統,高干擾和長距離傳輸的地方。我們今天廣泛使用的局域網也使用雙絞線。雙絞線因其抗干擾能力強、傳輸距離長、布線簡單、價格低廉等優點而被廣泛應用。由于雙絞線信號衰減大,傳輸距離長時信號頻率不能太高,而以太網等高速信號只能限制在100米以內

對于視頻信號,帶寬高達6MHz。如果視頻信號直接以雙絞線傳輸,它也會被大大衰減。因此,要實現視頻信號在雙絞線上的長距離傳輸,必須進行放大和補償。雙絞線視頻傳輸設備就是要完成這個功能。添加一對雙絞線視頻收發設備后,圖像可以傳輸到1到2千米。雙絞線和雙絞線視頻傳輸設備的價格非常便宜,不僅不會增加系統成本,而且當距離增加時,其成本比同軸電纜低得多。因此,雙絞線傳輸在監控系統中具有明顯的優勢。


3.同軸電纜

同軸電纜是一種在中心銅導體周圍纏繞多層絕緣線的電纜。它具有抗干擾能力強、數據傳輸穩定、價格低廉的特點,也廣泛應用于閉路電視線路等領域。市場上同軸細電纜線路的價格通常為每米幾元,這并不太貴。同軸電纜用于連接BNC頭。市場上銷售的同軸電纜一般都是與BNC頭相連的成品,每個人都可以直接選擇。

然而,根據對同軸電纜本身特性的分析,信號在同軸電纜中傳輸時的衰減與信號本身的傳輸距離和頻率有關。一般來說,信號頻率越高,衰減越大。視頻信號的帶寬非常大,達到6MHz,圖像的顏色部分在頻率的高端被調制。這樣,當視頻信號在同軸電纜中傳輸時,不僅信號的總振幅被衰減,而且每個頻率分量的衰減量也非常不同,尤其是顏色部分衰減最大。因此,同軸電纜僅適用于圖像信號的短距離傳輸。當傳輸距離達到200米左右時,圖像質量會明顯下降,尤其是顏色會變得暗淡和失真。

在工程實踐中,為了擴大傳輸距離,應使用同軸放大器。同軸放大器可以將視頻信號放大到一定程度,并可以通過均衡調整來補償不同大小的不同頻率分量,從而使接收端輸出的視頻信號失真最小。然而,同軸放大器不能無限期級聯。通常,點對點系統中只能級聯2到3個同軸放大器。否則,視頻傳輸質量無法保證,調整困難。因此,當在監控系統中使用同軸電纜時,為了確保更好的圖像質量,傳輸距離通常被限制在大約400米或500米。

此外,同軸電纜在監控系統中傳輸圖像信號有一些缺點:

1)同軸電纜本身受氣候變化影響很大,圖像質量也受到一定影響;

2)同軸電纜相對較厚,在密集監控應用中布線不太方便;

3)同軸電纜一般只能傳輸視頻信號。如果控制數據、音頻和其他信號需要在系統中同時傳輸,則需要額外布線;

4)同軸電纜抗干擾能力有限,不能應用于強干擾環境;

5)同軸放大器仍然存在調整困難的缺點。