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光纤、双绞线、同轴电缆的介绍
作者:  发表日期:2020/1/10  浏览次数:240

光纤、双绞线、同轴电缆各自使用方法和功能的知识要点,以及它们之间的区别。


1.光纤


光缆以光脉冲的形式传输信号,所以材料主要是玻璃或有机玻璃。它由纤芯、包层和保护套管组成。

光纤

光纤的结构与同轴电缆非常相似。它还以由玻璃或透明塑料制成的光纤为中心,由保护材料包围,并且可以根据需要将多根光纤组合成一根光缆。根据光信号的不同产生模式,光纤可以分为单模光纤和多模光纤。(所谓的“模式”是指以一定角度进入光纤的光束)。多模光纤通常用于同一办公楼或相对封闭区域的网络连接。然而,单模光纤具有更高的数据质量和更长的传输距离,通常用于连接办公楼之间的网络或地理上分散的网络。如果光缆用作网络传输介质,则需要增加光收发器和其他设备,因此成本更高,在一般应用中使用更少。


光纤的最大特点是传导光信号,因此不受外部电磁信号的干扰,信号衰减速度非常慢。因此,信号的传输距离比上述用于传输电信号的各种网络电缆长得多,特别适合电磁环境恶劣的地方。由于光纤的光反射特性,单根光纤可以同时传输多个信号,因此光纤的传输速度可以非常高。目前,1Gbps1000Mbps光纤网络已经成为主流高速网络,理论上,光纤网络的最大速度可以达到50000Gbps50Tbps。


2.双绞线


双绞线通常分为3种导线、5种导线和5种以上的导线、6种导线和7种导线。前者的线径较细,而后者的线径较粗。模型如下:

双绞线

1)一类线路:主要用于语音传输(一类标准主要用于20世纪80年代初以前的电话电缆),不同于数据传输。


2)二类线路:传输频率为1MHZ,用于语音传输和数据传输,最大传输速率为4Mbps。它通常用于使用4MBPS标准令牌传输协议的旧令牌网络。


3)三种类型的电线:ANSI和EIA/TIA568标准中规定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz,主要用于语音传输和数据传输,最大传输速率为10Mbps,主要用于10BASE–T


4)四种电线:这种电缆的传输频率为20兆赫兹,用于语音传输和数据传输,最大传输速率为16兆比特/秒。主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T


5)5类电缆:这种类型的电缆绕组密度增加,并覆盖有高质量绝缘材料,传输速率为100兆赫兹。它用于语音传输和数据传输,最大传输速率为100Mbps。它主要用于100基站和100基站网络。这是最常用的以太网电缆。


6)超5类线:超5类线衰减小,串扰少,衰减串扰比(ACR)和结构回波损耗更高,时延差更小,性能大大提高。超5类线路的最大传输速率为250Mbps。


7)6类线路:该类电缆的传输频率为1兆赫~250兆赫。6类布线系统在200兆赫兹时的综合衰减串扰比(PS-ACR)应该有很大的余量,这提供了5类带宽的两倍。6类电缆的传输性能远远高于5类标准,最适合传输速率高于1Gbps的应用。


第6类和第5类的一个重要区别是它提高了串扰和回波损耗的性能。对于新一代全双工高速网络应用,出色的回波损耗性能极其重要。六个标准中取消了基本链路模型,路由标准采用星型拓扑结构。所需路由距离为:永久链路长度不能超过90m,通道长度不能超过100m。


8)超级6类电缆:超级6类电缆是6类电缆的改进版本,也是ANSI/EIA/TIA-568B.2和国际标准化组织6/E类标准中规定的无屏蔽双绞线电缆,主要用于千兆网络。就传输频率而言,为200~250MHz,与六种导线相同,最大传输速度可达1,000Mbps,但串扰、衰减和信噪比有显著改善。


9)7级电线:该电线是国际标准化组织7/F级标准中最新的双绞线。主要用于适应万兆以太网技术的应用和发展。然而,它不再是无屏蔽双绞线,而是屏蔽双绞线,因此其传输频率可以达到至少500MHz,是6类和超级6类线路的2倍以上,传输速率可以达到10Gbps。


事实上,双绞线已经使用了很长时间。电话传输使用双绞线。双绞线用于许多工业控制系统,高干扰和长距离传输的地方。我们今天广泛使用的局域网也使用双绞线。双绞线因其抗干扰能力强、传输距离长、布线简单、价格低廉等优点而被广泛应用。由于双绞线信号衰减大,传输距离长时信号频率不能太高,而以太网等高速信号只能限制在100米以内


对于视频信号,带宽高达6MHz。如果视频信号直接以双绞线传输,它也会被大大衰减。因此,要实现视频信号在双绞线上的长距离传输,必须进行放大和补偿。双绞线视频传输设备就是要完成这个功能。添加一对双绞线视频收发设备后,图像可以传输到1到2千米。双绞线和双绞线视频传输设备的价格非常便宜,不仅不会增加系统成本,而且当距离增加时,其成本比同轴电缆低得多。因此,双绞线传输在监控系统中具有明显的优势。


1.同轴电缆


同轴电缆是一种在中心铜导体周围缠绕多层绝缘线的电缆。它具有抗干扰能力强、数据传输稳定、价格低廉的特点,也广泛应用于闭路电视线路等领域。市场上同轴细电缆线路的价格通常为每米几元,这并不太贵。同轴电缆用于连接BNC头。市场上销售的同轴电缆一般都是与BNC头相连的成品,每个人都可以直接选择。

同轴电缆

然而,根据对同轴电缆本身特性的分析,信号在同轴电缆中传输时的衰减与信号本身的传输距离和频率有关。一般来说,信号频率越高,衰减越大。视频信号的带宽非常大,达到6MHz,图像的颜色部分在频率的高端被调制。这样,当视频信号在同轴电缆中传输时,不仅信号的总振幅被衰减,而且每个频率分量的衰减量也非常不同,尤其是颜色部分衰减最大。因此,同轴电缆仅适用于图像信号的短距离传输。当传输距离达到200米左右时,图像质量会明显下降,尤其是颜色会变得暗淡和失真。


在工程实践中,为了扩大传输距离,应使用同轴放大器。同轴放大器可以将视频信号放大到一定程度,并可以通过均衡调整来补偿不同大小的不同频率分量,从而使接收端输出的视频信号失真最小。然而,同轴放大器不能无限期级联。通常,点对点系统中只能级联2到3个同轴放大器。否则,视频传输质量无法保证,调整困难。因此,当在监控系统中使用同轴电缆时,为了确保更好的图像质量,传输距离通常被限制在大约400米或500米。


此外,同轴电缆在监控系统中传输图像信号有一些缺点:


1)同轴电缆本身受气候变化影响很大,图像质量也受到一定影响;


2)同轴电缆相对较厚,在密集监控应用中布线不太方便;


3)同轴电缆一般只能传输视频信号。如果控制数据、音频和其他信号需要在系统中同时传输,则需要额外布线;


4)同轴电缆抗干扰能力有限,不能应用于强干扰环境;


5)同轴放大器仍然存在调整困难的缺点。

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