光纤与铜缆的优劣势与应用

发布时间:2021-11-11

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  常见网络传输介质有:铜缆:(同轴电缆、双绞线)光纤,下面我们将一一为大家分享这三种传输介质特点与应用场景,虽然目前光纤的成本价格大幅度的下降,成为了现如今网络通信的主流,但光纤不会完全取代铜缆,铜缆仍然是数据中心不可或缺的一部分。而且在语音传输、电力供应等特殊环境的应用中,铜缆是光纤都无法取代的线缆。

  在一百米以内的综合水平布线中,光纤在维护、成本、布线等方面不及铜缆。光纤中的纤芯是一种特殊类型的玻璃纤维,相比铜缆中的铜来说更加脆弱,在布线和后期维护中,光纤若是不多加留意则会轻易折损,使其成本增加;而就目前市场情况来看,虽然光纤的价格有所降低,但总体来说还是高于铜缆的价格;因此,相对于光纤来说,铜缆的布线及维护更加便捷且成本低。

  在语音信号的传输和无线接入、POE供电系统等电力供应方面的应用,光纤无法取代铜缆。第一,因为铜缆与光纤不同的是通过电脉冲进行数据的传输,可支持语音信号,因此,铜缆可应用于语音传输,而光纤不行。第二,由于光纤采用的玻璃纤维不能进行导电,而铜缆中的铜是可以进行导电的,因此,铜缆可在进行数据连接的同时供应电力,从而被广泛应用于无线接入、POE供电系统、基于LED的电力系统等。



铜缆——(一)同轴电缆

  同轴电缆曾经是网络传输的主要介质,随着时代发展,现在已经渐渐淘汰。在模拟监控中还有部分应用,当然现在模拟监控也越来越少了。如图,早年使用同轴电缆组网的以太网:
 


  如图所示,同轴电缆由内部铜芯、绝缘层保护、外导体(屏蔽层)、外层绝缘体/保护层组成,可用于模拟监控、模拟广播。
 

铜缆——(二)双绞线

  双绞线是由多组绝缘铜导线相互缠绕而成的线缆,双绞线内部介质也是铜线,内部传输为电信号,根据电磁原理,变化的电流会产生磁场,缠绕目的是:两两抵消磁场,降低信号干扰。
 

  最早双绞线只有2芯,用于电话数据传输,现在已经淘汰,目前主流的双绞线都是4对8芯,但需要注意:

  双绞线传输速率100M—用到4根,2对(1、2、3、6)

  双绞线传输速率1000M—使用8根(全部使用)
 

  1. 如果家庭布线前期点位没考虑够,后期可以把一根双绞线分成2根使用,但速率会由千兆降到百兆,对家庭使用而言,也够用了。

  2. 企业级布线也是一样,如目前检察院要新建网络—检察工作网,很多单位不方便重新布线,也懒得折腾,有的单位就把原来互联网线路分一半给检察工作网使用,虽然只能达到百兆,但内网业务也基本够用,将来再升级吧!如图,一根网线两端接两个这种分线器,就能将一根网线分成2根使用。

 

双绞线分类

  • 一类:用于传输语音(八十年代初的电话线缆),不同于数据传输,被淘汰。

  • 二类:传输频率为1MHZ,用于语音和4Mbps数据传输,常见于旧的令牌网。

  • 三类:用于语音传输及最高10Mbps数据传输主要用于10BASE--T。

  • 四类:传输频率为20MHz,用于语音传输和最高16Mbps数据传输

  主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。

  • 五类:传输频率为100MHz,用于语音和最高100Mbps数据传输,

  主要用于100BASE-T和10BASE-T网络。

  • 超五:超5类具有衰减小,串扰少,时延小,性能提高。

  超5类线短距离最大能到1000Mbps,一般说100Mbps。

  • 六类:传输频率为1MHz~250MHz,传输速率1000Mbps的应用。

  • 超六:传输频率600MHz,传输速度也可达到1000Mbps,

  只是在串扰、衰减和信噪比等方面有较大改善。

  • 七类:适应万兆位以太网技术的应用,一种屏蔽双绞线

  传输频率可达600 MHz,传输速率可达10 Gbps。
 

  实际项目超五类和六类线较多,六类和超六类网线成本高,线缆较粗,布线难度大大增加,故没有特殊要求,不少单位还在用超五类线,基本够用。七类才支持10G,仅在数据中心使用,大部分10G均使用光纤传输,故实际项目七类线用得很少。
 

屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线

  双绞线可以分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线,前者由锡箔保护层,能有效防止数据泄密,同时降低外部环境对数据传输的干扰,我们日常项目中使用最多的是非屏蔽双绞线,价格较低。

(三)光纤

  光纤是利用光在玻璃或塑料纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。光纤特点:重量轻,体积小、传输远(衰减小)、容量大、抗电磁干扰。光缆一般由多根光纤和塑料保护套管及塑料外皮构成。通常看到工人敷设的黑色线缆叫做光缆,里面包含了多组光纤。下图为光纤和光缆图片:

单模光纤

  当光纤的几何尺寸可以于光波长相比拟时,即纤芯的几何尺寸与光信号波长相差不大时,一般为5~10um,如OS1 - 10微米单模光纤。

单模光纤光纤只允许一种模式在其中传播,具有极宽的带宽,特别适用于 大容量、长距离的光纤通信,可传距离10KM、40KM、80KM、100KM。(贵)

多模光纤

  多模光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长,一般为50um、62.5um;允许多种模式光信号传播;多模光纤仅用于短距离(500米以内)的光纤传输通信。(便宜)

  OM(Optical Mode)是光模式的意思。是多模光纤表示光纤等级的标准。

  OM1、 OM2、 OM3分别多模光纤的3个等级,不同等级传输时的带宽和最大距离不同

  OM1 - 标准的62.5微米多模光纤
  OM2 - 标准的50微米多模光纤

  OM3 - 下一代50微米多模光纤

文章转自ummer课堂

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