Niekierowane media to komunikacja bezprzewodowa, która przenosi fale elektromagnetyczne, wykorzystując powietrze jako medium, a także w próżni, może przesyłać dane i nie wymaga fizycznego przewodnika. Nośniki sterowane wymagają fizycznego medium do przesyłania sygnałów, takich jak przewody. Obsługiwane media są klasyfikowane na trzy sposoby: skrętkę, kabel koncentryczny i światłowód. W artykule wyjaśniono różnicę między światłowodem a kablem koncentrycznym.
Zasadniczo światłowód jest nośnikiem kierowanym, który przesyła sygnały z jednego urządzenia do drugiego w postaci światła (forma optyczna). Natomiast kabel koncentryczny przesyła sygnały w postaci elektrycznej.
Wykres porównania
| Podstawa do porównania | Światłowód | Kabel koncentryczny |
|---|---|---|
| Podstawowy | Przesyłanie sygnału odbywa się w formie optycznej (forma świetlna). | Przesyłanie sygnału ma postać elektryczną. |
| Skład kabla | Szkło i tworzywa sztuczne | Plastik, folia metalowa i drut metalowy (zwykle miedź). |
| Straty w kablu | Dyspersja, zginanie, pochłanianie i tłumienie. | Opory oporowe, wypromieniowane i dielektryczne. |
| Wydajność | Wysoki | Niska |
| Koszt | Bardzo drogie | Tańszy |
| Efekt gięcia | Może wpływać na transmisję sygnału. | Zagięcie drutu nie wpływa na transmisję sygnału. |
| Szybkość transmisji danych | 2 Gb / s | 44, 736 Mb / s |
| Instalacja kabla | Trudny | Łatwy |
| Zapewniona przepustowość | Bardzo wysoko | Umiarkowanie wysokie |
| Zewnętrzne pole magnetyczne | Nie wpływa na kabel | Wpływa na kabel |
| Odporność na zakłócenia | Wysoki | Pośredni |
| Średnica kabla | Mniejszy | Większe |
| Masa kabla | Zapalniczka | Cięższe względnie |
Definicja światłowodu
Jak wspomniano wcześniej, włókno światłowodowe jest rodzajem nośnika kierowanego. Składa się ze szkła, krzemionki i plastiku, gdzie sygnały przekazywane są w postaci światła. Światłowód wykorzystuje zasadę całkowitego wewnętrznego odbicia, aby poprowadzić światło przez kanał. Skład strukturalny włókna światłowodowego obejmuje szklaną lub ultraczystą stopioną krzemionkę otoczoną okładziną z mniej gęstego szkła lub tworzywa sztucznego. Okładzina pokryta jest luźnym lub szczelnym buforem, chroniącym przed wilgocią. Na koniec cały kabel jest następnie osłonięty zewnętrznym pokryciem wykonanym z materiału takiego jak teflon, tworzywo sztuczne lub włóknisty plastik itp.
Gęstość dwóch materiałów jest utrzymywana w taki sposób, że wiązka światła przechodząca przez rdzeń jest odbijana od powłoki, a nie załamywana w nią. W światłowodzie informacja jest zakodowana w postaci wiązki światła jako sekwencja błysków włączania i wyłączania, które oznaczają cyfry 1 i 0 .
Straty
W kablu światłowodowym utrata energii ma miejsce, gdy światło jest przemieszczane z jednego miejsca na drugie, co jest znane jako tłumienie . Tłumienie powstaje, gdy następujące zjawisko zachodzi podczas absorpcji, dyspersji, zginania i rozpraszania. Tłumienie zależy od długości kabla.
- Absorpcja - natężenie światła ściemnia się w miarę zbliżania się do końca włókna w wyniku nagrzewania się zanieczyszczeń jonowych i jest znane jako absorpcja energii świetlnej.
- Dyspersja - kiedy sygnał przechodzi przez światłowód, nie zawsze podąża tą samą określoną ścieżką, co powoduje, że jest wysoce zniekształcony.
- Gięcie - Utrata ta występuje z powodu zgięcia kabla, powoduje dwa warunki. W pierwszym wariancie cały kabel jest zgięty, co ogranicza dalsze odbicie światła lub utratę okładziny. W drugim wariancie tylko okładzina jest lekko zgięta, co powoduje niepotrzebne odbicie światła pod różnymi kątami.
- Rozpraszanie - Strata powstaje z powodu zmiennej mikroskopijnej gęstości materiału lub w obecności fluktuacji gęstości.
Definicja kabla koncentrycznego
Kabel koncentryczny przesyła sygnały w postaci elektronów, prądu elektrycznego o niskim napięciu. Składa się z przewodnika (zwykle miedzi) umieszczonego w środku lub rdzenia, który jest otoczony izolacyjną osłoną. Osłona jest również zamknięta w zewnętrznym przewodzie metalowego oplotu, folii lub ich kombinacji. Zewnętrzne metalowe opakowanie działa jako osłona przed hałasem i uzupełnia obwód jako drugi przewodnik.
Straty
Strata mocy generowana przez kabel koncentryczny jest ukształtowana przez termin tłumienie, a na jego długość i częstotliwość może wpływać tłumienie, które wzrasta wraz ze wzrostem długości. Występują również różne generowane straty, takie jak straty rezystancyjne, straty dielektryczne i straty promieniowane.
- Utrata rezystancji - powstaje w wyniku oporu przewodników, a prąd płynący wytwarza ciepło. Efekt naskórkowości ogranicza rzeczywistą powierzchnię, w której płynie prąd, ale rosnąca częstotliwość stopniowo czyni ją bardziej widoczną. Strata rezystancyjna rozszerza się jako pierwiastek kwadratowy częstotliwości. Przewody wielożyłowe można wykorzystać do pokonania strat.
- Strata dielektryczna - Jest to kolejna poważna strata wynikająca ze wzrostu częstotliwości, ale wzrasta liniowo w przeciwieństwie do utraty rezystancyjnej.
- Strata promieniowana - Strata promieniowana jest mniejsza niż straty rezystancyjne i dielektryczne, które może generować, gdy kabel ma słabą oplot zewnętrzny. Promieniowanie mocy powoduje zakłócenia, gdy sygnały mogą być obecne w punkcie, w którym nie są potrzebne.
Kluczowe różnice między światłowodem a kablem koncentrycznym
- Światłowód przenosi sygnały w formie optycznej, natomiast kabel koncentryczny przenosi sygnał w postaci elektryczności.
- Kabel światłowodowy jest wykonany z włókna szklanego i plastiku. Natomiast kabel koncentryczny składa się z oplotu z drutu metalowego (miedzi), plastiku i siatki metalowej.
- Światłowód jest bardziej wydajny niż kabel koncentryczny, ponieważ ma wyższą odporność na zakłócenia.
- Kabel optyczny jest droższy niż kabel koncentryczny.
- Efekt zginania kabla jest ujemny w przypadku światłowodu. W przeciwieństwie do tego, kabel koncentryczny nie ma wpływu na zginanie.
- Światłowód zapewnia dużą przepustowość i szybkość transmisji danych. Wręcz przeciwnie, przepustowość i szybkość przesyłania danych zapewniona przez kabel koncentryczny są umiarkowanie wysokie, ale mniejsze niż kabel optyczny.
- Kabel koncentryczny można łatwo zainstalować, a instalacja kabla optycznego wymaga dodatkowego wysiłku i staranności.
- Światłowód jest lekki i ma małą średnicę. Odwrotnie, kabel koncentryczny jest cięższy i ma dużą średnicę.
Zalety i wady Światłowód
Zalety
- Odporność na szumy - ponieważ światłowód wykorzystuje światło, a nie elektryczność, hałas nie stanowi problemu. Światło zewnętrzne prawdopodobnie może wywoływać pewne zakłócenia, ale jest już zablokowane z kanału przez płaszcz zewnętrzny.
- Mniejsze tłumienie - odległość transmisji jest znacznie większa niż w przypadku innych sterowanych mediów. W kablu światłowodowym sygnał może przebiegać przez wiele mil bez potrzeby regeneracji.
- Większa przepustowość - kabel światłowodowy może przenosić większe pasmo.
- Prędkość - Zapewnia wyższe prędkości transmisji.
Niedogodności
- Koszt - światłowód jest drogi, ponieważ musi być precyzyjnie wyprodukowany, a źródło światła laserowego kosztuje bardzo dużo.
- Instalacja i konserwacja - Surowy lub pęknięty rdzeń światłowodu może rozpraszać światło i przerywać sygnał. Wszystkie połączenia muszą być perfekcyjnie wypolerowane, wyrównane i szczelnie zamknięte. Wykorzystuje nieskomplikowane narzędzia do cięcia i zaciskania, co utrudnia ich instalowanie i konserwację.
- Kruchość - włókno szklane jest delikatniejsze i łatwiejsze do złamania niż drut.
Zalety i wady kabla koncentrycznego
Zalety
- Charakterystyka częstotliwościowa - kabel koncentryczny ma lepszą charakterystykę częstotliwościową w porównaniu do kabla skrętkowego.
- Podatność na zakłócenia i przesłuchy - jest mniej podatna na zakłócenia i przesłuchy ze względu na koncentryczną konstrukcję kabla.
- Sygnalizacja - kabel koncentryczny obsługuje sygnalizację analogową i cyfrową.
- Koszt - Jest tańszy niż światłowód.
Niedogodności
- Odległość pokonana przez sygnał - Na każdym kilometrze wymagany jest repeater, gdy urządzenia komunikacyjne są umieszczone na większej odległości.
Wniosek
Światłowód jest bardziej wydajny niż kabel koncentryczny pod względem szybkości transmisji danych, hałasu i odporności na zakłócenia, wymiarów, szerokości pasma, strat itp. Ale kabel koncentryczny jest tańszy, łatwiej dostępny i zainstalowany, a wygięcie kabla nie wpływa na sygnalizację w kablu.
