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同轴电缆、双绞线和光纤的各自应用及区别


同轴电缆、双绞线、光纤各自的使用方法和功能是什么?他们的区别在那里?要怎么选用?下面我们来了解一下。

一、同轴电缆

同轴电缆是由一层层的绝缘线包裹着中央铜导体的电缆线。具备抗干扰能力好、传输数据稳定的特点。并且价格也算便宜,通常市场售价几元一米,所以被广泛用于闭路电视线等。同轴电缆用于与BNC头连接,市售的同轴电缆通常是与BNC头连接的产品,大家可以直接选择。

然而,分析同轴电缆本身的特性,当信号在同轴电缆中被传送时所接收到的衰减与传送距离和信号本身的频率有关。一般来讲,信号频率越高,衰减越大。由于视频信号的带宽为6MHz宽,视频的色部分被调制到频率高的一方,因此视频信号在同轴电缆内传送时不仅信号整体的振幅衰减,而且各频率成分的衰减量大不相同,特别是色部分的衰减最大。因此,同轴电缆仅适于短距离内的图像信号传输,并且当传输距离为大约200米时,图像质量显着下降,尤其颜色变暗并且存在失真感。

工程实际上使用同轴放大器来延长传输距离。同轴放大器对视频信号具有恒定的放大率,并且,通过均衡调整,能对不同的频率成分进行各自不同大小的补偿,以使接收侧输出的视频信号的失真尽可能小。然而,同轴放大器不能无限期级联。通常,点对点系统中只可以级联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。因此在监视系统中使用同轴电缆时,为了保证良好的图像质量,传输距离的范围通常限制为4,500米左右。

此外同轴电缆在监控系统中传输图象信号还存在着一些缺点:

1、由于同轴电缆比较粗,因此在密集监控应用时布线不太便捷;

2、同轴电缆容易受到气候变化的影响,对图象质量造成一定影响;

3、同轴电缆抗干扰能力不是很强,强干扰环境时无法应用;

4、同轴电缆通常只可以传视频信号,要是系统中还要同时传输控制数据、音频等信号时,则还要另外布线;

5、同轴放大器的调整也比较困难。

二、双绞线

常见的双绞线有3类线,5类线和超5类线、6类线以及7类线。前者线径细而后者线径粗,型号如下:

1、五类线:五类线是最常用的以太网电缆,增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输,主要用于100BASE-T和10BASE-T网络。

2、超五类线:超5类线的最大传输速率为250Mbps,具有衰减小,串扰少,并且具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(Structural Return Loss)、更小的时延误差,性能得到很大提升。

3、六类线:六类布线的传输性能远远高于超五类标准,最适用于传输速率高于1Gbps的应用。该类电缆的传输频率为1MHz~250MHz,六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比(PS-ACR)应该有较大的余量,它提供2倍于超五类的带宽。

六类相比超五类有一个重要的不同点:对串扰以及回波损耗方面的性能做了改善,对于新一代全双工的高速网络应用而言,优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型,布线标准采用星形的拓扑结构,要求的布线距离为:永久链路的长度不能超过90m,信道长度不能超过100m。

4、超六类线:超六类线同样是ANSI/EIA/TIA-568B.2和ISO 6类/E级标准中规定的一种非屏蔽双绞线电缆,是六类线的升级版,主要应用于千兆位网络中。与六类线在传输频率方面同样也是200~250 MHz,最大传输速度也可达到1 000 Mbps,但是在串扰、衰减和信噪比等方面有较大改善。

5、七类线:七类线不再是一种非屏蔽双绞线了,而是一种屏蔽双绞线,主要为了适应万兆位以太网技术的应用和发展,是ISO 7类/F级标准中最新的一种双绞线。它的传输频率是六类线和超六类线的2倍以上,至少可达500 MHz,传输速率可达10 Gbps。

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、干扰大的地方和长距离传输。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

对于视频信号而言,带宽达到6MHz,要是直接在双绞线内传输,也会衰减很大,所以视频信号在双绞线上要实现远距离传输,必须进行放大和补偿,双绞线视频传输设备就是完成这种功能。加上一对双绞线视频收发设备后,可以将图象传输到1至2km。双绞线和双绞线视频传输设备价格都很便宜,不但没有增加系统造价,反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。所以,监控系统中用双绞线进行传输具有明显的优势。

三、光纤

光纤以玻璃或有机玻璃为主要材质,由纤维芯、包层和保护套组成,以光脉冲的形式来传输信号。

光纤的结构与同轴电缆非常类似,中心是由玻璃或透明塑料制成的光纤,周围被保护材料复盖,根据需要也可以将多根光纤组装到一根光缆中。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“模”指的是以一定的角度进入光纤的一束光线)。多模式光纤通常用于在相同的办公大楼或距离较近的地区进行网络连接。单模光纤传输数据的质量高,传输距离长,多用于在办公大楼之间或地理上分散的网络连接。将光缆作为网络传输介质使用时,需要焊接或增设光收发器等设备,成本增加,在通常的应用中不太被采用。

光纤的最大特征是光信号的传输,使得信号的衰减速度慢而不受外部电磁信号干扰,因此信号传输距离远离用于传输电信号的各种线缆,尤其适用于电磁环境恶化的地方。由于光纤的光反射特性,能够在一根光纤内同时传输多路复用信号,因此光纤的传输速度非常高,目前,1gbps的1000mbps的光纤网络成为主流的高速网络,理论上光纤网络是最高50000gbps的50 t但是,将光纤用作网络传输介质需要一定的专业知识和光收发机等专用设备,成本投入很大,在通常的应用中不怎么被采用。


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