Neposreden medij je brezžična komunikacija, ki prenaša elektromagnetna valovanja z uporabo zraka kot medija in tudi v vakuumu, lahko prenaša podatke in ne zahteva fizičnega prevodnika. Vodeni mediji potrebujejo fizični medij za prenos signalov, kot so žice. Vodeni mediji so razvrščeni na tri načine: kabel z zvitimi paricami, koaksialni kabel in optični kabel. Članek vam pojasnjuje razliko med optičnimi vlakni in koaksialnim kablom.
V bistvu je optično vlakno voden medij, ki prenaša signale iz ene naprave v drugo v obliki svetlobe (optična oblika). Ker koaksialni kabel prenaša signale v električni obliki.
Primerjalna tabela
| Podlaga za primerjavo | Optična vlakna | Koaksialni kabel |
|---|---|---|
| Osnovno | Prenos signala je v optični obliki (svetloba). | Prenos signala je v električni obliki. |
| Sestava kabla | Steklo in plastika | Plastika, kovinska folija in kovinska žica (običajno baker). |
| Izgube v kablu | Disperzija, upogibanje, absorpcija in slabljenje. | Odporne, sevane in dielektrične izgube. |
| Učinkovitost | Visoka | Nizka |
| Stroški | Zelo drago | Cenejši |
| Učinek upogibanja | Lahko vpliva na prenos signala. | Upogibanje žice ne vpliva na prenos signala. |
| Hitrost prenosa podatkov | 2 Gbps | 44.736 Mbps |
| Namestitev kabla | Težko | Enostavno |
| Zagotovljena pasovna širina | Zelo visoko | Zmerno visoka |
| Zunanje magnetno polje | Ne vpliva na kabel | Vpliva na kabel |
| Odpornost proti hrupu | Visoka | Vmesni |
| Premer kabla | Manjša | Večje |
| Teža kabla | Vžigalnik | Težje primerjalno |
Opredelitev optičnih vlaken
Kot je bilo že omenjeno, je optično vlakno vrsta vodenih medijev. Sestavljen je iz stekla, kremena in plastike, kjer se signali prenašajo v obliki svetlobe. Optična vlakna uporabljajo princip popolnega notranjega odboja za usmerjanje svetlobe skozi kanal. Strukturna sestava optičnega vlakna vključuje steklo ali ultra čisto taljeno kremenico, obdano z oblogo iz manj gostega stekla ali plastike. Obloga je prekrita s pufrom, ki je ohlapen ali tesen, da ga zaščiti pred vlago. Končno je celoten kabel nato obložen z zunanjo oblogo, izdelano iz materiala, kot je teflon, plastika ali vlaknena plastika itd.
Gostota obeh materialov se vzdržuje na tak način, da se svetlobni žarek, ki potuje skozi jedro, odbije od obloge, namesto da se lomi v njej. V optičnem vlaknu je informacija kodirana v obliki svetlobnega žarka kot zaporedje utripajočih in izklopnih utripov, ki označujejo 1 in 0 .
Izgube
V kablu z optičnimi vlakni se izguba energije zgodi, ko je svetloba prepeljana iz enega kraja v drugega, kar je znano kot slabljenje . Slabljenje se pojavi, ko pride do naslednjega pojava absorpcije, disperzije, upogibanja in razprševanja. Dušenje je odvisno od dolžine kabla.
- Absorpcija - Intenzivnost svetlobe postane temnejša, ko potuje do konca vlaken zaradi segrevanja nečistoč ionov in je znana kot absorpcija svetlobne energije.
- Disperzija - Ko signal gre vzdolž vlakna, ne sledi vedno isti specifični poti, zaradi česar je zelo popačen.
- Upogibanje - Ta izguba nastane zaradi upogibanja kabla, kar povzroči dva stanja. V prvem stanju je celoten kabel ukrivljen, kar omejuje nadaljnji odsev svetlobe ali izgubo obloge. V drugem stanju je le obloga rahlo upognjena, kar povzroči nepotrebno odboj svetlobe v različnih kotih.
- Razprševanje - Izguba nastane zaradi spreminjajoče se mikroskopske gostote materiala ali v navzočnosti nihajoče gostote.
Opredelitev koaksialnega kabla
Koaksialni kabel prenaša signale v obliki elektronov, električne energije nizke napetosti. Sestavljen je iz prevodnika (običajno bakrenega), ki je nameščen v središču ali jedru in je obdan z izolacijskim ovojem. Tudi plašč je obdan z zunanjim vodnikom kovinske pletenice, folije ali kombinacije obeh. Zunanja kovinska embalaža deluje kot zaščita pred hrupom in zaključi vezje kot drugi vodnik.
Izgube
Izguba moči, ki jo povzroči koaksialni kabel, je skovan z izrazom dušenje, na katero lahko vplivajo dolžina in frekvenca kabla, pri čemer se dušenje lahko poveča z naraščanjem dolžine. Obstajajo tudi različne izgube, kot so izguba upora, dielektrične izgube in izguba zaradi sevanja.
- Upornostna izguba - Nastane zaradi odpornosti vodnikov in pretočnega toka. Učinek kože omejuje dejansko območje, kjer teče tok, vendar naraščajoča frekvenca postopoma povečuje njegovo očitnost. Uporna izguba se širi kot kvadratni koren frekvence. Za premagovanje izgube lahko uporabite večvodne vodnike.
- Dielektrične izgube - Tudi druga velika izguba nastane zaradi povečanja frekvence, vendar se linearno povečuje za razliko od uporne izgube.
- Izgubljena izguba - izguba zaradi sevanja je manjša od uporovnih in dielektričnih izgub, ki jih lahko povzroči, če ima kabel slabo pletenico. Močnostno sevanje povzroči motnje, kjer so lahko signali prisotni na točki, kjer niso potrebni.
Ključne razlike med optičnimi vlakni in koaksialnim kablom
- Optična vlakna prenašajo signale v optični obliki, koaksialni kabel pa prenaša signal v obliki električne energije.
- Kabel iz optičnih vlaken je izdelan iz steklenih vlaken in plastike. Nasprotno pa je koaksialni kabel sestavljen iz kovinske žice (bakra), plastike in kovinske mreže.
- Optična vlakna so učinkovitejša od koaksialnega kabla, saj imajo večjo odpornost proti hrupu.
- Optični kabel je dražji od koaksialnega kabla.
- Učinek upogibanja kabla je negativen v primeru optičnih vlaken. V nasprotju s tem, koaksialni kabel ne vpliva na upogibanje.
- Optična vlakna zagotavljajo visoko pasovno širino in hitrost prenosa podatkov. Ravno nasprotno, pasovna širina in podatkovne hitrosti, ki jih zagotavlja koaksialni kabel, so zmerno visoke, vendar manjše od optičnega kabla.
- Koaksialni kabel lahko enostavno namestite, namestitev optičnega kabla pa zahteva dodaten napor in skrb.
- Optična vlakna so lahka in imajo majhen premer. Nasprotno pa je koaksialni kabel težji in ima velik premer.
Prednosti in slabosti Optična vlakna
Prednosti
- Odpornost na hrup - ker optični kabel uporablja svetlobo in ne elektriko, hrup pa ni problem. Zunanja svetloba bi verjetno lahko povzročila nekaj motenj, vendar je zunanji plašč že blokiran iz kanala.
- Manj slabljenja - razdalja prenosa je izjemno večja kot pri vseh drugih vodenih medijih. V kablu iz optičnih vlaken lahko signal teče milj brez potrebe po regeneraciji.
- Višja pasovna širina - Fiber-optični kabel lahko nosi večjo pasovno širino.
- Hitrost - zagotavlja višje hitrosti prenosa.
Slabosti
- Stroški - Optična vlakna so draga, ker jih je treba izdelati natančno in laserski vir svetlobe stane veliko.
- Namestitev in vzdrževanje - Grobo ali razpokano jedro optičnih vlaken lahko razprši svetlobo in prekine signal. Vsi spoji morajo biti popolnoma polirani, poravnani in zatesnjeni pri svetlobi. Uporablja nezahtevna orodja za rezanje in stiskanje, zaradi česar je težje namestiti in vzdrževati.
- Krhkost - Steklena vlakna so bolj občutljiva in lahko zdrobljena kot žica.
Prednosti in slabosti koaksialnega kabla
Prednosti
- Frekvenčne karakteristike - Koaksialni kabel ima boljšo frekvenčno karakteristiko kot kabel z dvojnimi paricami.
- Občutljivost na motnje in preslušavanja - Manj občutljiva na motnje in preslušavanja zaradi koncentrične konstrukcije kabla.
- Signalizacija - koaksialni kabel podpira analogno in digitalno signalizacijo.
- Cena - cenejša je od optičnih vlaken.
Slabosti
- Razdalja, ki jo prenaša signal - Potreben je repetitor za vsak kilometer, ko so komunikacijske naprave nameščene na večji razdalji.
Zaključek
Optična vlakna so učinkovitejša od koaksialnega kabla v smislu hitrosti prenosa podatkov, hrupa in odpornosti proti motnjam, dimenzij, pasovne širine, izgube itd. Toda koaksialni kabel je cenejši, lahko dostopen in nameščen, upogibanje kabla pa ne vpliva na signalizacijo v kablu.
