Pangkasong Optikal vs Kable Coaxial | Pagkakaiba ng Uri ng Signal, Estruktura at Aplikasyon

Ang optical fiber at ang coaxial cable ay parehong uri ng guided transmission media. Gayunpaman, maraming pangunahing mga factor ang nagbibigay-daan sa pagkakaiba ng dalawa. Ang pinakamalaking pagkakaiba ay nasa uri ng signal na inililipad nila: ang optical fiber ay disenyo para ilipad ang optical (light) signals, samantalang ang coaxial cable ay ginagamit para ilipad ang electrical signals.

Pangangailangan ng Optical Fiber

Ang optical fibers ay flexible, transparent waveguides na ginagamit para ilipad ang light signals mula sa isang dulo hanggang sa iba nito na may minimong loss. Kadalasang gawa sila ng high-purity glass (karaniwang silica) o minsan plastic, at binubuo ng core at cladding structure.

Ang core ay ang sentral, innermost rehiyon na gawa ng ultra-pure silica glass, kung saan lumalaganap ang liwanag. Ito ay nakapalibot ng isang layer na tinatawag na cladding, na gawa din ng glass ngunit may mas mababang refractive index kaysa sa core. Ang pagkakaiba ng refractive index na ito ay nagbibigay-daan sa total internal reflection, na nagpapahintulot sa liwanag na lumakbay nang mahaba na may minimong attenuation.

Upang protektahan ang delikadong glass structure mula sa pisikal na pinsala, moisture, at environmental stress, ang buong fiber assembly ay nakakasuot ng protective outer layer na kilala bilang buffer coating o plastic jacket.

Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng schematic structure ng isang optical fiber:

Isang optical signal ay ililipad sa pamamagitan ng optical fiber gamit ang prinsipyong total internal reflection (TIR). Kapag ipinapasok ang liwanag sa fiber, ito ay lumalaganap sa core sa pamamagitan ng sunod-sunod na reflections sa interface ng core at cladding.

Para mangyari ang total internal reflection, ang refractive index ng core ay dapat mas mataas kaysa sa cladding. Ang pagkakaiba ng index na ito ay mahalaga upang mapagbantog ang liwanag nang maayos sa fiber na may minimong loss.

Ayon sa prinsipyong TIR, kapag ang light ray na lumalaganap sa mas dense medium (ang core) ay tumama sa boundary ng mas rare medium (ang cladding) sa isang angle na mas malaki kaysa sa critical angle, ang ray ay lubusang inireflect pabalik sa mas dense medium, hindi ito na-refract out. Ang phenomenon na ito ay nagpapahintulot sa liwanag na mapagsiksik sa loob ng core.

Kapag pumasok ang light ray sa core, ito ay lalakbay hanggang sa marating ang core-cladding boundary. Dahil sa pagkakaiba ng refractive indices, at basta't ang angle of incidence ay lumampas sa critical angle, ang ray ay inireflect pabalik sa core kaysa sa pumasa sa cladding. Ang proseso na ito ay uulitin nang patuloy sa haba ng fiber, na nagbibigay-daan sa light signal na zigzag down sa core at lumakbay mula sa isang dulo ng fiber hanggang sa iba nito na may mataas na efficiency at minimong attenuation.

Kaya, ang total internal reflection ang pangunahing mekanismo na nagbibigay-daan sa long-distance, high-bandwidth optical communication sa pamamagitan ng optical fibers.

Pangangailangan ng Coaxial Cable

Ang coaxial cables, karaniwang tinatawag na "coax," ay isang uri ng guided transmission medium na ginagamit para ilipad ang electrical signals sa isang layo. Sila ay ginawa bilang electrical conductors na nagpapahintulot sa paglipad ng electrons, karaniwang gawa ng central core ng copper dahil sa kanyang excellent conductivity.

Ang isang coaxial cable ay binubuo ng maraming layers: isang central copper conductor (solid o stranded), nakapalibot ng dielectric insulating layer, na pagkatapos ay nakasuot ng cylindrical conducting shield—karaniwang gawa ng braided copper o aluminum foil. Ang layered structure na ito ay mas protektado pa ng isang outer insulating jacket na nagbibigay ng mechanical strength at environmental protection.

Ang term "coaxial" ay nanggaling sa katotohanan na ang inner conductor at ang outer shield ay nagbabahagi ng parehong geometric axis. Ang disenyo na ito ay nagtutulong upang minimisuhin ang electromagnetic interference (EMI) at signal loss, na nagbibigay-daan sa coaxial cables na magamit para ilipad ang high-frequency signals na may mabuting integrity.

Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng isang coaxial cable na ginagamit para ilipad ang electrical signals:

Optical Fiber:

Ang optical fibers ay ginagamit para ilipad ang signals sa optical frequencies (light). Dahil sa kanilang mataas na bandwidth, immunity sa electromagnetic interference, at minimong signal attenuation, sila ay malawakang ginagamit sa high-definition television (HDTV), telecommunications networks, data centers, medical imaging and surgical systems (tulad ng endoscopy), at aerospace applications.

Coaxial Cable:

Ang coaxial cables ay pangunahing ginagamit para ilipad ang radio frequency (RF) signals. Karaniwang matatagpuan sila sa cable television (CATV) distribution systems, broadband internet connections (tulad ng cable modems), telephone networks, at iba pang radio communication systems, kasama ang antenna feeds at networking equipment.

Kaklusion

Ang optical fiber at ang coaxial cable ay parehong mahalagang guided media para sa signal transmission, ngunit sila ay may pundamental na pagkakaiba sa uri ng signal na inililipad nila—ang optical fibers ay ililipad ang light signals, samantalang ang coaxial cables ay ililipad ang electrical signals. Ang mga pagkakaiba na ito ay nagdudulot ng distinct performance characteristics, na nagbibigay-daan sa bawat isa na angkop para sa specific applications. Bilang resulta, sila ay ginagamit sa complementary, hindi interchangeable, roles sa modern na communication at electronic systems.