Оптичка влакна спротиву коаксијален кабел | Разлики во тип на сигнал, структура и применување

Соодветно, оптичките влакна и коаксијалните кабли се видови на усмержени преносни медиуми. Меѓутоа, неколку клучни фактори ги разликуваат едни од други. Најосновната разлика се во типот на сигнал што го пренесуваат: оптичкиот влакен е дизајниран за пренесување на оптички (светлински) сигнали, додека коаксијалниот кабел се користи за пренесување на електрични сигнали.

Дефиниција на оптички влакен

Оптичките влакна се флексибилни, транспарентни водички кои се користат за пренесување на светлински сигнали од еден крај до друг со минимална загуба. Нивната основна состојка е високопурен стакло (обично силациум) или понекогаш пластик, и се состојат од јадро и облочка структура.

Јадрото е централната, внатрешна област направена од ултрапурен стаклов силациум, преку која се ширнува светлина. Тоа е опкружен со слој наречен облока, кој исто така е направен од стакло, но со помала индекс на пречестојност од јадрото. Оваа разлика во индексот на пречестојност овозможува тотална интерна рефлексија, што дозволува светлината да патува долг пат со мала атенуација.

За да се заштити хрупката стаклена структура од физичка повреда, влага и еколошки стрес, целата влакна поставка е заштитена со заштитен надворешен слој наречен буферска покривка или пластична џакета.

Следната схема прикажува структурата на оптичкиот влакен:

Оптичкиот сигнал се пренесува низ оптичкиот влакен според принципот на тотална интерна рефлексија (TIR). Кога светлината е внесена во влакнето, тоа се ширнува низ јадрото преку последователни рефлексии на границата помеѓу јадрото и облочката.

За да се случи тотална интерна рефлексија, индексот на пречестојност на јадрото мора да биде поголем од онаа на облочката. Оваа разлика во индексите е суштинска за ефикасен водеж на светлината низ влакнето со минимална загуба.

Според принципот на TIR, кога светлинскиот зрак ширува во плости средина (јадрото) и достигне границата со ретка средина (облочката) под агол поголем од критичниот агол, зракот е потполно рефлектиран обратно во плостата средина, наместо да биде префракционеран. Овој феномен дозволува светлината да биде ограничена во јадрото.

Кога светлинскиот зрак влезе во јадрото, тој ширува сѐ додека не достигне границата помеѓу јадрото и облочката. Збогу разликата во индексите на пречестојност, и ако аголот на инциденца надмине критичниот агол, зракот е рефлектиран обратно во јадрото наместо да премине во облочката. Овој процес се повторува непрекинато низ должината на влакнето, овозможувајќи светлинскиот сигнал да се движи зигзагобразно низ јадрото и да патува од еден крај на влакнето до друг со висока ефикасност и мала атенуација.

Така, тоталната интерна рефлексија е основниот механизам што овозможува долгорачен, високопасувен оптички комуникациски пренос низ оптичките влакна.

Дефиниција на коаксијален кабел

Коаксијалните кабли, често наречени „коакс“, се вид на усмержен преносен медиум користен за пренесување на електрични сигнали на растојание. Тие се конструирани како електрични проводници кои дозволуваат проток на електрони, обично направени со централно јадро од мед поради неговата одлична проводливост.

Коаксијалниот кабел се состои од неколку слоеви: централен меден проводник (сврско или сплетено), опкружен со диелектричен изолатор, кој потоа е заштитен со цилиндричен проводен ѕид – обично направен од сплетена мед или алуминиева фолија. Оваа слојна структура е дополнително заштитена со надворешен изолатор кој дава механичка јачина и еколошка заштита.

Терминот „коаксијален“ произлегува од факто дека внатрешниот проводник и надворешниот ѕид делат иста геометриска оска. Овој дизајн помага да се минимизира електромагнетната интерференција (EMI) и загубата на сигнал, што прави коаксијалните кабли прифатливи за пренесување на високочестотни сигнали со добра целост.

Следната схема прикажува коаксијален кабел користен за пренесување на електрични сигнали:

Оптички влакна:

Оптичките влакна се користат за пренесување на сигнали на оптички честоти (светлина). Благодарение на нивниот висок пасус, имунитет на електромагнетна интерференција и мала атенуација на сигналот, тие се широко користат во високодефинитната телевизија (HDTV), телекомуникациски мрежи, податочни центрови, медицински сликарски и оперативни системи (како ендоскопија) и аеронавтички применувања.

Коаксијални кабли:

Коаксијалните кабли се главно користат за пренесување на радио честотни (RF) сигнали. Те се често наоѓаат во системи за дистрибуција на кабелска телевизија (CATV), широкопасувни интернет врски (напр. кабелски модеми), телефонски мрежи и различни радио комуникациски системи, вклучувајќи антенски фидери и мрежно опрема.

Заклучок

И оптичките влакна и коаксијалните кабли служат како важни усмержени медиуми за пренос на сигнали, но се основно разликуваат по типот на сигнал што го пренесуваат - оптичките влакна пренесуваат светлински сигнали, додека коаксијалните кабли пренесуваат електрични сигнали. Овие разлики доведуваат до специфични карактеристики на перформансата, што ги прави прифатливи за конкретни применувања. Како резултат, тие се користат во комплементарни, а не заменливи, улоги во современите комуникациски и електронски системи.