Tanglaw na Fiber vs Coaxial Cable | Pagkakaiba ng Uri ng Signal, Struktura, at Pagsisimula

Ang optical fiber at ang coaxial cable ay parehong mga uri ng guided transmission media. Gayunpaman, maraming mahahalagang mga factor ang nagbibigay-diin sa pagkakaiba-iba ng dalawa. Ang pinakamahalagang pagkakaiba ay nasa uri ng signal na nililipat: ang optical fiber ay disenyo para maglipat ng optical (light) signals, samantalang ang coaxial cable ay ginagamit para maglipat ng electrical signals.

Pangangailangan ng Optical Fiber

Ang optical fibers ay flexible, transparent waveguides na ginagamit para maglipat ng light signals mula sa isang dulo hanggang sa iba nito na may minimal loss. Sila ay pangunahing gawa sa high-purity glass (karaniwang silica) o minsan ay 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 palibot ng isang layer na tinatawag na cladding, na gawa rin ng glass ngunit may mas mababang refractive index kaysa sa core. Ang pagkakaiba-iba ng refractive index na ito ay nagbibigay-daan sa total internal reflection, na nagpapahintulot sa liwanag na lumakbay ng matagal na layo na may mababang attenuation.

Upang protektahan ang delikadong glass structure mula sa pisikal na pinsala, moisture, at environmental stress, ang buong fiber assembly ay nakasara sa isang 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 inililipat sa pamamagitan ng optical fiber gamit ang principle ng total internal reflection (TIR). Kapag ipinasok ang liwanag sa fiber, ito ay lumalaganap sa core sa pamamagitan ng successive reflections sa interface sa pagitan ng core at cladding.

Para mangyari ang total internal reflection, ang refractive index ng core ay dapat mas mataas kaysa sa cladding. Mahalaga ang pagkakaiba-iba ng index na ito upang ma-guidance ang liwanag nang mabisa sa fiber na may minimal loss.

Ayon sa principle ng TIR, kapag ang isang light ray na lumalakbay sa isang mas dense na medium (ang core) ay tumama sa boundary na may isang mas rare na medium (ang cladding) sa isang angle na mas malaki kaysa sa critical angle, ang ray ay ganap na inireflect pabalik sa mas dense na medium, hindi ito na-refract out. Ang phenomenon na ito ay nagbibigay-daan sa liwanag na mapigilan sa loob ng core.

Kapag ang isang light ray ay pumasok sa core, ito ay lumalakbay hanggang sa maabot ang core-cladding boundary. Dahil sa pagkakaiba-iba ng refractive indices, at kung ang angle of incidence ay lumampas sa critical angle, ang ray ay inireflect pabalik sa core sa halip na pumasa sa cladding. Ang proseso na ito ay paulit-ulit na nangyayari sa haba ng fiber, na nagbibigay-daan sa light signal na zigzag down the core at lumakbay mula sa isang dulo ng fiber hanggang sa iba nito na may mataas na efficiency at mababang attenuation.

Kaya, ang total internal reflection ang fundamental mechanism 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 maglipat ng electrical signals sa isang layo. Sila ay itinayo bilang electrical conductors na nagbibigay-daan sa flow ng electrons, karaniwang gawa sa 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), palibot ng isang dielectric insulating layer, na pagkatapos ay nasasara sa isang cylindrical conducting shield—karaniwang gawa sa braided copper o aluminum foil. Ang layered structure na ito ay lalo pa protektado 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 tumutulong sa minimization ng electromagnetic interference (EMI) at signal loss, nagbibigay-daan sa coaxial cables na maglipat ng high-frequency signals na may mabuting integrity.

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

Optical Fiber:

Ang optical fibers ay ginagamit para maglipat ng signals sa optical frequencies (light). Dahil sa kanilang mataas na bandwidth, immunity sa electromagnetic interference, at mababang 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 sa transmission ng radio frequency (RF) signals. Karaniwang makikita sila sa cable television (CATV) distribution systems, broadband internet connections (e.g., cable modems), telephone networks, at iba pang radio communication systems, kasama ang antenna feeds at networking equipment.

Conclusion

Ang optical fiber at ang coaxial cable ay parehong essential guided media para sa signal transmission, ngunit mayroon silang fundamental na pagkakaiba sa uri ng signal na nililipat—ang optical fibers ay naglilipat ng light signals, samantalang ang coaxial cables ay naglilipat ng electrical signals. Ang mga pagkakaiba-iba na ito ay nagdudulot ng distinct performance characteristics, na nagpapahintulot sa bawat isa na angkop para sa specific applications. Bilang resulta, ginagamit sila sa complementary, hindi interchangeable, roles sa modern communication at electronic systems.