同軸電纜、雙絞線、光纖的使用方法和區別

　　本文主要介紹同軸電纜，雙絞線，以及光纖各自的使用方法和功能作用，以及它們之間的區別等方面的知識要點。

　　1、同軸電纜

　　同軸電纜，是由一層層的絕緣線包裹著中央銅導體的電纜線。它的特點是抗干擾能力好，傳輸數據穩定，價格也便宜，同樣被廣泛使用，如閉路電視線等。同軸細電纜線一般市場售價幾元一米，不算太貴。同軸電纜用來和BNC頭相連，市場上賣的同軸電纜線一般都是已和BNC頭連接好了的成品，大家可直接選用。

　　但是，根據對同軸電纜自身特性的分析，當信號在同軸電纜內傳輸時其受到的衰減與傳輸距離和信號本身的頻率有關。一般來講，信號頻率越高，衰減越大。視頻信號的帶寬很大，達到6MHz，并且，圖象的色彩部分被調制在頻率高端，這樣，視頻信號在同軸電纜內傳輸時不僅信號整體幅度受到衰減，而且各頻率分量衰減量相差很大，特別是色彩部分衰減最大。所以，同軸電纜只適合于近距離傳輸圖象信號，當傳輸距離達到200米左右時，圖象質量將會明顯下降，特別是色彩變得暗淡，有失真感。

　　在工程實際中，為了延長傳輸距離，要使用同軸放大器。同軸放大器對視頻信號具有一定的放大，并且還能通過均衡調整對不同頻率成分分別進行不同大小的補償，以使接收端輸出的視頻信號失真盡量小。但是，同軸放大器并不能無限制級聯，一般在一個點到點系統中同軸放大器最多只能級聯2到3個，否則無法保證視頻傳輸質量，并且調整起來也很困難。因此，在監控系統中使用同軸電纜時，為了保證有較好的圖象質量，一般將傳輸距離范圍限制在四、五百米左右。

　　另外，同軸電纜在監控系統中傳輸圖象信號還存在著一些缺點：

　　1)同軸電纜本身受氣候變化影響大，圖象質量受到一定影響;

　　2)同軸電纜較粗，在密集監控應用時布線不太方便;

　　3)同軸電纜一般只能傳視頻信號，如果系統中需要同時傳輸控制數據、音頻等信號時，則需要另外布線;

　　4)同軸電纜抗干擾能力有限，無法應用于強干擾環境;

　　5)同軸放大器還存在著調整困難的缺點。

　　2、雙絞線

　　雙絞線常見的有3類線，5類線和超5類線、6類線，以及7類線。前者線徑細而后者線徑粗，型號如下：

　　1)一類線：主要用于傳輸語音(一類標準主要用于八十年代初之前的電話線纜)，不同于數據傳輸。

　　2)二類線：傳輸頻率為1MHZ，用于語音傳輸和最高傳輸速率4Mbps的數據傳輸，常見于使用4MBPS規范令牌傳遞協議的舊的令牌網。

　　3)三類線：在ANSI和EIA/TIA568標準中指定的電纜，該電纜的傳輸頻率16MHz，用于語音傳輸及最高傳輸速率為10Mbps的數據傳輸主要用于10BASE--T。

　　4)四類線：該類電纜的傳輸頻率為20MHz，用于語音傳輸和最高傳輸速率16Mbps的數據傳輸主要用于基于令牌的局域網和 10BASE-T/100BASE-T。

　　5)五類線：該類電纜增加了繞線密度，外套一種高質量的絕緣材料，傳輸率為100MHz，用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數據傳輸，主要用于100BASE-T和10BASE-T網絡。這是最常用的以太網電纜。

　　6)超五類線：超5類具有衰減小，串擾少，并且具有更高的衰減與串擾的比值(ACR)和信噪比(Structural Return Loss)、更小的時延誤差，性能得到很大提高。超5類線的最大傳輸速率為250Mbps。

　　7)六類線：該類電纜的傳輸頻率為1MHz～250MHz，六類布線系統在200MHz時綜合衰減串擾比(PS-ACR)應該有較大的余量，它提供2倍于超五類的帶寬。六類布線的傳輸性能遠遠高于超五類標準，最適用于傳輸速率高于1Gbps的應用。

　　六類與超五類的一個重要的不同點在于：改善了在串擾以及回波損耗方面的性能，對于新一代全雙工的高速網絡應用而言，優良的回波損耗性能是極重要的。六類標準中取消了基本鏈路模型，布線標準采用星形的拓撲結構，要求的布線距離為：永久鏈路的長度不能超過90m，信道長度不能超過100m。

　　8)超六類線：超六類線是六類線的改進版，同樣是ANSI/EIA/TIA-568B.2和ISO 6類/E級標準中規定的一種非屏蔽雙絞線電纜，主要應用于千兆位網絡中。在傳輸頻率方面與六類線一樣，也是200～250 MHz，最大傳輸速度也可達到1 000 Mbps，只是在串擾、衰減和信噪比等方面有較大改善。

　　9)七類線：該線是ISO 7類/F級標準中最新的一種雙絞線，它主要為了適應萬兆位以太網技術的應用和發展。但它不再是一種非屏蔽雙絞線了，而是一種屏蔽雙絞線，所以它的傳輸頻率至少可達500 MHz，是六類線和超六類線的2倍以上，傳輸速率可達10 Gbps。

　　事實上，雙絞線的使用由來已久，電話傳輸使用的就是雙絞線，在很多工業控制系統中和干擾較大的場所以及遠距離傳輸中都使用了雙絞線，我們今天廣泛使用的局域網也是使用雙絞線對。雙絞線之所以使用如此廣泛，是因為它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、布線容易、價格低廉等許多優點。由于雙絞線對信號也存在著較大的衰減，所以傳輸距離遠時，信號的頻率不能太高，而高速信號比如以太網則只能限制在100m以內。

　　對于視頻信號而言，帶寬達到6MHz，如果直接在雙絞線內傳輸，也會衰減很大，所以視頻信號在雙絞線上要實現遠距離傳輸，必須進行放大和補償，雙絞線視頻傳輸設備就是完成這種功能。加上一對雙絞線視頻收發設備后，可以將圖象傳輸到1至2km。雙絞線和雙絞線視頻傳輸設備價格都很便宜，不但沒有增加系統造價，反而在距離增加時其造價與同軸電纜相比下降了許多。所以，監控系統中用雙絞線進行傳輸具有明顯的優勢。

　　3、光纖

　　光纖(Fiber Optic Cable)以光脈沖的形式來傳輸信號，因此材質也以玻璃或有機玻璃為主。它由纖維芯、包層和保護套組成。

　　光纖的結構和同軸電纜很類似，也是中心為一根由玻璃或透明塑料制成的光導纖維，周圍包裹著保護材料，根據需要還可以多根光纖并合在一根光纜里面。根據光信號發生方式的不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖。 (所謂“模”就是指以一定的角度進入光纖的一束光線)。多模光纖一般被用于同一辦公樓或距離相對較近的區域內的網絡連接。而單模光纖傳遞數據的質量更高，傳輸距離更長，通常被用來連接辦公樓之間或地理分散更廣的網絡。如果使用光纖光纜作為網絡傳輸介質，還需增加光端收發器等設備，因此成本投入更大，在一般的應用中較少采用。

　　光纖最大的特點就是傳導的是光信號，因此不受外界電磁信號的干擾，信號的衰減速度很慢，所以信號的傳輸距離比以上傳送電信號的各種網線要遠得多，并且特別適用于電磁環境惡劣的地方。由于光纖的光學反射特性，一根光纖內部可以同時傳送多路信號，所以光纖的傳輸速度可以非常的高，目前1Gbps 1000Mbps的光纖網絡已經成為主流高速網絡，理論上光纖網絡最高可達到50000Gbps 50Tbps的速度。但使用光纖作為網絡傳輸介質，需要一定的專業知識和光端收發器等專用設備，因此成本投入更大，在一般的應用中較少采用。