同軸電纜雙絞線光纖

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1、同軸電纜是一種電線及信號傳輸線，一般是由四層物料造成：最內里是一條導電銅線，線的外面有一層塑膠（作絕緣體、電介質之用）圍攏，絕緣體外面又有一層薄的網狀導電體（一般為銅或合金），然后導電體外面是最外層的絕緣物料作為外皮。另外，同軸端子，又稱接頭?？梢暈槎?、剛性電纜，設計上須具有與電纜相同的標準阻抗，RF信號也不會從接口位置穿透或損失。高品量的電纜往往鍍銀，而高品質的端子通常會鍍金，品質較低的也會鍍銀或鍍錫，雖然銀很容易被氧化，但氧化銀也是導電的，因此舊了也不會對效果有太大影響；短距離的同軸電纜一般也會用在家用影音器材，或是用在業(yè)余無線電設備中。此外，也曾經被廣泛使用在以太網的連接，直至被雙絞線（

2、CAT-5線）所取代；長距離的同軸電纜常用在電臺或電視臺的網絡上使用電視信號線。盡使有高科技的器材取代，如：光纖、T1/E1、人造衛(wèi)星等。但由于同軸電纜相對便宜，也一早已鋪設好，因而沿用至今。但是，同軸電纜和影音用的三色線(黃/紅/白)很相似，使用時不要用錯，否則會影響到速度。 雙絞線（Twisted Pair）是由兩條相互絕緣的導線按照一定的規(guī)格互相纏繞（一般以順時針纏繞）在一起而制成的一種通用配線，屬于信息通信網絡傳輸介質。它過去主要是用來傳輸模擬信號的，但現(xiàn)在同樣適用于數字信號的傳輸。把兩根絕緣的銅導線按一定規(guī)格互相絞在一起，可降低信號干擾的程度，每一根導線在傳輸中輻射的電波會被另一根

3、線上發(fā)出的電波抵消。其中外皮所包的導線兩兩相絞，形成雙絞線對，因而得名雙絞線。它可以分為：屏蔽雙絞線（STP）於線外有金屬網以屏蔽電磁干擾；非屏蔽雙絞線（UTP）。它的接頭類型為RJ-45接頭。另外，EIA/TIA為雙絞線電纜定義了五種不同質量的型號。 1類 (CAT-1)：主要用于傳輸語音，用于數據傳輸。 2類 (CAT-2)：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(guī)范令牌傳遞協(xié)議的舊的令牌環(huán)。 3類 (CAT-3)：指目前在ANSI和EIA/TIA568標準中指定的電纜。該電纜的傳輸頻率為16MHz，用于語音傳輸及最高傳輸速率為

4、10Mbps的數據傳輸，主要用于10BASE-T。 超3類 4類 (CAT-4)：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類 (CAT-5)：該類電纜增加了繞線密度,外套一種高質量的絕緣材料,傳輸頻率為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。 超5類(CAT-5e)：：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 Re

5、turn Loss)、更小的時延誤差，性能得到很大提高。 6類 (CAT-6)：10BASE-T/100BASE-T/1000BASE-T。傳輸頻率為250MHz 擴展6類 (CAT-6A):10GBASE-T。傳輸頻率為500MHz。 7類 (CAT-7)：傳輸頻率為600MHz 光導纖維，簡稱光纖，是一種達致光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理傳輸的光傳導工具。微細的光纖封裝在塑料護套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常光纖的一端的發(fā)射設備使用發(fā)光二極管或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收設備使用光敏組件檢測脈沖。包含光纖的線纜稱為光纜。由于光在光導纖維的傳輸損

6、失比電在電線傳導的損耗低得多，更因為主要生產原料是硅，蘊藏量極大，較易開采，所以價格便宜，促使光纖被用作長距離的信息傳遞工具。隨著光纖的價格進一步降低，光纖也被用于醫(yī)療和娛樂的用途。光纖主要分為兩類，漸變光纖與突變光纖。前者的折射率是漸變的，而后者的折射率是突變的。另外還分為單模光纖及多模光纖。近年來，又有新的光子晶體光纖問世；光導纖維是雙重構造，核心部分是高折射率玻璃，表層部分是低折射率的玻璃或塑料，光在核心部分傳輸，并在表層交界處不斷進行全反射，沿“之”字形向前傳輸。這種纖維比頭發(fā)絲還細，這樣細的纖維要有折射率截然不同的雙重結構分布，是一個非常驚人的技術。各國科學家經過多年努力，創(chuàng)造了內附

7、著法、MCVD法、VAD法等等，制成了超高純石英玻璃，特制成的光導纖維傳輸光的效率有了非常明顯的提高?，F(xiàn)在較好的光導纖維，其光傳輸損失每公里只有零點二分貝；也就是說傳播一公里后只損失4.5％。它的運作原理如下圖： 光纖是圓柱形的介質波導，應用全反射原理來傳導光線。它的結構大致分為里面的核心部分與外面的包覆部分。為了要約束光信號于核心，包覆的折射率必須小于核心的折射率。漸變光纖的折射率是緩慢改變的，從軸心到包覆，逐漸地減??；而突變光纖在核心-包覆邊界區(qū)域的折射率是急劇改變的。折射率可以用來計算在物質里的光線速度。在真空里，及外太空，光線的傳播速度最快，大約為 3 億米／秒。一種物質的折射率

8、是真空光速除以光線在這物質里傳播的速度。所以，根據定義，真空折射率是 1 。折射率越大，光線傳播的速度越慢。通常光纖的核心的折射率是 1.48 ，包覆的折射率是 1.46 。所以，光纖傳導信號的速度粗算大約為 2 億米／秒。電話信號，經過光纖傳導，從紐約到悉尼，大約 12000 公里距離，會有最低 0.06 秒時間的延遲。 全反射 激光的反彈于一根壓克力棍內部，顯示出光線的全反射。 當移動于密度較高的介質的光線，以大角度入射于核心-包覆邊界時，假若這入射角（光線與邊界面的法線之間的夾角）的角度大于臨界角的角度，則這光線會被完全地反射回去。光纖就是應用這種效應來約束傳導光線于核心。

9、在光纖內部傳播的光線會被邊界反射過來，反射過去。由于光線入射于邊界的角度必須大于臨界角的角度，只有在某一角度范圍內射入光纖的光線，才能夠通過整個光纖，不會泄漏損失。這角度范圍稱為光纖的受光錐角，是光纖的核心折射率與包覆折射率的差值的函數。更簡單地說，光線射入光纖的角度必須小于受光角的角度，才能夠傳導于光纖核心。受光角的正弦是光纖的數值孔徑。數值孔徑越大的光纖，越不需要精密的熔接和操作技術。單模光纖的數值孔徑比較小，需要比較精密的熔接和操作技術。 多模光纖 光波傳播于多模光纖。 核心直徑較大的光纖（大于 10微米）的物理性質，可以用幾何光學的理論來分析，這種光纖稱為多模光纖，用于通

10、信用途時，線材會以橘色外皮做為辨識。在一個多模突變光纖內，光線靠著全反射傳導于核心。當光線遇到核心-包覆邊界時，假若入射角大于臨界角，則光線會被完全反射。臨界角的角度是由核心折射率與包覆折射率共同決定。假若入射角小于臨界角，則光線會折射入包覆，無法繼續(xù)傳導于核心。臨界角又決定了光纖的受光角，通常以數值孔徑來表示其大小。較高的數值孔徑會允許光線，以較近軸心和較寬松的角度，傳導于核心，造成光線和光纖更有效率的耦合。但是，由于不同角度的光線會有不同的光程，通過光纖所需的時間也會不同，所以，較高的數值孔徑也會增加色散。有些時候，較低的數值孔徑會是更適當的選擇。漸變光纖的核心的折射率，從軸心到包覆，逐漸

11、地減低。這會使朝著包覆傳導的光線，平滑緩慢地改變方向，而不是急劇地從核心-包覆邊界反射過去。這樣，大角度光線會花更多的時間，傳導于低折射率區(qū)域，而不是高折射率區(qū)域。因此，所形成的曲線路徑，會減低多重路徑色散。工程師可以精心設計漸變光纖的折射率分布，使得各種光線在光纖內的軸傳導速度差值，能夠極小化。這理想折射率分布應該會非常接近于拋物線分布。 單模光纖 單模光纖內部結構： 1. 核心：直徑 8m 2. 包覆：直徑 125m 3. 緩沖層：直徑 250m 4. 外套：直徑 400m 核心直徑小于傳播光波波長約十倍的光纖，不能用幾何光學理論來分析其物理性質。替而代之，必須改用麥

12、克斯韋方程組來分析，導出相關的電磁波方程。視為光學波導，光纖可以傳播多于一個橫模的光波。只允許一種橫模傳導的光纖稱為單模光纖。用于通信用途時，線材會以黃色外皮做為辨識[來源請求]。大直徑核心、多橫模的光纖的物理性質，也可以用電磁波波動方程分析。結果會顯示出，這種光纖允許多于一個橫模的光波。這樣的解析多模光纖，所得到的結果，與幾何光學的解析結果大致相同。波導分析顯示，在光纖內的光波的能量，并不是全部約束于核心里。令人驚訝地，特別是在單模光纖里，有很大一部分的能量是以衰減波的形式傳導于包覆。最常見的一種單模光纖，核心直徑大約為 7.5–9.5微米，專門用于傳導近紅外線。多模光纖的核心直徑可以小至

13、50 微米，或者大至幾百微米。 而對于特用光纖來說，有些特用光纖的核心或包覆會特別地制作成非圓柱形，通常像橢圓形或長方形。這包括維護偏極化光纖。光子晶體光纖是一種新型的光纖，其折射率以規(guī)律性的模式變化（通常沿著光纖的軸向會有圓柱空洞）。光子晶體光纖應用衍射效應（單獨的或加上全反射效應）來局限光波于光纖核心。它的衰減機制如下： 在ZBLAN和二氧化硅光纖內的光衰減。 在介質內，光纖的衰減，又稱為傳輸損失，指的是隨著傳輸距離的增加，光束（或信號）強度會減低。由于現(xiàn)代光傳輸介質的高質量透明度，光纖的衰減系數的單位通常是dB/km（每公里長度介質的分貝）。因為硅石玻璃纖維能夠滿足嚴格的規(guī)

14、定，約束光束于內部，傳輸介質材料大多是由硅石玻璃纖維制成的。阻礙數字信號遠距離傳輸的一個重要因素就是衰減。因此，減少衰減是光纖光學研究的必然目標。經過多次實驗得到的結果，顯示出光散射和吸收是造成光纖衰減的主要原因之一。 光散射 鏡面反射。 漫反射。 因為光線的全反射，光線可以傳輸于光纖核心。粗糙、不規(guī)則的表面，甚至在分子層次，也會使光線往隨機方向反射，稱這現(xiàn)象為漫反射或光散射[1]，其特征通常是多種不同的反射角。大多數物體因為表面的光散射，可以被人類視覺探測到。光散射跟入射光波的波長有關?？梢姽獾牟ㄩL大約是 1 微米。人類視覺無法探測到超小于這尺寸的物體.[2]。所以，

15、位于可見物體表面的散射中心也有類似的空間尺寸。光波入射于內部的邊界面時，會因為不同調散射而造成衰減。對于結晶材料或多晶材料，像金屬或陶瓷，除了細孔以外，大部分內部接口的形式乃晶界，分隔了晶粒尺寸的微小區(qū)域。材料學專家發(fā)現(xiàn)，假若能將散射中心（或晶界）的尺寸減小到低于入射光波的波長，則光散射的影響會減小很多，可以被忽略。這發(fā)現(xiàn)引起更多有關透明陶瓷材料的研究。類似地，在光學光纖內，光散射是由分子層次的不規(guī)則玻璃結構所造成的。很多材料學專家認為玻璃無疑是多晶材料的極限案例。而其展現(xiàn)出短距離現(xiàn)像的疇域(domain) ，則是金屬、合金、玻璃、陶瓷等等的基礎建筑材料。散布在這些疇域之間，有很多微結構缺陷，

16、是造成光散射的最理想地點。當光學倍率變高時，光纖的非線性光學行為也可能會造成光散射[3]。 除了光散射以外，光纖材料會選擇性地吸收某些特定波長的光波，這也會造成衰減或信號損失。吸收光波的機制類似顏色顯現(xiàn)的機制。在電子層次，光纖材料的每種組成原子，其不同的電子軌域的能級差值，決定了光纖材料能否吸收某特定頻率或頻率帶的光子。這些特定頻率或頻率帶的光子，大多屬于紫外線或可見光的頻區(qū)。這就是很多可見物質顯示出顏色的機制；在原子或分子層次，振動頻率、堆積結構、化學鍵強度等等，這些重要因素共同決定了材料傳輸紅外線，遠紅外線，無線電波，微波等等長波的能力。 在一個晶體物體內部，振動的簡正模。

17、在設計任何透明光學組件前，必須先知道材料的性質和限制，然后才能選擇適當的材料。任何材料在低頻率區(qū)域的晶格吸收特性，也賦予了這材料對于這低頻率光波的透明限制。這是組成的原子或分子的熱感應振動，和入射光波之間，相互耦合的結果，在。因此，在紅外線頻區(qū)（＞ 1 微米），每一種材料都要避開這些由于原子或分子振動機制而產生的吸收區(qū)域。因為某特定頻率的紅外線光波，恰恰好匹配了，某種材料的原子或分子的自然振動頻率，這種材料會選擇性地吸收這特定頻率的光波。由于不同的原子或分子有不同的自然振動頻率，它們會選擇性地吸收不同頻率（或不同頻率帶）的紅外線光波。由于光波頻率不匹配光纖材料的自然振動頻率，會造成光波的反射或

18、透射。當紅外線光波入射于這不匹配的光纖材料，一部分能量會被反射，另一部分能量會被透射。 光纖的接頭有如下兩種： FC Ferrule Connector 圓型帶螺紋(配線架上用的最多) SC Snap-in Connector 卡接式方型(路由器交換機上用的最多) 目前用于通信中的光纖主要是玻璃纖維，其外徑約為250微米，中心通光部分直徑為10~60微米。在醫(yī)學上，光纖用于內視鏡，在娛樂方面，常用于音響的信號線。 對于光纖熔接技術來說，它主要是用熔纖機將光纖和光纖或光纖和尾纖連接，把光纜中的裸纖地和光纖尾纖熔合在一起變成一個整體，而尾纖則有一個單獨的光纖頭。通過與光纖收發(fā)器連接，將光纖和雙絞線連接，接到信息插座。在光纖的熔接過程中用到的主要工具有：光端盒、光纖收發(fā)器、尾纖、耦合器、專用剝線鉗、光纖切割刀等.