Διαφορά μεταξύ των οπτικών ινών και του ομοαξονικού καλωδίου

• 2019

Οι υπολογιστές και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές μεταδίδουν τα δεδομένα από τη μία συσκευή στην άλλη με τη μορφή σημάτων και χρησιμοποιώντας μέσα μετάδοσης. Τα μέσα μετάδοσης μπορούν να ταξινομηθούν θεμελιωδώς σε δύο τύπους που καθοδηγούνται και δεν καθοδηγούνται.

Τα ακατάλληλα μέσα είναι μια ασύρματη επικοινωνία η οποία μεταφέρει ηλεκτρομαγνητικά κύματα χρησιμοποιώντας τον αέρα ως μέσο και επίσης στο κενό, μπορεί να μεταδίδει δεδομένα και χωρίς να χρειάζεται φυσικό αγωγό. Τα καθοδηγούμενα μέσα χρειάζονται ένα φυσικό μέσο για τη μετάδοση σημάτων όπως καλώδια. Τα καθοδηγούμενα μέσα ταξινομούνται με τρεις τρόπους καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους, ομοαξονικό καλώδιο και καλώδιο οπτικών ινών. Το άρθρο σας εξηγεί τη διαφορά μεταξύ οπτικών ινών και ομοαξονικών καλωδίων.

Ουσιαστικά, η οπτική ίνα είναι ένα οδηγημένο μέσο το οποίο μεταδίδει τα σήματα από τη μία συσκευή στην άλλη με τη μορφή φωτός (οπτική μορφή). Ενώ το ομοαξονικό καλώδιο μεταδίδει τα σήματα σε ηλεκτρική μορφή.

Συγκριτικό διάγραμμα

Βάση σύγκρισης	Οπτική ίνα	Ομοαξονικό καλώδιο
Βασικός	Η μετάδοση του σήματος είναι σε οπτική μορφή (μορφή φωτός).	Η μετάδοση του σήματος είναι σε ηλεκτρική μορφή.
Σύνθεση του καλωδίου	Γυαλί και πλαστικά	Πλαστικό, μεταλλικό φύλλο και μεταλλικό σύρμα (συνήθως χαλκός).
Απώλειες στο καλώδιο	Διασπορά, κάμψη, απορρόφηση και εξασθένηση.	Ανθεκτική, ακτινοβολούμενη και διηλεκτρική απώλεια.
Αποδοτικότητα	Υψηλός	Χαμηλός
Κόστος	Πολύ ακριβό	Λιγότερο ακριβό
Εφέ κάμψης	Μπορεί να επηρεάσει τη μετάδοση σήματος.	Η κάμψη του σύρματος δεν επηρεάζει τη μετάδοση σήματος.
Ποσοστό μετάδοσης δεδομένων	2 Gbps	44, 736 Mbps
Εγκατάσταση του καλωδίου	Δύσκολος	Εύκολος
Παρέχεται εύρος ζώνης	Πολύ ψηλά	Μέτρια υψηλή
Εξωτερικό μαγνητικό πεδίο	Δεν επηρεάζει το καλώδιο	Επηρεάζει το καλώδιο
Ασφάλεια θορύβου	Υψηλός	Ενδιάμεσος
Διάμετρος του καλωδίου	Μικρότερος	Μεγαλύτερος
Βάρος του καλωδίου	Αναπτήρας	Πιο βαρύ συγκριτικά

Ορισμός οπτικών ινών

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η οπτική ίνα είναι ένας τύπος μέσου καθοδήγησης. Αποτελείται από γυαλί, πυρίτιο και πλαστικό, όπου τα σήματα μεταδίδονται με τη μορφή φωτός. Η οπτική ίνα χρησιμοποιεί την αρχή της ολικής εσωτερικής ανάκλασης για να κατευθύνει το φως μέσω του καναλιού. Η δομική σύνθεση μιας οπτικής ίνας περιλαμβάνει ένα γυαλί ή εξαιρετικά καθαρό πυριτιούχο υλικό που περιβάλλεται από μια επένδυση από λιγότερο πυκνή ύαλο ή πλαστικό. Η επένδυση καλύπτεται με ένα ρυθμιστικό είτε χαλαρό είτε σφιχτό, για να το προστατεύει από την υγρασία. Τέλος, ολόκληρο το καλώδιο περιβάλλεται από εξωτερικό κάλυμμα κατασκευασμένο από υλικό όπως το τεφλόν, το πλαστικό ή ινώδες πλαστικό κλπ.

Η πυκνότητα των δύο υλικών διατηρείται κατά τέτοιο τρόπο ώστε η ακτίνα φωτός που διέρχεται από τον πυρήνα να ανακλάται από την επένδυση και όχι να διαθλάται εντός αυτής. Στην οπτική ίνα οι πληροφορίες κωδικοποιούνται με τη μορφή δέσμης φωτός ως ακολουθία αναμμένων και αναμμένων αναλαμπών που σημαίνουν 1 και 0 .

Το καλώδιο οπτικών ινών αποτελείται από γυαλί και είναι ευαίσθητο που καθιστά δύσκολη την εγκατάσταση. Ο αναμεταδότης τοποθετείται σε απόσταση 2 km έως 20 km ανάλογα με τον τύπο της ίνας. Υπάρχουν δύο τύποι οπτικών ινών, multimode και single mode. Η πολυτροπική ίνα έχει δύο παραλλαγές, δείκτη βήματος και διαβαθμισμένη ίνα δείκτη. Τα LED και τα λέιζερ μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή φωτός του οπτικού καλωδίου.

Απώλειες

Στο καλώδιο οπτικών ινών, η απώλεια ενέργειας λαμβάνει χώρα όταν το φως ταξιδεύει από το ένα μέρος στο άλλο, το οποίο είναι γνωστό ως εξασθένηση . Η εξασθένηση προκαλείται όταν συμβαίνει το ακόλουθο φαινόμενο: απορρόφηση, διασπορά, κάμψη και σκέδαση. Η εξασθένηση εξαρτάται από το μήκος του καλωδίου.

• Απορρόφηση - Η ένταση του φωτός γίνεται πιο χαμηλή καθώς ταξιδεύει στο τέλος της ίνας λόγω της θέρμανσης των ακαθαρσιών ιόντων και είναι γνωστή ως απορρόφηση της φωτεινής ενέργειας.
• Διασπορά - Όταν το σήμα μετακινείται κατά μήκος της ίνας, δεν ακολουθεί πάντοτε την ίδια συγκεκριμένη διαδρομή, αυτό το καθιστά εξαιρετικά παραμορφωμένο.
• Κάμψη - Η απώλεια αυτή οφείλεται στην κάμψη του καλωδίου, προκαλεί δύο προϋποθέσεις. Στην πρώτη συνθήκη, ολόκληρο το καλώδιο είναι λυγισμένο, που περιορίζει την περαιτέρω αντανάκλαση του φωτός ή την απώλεια της επένδυσης. Στη δεύτερη κατάσταση, μόνο η επένδυση κάμπτεται ελαφρώς, με αποτέλεσμα την περιττή ανάκλαση του φωτός στις διάφορες γωνίες.
• Σκεδασμός - Η απώλεια δημιουργείται λόγω της μεταβαλλόμενης μικροσκοπικής πυκνότητας υλικού ή παρουσία κυμαινόμενων πυκνοτήτων.

Ορισμός ομοαξονικού καλωδίου

Το ομοαξονικό καλώδιο μεταδίδει τα σήματα με τη μορφή ηλεκτρόνων, χαμηλής τάσης ηλεκτρικής ενέργειας. Αποτελείται από έναν αγωγό (συνήθως χαλκό) τοποθετημένο στο κέντρο ή τον πυρήνα που περιβάλλεται από μονωτικό περίβλημα. Το περίβλημα είναι επίσης εγκλεισμένο εντός ενός εξωτερικού αγωγού μεταλλικού πλεξούδας, φύλλου ή συνδυασμού των δύο. Το εξωτερικό μεταλλικό περιτύλιγμα λειτουργεί ως ασπίδα έναντι του θορύβου και ολοκληρώνει το κύκλωμα ως το δεύτερο αγωγό.

Ο εξωτερικός μεταλλικός αγωγός είναι επίσης κλειστός σε πλαστικό κάλυμμα για την προστασία ολόκληρου του καλωδίου. Το ομοαξονικό καλώδιο αποτελεί καλή εναλλακτική λύση για ένα καλώδιο ethernet. Τα ομοαξονικά καλώδια χρησιμοποιούνται πιο δημοφιλώς στην καλωδιακή τηλεόραση για τη διανομή των τηλεοπτικών σημάτων.

Απώλειες

Η απώλεια ισχύος που παράγεται από ένα ομοαξονικό καλώδιο εξελίσσεται με την εξασθένηση του όρου και μπορεί να επηρεαστεί από το μήκος και τη συχνότητα του καλωδίου, η εξασθένηση μπορεί να αυξηθεί όσο αυξάνεται το μήκος. Υπάρχουν επίσης διάφορες απώλειες που δημιουργούνται όπως η απώλεια αντιστάσεως, η απώλεια διηλεκτρικού και η ακτινοβολούμενη απώλεια.

• Ανθεκτική απώλεια - Προέρχεται από την αντίσταση των αγωγών και το ρέον ρεύμα παράγει θερμότητα. Η επίδραση του δέρματος περιορίζει την πραγματική περιοχή όπου ρέει το ρεύμα, αλλά η αυξανόμενη συχνότητα καθιστά σταδιακά πιο εμφανή. Η απώλεια αντιστάσεως επεκτείνεται ως η τετραγωνική ρίζα της συχνότητας. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολυκλωνικοί αγωγοί για να ξεπεραστούν οι απώλειες.
• Διηλεκτρική απώλεια - Είναι επίσης μια άλλη μεγάλη απώλεια που προκύπτει λόγω της αύξησης της συχνότητας, αλλά αυξάνει γραμμικά σε αντίθεση με την αντίσταση απώλεια.
• Ακτινοβολούμενη απώλεια - Η ακτινοβολούμενη απώλεια είναι μικρότερη από τις αντιστατικές και διηλεκτρικές απώλειες που θα μπορούσε να δημιουργήσει όταν ένα καλώδιο έχει φτωχή εξωτερική πλεξούδα. Η ακτινοβολία ισχύος προκαλεί παρεμβολές όπου τα σήματα μπορούν να υπάρχουν σε ένα σημείο όπου δεν χρειάζονται.

Βασικές διαφορές μεταξύ οπτικών ινών και ομοαξονικών καλωδίων

1. Οι οπτικές ίνες φέρουν τα σήματα σε οπτική μορφή ενώ το ομοαξονικό καλώδιο μεταφέρει το σήμα με τη μορφή ηλεκτρικού ρεύματος.
2. Το καλώδιο οπτικών ινών είναι κατασκευασμένο από γυάλινες ίνες και πλαστικό. Αντίθετα, το ομοαξονικό καλώδιο αποτελείται από μεταλλικό σύρμα (χαλκό), πλαστικό και πλέγμα από μεταλλικό πλέγμα.
3. Η οπτική ίνα είναι πιο αποτελεσματική από το ομοαξονικό καλώδιο, καθώς έχει μεγαλύτερη ανοσία στο θόρυβο.
4. Το οπτικό καλώδιο είναι δαπανηρότερο από το ομοαξονικό καλώδιο.
5. Η επίδραση της κάμψης του καλωδίου είναι αρνητική σε περίπτωση οπτικής ίνας. Αντιθέτως, το ομοαξονικό καλώδιο δεν επηρεάζεται από την κάμψη.
6. Η οπτική ίνα παρέχει υψηλό εύρος ζώνης και ρυθμούς δεδομένων. Αντίθετα, τα ποσοστά εύρους ζώνης και τα δεδομένα που παρέχονται από το ομοαξονικό καλώδιο είναι μέτρια υψηλά αλλά μικρότερα από τα οπτικά καλώδια.
7. Το ομοαξονικό καλώδιο μπορεί εύκολα να εγκατασταθεί ενώ η εγκατάσταση του οπτικού καλωδίου απαιτεί επιπλέον προσπάθεια και φροντίδα.
8. Η οπτική ίνα είναι ελαφριά και έχει μικρή διάμετρο. Αντίθετα, ένα ομοαξονικό καλώδιο είναι βαρύτερο και έχει μεγάλη διάμετρο.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα Οπτικές ίνες

Πλεονεκτήματα

• Αντοχή θορύβου - Καθώς το καλώδιο οπτικών ινών χρησιμοποιεί φωτισμό και όχι ηλεκτρική ενέργεια, ο θόρυβος δεν αποτελεί πρόβλημα. Το εξωτερικό φως πιθανότατα θα μπορούσε να προκαλέσει κάποια παρεμβολή, αλλά αυτό είναι ήδη μπλοκαρισμένο από το κανάλι από το εξωτερικό περίβλημα.
• Λιγότερη εξασθένηση - Η απόσταση μετάδοσης είναι αξιοσημείωτα μεγαλύτερη από αυτή οποιασδήποτε άλλης καθοδηγούμενης μνήμης. Στο καλώδιο οπτικών ινών, ένα σήμα μπορεί να τρέξει για μίλια χωρίς να χρειάζεται αναγέννηση.
• Μεγαλύτερο εύρος ζώνης - Το καλώδιο οπτικών ινών μπορεί να μεταφέρει μεγαλύτερο εύρος ζώνης.
• Ταχύτητα - Παρέχει υψηλότερα ποσοστά μετάδοσης.

Μειονεκτήματα

• Κόστος - Οι οπτικές ίνες είναι ακριβές επειδή πρέπει να κατασκευαστούν με ακρίβεια και μια πηγή φωτός λέιζερ κοστίζει πολύ.
• Εγκατάσταση και συντήρηση - Ένας τραχύς ή ραγισμένος πυρήνας της οπτικής ίνας μπορεί να διαχέει το φως και να σταματήσει το σήμα. Όλες οι αρθρώσεις πρέπει να είναι τελείως γυαλισμένες, ευθυγραμμισμένες και σφραγισμένες ελαφρές. Χρησιμοποιεί απλό εργαλεία για κοπή και πτύχωση, γεγονός που καθιστά πιο δύσκολη την εγκατάσταση και συντήρηση.
• Ευθρυπτότητα - Οι ίνες γυαλιού είναι πιο ευαίσθητες και εύκολα σπασμένες από το σύρμα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του ομοαξονικού καλωδίου

Πλεονεκτήματα

• Χαρακτηριστικά συχνότητας - Το ομοαξονικό καλώδιο έχει καλύτερο χαρακτηριστικό συχνότητας σε σύγκριση με το καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους.
• Ευαισθησία έναντι παρεμβολών και παρεμβολών - Είναι λιγότερο επιρρεπείς σε παρεμβολές και παρεμβολές λόγω της ομόκεντρης κατασκευής του καλωδίου.
• Σηματοδοσία - Το καλώδιο Coax υποστηρίζει τόσο την αναλογική όσο και την ψηφιακή σηματοδότηση.
• Κόστος - Είναι φθηνότερο από τις οπτικές ίνες.

Μειονεκτήματα

• Απόσταση που διανύεται από το σήμα - Απαιτείται ένας επαναλήπτης για κάθε χιλιόμετρο όταν οι συσκευές επικοινωνίας τοποθετούνται σε μεγαλύτερη απόσταση.

συμπέρασμα

Η οπτική ίνα είναι πιο αποδοτική από το ομοαξονικό καλώδιο όσον αφορά την ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων, την αντίσταση θορύβου και παρεμβολών, τις διαστάσεις, το εύρος ζώνης, τις απώλειες κλπ. Ωστόσο, το ομοαξονικό καλώδιο είναι φθηνότερο, εύκολα διαθέσιμο και εγκατεστημένο και η κάμψη του καλωδίου δεν επηρεάζει τη σηματοδότηση στο καλώδιο.