4、传输介质——光纤与光缆 -凯发k8官方网
前面我们学过了两种传输介质,双绞线和同轴电缆,介绍了相关的线缆知识以及它们的分类。本节我们继续学习综合布线中的传输介质,介绍光纤和光缆的内容。
相比于同轴电缆和双绞线,光纤具有更优良的性能,例如传输距离远、传输带宽大、传输质量高、速度快等优点,是大型网络中使用最广泛的一种传输介质。
在学习具体的知识之前,首先我们要明确一个前题,光纤和光缆这两种物质,从严格意义上来说,它们是不一样的,它们是有区别的。
在tcp/ip原理专栏中,我们学习到光纤的结构从内到外是由纤芯、包层、涂覆层构成的,其中纤芯主要是由石英玻璃制成的细丝,它的质地比较脆,容易断裂,所以要在外面包上保护层。
再来看,光缆的概念:光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆芯,外包有护套,用以实现光信号传输的一种通信线路。
所以,光缆和光纤的区别所在就是,光缆是把光纤当作自己的缆芯,外层套上塑料保护套管或绝缘外皮。也就是光纤包含在光缆里面,是光缆的一部分。
在tcp/ip原理专栏中,我们介绍了光纤的一种分类,分为单模光纤和多模光纤。关于多模光纤和单模光纤的导光原理,在这里我们不再赘述了,如果要了解,请参看tcp/ip原理专栏第九节的内容。
这两种光纤比较起来,各有优缺点,单模光纤能够支持远距离传输,性能比较好,当然价格也更贵,通常使用激光作为光源;而多模光纤适用于对技术要求不高的环境,价格比单模便宜,通常使用发光二极管作为光源,适合局域网布线场景。所以在实际应用中要以适用为标准。
除了以上两种分类以外,还可以按照光纤芯的折射率分布来分类,分成阶跃型光纤和渐变型光纤两类。
这两类的区别是:阶跃型光纤的光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的,光束在里面就像走台阶一样;渐变型光纤的光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小的,通过一组示意图观察一下它们的特点:
就像双绞线的匹配接头rj-45,同轴电缆的匹配接头bnc和aui一样,光纤也有自己匹配的接头,更专业的说法称作“光纤耦合器”。不过光纤的接头种类有很多,它们各自有不同的特点,最常用的有这样几种:fc、sc、st和lc。
fc型连接器:外观是圆形带螺纹的,外部是采用金属套加强保护,螺丝扣紧固,多用在光纤配线架上。
sc型连接器:外观是卡接式方形头,多用于插在交换机或路由器上的光纤模块上,用sc头连接的光纤一般是单芯双向传输,即一芯光纤利用不同的波长实现数据的收发。
st型连接器:外观为卡接式圆形头,多用于光纤配线架上,紧固方式也是螺丝扣紧固。
lc型连接器:外观是卡接式小方口,主要用于插在交换机或路由器上的光纤模块上,用lc头连接的光纤一般是双芯传输,即双芯光纤分别进行数据的收和发。
下面通过一组图片来观察一下:
单模光纤和多模光纤都有各自相应的等级,等级越高,那么传输距离就更长,传输的容量也更大,相应的,就能应用于需要更高技术的环境下。比如等级比较低的用在普通室内布线,等级比较高的应用在大型数据中心这些需要高保障的地方。
单模光纤的等级主要有g.652、g.653……g657系列,应用的环境基本都是海底或地面的长距离布线场景。
多模光纤的等级主要有om1、om2、om3、om4、om5。其中,om1/2广泛用于建筑物室内布线,支持最大值为1gb的以太网路传输;om3/4/5通常用于在数据中心的布线环境,支持10g甚至是40/100g高速以太网路的传输。
根据光纤线缆的外皮颜色,我们可以大概的判断出单模光纤和多模光纤,一般大多数单模光纤的外皮颜色是黄色,多模光纤的外皮颜色是橙色,但这只是大多数,并不是绝对的,也有可能是其它的颜色,比如多模光纤的各个等级,它的外皮颜色并不都是橙色,om1和om2的外皮是橙色,om3和om4的外皮多是水蓝色,新型om5的外皮颜色多为石灰绿色。
单模室内光纤:
多模室内光纤:
上面我们讲到,光纤是包含在光缆内的一部分,所以光缆的构成就比光纤更为复杂,根据光缆的应用场景,可以分为室内光缆、室外光缆、铠装野战光缆、海底光缆等。
一般来说,室内光缆的加强度不是太高,一般是裸光纤外套涂覆层,加上芳纶纱加强元件,最外层加绝缘保护套。实际应用中,室内光缆具有一定阻燃性即可,防水防粉尘性能不需要太强。室内光缆剖面图如图所示:
室外光缆一般要具有良好的防水性(保证不受雨雪影响)、良好的防雷性(保证不受雷击)、良好的金属铠装保护性(防老鼠撕咬)等,特殊的场景(例如海底、粉尘重度的工厂)则更需要特殊的措施保护。
室外光缆的内部构成,除了最主要的裸光纤、外护套等,还要有必要的填充物,例如阻水油膏,还要有加强硬度保护的钢丝、轧纹钢带等。
关于光纤和光缆的相关知识,我们本节就学习这些,另外还有尾纤、跳线、配线架等内容,我们放到后面的内容中介绍。下一节,我们学习最后一种布线系统常用的有线传输介质——大对数电缆。
参考资料:陈光辉《网络综合布线系统与施工技术》第五版、公众号弱电干货
总结
以上是凯发k8官方网为你收集整理的4、传输介质——光纤与光缆的全部内容,希望文章能够帮你解决所遇到的问题。
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