有線通道
有線通道
有線通道是指傳輸媒介為明線、對稱電纜、同軸電纜、光纜及波導等一類能夠看得見的媒介。有線通道是現代通信網中最常用的通道之一。如對稱電纜(又稱電話電纜)廣泛應用於(市內)近程傳輸。
明線是指平行架設在電線桿上的架空線路。它本身是導電裸線或帶絕緣層的導線。雖然它的傳輸損耗低,但是由於易受天氣和環境的影響,對外界雜訊干擾比較敏感,已經逐漸被電纜取代。
電纜有兩類,即對稱電纜和同軸電纜。對稱電纜是由若干對叫做芯線的雙導線放在一根保護套內製成的,為了較小每對導線之間的干擾,每一對導線都做成扭絞形狀,稱為雙絞線,同一根電纜中的各對線之間也按照一定的規律扭絞在一起,在電信網中,通常一根對稱電纜中有25對雙絞線,對稱電纜的芯線直徑在0.4mm~1.4mm,損耗比較大,但是性能比較穩定。對稱電纜在有線電話網中廣泛應用於用戶接入電路,每個用戶電話都是通過一對雙絞線連接到電話交換機,通常採用的是22~26號線規的雙絞線。雙絞線在計算機區域網中也得到了廣泛的應用,Ethernet中使用的超五類線就是由四對雙絞線組成的。
同軸電纜是由內外兩層同心圓柱體構成,在這兩根導體之間用絕緣體隔離開。內導體多為實心導線,外導體是一根空心導電管或金屬編織網,在外導體外面有一層絕緣保護層,在內外導體之間可以填充實心介質材料火絕緣支架,起到支撐和絕緣的作用。由於外導體通常接地,因此能夠起到很好的屏蔽作用。隨著光纖的廣泛應用,遠距離傳輸信號的幹線線路多採用光纖替代同軸電纜,在有線電視廣播(CATV:Cable Television)中還廣泛地採用同軸電纜為用戶提供電視信號,另外在很多程式控制電話交換機中PCM群路信號仍然採用同軸電纜傳輸信號,同軸電纜也作為通信設備內部中頻和射頻部分經常使用傳輸的介質,如連接無線通信收發設備和天線之間的饋線。
傳輸光信號的有線通道是光導纖維,簡稱光纖。現代光纖是由華裔科學家高錕(Charles Kuen)改進的,他被認為是“光纖之父”。在1970年美國康寧(Corning)公司製造出了世界上第一根實用化的光纖,隨著加工製造工藝的不斷提高,光纖的衰減不斷下降,世界各國幹線傳輸網路主要是由光纖構成的。
光纖中光信號的傳輸是基於全反射原理,光纖可以分為多模光纖(MMF:Multi-Mode Fiber)和單模光纖(SMF:Single Mode Fiber),多模光纖中光信號具有多種傳播模式,而單模光纖中只有一種傳播模式。光纖的信號光源可以有發光二極體(LED:Light-Emitted Dioxide)和激光。實際應用中使用的光波長主要在1.31 和1.55 兩個低損耗的波長窗口內,如Ethernet網中的1000Base-LX物理介面採用1.31 波長的光信號。計算機區域網中也出現了850nm波長的信號光源,如Ethernet網中的1000Base-SX物理介面就採用這樣的光源。LED光源光譜純度低,不同波長的光信號在光纖中傳播速度不同,因此隨著距離的增加,光信號傳播會發生色散,造成信號的失真,限制了光纖傳輸的距離,因此對於長距離的傳輸,每隔一段距離都需要對信號進行中繼。單模光纖的色散要比多模光纖要小得多(在多模光纖中還存在模式色散),因而無中繼傳輸距離更長,採用光譜純度高的激光源傳輸時引起的色散則更小。
有線通道以導線為傳輸媒質,信號沿導線進行傳輸,信號的能量集中在導線附近,因此傳輸效率高,但是部署不夠靈活。這一類通道使用的傳輸媒質包括用電線傳輸電信號的架空明線、電話線、雙絞線、對稱電纜和同軸電纜等等,還有傳輸經過調製的光脈衝信號的光導纖維。
傳輸媒體為導線(雙絞線或者光纖等),信號沿導線傳輸,能量相對集中在導線附近,因此具有較高的傳輸效率。信噪比高、頻帶資源窄、存在回波和非線性失真。