布線技巧六：光纖電纜
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20世紀(jì)50年代，更多關(guān)于光纖視像傳輸?shù)难芯亢桶l(fā)展，在醫(yī)學(xué)界遠(yuǎn)程照明和觀察儀器方面取得了成功。1996年，Charles Kao和George Hockham提出了通過(guò)玻璃纖維傳輸信息的設(shè)想，同時(shí)還意識(shí)到要實(shí)現(xiàn)該設(shè)想必須大幅度降低電纜損耗。
這就是改善纖維制造業(yè)中光纖損耗的開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)力，并且，目前我們的光纖損耗已經(jīng)大大低于Charles Kao和George Hockham原先設(shè)定的目標(biāo)了。
使用光纖維的優(yōu)勢(shì)
由于光纖本身低損耗、高帶寬的屬性，因此與銅電纜相比，它可以用于更遠(yuǎn)的距離。在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，在不使用中繼器的前提下，該距離可以達(dá)到2公里。同時(shí)，光纖的重量輕、體積小非常適合應(yīng)用在不適合使用銅電纜的地方，并且，通過(guò)使用多路器，一個(gè)光纖可以取代數(shù)以百計(jì)的銅電纜。這么一根小小的玻璃細(xì)絲真是令人大開(kāi)眼界，但是數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)真正受益的是它對(duì)Electro Magnetic Interference (EMI)的完全免疫，并且玻璃本身是一個(gè)非導(dǎo)電體。
由于光纖是一個(gè)非導(dǎo)電體，因此它可以用于必須電隔離的地方。比如，建筑之間需要交叉扎線以減少地電勢(shì)的差異的銅電纜。同時(shí)，纖維對(duì)于危險(xiǎn)環(huán)境不構(gòu)成任何威脅，比如只要有火花便可能引起爆炸的化工廠。最后很重要的一點(diǎn)是安全問(wèn)題;要想竊入光纖讀取數(shù)字信號(hào)是非常非常困難的。
光纖結(jié)構(gòu)
光纖電纜有很多種類，但在本文中我們的目的是探討最常見(jiàn)的類型——62.5/125微米光纖保護(hù)束管。數(shù)字表示的是纖維芯和包裹層的直徑，它是微米為測(cè)量單位的，即百萬(wàn)分之一米。
光纖保護(hù)束管電纜可以用于室內(nèi)或戶外，或兩者兼用。戶外電纜的束管通常填充了凝膠軟管來(lái)防潮。電纜中的電線可以是任意的4到144數(shù)目。
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，目前已經(jīng)有各種不同尺寸的電線，但是目前在數(shù)字通信中最主要的三種尺寸是：50/125、62.5/125和8.3/125。在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，廣泛應(yīng)用的還是50/125和62.5/125微米多模電纜，但是，最近62.5更受到歡迎。這是相當(dāng)不幸的，因?yàn)?0/125已經(jīng)被認(rèn)為是千兆以太網(wǎng)應(yīng)用更好的選擇。
8.3/125微米是一個(gè)單模電纜，由于單模硬件的高昂花費(fèi)，至今它都沒(méi)有被廣泛地應(yīng)用到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中。但是，情況開(kāi)始有了一些改變。因?yàn)槌^(guò)62.5/125光纖的千兆以太網(wǎng)長(zhǎng)度限制已經(jīng)減少到大約為220米，并且目前使用8.3/125可能是一些校園網(wǎng)絡(luò)唯一的選擇。衷心希望，這中轉(zhuǎn)變能夠帶動(dòng)單模光纖成本的下降。
單模和多模的區(qū)別
銅電纜的尺寸越大就意味著電阻越小，因此有更多的電流，但是光纖則正好相反。為了解釋這個(gè)問(wèn)題，我們首先需要了解光是如何在纖維芯中傳播的。
光傳播
光在光纖中的傳播過(guò)程被稱為“全內(nèi)反射“(TIR);通過(guò)使用兩種具備不同反射率的玻璃也可能實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程。內(nèi)芯有一個(gè)高反射率的指數(shù)而外覆層有一個(gè)低反射率的指數(shù)。這個(gè)反射的原理與你觀察池塘是一樣的。池塘中的水比空氣的反射率指數(shù)高一些，因此如果你從一個(gè)小的角度觀察池塘?xí)r，你將看到周圍事物的一個(gè)反射，但是，如果你以一個(gè)垂直的角度觀察時(shí)，你可能看到的是池塘的底部。
這兩個(gè)視點(diǎn)之間的某個(gè)特定的角度下，光線不會(huì)在水面發(fā)生反射而是直接穿越空氣/水的界面讓你看到池塘的底部。多模光纖，顧名思義，表示有
評(píng)論