一篇文章了解同轴、双绞线和光纤，干网络的这些常识得懂！

同轴

同轴电缆在以太网中得到了广泛的应用，同轴电缆由被同心导电屏蔽包围的内导体组成，两者由电介质（绝缘材料）隔开。，同轴电缆用于传输低损耗的高频电信号。

图1：同轴线结构

在早期的以太网中，标准的 10Base-5、10Base-2 和 10Broad-36 旨在规范同轴电缆上的以太网。在最新的 IEEE 802.3z 中，同轴电缆和光纤上的全双工以太网实现了 1000Mbps 的传输。

在现网现网中，同轴电缆几乎被双绞线和光纤所淘汰。

双绞线 (TP)

双绞线是以太网中使用最广泛的电缆，包括非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两种。STP还包括两种类型，STP和FTP（箔双绞线）

图 2：双绞线

屏蔽层可以减少辐射，防止信息被窃听，还可以防止外部电磁干扰的进入。所以，与UTP相比，STP，包括FTP，可以传输更高的带宽。

根据双绞线的速率，双绞线标有CAT。例如，在 LAN 网络中，CAT5 和 CAT5e 被广泛使用。虽然 CAT5 和 CAT5e 电缆都用于 1Gbps 以太网网络，但 CAT5e 具有比 CAT5 更好的 SNR，这有助于 CAT5e 提供比 CAT5 更好的服务。CAT5e 甚至在短距离内提供高达 2.5G 的带宽。

尽管随着技术的发展，双绞线的带宽不断增加，但仍然存在一个严重的问题，即传输距离。几乎所有的双绞线都不推荐在传输距离超过100米的情况下使用。此外，双绞线在长距离传输中成本太高，因为双绞线使用铜来传输电信号。这就涉及到最新的电缆材料——光纤。

光纤

在 1840 年代，瑞士物理学家 Daniel Colladon 和法国物理学家 Jacques Babinet 证明，光在巴黎的折射使光纤成为可能。该演示表明，光路可以弯曲成与传输介质相同的形状。

1960 年，Kapany 在《科学美国人》一文中提出了光纤这一术语。这将这个话题介绍给了广大观众。

1965 年，Charles K. Kao 和 George A. Hockham 提出了光纤中的衰减可以降低到 20dB/km 以下的想法。直到 1977 年，意大利研究中心 CSELT 与康宁合作开发实用的光缆，从而在都灵部署了第一条城市光缆。

光纤通常由纤芯、包层、涂层和护套四部分组成。

图 3：光纤结构

• 纤芯：高折射率玻璃纤芯，用于传输光信号。
• 包层：包裹纤芯的透明材料，包层的折射率低于纤芯，使光在纤芯内发生全反射。
• 涂层：用于加强光纤机械性能的保护层。
• 护套：塑料防护罩。

根据光模的数量，光可分为单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）。

所谓“模”，是指光信号以一定的角速度进入光纤。

多模光纤允许多束光同时在光纤中传播，从而形成模色散（因为每个“模”光进入光纤的角度不同，它们到达另一端的时间也不同，这特性称为模式色散），模式色散限制了多模光纤的带宽和距离。因此，多模光纤的纤芯粗，传输速度慢，距离短，整体传输性能差，但成本相对较低，它通常用于建筑物或地理区域。

单模光纤只能让一束光传播，因此单模光纤没有模色散特性。因此，单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽大，容量大，传输距离远，相应地，单模光纤的成本更高。

图 4：SMF 和 MMF

与具有相同RJ45接口的双绞线不同，光纤有几十种规格，如SFP、SFP28、QSFP+、QSFP28等。除了外形，连接器类型也有变体，LC、SC、MPO24等。

光纤作为大容量通信的中流砥柱，广泛应用于数据中心、海缆通信等领域。

图 5：海底电缆图

由于SMF和MMF的特性，SMF通常用于长距离传输，例如海底电缆，而MMF服务器则位于服务器和网络设备之间的数据中心。

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