有线传输媒体凭借稳定可靠的特性,在固定通信网络中占据核心地位,不同类型的有线媒体在带宽、距离和成本上各有侧重,满足多样化的应用需求。

1. 双绞线:近距离通信的主力

双绞线是局域网和电话系统中最常用的传输媒体,其技术演进围绕带宽提升和抗干扰优化展开:

关键技术参数

类别(Category):从 CAT1 到 CAT8,带宽从 1MHz 提升至 2GHz

CAT5e:支持 1000BASE-T 以太网(1Gbps),带宽 100MHz

CAT6:支持 10GBASE-T(10Gbps),带宽 250MHz,需屏蔽或紧密绞合

CAT8:支持 25Gbps 和 40Gbps,带宽 2GHz,采用屏蔽设计

绞合密度:每米绞合次数越多,抗干扰能力越强,高频性能越好

线径:常用 24-26AWG(美国线规),线径越粗,传输距离越长

典型应用场景

以太网布线:数据中心内部连接、办公室局域网

电话系统:POTS(普通老式电话服务)的模拟信号传输

安防监控:模拟摄像头的视频信号传输(逐渐被网络摄像头替代)

安装与维护特点

支持灵活布线,可弯曲、穿管,适应复杂环境

需避免与强电线路并行敷设,减少电磁干扰

端接质量影响性能,需使用专用工具保证连接可靠性

尽管面临无线技术的竞争,双绞线在固定网络中的地位短期内难以撼动,尤其是 CAT6 及以上类别仍在数据中心内部短距离高速连接中广泛应用。

2. 光纤:长距离高速传输的王者

光纤凭借无与伦比的带宽潜力和低损耗特性,成为骨干通信网络的首选媒体,支撑着全球互联网的核心传输:

物理特性与传输原理

光信号传输:通过电 - 光转换将电信号转为光信号(通常使用激光或 LED),在纤芯中通过全反射传播

波长窗口:

850nm:多模光纤常用,损耗较大(约 2.5dB/km)

1310nm:单模 / 多模均支持,损耗低(约 0.35dB/km)

1550nm:单模专用,损耗最低(约 0.2dB/km),适合长距离传输

传输速率:单波长可达 100Gbps,通过波分复用(WDM)可实现单光纤 Tbps 级传输

关键技术创新

波分复用(WDM):在单根光纤中传输多个不同波长的光信号,每个波长承载独立数据

粗波分复用(CWDM):8 个波长,间隔 20nm,成本低

密集波分复用(DWDM):40-160 个波长,间隔 0.8nm,容量大

空分复用(SDM):通过多芯光纤或模式复用进一步提升容量

相干光通信:通过复杂调制和解调技术,在单波长实现 1Tbps 传输

部署场景

海底光缆:连接各大洲的通信骨干,单条光缆可承载数百万路电话或数千 Gbps 数据

城域网:连接城市内不同数据中心和基站

数据中心互联(DCI):短距离(10-80km)采用 CWDM,长距离采用 DWDM

光纤技术的持续进步(如超低损耗光纤、新型光放大器)不断刷新传输距离和容量纪录,目前单根光纤的最大传输容量已突破 100Tbps,为未来超高速通信奠定基础。