Τα καλώδια αποτελούν βασικό στοιχείο στις επικοινωνίες και τις ηλεκτρονικές συσκευές. Είναι υπεύθυνοι για τη μετάδοση διαφόρων σημάτων, όπως ήχο, βίντεο, δεδομένα, κλπ. Μεταξύ αυτών, ομοαξονικό καλώδιο, στριμμένο ζεύγος, οπτικές ίνες και σειριακό καλώδιο είναι τέσσερις κοινοί τύποι καλωδίων, το καθένα με διαφορετικά χαρακτηριστικά και σενάρια εφαρμογής. Αυτό το άρθρο θα εισαγάγει λεπτομερώς τα χαρακτηριστικά, τη δομή και την εφαρμογή αυτών των τεσσάρων καλωδίων.
- Ομοαξονικό καλώδιο
Το ομοαξονικό καλώδιο είναι ένα καλώδιο που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση σημάτων υψηλής συχνότητας. Αποτελείται από έναν εσωτερικό αγωγό, ένα μονωτικό στρώμα, ένα εξωτερικό στρώμα θωράκισης αγωγού και ένα εξωτερικό περίβλημα. Ο εσωτερικός αγωγός ονομάζεται κεντρικός αγωγός και ο εξωτερικός αγωγός ονομάζεται εξωτερικός αγωγός. Οι δύο είναι διατεταγμένες ομοαξονικά, οπότε ονομάζεται ομοαξονικό καλώδιο.
Ο κεντρικός αγωγός ενός ομοαξονικού καλωδίου είναι γενικά ένα λεπτό μεταλλικό σύρμα και ο εξωτερικός αγωγός αποτελείται από ένα στρώμα μονωτικού υλικού και ένα στρώμα μεταλλικού πλέγματος ή φύλλου χαλκού. Το μεταλλικό πλέγμα ή το φύλλο χαλκού παίζει ρόλο θωράκισης για να αποφευχθεί η επίδραση της ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής. Η εξωτερική θήκη χρησιμοποιείται για την προστασία ολόκληρου του καλωδίου από μηχανικές βλάβες ή περιβαλλοντικές επιρροές.
Το ομοαξονικό καλώδιο χρησιμοποιείται ευρέως σε επικοινωνίες, εκπομπές, τηλεόραση, ραντάρ, ιατρικά και άλλα πεδία. Τα πλεονεκτήματά του περιλαμβάνουν τη σταθερή μετάδοση σήματος, την ισχυρή ικανότητα κατά της παρεμβολής και τη μεγάλη απόσταση μετάδοσης.
- Στριμμένο ζευγάρι
Το Twisted Pair είναι ένα καλώδιο που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση σημάτων. Αποτελείται από δύο λεπτά μεταλλικά καλώδια σφιχτά στριμμένα μαζί. Κάθε μεταλλικό σύρμα ονομάζεται λανθάνον σύρμα και τα δύο καλώδια στριμμένα μαζί για να σχηματίσουν ένα στριμμένο σύρμα, οπότε ονομάζεται στριμμένο ζεύγος.
Τα καλώδια στριμμένα ζεύγη συνήθως χρησιμοποιούν σύρμα χαλκού ή σύρμα κράματος χαλκού ως υλικό αγωγού και το εξωτερικό καλύπτεται με μονωτικό υλικό. Η στριμμένη δομή του καλωδίου στριμμένα ζεύγη του επιτρέπει να αντισταθμίζει αποτελεσματικά την παρεμβολή του σήματος και να βελτιώσει την ποιότητα μετάδοσης του σήματος.
Υπάρχουν δύο τύποι ακολουθιών καλωδίων στριμμένων ζεύγους:
1) Πρότυπο 568Α. Πράσινο και λευκό --1, πράσινο --2, πορτοκαλί και λευκό --3, μπλε {{5}, μπλε και λευκό --5, πορτοκαλί {7}}, καφέ και καφέ και Λευκό --7, καφέ --8. Δηλαδή, 1 και 3 είναι ανταλλαγή, και 2 και 6 είναι ανταλλαγή.
2) Πρότυπο 568b. Πορτοκαλί και λευκό --1, πορτοκαλί --2, πράσινο και λευκό --3, μπλε --4, μπλε και λευκό --5, πράσινο {7}}, καφέ και Λευκό --7, καφέ --8. Δηλαδή, 1 και 3, 2 και 6, 4 και 8, 5 και 7 ανταλλάσσονται.
Ταξινόμηση της χρήσης καλωδίων δικτύου:
1) Crossover Cable: Το ένα άκρο είναι Α και το άλλο άκρο είναι Β μεταξύ του ίδιου τύπου συσκευών
Ευθεία καλώδιο: μεταξύ διαφορετικών τύπων συσκευών
Πλήρες αντίστροφο καλώδιο: Ένα τμήμα είναι ένα και το άλλο τμήμα είναι αντίστροφη Α, επίσης γνωστό ως καλώδιο κονσόλας.
- Οπτική ίνα
Μονή λειτουργίας και πολλαπλών λειτουργιών αναφέρονται σε δύο τρόπους μετάδοσης σε οπτικές ίνες. Η κύρια διαφορά είναι ότι ο τρόπος μετάδοσης του μεταδιδόμενου φωτός στον πυρήνα οπτικών ινών είναι διαφορετικός.
Η διάμετρος φωτός της ίνας μονής λειτουργίας (SMF) είναι πολύ λεπτή, μόνο περίπου 10 μικρά (1 Micron είναι ίσο με το ένα εκατομμύριο του μέτρου). Δεδομένου ότι το φως μπορεί να μεταδοθεί μόνο κατά μήκος μιας ακτινικής κατεύθυνσης κατά τη διάρκεια της μετάδοσης, ονομάζεται ίνα μονής λειτουργίας. Οι ίνες μονής λειτουργίας έχουν σχετικά μεγάλη απόσταση μετάδοσης και χαμηλή απώλεια μετάδοσης. Μπορεί να υποστηρίξει τη μετάδοση υψηλής ταχύτητας και υψηλής ζώνης και είναι κατάλληλο για σενάρια που απαιτούν μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας ή μετάδοση μεγάλων αποστάσεων.
Η διάμετρος των ινών πολλαπλών λειτουργιών (MMF) είναι σχετικά μεγάλη, γενικά 50 microns ή 62,5 microns, έτσι ώστε να μπορεί να υποστηρίξει πολλαπλές μεταδόσεις ακτινικού φωτός, επομένως ονομάζεται ίνες πολλαπλών λειτουργιών. Η απόσταση μετάδοσης των ινών πολλαπλών λειτουργιών είναι μικρότερη από αυτή της ίνας ενός τρόπου και η απώλεια μετάδοσης είναι μεγαλύτερη. Είναι κατάλληλο για τη μετάδοση δεδομένων, βίντεο και ήχου σε χαμηλότερες τιμές.
Σε γενικές γραμμές, οι ίνες μονής λειτουργίας είναι κατάλληλες για σενάρια μετάδοσης μεγάλης απόστασης, υψηλής ταχύτητας, και οι ίνες πολλαπλών λειτουργιών είναι κατάλληλες για σενάρια μετάδοσης μικρής απόστασης, χαμηλής ταχύτητας.
- Σειριακό καλώδιο
Το σειριακό καλώδιο είναι ένα καλώδιο που χρησιμοποιείται για σειριακή επικοινωνία, που συνήθως χρησιμοποιείται για τη σύνδεση υπολογιστών και εξωτερικών συσκευών όπως μόντεμ, εκτυπωτές, σαρωτές γραμμωτού κώδικα, συλλέκτες δεδομένων κλπ.
Το σειριακό καλώδιο αποτελείται γενικά από δύο βύσματα διασύνδεσης DB9 ή DB25, ένα από τα οποία είναι συνδεδεμένα με τη σειριακή θύρα του υπολογιστή και το άλλο είναι συνδεδεμένο με τη σειριακή θύρα της εξωτερικής συσκευής. Ο ρυθμός μετάδοσης του σειριακού καλωδίου είναι συνήθως χαμηλός, γενικά δεν υπερβαίνει τα 115200 bits/δευτερόλεπτο, αλλά η απόσταση μετάδοσης μπορεί να είναι σχετικά μεγάλη, φτάνοντας σε δεκάδες μέτρα ή ακόμα και μακρύτερα.
Το σειριακό καλώδιο έχει συνήθως δύο τρόπους εργασίας: σύγχρονο και ασύγχρονο. Σε σύγχρονη λειτουργία, το ρολόι της μετάδοσης δεδομένων ελέγχεται από τον υπολογιστή και την περιφερειακή συσκευή και ο ρυθμός μετάδοσης είναι υψηλός, αλλά απαιτείται ακριβής έλεγχος χρονισμού. Σε ασύγχρονη λειτουργία, το ρολόι της μετάδοσης δεδομένων καθορίζεται από τον ρυθμό μετάδοσης των ίδιων των δεδομένων και ο ρυθμός μετάδοσης είναι σχετικά χαμηλός, αλλά ο έλεγχος χρονισμού δεν απαιτείται και η λειτουργία είναι απλούστερη.
Τα σειριακά καλώδια αποτελούσαν μια πολύ κοινή μέθοδο σύνδεσης στο πεδίο του υπολογιστή, αλλά με τη διάδοση των διεπαφών USB και της τεχνολογίας δικτύου, η εφαρμογή σειριακών καλωδίων έχει γίνει όλο και λιγότερο. Ωστόσο, σε ορισμένους βιομηχανικούς αυτοματισμούς, την απόκτηση δεδομένων και άλλους τομείς, τα σειριακά καλώδια εξακολουθούν να αποτελούν σημαντική μέθοδο επικοινωνίας.
- Προσαρμογέας USB στον Ethernet
Ένα καλώδιο με ένα σύνδεσμο RJ45 Ethernet στο ένα άκρο και ένας σύνδεσμος USB στο άλλο άκρο ονομάζεται συνήθως αUSB στο Ethernet Adapter. Η λειτουργία αυτού του καλωδίου είναι να συνδέσετε τη διεπαφή USB με τη διεπαφή Ethernet, επιτρέποντας σε έναν υπολογιστή ή άλλη συσκευή να συνδεθεί με ένα ενσύρματο δίκτυο Ethernet μέσω μιας θύρας USB.
Αυτός ο προσαρμογέας χρησιμοποιείται συνήθως στις ακόλουθες καταστάσεις:
1) Ο υπολογιστής δεν διαθέτει ενσωματωμένη θύρα Ethernet: Μερικοί λεπτές και ελαφριές φορητοί υπολογιστές ή δισκία ενδέχεται να μην διαθέτουν ενσωματωμένη θύρα Ethernet, αλλά έχουν διεπαφή USB. Η χρήση ενός προσαρμογέα USB σε Ethernet μπορεί να παρέχει ενσύρματη συνδεσιμότητα δικτύου για αυτές τις συσκευές.
2) Επέκταση της σύνδεσης Ethernet: Εάν η ενσωματωμένη θύρα Ethernet του υπολογιστή είναι ανεπαρκής, η σύνδεση Ethernet μπορεί να επεκταθεί μέσω ενός προσαρμογέα USB στον Ethernet για να μπορέσει να συνδεθεί με πολλαπλά δίκτυα Ethernet ταυτόχρονα.
3) Αντιμετώπιση προβλημάτων και δοκιμή σύνδεσης δικτύου: Αυτός ο προσαρμογέας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αντιμετώπιση προβλημάτων και δοκιμών σύνδεσης δικτύου για να επαληθεύσει ότι η σύνδεση δικτύου λειτουργεί σωστά.
- Συνήθως χρησιμοποιούμενα καλώδια προσαρμογέα στην εργασία
Χρησιμοποιείται για τη σύνδεση διαφορετικών τύπων διεπαφών. Αυτό το καλώδιο χρησιμοποιείται συνήθως για τη σύνδεση ενός υπολογιστή ή άλλης συσκευής στη θύρα κονσόλας μιας συσκευής δικτύου (όπως ένας δρομολογητής, διακόπτης) έτσι ώστε η σειριακή επικοινωνία με τη συσκευή να μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω της διεπαφής USB. Αυτό το καλώδιο ονομάζεται συχνά καλώδιο USB σε σειριακό προσαρμογέα.
Οι συγκεκριμένοι σύνδεσμοι και χρήσεις έχουν ως εξής:
1) Το ένα άκρο είναι ένας σύνδεσμος RJ45: συνήθως χρησιμοποιείται για να συνδεθεί στη θύρα κονσόλας μιας συσκευής δικτύου. Αυτός ο σύνδεσμος εισάγεται στη θύρα της κονσόλας της συσκευής για τη δημιουργία σειριακής επικοινωνίας.
2) Στη μέση είναι ένας σύνδεσμος DB (μπορεί να είναι DB9 ή DB25, ανάλογα με τις προδιαγραφές της συσκευής και του καλωδίου): Πρόκειται για έναν σειριακό σύνδεσμο που χρησιμοποιείται για σειριακή επικοινωνία με τη συσκευή. Τα DB9 και DB25 έχουν 9 και 25 ακίδες αντίστοιχα, οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση δεδομένων και εντολών.
3) Το άλλο άκρο είναι ένας σύνδεσμος USB: συνήθως χρησιμοποιείται για να συνδεθεί στη θύρα USB ενός υπολογιστή. Ο σύνδεσμος USB επιτρέπει τη μετατροπή του σήματος σειριακής θύρας της συσκευής σε σήμα USB έτσι ώστε ο υπολογιστής να μπορεί να επικοινωνεί με τη συσκευή μέσω της θύρας USB.
Ο σκοπός αυτού του καλωδίου είναι να διευκολύνει τους χρήστες να επικοινωνούν με συσκευές με σειριακές κονσόλες μέσω της διεπαφής USB. Με αυτόν τον τρόπο, οι χρήστες μπορούν να χρησιμοποιήσουν λογισμικό εξομοίωσης τερματικού (όπως το PuTty) στον υπολογιστή για να διαμορφώσουν, να παρακολουθήσουν και να διαχειριστούν συσκευές δικτύου χωρίς να χρειάζεται να βασίζονται σε παραδοσιακές σειριακές συνδέσεις θύρας. Αυτό το καλώδιο απαιτεί συνήθως αντίστοιχους οδηγούς για να διασφαλίσει ότι ο υπολογιστής μπορεί να επικοινωνεί σωστά με τη συσκευή.
