7. Коаксиальные кабели

Подобно витой паре у коаксиального кабеля есть два проводника. Однако устроены они иначе, для того чтобы обеспечить более широкую полосу пропускания. На рис. 2-14 показано устройство коаксиала. Центральный проводник представляет собой медный проводник, окруженный изолятором. Эта конструкция помещается внутри второго цилиндрического проводника, который обычно представляет собой сплетенную плотную металлическую сетку. Все это закрывается плотным защитным слоем пластика. Обычно толщина коаксиала от 1 до 2.5 см, поэтому монтировать и прокладывать его сложнее, чем витую пару. Однако у коаксиала полоса пропускания шире и характеристики по затуханию сигнала (см. рис. 2-15) лучше, чем у витой пары. Поэтому эти кабели применяют на больших расстояниях и по ним могут передавать одновременно несколько потоков данных от разных компьютеров.

Эти кабели находят самое широкое применение. Наиболее полярные из них:

• передача телевизионных сигналов, включая системы кабельного телевидения;

• передача телефонных разговоров на большие расстояния, построение ЛВС;

• для подключения компьютерных периферийных устройств на небольших расстояниях.

Коаксиальные кабели используют для передачи как аналоговых, так и цифровых сигналов. Как видно из рис. 2-15 коаксиальные кабели превосходят по своим характеристикам витую пару. У них шире полоса пропускания, а следовательно выше скорость передачи данных. Основными ограничениями скорости и расстояния передачи без усиления являются в этих кабелях затухание сигнала, тепловой шум и интермодуляционный шум. Последний вид шума возникает когда всю полосу пропускания кабеля разбивают на более узкие полосы и каждую такую полосу используют как отдельный канал.

Есть два основных вида коаксиальных кабелей: узкополосный с волновым сопротивлением 50 Ом и широкополосный с волновым сопротивлением 75 Ом.

Узкополосный кабель позволяет достигать скорости в несколько Гбит/сек, при длине в 1-2 км при высокой помехозащищенности. При большем расстоянии нужны промежуточные усилители. Эти кабели широко использовались между АТС. Они позволяют передавать более 10000 разговоров одновременно. В настоящее время они заменяются оптоволоконными линиями.

Второй вид коаксиальных кабелей используют в телевидении и называют высокочастотным кабелем. Здесь есть один нюанс. На английском языке этот тип кабеля называется broadband coaxial cable. Broadband в телефонии означает любой кабель с частотой не менее 4КГц. В области сетей ЭВМ broadband означает аналоговый, т.е. физическую среду, передающую сигнал в аналоговой форме. Обычно широкополосная система разбивается на несколько каналов по 6МГц, которые используются для передачи телевизионных сигналов, высококачественной музыки и данных одновременно.

Существенное различие между узкополосным кабелем и широкополосным в том, что широкополосный кабель применяется для передачи аналоговых сигналов на больших расстояниях и, следовательно, требует промежуточных аналоговых усилителей. Эти промежуточные усилители пропускают сигналы только в одном направлении. Поэтому машина, получившая поток битов, не может использовать для ответа тот же путь, по которому поток битов к ней пришел. Для решения этой проблемы есть два вида систем: двух кабельные и одно кабельные системы. (См. рис.2-16).

В двух кабельных системах прокладывается сразу два кабеля: один кабель используется для входящего потока, а второй для исходящего (рис.2-16а). Компьютер соединен этими кабелями со специальной головной станцией, которая перебрасывает трафик с одного кабеля на другой, идущий в нужном направлении. В одно кабельных системах полоса частот разделяется между входящим и исходящим трафиками. Например, полоса от 5 до 30 МГц для входного трафика, а полоса от 40 до 300 МГц – для выходного. Эта граница в каждой стране устанавливается своя. Низкая полоса частот используется для передачи данных от компьютера к головной станции, которая сдвигает их в сторону высоких частот и передает на другие компьютеры.

Активно коаксиальные кабели используют в системах кабельного телевидения. Кабельное телевидение, которое охватывает во многих странах до 90% всех домов (США, Голландия) становиться претендентом на роль MAN в городах. Системы кабельного телевидения используют также для телефонных разговоров и передачи данных. В настоящее время в этой области идет жесткая конкурентная борьба между телефонными компаниями, компаниями кабельного телевидения.