光ファイバと同軸ケーブルの違い

2019

コンピュータおよび他の電子装置は、信号の形態で伝送媒体を使用してデータをある装置から別の装置に伝送する。伝送媒体は、基本的に２つのタイプの誘導型と非誘導型に分類することができる。

無誘導媒体は、媒体として空気を利用することによって電磁波を搬送する無線通信であり、真空中でも物理的な導体を必要とせずにデータを送信することができる。 ガイド付きメディアには、ワイヤなどの信号を伝送するための物理的なメディアが必要です。ガイド付きメディアは、3つの方法でツイストペアケーブル、同軸ケーブル、および光ファイバケーブルに分類されます。この記事では、光ファイバと同軸ケーブルの違いについて説明します。

本質的には、光ファイバは、ある装置から別の装置へ光の形態（光学形態）で信号を伝送する誘導媒体である。同軸ケーブルは電気形式で信号を伝送しますが。

比較表

比較基準	光ファイバ	同軸ケーブル
基本	信号の伝送は光学的形態（光形態）である。	信号の伝送は電気的形式です。
ケーブルの構成	ガラスとプラスチック	プラスチック、金属箔、金属線（通常は銅）
ケーブル損失	分散、曲げ、吸収および減衰	抵抗、放射および誘電損失
効率	高い	低い
コスト	非常に高価	より安価な
曲げ効果	信号伝送に影響を与える可能性があります。	ワイヤを曲げても信号伝送には影響しません。
データ転送速度	2 Gbps	44.736 Mbps
ケーブルの取り付け	難しい	簡単
提供された帯域幅	すごく高い	やや高い
外部磁界	ケーブルには影響しません	ケーブルに影響
ノイズ耐性	高い	中級
ケーブルの直径	小さい	大きい
ケーブルの重さ	ライター	比較的重い

光ファイバの定義

前述のように、 光ファイバは一種の導波媒体である。それは、信号が光の形で伝達されるガラス、シリカ、プラスチックでできています。光ファイバは、チャネルを介して光を導くために全反射の原理を使用しています。光ファイバの構造組成物は、より低密度のガラスまたはプラスチックのクラッディングによって囲まれたガラスまたは超高純度の溶融シリカを含む。クラッディングは湿気からそれを保護するために緩いか堅い緩衝材で覆われている。最後に、ケーブル全体がテフロン（登録商標）、プラスチックまたは繊維状プラスチックなどのような材料で作られた外側カバーによって包まれる。

２つの材料の密度は、コアを通って進む光ビームがクラッド内で屈折するのではなくクラッドで反射されるように維持される。光ファイバーでは、情報は1と0を意味する点滅の連続として光ビームの形で符号化されます。

光ファイバーケーブルはガラス製で繊細なため、設置が困難です。リピータは、ファイバの種類に応じて2 kmから20 kmに配置されます。光ファイバには、マルチモードとシングルモードの2種類があります。マルチモードファイバには、ステップインデックスファイバとグレーデッドインデックスファイバの2つのバリエーションがあります。光ケーブルの光源としては、ＬＥＤやレーザを用いることができる。

損失

光ファイバケーブルでは、光がある場所から別の場所に移動するときにエネルギーの損失が発生します。これは減衰と呼ばれています。以下の現象が吸収、分散、曲げおよび散乱が起こると減衰が引き起こされる。減衰はケーブルの長さによって異なります。

吸収 - 光強度は、イオン不純物の加熱によりファイバの端まで進むにつれて暗くなり、光エネルギーの吸収として知られています。
分散 - 信号がファイバを通るとき、常に同じ特定の経路をたどるとは限らず、これによって信号が大きく歪められます。
曲がる - この損失はケーブルの曲げによって起こります、それは2つの状態を引き起こします。第１の状態では、ケーブル全体が曲げられ、それが光のさらなる反射またはクラッドの損失を制限する。第２の条件では、クラッドのみがわずかに曲げられ、その結果、異なる角度で光が不必要に反射される。
散乱 - 損失は、微視的な材料密度の変動により、または変動する密度の存在下で発生します。

同軸ケーブルの定義

同軸ケーブルは電子、低電圧電気の形で信号を送信します。それは、絶縁シースで囲まれた中心またはコアに配置された導体（通常は銅）で構成されています。シースはまた、金属編組、ホイル、またはその２つの組み合わせの外部導体に入れられる。外部金属ラッピングはノイズに対するシールドとして機能し、第2の導体として回路を完成させます。

外側の金属導体もプラスチック製のカバーで囲まれており、ケーブル全体を保護します。同軸ケーブルは、イーサネットケーブルに代わる優れた方法です。同軸ケーブルは、テレビ信号を配信するためにケーブルテレビで最も一般的に使用されています。

損失

同軸ケーブルによって発生する電力損失は減衰という用語で決まります。これはケーブルの長さと周波数によって影響を受ける可能性があります。減衰が長くなると増加することがあります。抵抗損失、誘電損失、放射損失など、さまざまな損失が発生します。

抵抗損失 - 導体の抵抗により発生し、流れる電流によって熱が発生します。表皮効果は、電流が流れる実際の領域を制限しますが、周波数が上がるにつれて次第に明らかになります。抵抗損失は周波数の平方根として拡大します。損失を克服するために、より線導体を使用することができます。
誘電損失 - 周波数の上昇によって生じるもう1つの大きな損失ですが、抵抗損失とは異なり直線的に増加します。
放射損失 - 放射損失は、ケーブルの外装が悪い場合に発生する可能性がある抵抗損失および誘電損失よりも小さくなります。電力放射は、信号が必要とされていない点に信号が存在する可能性がある場所で干渉を引き起こす。

光ファイバと同軸ケーブルの主な違い

光ファイバは信号を光の形で伝送し、同軸ケーブルは信号を電気の形で伝送します。
光ファイバーケーブルはガラス繊維とプラスチックでできています。これとは対照的に、同軸ケーブルは金属ワイヤ（銅）、プラスチックおよび金属メッシュ編組で構成されています。
光ファイバは、ノイズ耐性が高いため、同軸ケーブルよりも効率的です。
光ケーブルは同軸ケーブルよりも高価です。
ケーブルの曲げの影響は、光ファイバの場合にはマイナスになります。反対に、同軸ケーブルは曲げの影響を受けません。
光ファイバは、高い帯域幅とデータレートを提供します。それどころか、同軸ケーブルによって提供される帯域幅とデータ転送速度は、適度に高いが光ケーブルよりは低い。
同軸ケーブルは簡単に取り付けることができますが、光ケーブルの取り付けには余分な労力と注意が必要です。
光ファイバは軽量で直径が小さい。逆に、同軸ケーブルは重く、直径が大きくなります。

長所と短所光ファイバ

利点

耐ノイズ性 - 光ファイバーケーブルは電気ではなく光を使用するので、ノイズは問題になりません。外光はおそらく何らかの干渉を引き起こす可能性がありますが、それは外側ジャケットによってチャネルからすでに遮断されています。
減衰が少ない - 伝送距離が他のガイド付きメディアよりも大幅に長くなります。光ファイバケーブルでは、再生を必要とせずに信号を数マイル伝送することができます。
より高い帯域幅 - 光ファイバケーブルはより高い帯域幅を伝送できます。
速度 - それはより高い伝送速度を提供します。

デメリット

コスト - 光ファイバは、正確に製造する必要があり、レーザ光源のコストが高いため高価です。
設置と保守 - 粗い、またはひびの入った光ファイバの芯は光を拡散させ、信号を遮ることがあります。すべての接合部は完全に磨かれ、整列され、そして光を通さないように密封されなければならない。それは切断および圧着のために洗練されていない道具を利用するので、設置および維持がより困難になる。
脆さ - ガラス繊維はワイヤーよりも繊細で壊れやすいです。