有线传输媒体的技术特性与应用

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。