Cable 讯号传输基本工作原理
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以太網線纜傳輸電能的工作原理及注意事項一直以来以太网都是用于传送数据,以太网设备必须自带电池或与外部电源相连才能工作。
但最新通过的IEEE 802.3af标准定义了一种新方法,允许以太网在数据传输线上同时传送直流电源。
它的功率约为13W。
这样小型数据设备就可直接用以太网连接来供电,而不再需要电池或与墙上交流电源插座连接。
本文介绍以太网线缆电力传输工作原理及设计中的注意事项。
在以太网系统中,我们把提供电源的设备称为PSE(Power Sourcing Equipment,而使用电源的设备叫PD(Power Device。
PSE通常是以太网交换器、路由器、集线器或其它网络交换设备,PD则有多种形式,如数字IP电话、无线网络接入点、PDA或笔记本电脑接驳器、移动电话充电器及HVAC温度自动调节器等等。
实际上,任何需要数据连接并能在13W或更低功率下工作的设备都可无需AC电源或电池供电,仅从RJ45插座就能够得到相应的电力。
通过以太网电缆传输电源一条CAT-5以太网电缆在一个普通保护层内包含4对24号无屏蔽铜双绞线,电缆两端都有RJ45接头。
在一般的10BASE-T或100BASE-TX(10/100网络中,这四对线中的两对用来传输数据(称为信号线对,其中一对用于发送,另一对用于接收,另外两对没有用到(称为备用线对。
1000BASE-T(通过铜线进行千兆级速率传输中4对线都用到了,它与提供电源的以太网在很多方面都兼容。
如图1所示,PSE要求信号线对或备用线对(但不是两者同时提供额定48V直流电源,电源作为两个加电的线对间共模电压差,加到差分数据信号与线缆耦合的隔离变压器中间接头上,发送线对和接收线对之间的48V电位差不会对两端数据收发器产生影响。
用于为线路供电的48V电源要与PSE机箱接地隔离开来,以保持PSE与PD间的分隔。
IEEE定义了两种隔离方法,称为环境A(Environment A和环境B(Environment B。
PCB高速信号的传输原理主要涉及以下几个方面:
1. 信号传输线路设计:高速信号传输需要采用特殊的传输线路设计,如微带线、差分传输线等。
这些线路具有较低的传输损耗和较好的抗干扰能力,能够保证信号的稳定传输。
2. 信号编码方式:高速信号传输通常采用差分编码方式,即将信号分为正负两个相位进行传输。
差分编码可以提高信号的抗干扰能力,减少传输误码率。
3. 信号调制方式:高速信号传输通常采用调幅调制(AM)或调频调制(FM)等方式。
调制可以将信号转换为适合传输的高频信号,提高信号的传输速率和传输距离。
4. 信号接口设计:高速信号传输需要采用合适的信号接口设计,如PCIe、USB、HDMI等。
这些接口具有高速传输能力和较低的传输延迟,能够满足高速信号传输的需求。
5. 信号层次设计:高速信号传输通常采用多层PCB设计,将信号分为不同的层次进行传输。
这样可以减少信号之间的干扰,提高信号的传输质量。
综上所述,PCB高速信号的传输原理主要包括合适的线路设计、差分编码、调制方式选择、信号接口设计和信号层次设计等方面。
这些原理的合理应用可以保证高速信号的稳定传输和高质量的数据传输。
有线电视网是一个非常宝贵的资源,通过双向化和数字化的发展,有线电视系统除了能够提供更多、更丰富、质量更好的电视节目外,还有着足够的频带资源来提供其他非广播业务。
Cable Modem与以往的Modem在原理上都是将数据进行调制后在Cable(电缆)的一个频率范围内传输,接收时进行解调,传输机理与普通Modem相同。
不同之处在于它是通过有线电视CATV的某个传输频带进行调制解调的。
而普通Modem的传输介质在用户与访问服务器之间是独立的,即用户独享通信介质。
Cable Modem属于共享介质系统,其他空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。
Cable Modem彻底解决了由于声音图像的传输而引起的阻塞,其速率已达10Mbps以上,下行速率则更高。
而传统的Modem虽然已经开发出了速率56Kbps的产品,但其理论传输极限为64Kbps,再想提高已不大可能。
Cable Modem也是组建城域网的关键设备,混合光纤同轴网(HFC)主干线用光纤,光结点小区内用树型总线同轴电缆网连接用户,其传输频率可高达550/750MHz。
在HFC网中传输数据就需要使用Cable Modem。
可以看出Cable Modem是未来网络发展的一种重要选择,但是,目前尚没有Cable Modem 的国际统一标准,各厂家产品的传输速率均不相同。
因此,高速城域网宽带接入网的组建还有待于Cable Modem国际统一标准的出台。
Cable Modem 分类随着Cable Modem技术的发展,也出现了不少Cable Modem类型,大至可以分为以下几种:1〃从传输方式上可分为双向对称式传输和非对称式传输。
对称式传输速率为2Mbps~4Mbps、最高能达到10Mbps。
非对称式传输下行速率为30Mbps,上行速率为500KMbps ~2.56Mbps。
2〃从数据传输方向上有单向和双向Cable Modem之分。
3〃从网络通信角度看,Cable Modem可分为同步(共享)和异步(交换)两种方式。
有线传输和无线传输原理在现代信息社会中,通信技术的发展成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而通信技术的核心就是信息的传输。
而信息的传输主要有两种方式,即有线传输和无线传输。
本文将从原理的角度探讨这两种传输方式的工作原理和特点。
一、有线传输原理有线传输是指通过电缆或光纤等物理介质来传输信息的方式。
这种传输方式实现了信息的有线化和有向性,因此具有较高的稳定性和可靠性。
有线传输的原理主要涉及到电信号的传输和解调过程。
1. 传输过程有线传输的过程可以分为三个阶段:信号的产生、信号的传输和信号的解调。
信号的产生是指将要传输的信息转化为电信号的过程。
这通常通过编码和调制的方式来实现。
编码将信息转化为数字信号,而调制则将数字信号转化为模拟信号。
信号的传输是指通过电缆或光纤等传输介质将信号传输到接收端的过程。
信号的解调是指将传输过程中的模拟信号重新转化为数字信号,并进一步解码还原为原始的信息。
2. 特点有线传输具有以下特点:(1)稳定可靠:有线传输通过物理介质传输信息,不易受到外界干扰,因此具有较高的稳定性和可靠性。
(2)传输距离有限:由于有线传输需要通过物理介质进行传输,其传输距离受到介质的限制,一般不适用于远距离传输。
(3)传输速度较快:有线传输通过电信号传输信息,传输速度较快,适用于大容量数据的传输。
二、无线传输原理无线传输是指通过电磁波来传输信息的方式。
这种传输方式实现了信息的无线化和全向性,因此具有较高的灵活性和便利性。
无线传输的原理主要涉及到调频和解调过程。
1. 传输过程无线传输的过程可以分为三个阶段:信号的产生、信号的传输和信号的解调。
信号的产生和有线传输类似,通过编码和调制将信息转化为调频信号。
信号的传输是指通过电磁波将信号传输到接收端的过程。
信号的解调是指将传输过程中的调频信号重新转化为原始信号,并进一步解码还原为原始的信息。
2. 特点无线传输具有以下特点:(1)灵活便利:无线传输不需要物理介质,可以在任何地点进行传输,具有较高的灵活性和便利性。
CA TV线路的频宽为一般Modem的100~1000倍,Cable Modem缆线数据机就是利用CATV 线路作为连上Internet的媒介,它能让每一位使用者拥有128Kbps以上的传输速度。
导论缆线系统原本就是设计用来有效率地传送电视节目至使用者的家中,为了确保消费者利用相同的电视机从缆线获得的服务能和原本经由空中广播的电视信号一样,CATV业者必须在同轴电缆线再造一个射频(Radio Frequency)频谱(spectrum)。
传统的同轴电缆系统大约操作在330 MHz或450 MHz,然而现在的混合光纤/同轴电缆(hybrid fiber/coax HFC)系统则可延展至750 MHz或以上理论上,下载视讯节目信号大约从50 MHz开始,大概是空中广播电视的第二个频道,而5 MHz到42 MHz的部份通常保留给消费者从家中上传资料到头端用。
每一个标准的电视频道占用6 MHz (NTSC)或8 MHz (PAL)的射频频谱。
所以一个典型的400 MHz同轴电缆系统可播放60(NTSC)或50 (PAL)个电视节目,而现在750 MHz下载频宽的混合光纤/同轴电缆系统则可提供到125(NTSC)或90 (PAL)个电视频道。
缆线数据机(Cable Modem)存取网路利用缆线网路来传送资料服务,我们会利用典型的电视频道(50~750MHz的范围)来传送下行(Downstream)资料到使用者的家中及利用另一频道(5~42 MHz频带)来传送上行(Upstream)资料讯号;至於频道的划分可由有线广播电视业者自行规划。
缆线数据机头端(HeadEnd)系统经由这些频道和使用者家里的缆线数据机(Cable Modem)连结通讯进而成为一个虚拟的区域网路(Virtual local area network)。
大部份的缆线数据机(Cable Modem)是外部装置,经由标准的10 Base-T 和个人电脑相连接。
有线传输和无线传输原理有线传输是通过电缆或光缆将数据信号传输的方式。
最常见的有线传输方式是采用铜线传输,如电源线、电缆线、网线等。
在有线传输过程中,数据信号通过电流或光信号的变化来进行传输。
整个传输过程可以分为编码、调制、解调和解码四个主要阶段。
首先是编码阶段,数据信号需要经过编码来转化为特定的信号格式。
比如,在网线传输中,数据信号可以由数字代码转换为模拟信号,然后通过不同的编码方式将信息转换成电压或电流信号。
接下来是调制阶段,将编码后的信号转换为适合传输的信号。
在有线传输中,调制一般分为调幅(AM)和调频(FM)两种方式。
调幅通过改变信号的振幅来传输信息,而调频则通过改变信号的频率来传输信息。
调制信号可以更好地适应线缆传输的特性和噪声环境。
然后是解调阶段,接收端将传输过来的信号进行解调,还原成原始信号。
解调的方式与调制方式相对应。
例如,调幅解调器将调幅信号恢复为原始信号,调频解调器将调频信号还原为原始信号。
最后是解码阶段,将解调后的信号转换为原始数据。
解码可以采用不同的编码方式,如二进制代码、ASCII码等,将信号转换为可读的信息。
无线传输是通过电磁波在空间中传播数据信号的方式。
无线传输的基本原理是将数据信号转换为电磁波并在空间中传播,接收端通过电磁波接收并解析数据信号。
无线传输可以采用无线电波、红外线、激光等技术。
在无线传输中,数据信号经过编码后转换为特定频率或波长的电磁波。
然后通过天线或发射器发射出去,传播到接收端。
接收端通过天线接收电磁波,并通过解调和解码过程将电磁波转换为原始数据。
无线传输具有灵活性高、可移动性强、不受地理限制等优点。
它广泛应用于移动通信、卫星通信、无线局域网、蓝牙传输等领域。
然而,无线传输的缺点是信号受到环境影响较大,容易受到干扰和衰减,传输速度和稳定性相对较差。
综上所述,有线传输和无线传输是现代通信中重要的传输方式。
有线传输通过物理线缆传输数据信号,无线传输则通过电磁波在空间中传播数据信号。
线缆的传输原理线缆的传输原理是指在通信过程中,信息从一个地方传输到另一个地方的方式。
线缆传输原理主要涉及信号的传递、损耗和干扰等方面的内容。
首先,线缆传输原理涉及信号的传递。
信号传输可以通过两种方式进行:模拟传输和数字传输。
模拟传输是指将待传输的信息通过改变电流或电压等方式转换为模拟信号,然后通过线缆传输到接收端。
数字传输是指将信息转换为数字信号,然后通过线缆传输。
在模拟传输中,信号可以是连续的,而在数字传输中,信号是离散的。
线缆通过电流、电压、光信号等方式传递信号,以保证信息的准确传输。
其次,线缆传输原理还涉及到信号的损耗问题。
在线缆传输信号时,由于线缆本身的特性以及传输距离的限制,信号会发生不可避免的损耗。
这些损耗可以分为传输损耗和衰减损耗两种。
传输损耗是指由于线缆材料的电阻、电感和电容等导致的信号损耗。
衰减损耗是指信号在传输过程中由于线缆自身的传输特性导致的信号减弱。
为了减小信号损耗,可以采取一些措施,如增加线缆的截面面积、选择低损耗的材料等。
此外,线缆传输原理还涉及到信号的干扰问题。
信号在传输过程中会受到外部电磁场的干扰,导致信号质量下降。
这种干扰可以分为电磁干扰和互调干扰两种。
电磁干扰是指来自于电磁辐射、电源线干扰、地线干扰等对信号的影响。
互调干扰是指不同频率的信号相互干扰产生的干扰。
为了减小干扰,可以采取屏蔽、距离隔离、地线隔离等措施,以保证信号的正常传输。
此外,线缆传输原理还需考虑信号传输的速率和带宽。
传输速率是指单位时间内传输的二进制位数,而带宽是指线缆传输信号的频率范围。
传输速率越高,需要的带宽也就越大。
因此,在选择线缆时要根据所需的传输速率和带宽来选择合适的线缆。
总结起来,线缆的传输原理主要涉及信号的传递、损耗和干扰等方面。
了解线缆传输原理对于设计和选择合适的线缆来实现高质量的通信非常重要。
同时,要注意信号的损耗和干扰问题,并采取适当的措施来减小它们的影响。
通讯线的原理通讯线的原理是指通过电磁波信号传输信息的一种方式。
通讯线的传输原理可以分为电导传输和电磁波传输两种方式。
1. 电导传输:通讯线通过导体中的电子流进行信号传输。
常见的通讯线类型包括双绞线、同轴电缆和光纤等。
(1) 双绞线:双绞线是由两条相互绞合的绝缘线组成,每条线内部都有多股细铜丝。
双绞线的信号传输是通过电流的流动完成的,其中一条线通过正向电流传输信号,另一条线通过反向电流传输信号。
这种设计可以防止外界电磁干扰,提高信号传输的稳定性和质量。
(2) 同轴电缆:同轴电缆由内部导体、绝缘层、屏蔽层和外部绝缘层组成。
同轴电缆通过内部导体的电流传输信号,外部屏蔽层用来阻挡外界电磁干扰。
同轴电缆适用于高频信号传输,比如电视信号和宽带网络。
(3) 光纤:光纤是一种由光导纤维构成的通讯线。
信号通过光的照明而传输,光纤内部由纯净的玻璃或塑料制成,信号通过内部反射实现传输。
光纤的优势包括高速传输、低衰减和抗电磁干扰等。
2. 电磁波传输:电磁波传输是通过电磁波的辐射传输信号,常见的通讯线类型有无线电、微波、红外线和蓝牙等。
(1) 无线电:无线电通讯是通过自由空间中的电磁波传输信号。
发射端将信号转换为电磁波,接收端通过天线接收电磁波并将其转换为信号。
无线电通讯适用于大范围的信号传输,比如广播和卫星通信等。
(2) 微波:微波通讯是指使用微波频段进行信号传输。
微波通讯有较高的传输容量和速率,适用于点对点通讯和高速数据传输,比如微波通信塔和卫星通信等。
(3) 红外线:红外线通讯是指利用红外线波段传输信号。
红外线通讯适用于近程通信,比如红外线遥控器和红外线传感器等。
(4) 蓝牙:蓝牙通讯是一种短距离的无线通讯技术,适用于个人设备之间的数据传输,比如手机和耳机之间的连接。
以上是通讯线的传输原理,无论是电导传输还是电磁波传输,其核心原理都是基于电流或电磁波的传输,通过信号的传输实现信息通讯。
不同类型的通讯线适用于不同的通讯需求,根据实际应用选择合适的通讯线可以提高通讯质量和效率。
电缆传输原理
电缆传输原理是一种通过电磁波的传输方式,将信号通过电缆进行传送的技术。
电缆由多根绝缘导线组成,通过这些导线来传输信号。
在传输过程中,信号通过电缆中导线之间的电流和磁场之间相互作用来进行传输。
首先,当信号通过电缆中的导线时,会产生一个电场。
这个电场会作用在导线周围的电荷上,使得电子在导线中移动,并携带信号进行传输。
在导线中,电子会受到电场力的作用,使得它们在导线内部移动,并沿着导线传输信号。
同时,导线中的电流也会产生一个磁场。
这个磁场会作用在电缆附近的物体上,并产生感应电流。
这种感应电流会导致信号在电缆中传输时发生一定的损耗。
为了减小这种损耗,通常会在电缆的外部加上绝缘层,以阻隔电磁波的散射。
此外,电缆的传输原理还与电缆的特性参数密切相关。
例如,电缆中导线的截面积、导体材料的电导率以及电缆的长度等都会对信号的传输效果产生影响。
较大的导线截面积和较高的电导率可以减小电阻,降低信号损耗。
而较长的电缆长度则会增加传输信号的延迟。
总的来说,电缆传输原理是通过电场和磁场的相互作用将信号进行传输的技术。
它在电缆的设计和制造中考虑了导线的特性参数,以实现高效的信号传输。
数据线传输信号的原理
数据线传输信号的原理是利用电流或电压的变化来表示不同的数字信号。
具体来说,数据线上的信号可以被分为两种状态,即高电平和低电平。
在数字电路中,高电平通常被认为表示逻辑1,低电平表示逻辑0。
传输信号的原理可以分为两种主要的编码方式:
1. 非归零编码:在非归零编码中,电路使用正负电压来表示不同的二进制位。
例如,在非归零编码中,低电平可以被定义为负电压,高电平可以被定义为正电压。
这样,当数据线上出现正电压时,表示逻辑1;当出现负电压时,表示逻辑0。
2. 归零编码:在归零编码中,每个二进制位的开始都被设为一个归零位,即低电平。
然后,如果该位的值为逻辑1,则数据线会上升到高电平一段时间,然后回到低电平。
如果该位的值为逻辑0,则数据线会维持低电平。
通过这种方式,每个二进制位都有自己的归零位,确保每个位都有正确的电平转换。
在实际的数据传输中,还会考虑信号的传输速率、信号幅度、噪声和抗干扰等因素,以确保数据能够稳定地传输。
数据线的传输信号原理可以根据不同的通信协议和传输介质而有所不同,但核心思想都是利用电流或电压的变化来表示数字信号。