为什么将同轴电缆用于联​​网?


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通常,如果旧标准过时,那是因为它们已被新技术取代。在过去,网络是使用同轴电缆来代替今天使用的双绞线。他们为什么使用更昂贵的同轴电缆?看起来双绞线技术当时并不存在,因此技术的进步似乎并不是原因。

Answers:


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同轴电缆用于控制阻抗,带宽和自屏蔽特性。

当然,双绞线布线已经存在很长时间了,主要用于电话布线中的音频传输。那不是需要技术进步的地方。为了补偿双绞线的损耗和阻抗问题,需要对其进行接口的电子设备(例如高速自适应均衡器)进行重大技术改进,以使其比同轴电缆更具成本效益。


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当时(80年代初期)的非屏蔽双绞线(CAT1和CAT2电话电缆)没有足够的性能,同轴电缆(10Base2、10Base5)不需要集线器(那时集线器非常昂贵)。批准10BaseT(CAT3)后,集线器(及之后的交换机)的价格由于批量生产而下降。


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问题不在于电缆。问题在于电子产品与电缆的相对成本。那时存在双绞线,因为它已经被用于电话线很长时间了。

但是,使用今天用于双绞线的星形拓扑结构在中间使用单独的硬件进行交换的想法,会增加已经相当复杂的技术的成本和复杂性。将同轴电缆连接到每台计算机,并将其视为真正的介质,这意味着您只需要在每台计算机上安装单个网络接口即可。相对而言,在IC,晶体管和PCB比电缆昂贵的时代,不使用中央集线器/交换机可以节省成本。


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我也从几个老手那里得到了同样的故事-那时,铜很便宜,晶体管(因此,IC,CPU,存储器,处理/计算)很昂贵。
约翰·U

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您认为是什么导致网络电子设备的成本突然下降(我认为典型集线器的成本在不到一年的时间里(大约在十年前的某个时间)下降了一半以上?有人找到了用于定时校正中继器的便宜设计吗?
2013年

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摩尔定律和廉价的离岸制造业共同实现了这一目标。然后出现了集线器式ASIC和后来的ASIC切换器。也许有一些关键专利已经过期了?我只是在推测。
乔恩·瓦特

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无屏蔽双绞线已经存在了很长时间,只要电话线已经存在,但是它最初旨在抑制音频频率的噪声。它设计的捻数不正确,无法抑制以太网高速数字频率上的噪声。然而,同轴电缆长期以来一直用于各种射频应用,并且人们已经很好地理解了同轴电缆在那些频率下的噪声抑制特性。

此外,现有的同轴电缆可以允许从0.2 km到0.5 km的互连距离。在为大型建筑物或校园布线时(这是其最初的设计目标),在不需要昂贵的中继器的情况下进行长距离传输的能力至关重要。

发明以太网技术的第一批工程师只是转向他们知道可以可靠地完成这项工作的电缆产品。首先使它起作用,然后再担心使其变得更好。


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在“开始”中不存在双绞线。出现了粗同轴电缆(10base5),接着是细同轴电缆(10base2),甚至后来出现了UTP / FTP / STP(非屏蔽,有箔,屏蔽双绞线)(10baseT,100BaseT,1000BaseT,10GBaseT等)。

双绞线比同轴电缆便宜得多,它允许采用星形结构而不是总线结构。星形架构的优势在于,如果电缆发生故障(或端接器),则仅会影响单个设备,其余设备将继续工作。而且管理要简单得多。

UTP(结构化)电缆的安装基础庞大,在建筑物中安装电缆通常是网络成本的主要部分。因此,公司要求网络供应商继续开发可与现有的(结构化)UTP电缆一起使用的设备。今天,您看到了从有线网络到无线网络(WiFi)的转变,许多新的办公大楼仅安装了非常有限的数据通信电缆,通常仅转移到提供WiFi接入点(和丢失的电话)的中央位置。

不确定Token Ring的原始ICS电缆是否是双绞线的早期变体(可能是双绞线),但肯定比我们所称的UTP更粗,引线更少。


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IBM令牌环使用屏蔽双绞线(STP)。Apollo令牌环使用75欧姆同轴电缆。ARCNET(令牌传递总线)使用了93欧姆的同轴电缆。
戴夫·特威德

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以太网的历史

以此类推,1973年5月22日,以太网诞生了。在梅特卡夫的想法和Boggs在设计和调试必要的网络硬件的帮助下进行了数月的努力之后,第一个可运行的以太网原型(2.94 Mbps CSMA / CD系统通过一条1 Km电缆连接了100多个工作站)于11月11日投入使用。 Xerox于1973年取得成功。基于它的成功经验,Xerox于1975年获得了以太网专利。

1973年,使用双绞线的拨号调制解调器的速度为0.0012 Mbps或0.0003 Mbps,而预期的最大可达到2400(0.0024 Mbps)。每个双绞线仅支持2个工作站,两端分别一个。一个优点是,在这些速度下,通过拨号网络可以实现远大于1 Km的距离

因此,尽管“双绞线技术早在那时就存在”是正确的,但将其与早期的以太网进行比较却具有误导性。


调制解调器不会受到限制吗?我不确定今天的双绞线与40年前的双绞线有什么不同。(我不知道会有什么不同)
抵抗运动(Resistance

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您将多路电话系统的带宽误认为是布线本身的带宽。2400波特可能看起来像是一个极限的原因是必须通过交换机和交换机-交换机互连装置来分配3 KHz的频率,而不是不知道如何通过设施大小的双绞线来分配更多波特。
克里斯·斯特拉顿

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@TheResistance,今天的双绞线确实不同。每根导线的捻数设计为抑制MHz波长的干扰。夹克中的不同对以不同的间距绞合以防止串扰。即使绝缘厚度也会有所不同。
John Deters

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@JohnDeters:但是那时人们还不那么愚蠢,以至于他们不知道较短的弯曲会更好,也不缺乏制造这种电缆的技术。
抵抗运动

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@TheResistance,不,当然不是。但是它们还没有商业化。如果您要发明一个新的网络系统,您是否想发明和制造适配器并同时制造一种全新的电线以将它们互连起来?如果要成功,这是一项艰巨的任务。
John Deters

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允许UTP用于低压信号的另一个重要发展是变压器的成本与用于差分平衡的IC的成本,从而显着降低了屏蔽和隔离要求。所有这些铁和铜作为原材料购买并作为成品运输都是昂贵的。

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