高速網線設計新設想

雖然高頻信號在導線中衰減很快，但在局域網中還是需要接入導線，無法以全光纖通信。設計什么樣的導線才能符合正確的物理規律，才能獲得最高的網絡傳輸速度?高頻信號之所以容易衰減，是因為容易被周圍的物質吸收，或者用傳統的說法是容易向外發射信號。根據這樣的想法，外加一層銅網就可以屏蔽信號發射，于是就發明了同軸電纜。同軸電纜確實具有比較高的帶寬，但并不意味著依據的這種物理原理是正確的。 如果要使信號一直傳輸很遠，必須要有很多中繼站，這樣才能使信號接力傳輸。這是一種人工原理，而自然原理其實也是一樣的。光信號之所以在光纖中衰減很小，是因為光纖是個光信號諧振系統，可以無衰減地中繼傳輸光信號。所以最簡單的設想就是設計一種可以儲能諧振的導線傳輸高頻信號，這樣就可以獲得很高的帶寬。再回過頭來看看同軸電纜，我們拋棄傳統的“屏蔽信號”這樣的想法，思考同軸電纜更真實的物理原理。同軸電纜的內芯導線與外層網狀銅線其實構成了一個諧振電容。當高頻信號施加在這個諧振電容上時，高頻信號能量會存儲于其上，并且不斷向遠處諧振傳輸。顯然，電容大小會影響儲能，最終決定傳輸距離。所以只要提高電容大小，就可以獲得很高的傳輸帶寬。因此可以設計一種與同軸電纜類似的諧振電容電纜。同軸電纜本質上也是一種諧振電容電纜，粗同軸電纜比細同軸電纜具有更遠的傳輸距離，無非是因為前者的諧振電容比較大，但總體看，同軸電纜的諧振電容太小，因為內芯導線與外層銅網之間的距離太大。只有設計成同軸形式，才能獲得諧振傳輸效應。這樣的諧振電容電纜，中間是導線，外裹一層薄絕緣質，這層薄絕緣質上再覆蓋導電質，從而構成效應比較顯著的諧振電容結構，導電質的外面再以絕緣層包裹。從理論上看，諧振電容電纜的帶寬可以極大拓展。諧振電容電纜信號源端的電流輸出會比較大。當然，實際的產品還要考慮可靠性、可用性等，這些都可以依賴技術進步解決。