Bükülü bir çift kabloda tek sayıda bükülme olursa ne olur?

Ben bir elektrikçi ya da alan öğrencisi değilim. Ben bir merak hata ile bir Ağ Mühendisi ve son zamanlarda özellikle kablolama ve Twisted Pair keşfetmek için götürdü. Bunu anlayabilmem için cevapların 'aşağıya çekildiğini' iddia etmek için söylüyorum ^ _ ^.

Nihayet 100BASE-TX ve 10BASE-T'nin TX için iki tel (bir çift) ve RX için başka bir iki tel (başka bir çift) kullanmasının nedenini anladım. Her çift boyunca bir kablonun orijinal sinyali ilettiğini ve diğer kablonun da tam tersini ilettiğini anlıyorum.

Sonunda tellerin neden çift içinde büküldüğünü de anladım. Etkili bir şekilde, çevre Elektromanyetik Girişim (EMI) kaynaklarının, birinden diğerine orantısız olarak değil, her iki tel çiftini de eşit olarak etkilemesine izin vermek.

Ne yayınlanan bu görüntü oldu anlamama yol ResearchGate.net bu konuda mesaj tarafından Dr. İsmet Aldmour :

Bağlantı çürümesi riskinden kaçınmak için açıklamasını burada da göndereceğim:

Bunu ağdaki öğrencilerime ekteki Şekle benzer bir şey çizerek açıklamak zorunda kaldım. Şekil 1'de, paralel çift durumunda, parazit kırmızı kablonun (parazit kaynağına daha yakın) birim uzunluk (örnek olarak 1 mV) başına daha az başlatma (0,5mV) başına daha fazla toplama voltajına (indüklenmiş) neden olur. mavi tel. Hedefteki toplam fark 3mV'dir. Bükümlü çift durumundayken (Şekil 2), kırmızı ve mavi tellerin parçaları (bükümleri) alternatif olarak aynı parazit seviyesine maruz kaldığı ve böylece hedefteki toplam farkın 0V olduğu için toplam fark hedefte 0V'dir. Bu rakamı bu soru için, derslerde de kullanmayı umarak çizdim. Bu özellikle empedans koşullarını tanımayan elektrik mühendisliği öğrencilerine ağ iletişimi öğretirken yararlıdır, diferansiyel mod gürültü terimleri, ... vb. Bu arada, bükümlü çiftlerdeki parazit esas olarak, aynı kablo içinde birlikte çalışan diğer çiftlerin çoğunun sahip olabileceği sinyallerden kaynaklanır. Teşekkürler. @AlDmour.

Görüntü ve açıklama ile, altı hatta çift bükümün, çiftteki her iki kablonun ortam EMI'sından eşit şekilde etkilenmesine ve net delta girişiminin +0'a ulaşmasına neden olduğunu anlıyorum . Sorum şu : Telde tek sayıda bükülme olursa ne olur?

Örneğin, yukarıdaki Şekil 2 görüntüsüne bir yarım daha fazla büküm eklenirse, Kırmızı tel üzerindeki girişim deltası + 1mV ve Mavi tel üzerindeki girişim deltası + 0.5mV olacaktır.

Alıcı uç bunu nasıl telafi eder ve / veya EMI'yi tespit eder ve her çiftte hangi mV'yi göz ardı edebileceğini belirler?

Eşit sayıda bükülme daha iyidir, ancak bunun zahmete değer olduğu pratik kablo durumlarının farkında değilim: muhtemelen küçük farkından daha önemli olabilecek diğer parazit kaynakları var.

Bakmanın başka bir yolu: manyetik parazit miktarı iki tel arasındaki alanla orantılıdır. Mükemmel bir çift bükülme ile alan etkili bir şekilde sıfırdır. Tek sayıda bükülme ile aslında bir bükülme alanıdır. Bu hala hiçbir bükülme üzerinde büyük bir gelişme :)

Çift veya tek sayıda bükülme, tüm niyetler ve amaçlar için keyfidir.

Daha da önemlisi inç başına bükülme sayısıdır (TPI). Bu sayı ne kadar yüksek olursa, gürültü iptali o kadar fazla olur.

Neden? basitçe herhangi bir gürültü kaynağı (manyetik alanlar, vb.) koymak genellikle kablonun uzunluğu değişir. Bir kabloyu daha fazla bükebilirseniz, her kablonun belirli bir noktada aynı gürültüyü daha yakından deneyimleyeceği anlamına gelir.

Bunu görselleştirmek için, yayınladığınız şemada, daha değişken bir alanda, en üstteki telin her bir bükülmede gürültü yaşadığını hayal edin: 1mv 1mv 0.5mv 2mv 3mv 1mvveya rastgele seçilmiş başka numaralar. Sonra alt kısımdakini görür:2mv 1mv 3mv 0.1mv 1mv 2mv ya da her neyse. Artık eşleşmiyorlar, bu yüzden çift / tek şey önemli değil. Şimdi, bükülme sayısını iki katına çıkarırsanız, ancak gürültü seviyelerini değiştirmezseniz, her bir telin artık aynı gürültüyü yaşadığını göreceksiniz.

Yani gerçekten, gürültü kaynaklarının değiştiği herhangi bir noktada iki bükülme istersiniz. Gerçekte bunlar sürekli değişir ve kabloyu kullandığınız her ortam farklıdır. Bu noktada, ikisinin hiçbir zaman tam olarak aynı gürültüyü deneyimleyeceği garanti edilemeyeceğinden, garip veya hatta bükülmeler olup olmadığı önemli değildir .

Söz konusu kablo uzunlukları için çift veya tek önemli değildir. Daha da önemlisi, birim uzunluk başına bükülme sayısıdır (ve teknik özelliklerin montaj sırasında bükülmesine izin verdiğiniz miktarı sınırlandırmasının nedeni de budur). Bunun yerine, bükülme sayısı kablo boyunca sinyal polaritesi anahtarı oluşmayacak şekilde bile olur.

Aşağıdaki Gedankenexpeirment'i yapın (veya gerçek bir kabloyla yapın): Kablo düz çalışmıyorsa, ancak bağlandığı her iki jakın birbirine nispeten yakın olması için çoğunlukla kendiliğinden bükülürse - döndürürseniz ne olmasını beklersiniz jaklardan / cihazlardan biri 180 derece (veya her ikisi de zıt yönlerde 90 derece)? Tabii ki hiçbir şey. Ve yine de, bu dönüş etkili bir şekilde bükülme sayısını bir değiştirdi!

Ağ iletişimi için Cat-5 kablolarının en yaygın kurulumu 10Base-T standartlarına uygundur.

Bu, tipik olarak mavi ve yeşil olmak üzere 2 çiftin veri taşıyacağı anlamına gelir. Mavi metrede 72 tur, yeşil metrede 65 tur vardır.

Kısa mesafelerde bunların hiçbiri önemli değil. 10 metrenin altında kalırsanız, ağ kartlarınızı bağlayan flüoresan lambaların etrafına şeritler takılmış olabilir. (Kaynak: sadece bunu yapabilir miyim görmek için kişisel test. TCP doğru hata vardı çünkü 10Mbit daha yavaş, ama bitleri geçti ve sonunda dosyaları aktardı. Ayrıca, muhtemelen sarılmış floresan tüp etrafında sıkıca sarılmış değildi metre başına yaklaşık 4 kez.)

10Base-T Ethernet'in kod içi Cat-5 kablolaması için en kötü senaryo, her bir segment arasında amplifikatörler kullanarak 3100 metrelik segmentlere sahip olmaktır. (Kod, 10Base-T için herhangi bir Cat-5 uzunluğunun 100m olduğunu ve bir tekrarlayıcıya ihtiyaç duymadan önce 100m segmentleri arasında 2'den fazla amplifikatör olmadığını söylüyor.) Tekrarlayıcı yerine bir amplifikatör bulmakta bol şans: her anahtar ve çoğu Bugün üretilen aptal hub'lar tekrarlanacak.

Bu en kötü senaryo ile, bilgisayarlardan gelen gürültü, floresan lambalar, HVAC sistemi, rastgele alüminyum plakalar, rastgele demir kirişler, elektrik sistemi, yağmurlama için bakır borular gibi topraklanmış nesneler de dahil olmak üzere herhangi bir veri kaybı olmadan bir ofis binasını bağlayabilirsiniz. Doğal olarak, yüksek voltajlı ekipman kullanan bir üretim zemini gibi bir ofis binasından daha gürültülü iseniz, bükümlü bükümlü çift isteyeceksiniz.

En az 300 metre veri kaybı olmadan 65tpm x 300m = 19500 twists yeşil çiftinizde . Metre başına bükümün gerçekten önemli olduğu bu en kötü senaryoda 19500 ve 19499 bükülmeleri arasında çok fazla fark yoktur.

Bu nedenle, en kötü senaryoda, çift voltajlı veya tek sayıda bükülme olup olmadığından endişe etmekten daha yüksek voltaj, güç hatları, gürültülü EM yayıcılar (ışıklar) ve topraklı iletkenlerden kaçınmak için kablolama rotanızı dikkatlice planlamanız daha iyidir.

Ve biraz trivia: Her zaman garip sayıda bükülme var. Her RJ-45 jakı, uç ve halka arasında dönüşümlü olarak monte edilir ve A veya B standardı kullanmanıza bakılmaksızın, uç her zaman en soldaki pindir, bu nedenle hem geçiş hem de çapraz kabloların her zaman tek sayıda katlanmış. Kablonun çevrilmesi, her bir çiftin sahip olduğu bükülme sayısını da değiştirmez. Düz bir şeridiniz olsa bile, çift başına 180 büküm vardır.

Alınan sinyal miktarı, "döngü" alanı ile orantılıdır. Bükümsüz bir çift uzunluğunuz varsa$L$ ve ayrılma $d$, alan $Ld$. Şimdi varsa$2N+1$ telde yarım dönüşler, ilk $2N$ pick-up'lar çiftler halinde iptal edilir (anladığınız gibi) ve $\frac{1}{2N+1}$ orijinal.

Çok sayıda dönüş için $N$, bu çok önemlidir. Alıcılar, gerçek ilgi sinyali oldukça büyük olduğu için küçük miktarlarda gürültüye karşı "sağlamdır". Ayrıca, gürültüye karşı sağlamlığı artırmak için farklı devreler ekleyebilirsiniz. Örneğin, bir "Schmitt tetikleyici" ekleyebilirsiniz: bu, girişin yükselen kenar için belirli bir tetikleme seviyesine (1 V diyelim) ulaştığını algılar, ardından düşme sırasında tekrar tetikleyeceği seviyeyi değiştirir (diyelim 0.8 V) kenar. Giriş sinyalinin üstündeki küçük (100 mV) "jiggle" ek bir tetikleyiciye neden olmak için yeterli olmayacaktır: bir kez yükselen kenarda ve bir kez düşen kenarda tetikleyeceksiniz.

"Saat kurtarma" için sinyalin temizlenmesine yardımcı olabilecek birçok başka hileci vardır. Telleri bükmek sadece bir adımdır (çok önemli - çünkü ucuz ve etkili) adım.

10Base-T ve 100-Base-TX, sırasıyla + -2.5V ve + -1V / 0V'de çalışan dijital protokollerdir. Ayrıca, sinyal seviyeleri için% + -5-10 seviyesinde bir tolerans vardır.

Bu kablonun normal bir ortamda döşendiği varsayılarak, tek bir bükülmede biriken gürültü küçüktür, çünkü: 1) bükülmeler küçüktür ve 2) teller birbirine yakındır.

Birlikte ele alındığında, tek, dengesiz, tek bir bükülmeden gelen voltaj önyargısı önemsizdir.

Diğerleri soruyu iyi yanıtladı. Dışında: "Alıcı uç bunu nasıl telafi eder ve / veya EMI tespit eder ve her bir çiftte hangi mV'yi göz ardı edebilir?"

Alıcı, bir çiftte iki tel arasındaki voltaj farkına bakar. Her iki kablo için ortak olan sinyali çok iyi bir yaklaşımla görmezden gelir. Orijinal sinyale bağlı fark, indüklenen gürültüdeki farktan daha büyük olduğu sürece, orijinal verileri kurtarır. Bu sihir ortak mod reddetme olarak bilinir ve düz eski telefon hizmetinin ve gerçekten uzun mikrofon kablolarının, sinyalden binlerce kat daha büyük 60Hz uğultuya neden olmasına rağmen çalışmasının nedeni budur.