Bagaimana jika ada jumlah ganjil dalam kabel twisted pair?

Saya bukan seorang tukang listrik, atau seorang siswa lapangan. Saya seorang Insinyur Jaringan dengan bug rasa ingin tahu dan yang baru-baru ini membawa saya untuk menjelajahi kabel dan Twisted Pair secara khusus. Saya mengatakan ini untuk memohon agar jawaban 'dibodohi' sehingga saya dapat memahaminya ^ _ ^.

Saya baru saja akhirnya memahami alasan mengapa 100BASE-TX dan 10BASE-T menggunakan dua kabel (satu pasang) untuk TX dan dua kabel lainnya (sepasang lainnya) untuk RX. Saya mengerti bahwa di setiap pasangan, satu kawat mentransmisikan sinyal asli, dan kawat lainnya mentransmisikan kebalikan yang tepat.

Saya juga akhirnya mengerti mengapa kawat dipelintir di dalam pasangan. Secara efektif, untuk memungkinkan sumber sekitar dari Interferensi Elektromagnetik (EMI) untuk mempengaruhi kedua pasangan kawat secara merata, daripada yang satu secara tidak proporsional dengan yang lain.

Apa yang membuat saya mengerti adalah gambar ini, diposting di ResearchGate.net pada Postingan ini oleh Dr. Ismat Aldmour :

Saya akan mengirim penjelajahannya di sini juga, untuk menghindari risiko pembusukan tautan:

Saya harus menjelaskan ini kepada siswa saya di jaringan sekali dengan menggambar sesuatu yang mirip dengan Gambar terlampir. Dalam Gambar 1, untuk kasus pasangan paralel, interferensi menyebabkan kabel merah (semakin dekat ke sumber interferensi) lebih banyak tegangan pikap (diinduksi) per satuan panjang (1 mV sebagai contoh) sementara kurang diinduksi (0,5mV) dalam kabel biru. Perbedaan total di tempat tujuan adalah 3mV. Sementara dalam kasus pasangan terpilin (Gambar 2), perbedaan total adalah 0V di tujuan karena bagian (lilitan) kabel merah dan biru secara alternatif mengalami tingkat interferensi yang sama dan dengan demikian total perbedaan di tujuan adalah 0V. Saya menggambar angka ini untuk pertanyaan ini berharap untuk menggunakannya dalam kuliah juga. Ini sangat berguna saat mengajar jejaring kepada mahasiswa teknik non-listrik yang tidak mengenali persyaratan impedansi, istilah kebisingan mode diferensial, ... dll. By the way, gangguan pada pasangan bengkok terutama berasal dari pensinyalan pada pasangan lain yang berjalan bersama dalam kabel yang sama yang dapat memiliki banyak dari mereka. Terima kasih. @Almour.

Dengan gambar dan penjelajahan, saya mengerti bagaimana keenam, bahkan tikungan menyebabkan kedua kabel pada pasangan sama-sama dipengaruhi oleh EMI sekitar, dan gangguan delta bersih berakhir di +0. Pertanyaan saya adalah, Apa yang terjadi jika ada jumlah tikungan yang aneh di kawat?

Sebagai contoh, jika satu setengah twist ditambahkan pada gambar 2 di atas, delta interferensi pada kabel Merah akan menjadi + 1mV, dan delta interferensi pada Blue wire akan menjadi + 0,5mV.

Bagaimana penerima menerima kompensasi untuk itu, dan / atau mendeteksi EMI dan menentukan mV apa pada setiap pasangan yang dapat diabaikan?

Bahkan jumlah tikungan lebih baik, tetapi saya tidak menyadari situasi kabel praktis di mana ini sepadan dengan masalahnya: ada sumber gangguan lain yang mungkin lebih penting daripada perbedaan kecil yang akan terjadi.

Cara lain untuk melihatnya: jumlah interferensi magnetik sebanding dengan area antara kedua kabel. Dengan jumlah tikungan yang sempurna, area tersebut efektif nol. Dengan jumlah tikungan yang ganjil, ini pada dasarnya adalah satu area pelintiran. Itu masih merupakan peningkatan besar tanpa twist sama sekali :)

Jumlah lilitan genap atau ganjil adalah untuk semua maksud dan tujuan sewenang-wenang.

Yang lebih penting adalah jumlah Twists per Inch (TPI). Semakin tinggi angka ini, semakin banyak pembatalan bising akan dicapai.

Mengapa? nah cukup masukkan sumber kebisingan (medan magnet, dll.) biasanya akan bervariasi sepanjang kabel. Jika Anda dapat memutar kabel lebih sering, itu berarti setiap kabel akan lebih dekat mengalami kebisingan yang sama pada titik tertentu.

Untuk memvisualisasikannya, dalam diagram yang Anda poskan, di bidang yang lebih bervariasi, bayangkan bahwa kawat di bagian atas mengalami kebisingan pada setiap putaran adalah: 1mv 1mv 0.5mv 2mv 3mv 1mvatau beberapa angka lain yang dipilih secara sewenang-wenang. Kemudian yang di bawah melihat: 2mv 1mv 3mv 0.1mv 1mv 2mvatau apa pun. Sekarang mereka tidak cocok lagi sehingga hal genap / ganjil berhenti menjadi masalah. Sekarang jika Anda menggandakan jumlah putaran, tetapi tidak mengubah tingkat kebisingan, Anda akan melihat bahwa setiap kawat sekarang mengalami kebisingan yang sama.

Jadi, Anda benar-benar ingin dua putaran di setiap titik yang sumber kebisingannya berubah. Pada kenyataannya, perubahan ini terus menerus, dan setiap lingkungan tempat Anda menggunakan kabel berbeda. Pada titik itu pada dasarnya berhenti menjadi masalah jika ada yang aneh atau bahkan tikungan karena keduanya tidak pernah bisa dijamin untuk mengalami suara yang persis sama, hanya dekat dengan yang sama.

Bahkan atau ganjil tidak signifikan untuk panjang kabel yang dimaksud. Yang lebih penting adalah jumlah tikungan per satuan panjang (dan ini juga merupakan alasan mengapa spesifikasi membatasi jumlah yang Anda boleh batalkan pelintiran saat pemasangan). Sebagai gantinya, jumlah tikungan bahkan sehingga tidak ada saklar polaritas sinyal terjadi di sepanjang kabel.

Buat Gedankenexpeirment berikut (atau lakukan dengan kabel asli): Jika kabel tidak berjalan lurus, tetapi sebagian besar menekuk ke belakang sehingga kedua jack yang terhubung relatif dekat satu sama lain - apa yang Anda harapkan terjadi jika Anda memutar salah satu jack / perangkat dengan 180 derajat (atau keduanya dengan 90 derajat ke arah yang berlawanan)? Tidak ada, tentu saja. Namun, rotasi ini secara efektif mengubah jumlah tikungan per satu!

Pemasangan kabel Cat-5 yang paling umum untuk komunikasi jaringan adalah standar 10Base-T.

Ini berarti 2 pasangan, biasanya biru dan hijau, akan membawa data. Biru memiliki 72 putaran per meter, dan hijau memiliki 65 putaran per meter.

Dari jarak pendek, tidak ada yang penting. Anda bisa mengikat pita di sekitar lampu neon yang menghubungkan kartu jaringan Anda, jika Anda tinggal di bawah 10 meter. (Sumber: tes pribadi hanya untuk melihat apakah saya bisa melakukannya. Itu lebih lambat dari 10Mbit karena TCP harus memperbaiki kesalahan, tetapi bit melewati dan akhirnya mentransfer file. Juga, itu tidak melilit erat di sekitar tabung fluorescent, mungkin dibungkus sekitar 4 kali per meter.)

Skenario kasus terburuk untuk kabel in-code Cat-5 dari 10Base-T Ethernet adalah memiliki 3 segmen 100 meter menggunakan amplifier di antara setiap segmen. (Kode mengatakan panjang terpanjang Cat-5 untuk 10Base-T adalah 100m, dan tidak lebih dari 2 amplifier antara segmen 100m sebelum Anda membutuhkan repeater.) Namun, semoga berhasil menemukan penguat alih-alih pengulang, meskipun: setiap sakelar dan sebagian besar hub bodoh yang diproduksi hari ini akan mengulangi.

Dengan skenario terburuk ini, Anda dapat merangkai sebuah gedung kantor tanpa kehilangan data, termasuk kebisingan dari komputer, lampu neon, sistem HVAC, pelat aluminium acak, balok besi acak, sistem kelistrikan, benda-benda yang diardekan seperti pipa tembaga untuk alat penyiram sistem dan pipa ledeng, dll. Tentu saja, jika Anda berada di tempat yang lebih bising daripada gedung perkantoran, seperti lantai pabrikan yang menggunakan peralatan bertegangan tinggi, Anda pasti menginginkan twisted pair terlindung.

Itu 300 meter tanpa kehilangan data, dengan setidaknya 65tpm x 300m = 19500 twistspada pasangan hijau Anda. Tidak ada banyak perbedaan antara tikungan tahun 19500 dan 19499 dalam skenario kasus terburuk ini, di mana putaran per meter benar-benar mulai menjadi masalah.

Jadi, dalam skenario terburuk, Anda lebih baik merencanakan rute pemasangan kabel Anda dengan hati-hati untuk menghindari tegangan tinggi, kabel listrik, emitter (lampu) EM yang berisik, dan konduktor ground daripada mengkhawatirkan apakah Anda memiliki jumlah tikungan yang genap atau ganjil.

Dan, sedikit hal sepele: Anda selalu memiliki jumlah tikungan yang ganjil. Setiap jack RJ-45 dipasang bergantian antara ujung dan cincin, dan ujungnya selalu pin paling kiri, terlepas dari apakah Anda menggunakan standar A atau B, sehingga kabel pass-through dan crossover selalu memiliki jumlah ganjil tikungan. Membalik kabel tidak mengubah jumlah putaran yang dimiliki masing-masing pasangan. Bahkan jika Anda memiliki pita datar, ada satu putaran 180 per pasang.

Jumlah sinyal yang diambil sebanding dengan area "loop". Jika Anda memiliki pasangan yang tidak dipilin$L$ dan pemisahan $d$, daerah itu $Ld$. Jika sekarang sudah$2N+1$ setengah putaran di kawat, yang pertama $2N$ pick-up dibatalkan berpasangan (seperti yang Anda mengerti) dan Anda dibiarkan dengan pengurangan pickup $\frac{1}{2N+1}$ dari aslinya.

Untuk sejumlah besar belokan $N$, itu sangat penting. Penerima "kuat" untuk sejumlah kecil kebisingan karena sinyal bunga yang sebenarnya cukup besar. Selanjutnya, Anda dapat menambahkan sirkuit yang berbeda untuk meningkatkan ketahanan terhadap kebisingan. Misalnya, Anda dapat menambahkan "pemicu Schmitt": ini mendeteksi ketika input mencapai level pemicu tertentu (katakanlah 1 V) untuk tepi naik, kemudian ubah level di mana ia akan memicu lagi (katakanlah 0,8 V) pada jatuh tepi. Sebuah "jiggle" kecil (100 mV) di atas sinyal input tidak akan cukup untuk menyebabkan pemicu tambahan: Anda akan memicu sekali di tepi naik, dan sekali di tepi jatuh.

Ada banyak trik canggih lainnya untuk "pemulihan jam" yang dapat membantu membersihkan sinyal. Memutar kabel hanyalah satu (sangat penting - karena murah dan efektif) langkah.

10Base-T dan 100-Base-TX adalah protokol digital yang beroperasi pada + -2.5V dan + -1V / 0V. Selain itu, ada toleransi pada urutan + -5-10% untuk level sinyal.

Dengan asumsi kabel ini diletakkan di lingkungan normal, kebisingan yang diakumulasikan dalam satu putaran kecil karena: 1) tikungan kecil, dan 2) kabel berdekatan.

Secara bersama-sama, bias tegangan dari putaran tunggal, tidak seimbang, ganjil tidak signifikan.

Yang lain menjawab pertanyaan itu dengan baik. Kecuali: "Bagaimana penerima menerima kompensasi untuk itu, dan / atau mendeteksi EMI dan menentukan mV apa pada setiap pasangan yang bisa diabaikan?"

Penerima melihat perbedaan tegangan antara dua kabel berpasangan. Ini mengabaikan, untuk perkiraan yang sangat baik, sinyal yang umum untuk kedua kabel. Selama perbedaan karena sinyal asli lebih besar dari perbedaan dalam kebisingan yang diinduksi, ia memulihkan data asli. Keajaiban ini dikenal sebagai penolakan mode umum, dan itu adalah alasan layanan telepon biasa, dan kabel mikrofon yang sangat panjang, berfungsi, kendati menghasilkan dengungan 60Hz ribuan kali lebih besar dari sinyal.