Cablu ecranat „torsadat“ împotriva neecranată „perechii de fire răsucite“. Vedere greșită a performanței
Vedere greșită a performanței
Cu creșterea ratelor de date în sistemele de telecomunicații, cu o mai mare atenție problemelor de zgomot și impactul devastator asupra rețelei de telecomunicații. Compatibilitate electromagnetică (EMC - Compatibilitatea electromagnetică) este un indicator al capacității sistemului de cablu pentru a minimiza nivelurile de energie radiată (emisie de lumină) și să fie rezistente la interferențe din surse externe de zgomot (imunitate). Este important să ne amintim că caracteristicile de performanță sunt determinate de calitatea generală a EMC cablare și echipamente de rețea. sistem de cablare cu performanțe excelente nu poate îmbunătăți performanța echipamentelor de telecomunicații EMC prost construite. Pe de altă parte, un cablu de performanță slabă poate provoca degradarea performanței caracteristici EMC ale unui echipament bine conceput.
Caracteristicile de transmisie ale perechii de fire răsucite
Înțelegerea de metode eficiente de reducere a nivelului de radiații și de a îmbunătăți imunitatea depinde de înțelegerea principiilor pe care transmisia semnalului echilibrat torsadat conductori. Un semnal echilibrat este alcătuit din două semnale de amplitudine și antifază egale propagă pe două perechi de conductori. Receptorul interpretează semnalul care vine din perechii de fire răsucite linie de transport ca diferența de stres între cele două fire. Atașat la cablu, termenul „echilibru“ se referă la modul în care corespund cu exactitate unul cu celălalt într-o pereche de conductoare. Într-un sistem de cablu perfect echilibrat interferențe electrice provoacă aceleași semnale de zgomot în ambele perechi de conductoare. Deoarece zgomotul din conductorii sunt egale în amplitudine, dar faza opusă, receptorul, care detectează doar o diferență de tensiune, le va ignora. Mai mult, în condiții ideale, două amplitudine identice și antifază semnalul generat de emițător, formează o intensitate egală și câmpurile electromagnetice antifază, care sunt efect de auto-compensator și dau absență totală de radiații.
Imunitatea la zgomot
În plus față de emisia unui sistem de cablu real, sunt afectate de zgomot. Imunitatea - capacitatea de a rezista la efectele zgomotului sistemului de cablare și interferențe. Zgomotul poate fi generat antene de transmisie (de exemplu, radio) radiație de la alte dispozitive electronice (de exemplu, de la o imprimantă PC în apropiere) sau zgomotul indus de dispozitive electrice (de exemplu, motoare și comutatoare electrice).
În cabluri UTP și STP aplică două strategii diferite de zgomot confruntare. Cele neecranate cabluri torsadate pentru a crește imunitatea la zgomot accentul principal este pe un bun echilibru de perechi în cablu. Când UTP-sistem de cablu echilibrat se apropie de ideal, curenții induși de zgomot pe conductorii răsucite sunt aliniate, și un receptor care este capabil să detecteze numai diferența de tensiuni pe pereche, pentru a deveni imun la interferențe de zgomot. Astfel, chiar și fără protecție, cu un „ecran“ fizic perfect echilibrat pereche va expune imunitate excelentă la zgomot.
Ecranați cablu torsadat pentru o mai bună imunitate la zgomot este folosit pentru echipament ușor alterabile și costisitoare. câmp Interferențe induce un curent în ecranul de cablu metalic. Ca urmare a scurgerilor de pe teren indus curent pe firul de semnal de sub ecran va fi indusă de aceeași amplitudine și raznofazny curent. Ca apropierea de calitate pentru ecran ideale două curente sunt egale în amplitudine și antifază efectul zgomotului de compensare.
relație complexă de dependență există între fenomenele de interferență a zgomotului și a emisiilor de radiații. Perfect sistem de cablare echilibrat are o imunitate infinit de mare la zgomot și nu emit radiații electromagnetice (în cazul în care emițător și receptor este perfect echilibrat).
Cu toate acestea, în situații reale, în cazul în care firele de semnal sunt „deschise“ pentru curenții de zgomot dezechilibrate, nu numai zgomotul înregistrat în partea de receptor, dar, de asemenea, creează un curent dezechilibrat de efect al conturului antenei descrise anterior. În consecință, sistemul de transmisie dezechilibrată pe perechi răsucite sau un sistem de STP-radiodifuziune incorect împământat va emite nu numai radiații, ci va fi, de asemenea, supuse unor interferențe de zgomot din surse externe. Ca dezvoltatorii de sisteme și echipamente, precum și utilizatorii finali în momentul de luare a deciziilor privind sistemele de cablu, ar trebui să examineze cu atenție posibilitatea apariției acestor evenimente:
Inginerii și proiectanții de sisteme și echipamente
sisteme și echipamente de dezvoltatori, angajate în proiectarea dispozitivelor pentru a transmite și primi semnale de comunicare, de multe ori luate în considerare problemele de emisie și de imunitate la zgomot ca necesitând o soluție de compromis. Pentru a se conforma cu radiație (cum ar fi FCC Partea 15 și IEC CISPR22), de multe ori se reduce amplitudinea semnalului transmis. Din păcate, nivelul de semnal scăzut este crescută sensibilitatea sistemului la zgomot. Din punctul de vedere al unui dezvoltator este un sistem bun de cablu - un sistem care vă permite să transmită un semnal de la un nivel suficient pentru a depăși zgomotul rezidual, și în același timp să îndeplinească cerințele pentru setul de radiații pentru piața vizată.
Principala preocupare pentru marea majoritate a utilizatorilor finali este, cum va funcția de sistem bine într-o varietate de configurații și cu diferite soluții de cablare. Rezistența la atacul de zgomotul electromagnetic este principalul criteriu în determinarea performanței sistemului instalat (adesea exprimat ca BER - eroare în biți rate - rată de eroare de bit). În cazul degradării performanței LAN poate crește în mod semnificativ timpul de răspuns și, în cazuri extreme, cauza o defalcare în rețea. Dintr-un bun sistem de cablu perspectiva utilizatorului final permite configurații multiple (adică, numărul de utilizatori, numărul de conexiuni, lungimea segmentelor de cablu) și, în același timp, pentru a menține o performanță acceptabilă a REC. Din acest motiv, cabluri ecranate, au un apel intuitiv pentru cei care nu sunt conștienți de pericolele reprezentate de ecran reziliat în mod necorespunzător, și nu știe de o imunitate bună la excelent sisteme de cablare UTP performanta pentru transmisia de date de zgomot și.
Caracteristicile fizice ale cablu UTP, în comparație cu STP
Neecranat cablu torsadat este format din două sau mai multe conductoare de cupru torsadate, în principal, din 24 AWG, plasate separat în manta izolatoare din plastic. Izolarea este în general realizat din material termoplastic, cum ar fi policlorura de vinil (PVC - PVC) pentru cabluri și grad inferior de polietilenă pentru cablurile claselor superioare. Formarea conductoarelor de obicei izolate cu pas diferit de abur pentru a îmbunătăți echilibrul și de a îmbunătăți imunitatea la zgomot între perechi (NEXT).
Ecranat cablu torsadat format din perechi răsucite (așa cum este descris mai sus), care sunt înconjurate de un scut, care este placată cu ochiuri, folie, sau o combinație a ambelor. Cele mai frecvente doua tipuri de echipamente de screening - este un screening-ul individual al fiecărei perechi și ecranarea tuturor mănunchi de cablu. Practica de ecranare individuală de perechi torsadate a avut drept scop reducerea emisiilor și de a crește imunitatea la interferențe de zgomot, precum și pentru a îmbunătăți caracteristicile de performanță ale NEXT. ecranare cablu reduce nivelul total de radiații și crește imunitatea la interferențe de zgomot, dar nu îmbunătățește performanța URMĂTOAREA între perechi. Dezavantajul cablurilor, ecranate numai prin învelișul foliei este că acestea sunt expuse la joasă frecvență raport EMI-zgomot, de exemplu, generate motoare electrice puternice. In plus, screening-ul se degradează în general caracteristicile de atenuare a semnalului de cablu. Această valoare a crescut este o consecinta a capacitatii de amortizare suplimentară între scut și perechile răsucite.
În ATT Bell Laboratories, un studiu comparativ al performanțelor unui cablu ecranat pereche de fire răsucite și cablu neecranat perechii de fire răsucite cu ajutorul a două proceduri de testare. Sensibilitatea la zgomot prin cablu a fost studiat în protecția doar prin ecranare (măsurarea curentului secundar indus). Rezultatele acestui test este un indicator al penetrării zgomotului prin intermediul ecranului. O altă serie de studii a fost efectuat pentru a compara nivelurile relative ale tensiunii de zgomot indus pe cabluri UTP categoria 3 UTP categoria 5 și Type 1 STP, ca urmare a expunerii la zgomot (măsurarea diferenței de tensiune).
Măsurarea curentului secundar indus
Mulți designeri de sisteme și echipamente, precum și utilizatorii finali sunt încrezători că calitatea sistemelor lor de cablu pe baza STP este o consecință a prezenței fizice a „ecran“. Cu toate acestea, orice ecran, în cazul în care se face și terminate prost, va acționa ca o antenă, care emite sau zgomot de absorbție. sistem de cablare ecranate în mod eficient trebuie să fie terminate corect la ambele capete, și trebuie să mențină integritatea ecranului în fiecare compus prin sistemul de cablu. La măsurarea unui al doilea curent indus în comparație cu efectul net al zgomotului, care a avut loc ca urmare a încălcării sistemului de împământare, impactul zgomotului asupra cablului bine fundamentate.
Rezultatele acestui test pentru imunitatea la zgomot a ecranului sa schimbat de la o margine (10% pentru robinet lungime sol de 1 inch) la slab (50% pentru legare la pământ retragere lungime 8 inch) și efectul rezultat asupra semnalului mod modificat în mod corespunzător. Această observație este foarte important, deoarece, în practică, de foarte multe ori ecranul este împământat de la o priză de împământare.
Rezultatele măsurătorilor sunt induse curent secundar demonstrează în mod clar că orice degradare a ecranului poate afecta imunitatea la zgomot într-o asemenea măsură încât o distorsiune a semnalului începe să apară. Este evident că prezența fizică a ecranului în sine nu este suficient pentru a asigura imunitatea la zgomot. Mai mult decât atât, calitatea terminațiilor ecran în întreg sistemul de telecomunicații și calitatea sistemului de montare la sol determina nivelul de imunitate la zgomot. De fapt, o linie de transport echilibrat reziliate în mod abuziv de screening sistem poate fi mai sensibile la zgomot decât în cazul în care nu au fost verificate deloc.
Măsurarea diferenței de tensiune
Un factor important în alegerea produselor de cablu pentru dezvoltatorii de sisteme și echipamente, precum și pentru utilizatorii finali este nivelul general de performanță al cablului. Măsurarea diferenței de tensiune bazată pe măsurarea nivelurilor de interferență, cauzate de zgomot, au fost efectuate pentru UTP categoria 3 cabluri UTP categoria 5 și Type 1 STP.
Pe baza rezultatelor măsurătorilor ingineri Bell Labs au ajuns la concluzia că „în conformitate cu anumite reguli, în condiții reale de lucru, neecranat cablu torsadat poate atinge aceeași performanță ridicată de rezistență la zgomot, care sunt inerente într-un cablu ecranat torsadat. Rezultat Tensiunea de zgomot diferențială măsurată cabluri UTP categoria 5 și STP au fost suficient de scăzut pentru a asigura un transfer de date exacte, având în vedere condițiile dure ale experimentului ".
Concluzii privind rezultatele măsurătorilor
Rezultatele măsurătorilor ale diferenței de tensiune, iar al doilea curent indus a condus la concluzia că atât UTP și STP sunt capabile să asigure gradul de imunitate la interferențele electromagnetice de la bun la excelent. Prin definiție, profesioniști Bell Labs gradul de imunitate „depinde de echilibrul sistemului UTP și calitatea de ecranare sistem de STP. Cabluri UTP pentru aplicații de înaltă frecvență cu un echilibru bine controlat poate oferi performanțe EMC, comparabile cu aceleași caracteristici ale sistemelor de cablu pe baza STP cu un ecran bun. Și sistemul STP doar prost ecranata sau un sistem cu un ecran defect poate fi mai vulnerabil la interferențe decât un sistem bine echilibrat bazat pe UTP. "
Măsurarea performanțelor efectuate ATT spulberate unele erori asociate cu performanța de cabluri ecranate și pe baza UTP. Rezultatele măsurărilor secundare induse de curent a dus la concluzia că „în sine, ecranat cablu nu oferă imunitate la zgomot. Este necesar să se ia în considerare ecranarea externă a întregii linii, așa cum aparent compuși inofensivi pot oferi și au un impact semnificativ asupra eficienței screening-ul. În plus, menținerea ecran de înaltă calitate, la fiecare punct devine costisitoare, iar proiectantul sistemului trebuie să găsească un compromis între cerințele sistemului, ținând cont de performanța necesară Specificații EMC, precum și costul componentelor și de întreținere. " În concluzie, se poate afirma că atunci când se utilizează configurațiile convenționale neecranate ale cablurilor pe deplin capabile să asigure același nivel de imunitate la zgomot, cum ar fi cablul ecranat.
Sursa: Daily (.sec ru)