如果双绞线电缆中有奇数个扭绞线怎么办?

电器工程 以太网 双绞线
2022-01-12 09:11:52

我不是电工,也不是该领域的学生。我是一名有好奇心的网络工程师,最近专门研究了布线和双绞线。我这样说是为了恳求答案被“简化”,以便我能理解它^_^。

我终于明白了为什么 100BASE-TX 和 10BASE-T 使用两根线(一对)用于 TX,另外两根线(另一对)用于 RX。我知道在每一对中,一根线传输原始信号,另一根线传输完全相反的信号。

我也终于明白了为什么电线在一对内是双绞的。有效地,允许电磁干扰 (EMI) 的环境源平等地影响两对线,而不是不成比例地影响另一对。

让我理解的是这张由 Ismat Aldmour 博士在ResearchGate.net发布图片双绞线和 EMI

我也会在这里发布他的解释,以避免链接失效的风险:

我不得不通过绘制类似于附图的东西向网络中的学生解释这一点。在图 1 中,对于并联线对的情况,干扰导致红线(越靠近干扰源)每​​单位长度(例如 1 mV)产生更多的拾取电压(感应),而在蓝线。目的地的总差异为 3mV。而在双绞线的情况下(图 2),目的地的总差为 0V,因为红色和蓝色线的部分(绞合)交替受到相同水平的干扰,因此目的地的总差为 0V。我为这个问题画了这个图,希望也能在讲课中使用它。这在向不认识阻抗术语的非电气工程学生教授网络时特别有用,差模噪声项,...等。顺便说一句,双绞线中的干扰主要来自同一电缆内一起运行的其他双绞线上的信号,该电缆可以有许多双绞线。谢谢。@AlDmour。

通过图像和说明,我了解了六个偶数扭曲如何导致线对中的两条线同样受到环境 EMI 的影响,并且净增量干扰最终达到 +0。我的问题是,如果电线中有奇数的扭曲会发生什么?

例如,如果在上面的图 2 中再增加一半扭曲,则红线上的干扰增量为 +1mV,而蓝线上的干扰增量为 +0.5mV。

接收端如何对此进行补偿,和/或检测 EMI 并确定每对上可以忽略的 mV?

4个回答

偶数的扭曲更好,但我不知道实际的电缆情况值得麻烦:还有其他干扰源可能比它所产生的微小差异更重要。

另一种看待它的方式:磁干扰的量与两根导线之间的面积成正比。对于完全偶数的扭曲,面积实际上为零。对于奇数的扭曲,它本质上是一个扭曲区域。与完全没有扭曲相比,这仍然是一个巨大的改进:)

对于所有意图和目的而言,偶数或奇数的曲折都是任意的。

更重要的是每英寸捻数(TPI)。这个数字越高,降噪效果就越好。

为什么?简单地说,任何噪声源(磁场等)通常会随着电缆的长度而变化。如果您可以将电缆扭绞更多次,则意味着每条电缆在任何给定点都会更接近地感受到相同的噪声。


为了将其可视化,在您发布的图表中,在一个变化更大的领域中,想象顶部的电线在每次扭曲时都会遇到噪音:1mv 1mv 0.5mv 2mv 3mv 1mv或其他一些任意挑选的数字。然后底部的那个看到:2mv 1mv 3mv 0.1mv 1mv 2mv或其他。现在它们不再匹配,因此偶数/奇数不再重要。现在,如果您将捻数加倍,但不改变噪声水平,您会看到每根电线现在都经历相同的噪声。

因此,在噪声源发生变化的任何时候,您都需要两次扭曲。实际上,这些变化是不断变化的,您使用电缆的每个环境都是不同的。在这一点上,如果有奇数或偶数曲折基本上不再重要,因为永远不能保证两者会经历完全相同的噪音,只是接近相同。

用于网络通信的 Cat-5 布线最常见的安装是 10Base-T 标准。

这意味着 2 对,通常是蓝色和绿色,将携带数据。蓝色每米 72 圈,绿色每米 65 圈。

在短距离内,这些都不重要。如果您停留在 10 米以下,则可以将丝带缠绕在连接网卡的荧光灯上。(来源:个人测试,看看我能不能做到。它比 10Mbit 慢,因为 TCP 必须纠错,但比特通过并最终传输文件。另外,它没有紧紧地缠绕在荧光管上,可能是缠绕的每米约 4 次。)

10Base-T 以太网的代码内 Cat-5 布线的最坏情况是在每个段之间使用放大器有 3 100 米段。(代码说,对于 10Base-T,Cat-5 的最长任意长度为 100m,在需要中继器之前,100m 段之间不超过 2 个放大器。)不过,祝你好运找到放大器而不是中继器:每个开关和大多数今天生产的哑轮毂将重复。

在这种最坏的情况下,您可以在不丢失任何数据的情况下连接办公楼,包括来自计算机、荧光灯、HVAC 系统、随机铝板、随机铁梁、电气系统、接地物体(如用于洒水装置的铜管)的噪音系统和管道等。当然,如果您在比办公楼更嘈杂的地方,例如使用高压设备的制造车间,您将需要屏蔽双绞线。

那是 300 米没有数据丢失,至少65tpm x 300m = 19500 twists在你的绿色对上。在这种最坏的情况下,19500 和 19499 捻度之间没有太大区别,在这种情况下,每米捻度确实开始变得重要。

因此,在最坏的情况下,您最好仔细规划您的布线路线,以避免高压、电源线、嘈杂的 EM 发射器(灯)和接地导体,而不是担心您是否有偶数或奇数的扭曲。

而且,有点琐事:你总是有奇数的曲折。每个 RJ-45 插孔在尖端和环形之间交替组装,并且无论您使用的是 A 标准还是 B 标准,尖端始终是最左侧的针脚,因此直通电缆和交叉电缆始终具有奇数个曲折。将电缆翻转过来也不会改变每对电缆的扭绞数。即使你有一条扁平的丝带,每对也有一个 180 捻。

偶数或奇数对于所讨论的电缆长度并不重要。更重要的是每单位长度的捻数(这也是规范限制安装时允许解捻的数量的原因)。相反,扭曲的数量是均匀的,因此沿电缆不会发生信号极性的切换。

进行以下 Gedanken 实验(或使用真正的电缆):如果电缆不直走,而是大部分弯曲回到自身,因此它连接的两个插孔彼此相对靠近 - 如果您旋转,您期望会发生什么千斤顶/设备之一成 180 度(或两者在相反方向成 90 度)?没什么,当然。然而,这种旋转有效地改变了扭曲的数量!

其它你可能感兴趣的问题