Recent, o atenție deosebită este acordată compatibilității electromagnetice în diferite aplicații de informații ale cablurilor bazate pe o pereche de fire răsucite STP # 41; În comparație cu cablurile bazate pe o pereche de fire răsucite # 40; UTP # 41;
Vedere erratică a performanței
Pe măsură ce crește viteza transferului de informații în sistemele de telecomunicații, atenția crește în fața problemelor de zgomot și a impactului său distructiv asupra rețelelor de telecomunicații. Compatibilitatea electromagnetică (EMC) este un indicator al capacității unui sistem de cablu de a minimiza nivelurile de energie radiată (emisie) și de a fi rezistent la interferențele de zgomot din surse externe (imunitate). Este important să ne amintim că performanța EMC este determinată de calitatea generală a sistemului de cablu și a echipamentelor de rețea. Un sistem de cablu cu performanțe excelente nu poate îmbunătăți performanța echipamentului de telecomunicații proiectat prost EMC. Dimpotrivă, un cablu cu performanțe slabe poate provoca o deteriorare a performanței echipamentelor bine proiectate ale EMC.
Caracteristicile de transmisie ale unei perechi răsucite
Înțelegerea modalităților eficiente de reducere a nivelului radiațiilor și de creștere a imunității depinde de înțelegerea principiilor pe care se transmite un semnal echilibrat pe o pereche de conductori răsuciți. 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 radiații, sistemele reale de cablu sunt susceptibile la interferențe cu zgomotul. 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.
În cablurile ecranate torsadate, pentru a îmbunătăți imunitatea la zgomot, se utilizează o tehnică ușor de distructivă și costisitoare. Câmpul de interferență a zgomotului induce curentul în ecranul metalic al cablului. Ca urmare a fluxului de curent indus la sol, liniile de semnal de sub scut vor avea același curent de amplitudine și de fază-fază. Pe măsură ce calitatea ecranului se apropie de ideal, cei doi curenți devin egali în amplitudine și antifază, compensând efectul de interferență a zgomotului.
Există o relație complexă interdependentă între fenomenele de interferență a zgomotului și emisia 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, dacă firele de semnal sunt "deschise" pentru curenți de zgomot dezechilibrați, nu numai zgomotul de pe partea receptorului este înregistrat, dar un curent dezechilibrat creează efectul descris anterior al antenei de buclă. Prin urmare, un sistem de transmisie cu pereche răsucită echilibrat sau un sistem de transmisie STP impropriu legat nu va emite numai radiații, ci va fi, de asemenea, supus interferențelor de zgomot din surse externe. În calitate de dezvoltatori de sisteme și echipamente și de utilizatorii finali în momentul luării deciziilor privind sistemele prin cablu, aceștia ar trebui să investigheze cu atenție posibilitatea acestor fenomene:
Ingineri și dezvoltatori de sisteme și echipamente
Dezvoltatorii de sisteme și echipamente care proiectează dispozitive pentru transmiterea și primirea de semnale de telecomunicații iau în considerare adesea problemele de radiație și imunitatea de zgomot ca probleme care necesită o soluție de compromis. Pentru a îndeplini cerințele privind emisiile (cum ar fi FCC Partea 15 și IEC CISPR22), amplitudinea semnalului transmis este adesea redusă. Din păcate, nivelele scăzute de semnal cresc susceptibilitatea sistemului la zgomot. Din punct de vedere al dezvoltatorului, un sistem bun de cablare este un sistem care permite transmiterea unui semnal cu niveluri suficiente pentru a depăși zgomotul rezidual, respectând cerințele de emisie stabilite 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 cablului UTP comparativ cu STP
Cablul nestingherit twisted pair este format din doi sau mai mulți conductori din cupru cu un singur fir, în principal 24 AWG, plasați separat în carcase izolatoare din plastic. Izolația este, de obicei, fabricată din material termoplastic, cum ar fi clorura de polivinil (PVC-PVC) pentru cablurile de clasă inferioară și polietilenă pentru cablurile de înaltă calitate. Conductorii izolați formează, de obicei, o suită cu un alt pas de rotație pentru a îmbunătăți echilibrul perechilor și pentru 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 două tipuri cele mai frecvente de tehnologie de screening sunt ecranarea individuală a fiecărei perechi și ecranarea întregului pachet de cabluri. Practica ecranării individuale a perechilor răsucite are drept scop reducerea radiațiilor și creșterea imunității la interferența cu zgomotul, precum și îmbunătățirea performanței NEXT. Ecranarea totală a cablului reduce nivelul de radiație și mărește imunitatea la interferențe de zgomot, dar nu îmbunătățește performanța NEXT între perechi. Un dezavantaj al cablurilor ecranate numai de o folie este faptul că acestea sunt supuse unui zgomot EMI cu frecvență joasă, de exemplu, generate de motoare electrice puternice. În plus, ecranarea în general degradează performanța cablului prin atenuarea semnalului. Această atenuare crescută este o consecință a capacității suplimentare dintre ecran și perechile răsucite.
ATT Bell Laboratories a efectuat un studiu comparativ al performanței unui cablu pereche torsadată ecranat și un cablu pereche torsadată neecranat folosind două proceduri de testare. Sensibilitatea cablului la zgomot a fost investigată pentru protecție doar prin ecranare (măsurarea curentului indus secundar). Rezultatele acestui test sunt un indicator al penetrării zgomotului prin ecran. O altă serie de studii a fost efectuată pentru a compara nivelurile relative ale tensiunii de bruiaj induse pe cablurile STTP de categoria 3, UTP de categoria 5 și de tipul 1, ca urmare a interferențelor de 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, dacă este produs și terminat prost, se va comporta ca o antenă, un zgomot radiant sau absorbant. Un sistem de cablare eficient ecranat trebuie să fie terminat corespunzător la ambele capete și trebuie să mențină integritatea ecranului în fiecare conexiune în întregul sistem de cablare. La măsurarea curentului indus secundar, efectul de zgomot rezultat din perturbația sistemului de împământare este comparat cu efectul zgomotului pe un cablu bine împământat.
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 importantă, deoarece în practică foarte des ecranul este bazat pe un robinet de împământare.
Rezultatele măsurătorilor curentului indus secundar demonstrează clar că orice degradare a ecranului poate degrada imunitatea la zgomot într-o astfel de măsură încât încep să apară distorsiuni de semnal. Evident, prezența fizică a unui ecran nu este suficientă pentru a asigura imunitatea la zgomot. În plus, calitatea terminării ecranului în întregul sistem de telecomunicații și calitatea instalării sistemului de împământare determină nivelul imunității la zgomot. De fapt, o linie de transmisie echilibrată cu un sistem de ecranare incorect terminată poate fi mai susceptibilă la interferența cu zgomotul decât dacă nu ar fi ecranată deloc.
Măsurarea diferenței de stres
Un factor important în alegerea produselor de cablu atât pentru proiectanții de sistem și pentru echipamente, cât și pentru utilizatorii finali este nivelul general al performanței cablului. Măsurarea diferenței de tensiune bazată pe măsurarea nivelelor de interferență cauzate de zgomot a fost efectuată pentru cablurile STTP de categoria 3, UTP de categoria 5 și de tipul 1 UTP.
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 în cablurile UTP de categoria 5 și STP au fost suficient de mici pentru a asigura o transmisie precisă a datelor, având în vedere condițiile experimentale stricte. "
Concluzii din 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 De asemenea, un sistem STP slab ecranat sau un sistem de ecran defect poate fi mai vulnerabil la interferențe decât un sistem bazat pe UTP bine echilibrat. "
Măsurătorile de performanță efectuate de ATT au eliminat unele concepții greșite legate de performanța cablurilor pe baza cablurilor torsadate ecranate și neecranate. 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 calitatea înaltă a ecranului la fiecare punct devine scumpă, iar designerul sistemului trebuie să găsească un compromis între cerințele sistemului, luând în considerare lucrul necesar caracteristicile CEM, precum și costul componentelor și întreținerea sistemului. " În concluzie, se poate afirma că folosind configurații convenționale de cablu, un cablu neecranat este pe deplin capabil să asigure același nivel de imunitate la zgomot ca un cablu ecranat.
"Dispozitive de radiofrecvență", Comisia Federală pentru Comunicații, Volumul II, Partea 15.
"Limite și metode de măsurare a caracteristicilor de interferență radio ale echipamentelor tehnologiei informației" IEC C.I.S.P.R. Publicația 22, 1985.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: