Que faire s'il y a un nombre impair de torsions dans un câble à paire torsadée?

Je ne suis ni électricien ni étudiant dans le domaine. Je suis ingénieur réseau avec un bug de curiosité et cela m'a récemment amené à explorer le câblage et la paire torsadée en particulier. Je dis cela pour plaider pour que les réponses soient «abruties» afin que je puisse les comprendre ^ _ ^.

Je viens de comprendre enfin la raison pour laquelle 100BASE-TX et 10BASE-T utilise deux fils (une paire) pour TX et deux autres fils (une autre paire) pour RX. Je comprends qu'à travers chaque paire, un fil transmet le signal d'origine et l'autre fil transmet l'inverse exact.

Je viens aussi de comprendre enfin pourquoi les fils sont torsadés dans la paire. En effet, pour permettre aux sources ambiantes d'interférences électromagnétiques (EMI) d'affecter les deux paires de fils de manière égale, plutôt que l'une de manière disproportionnée par rapport à l'autre.

Ce qui m'a amené à comprendre que c'était cette image, publiée sur ResearchGate.net sur ce message du Dr Ismat Aldmour :

Je posterai également son explication ici, pour éviter le risque de pourriture des liens:

J'ai dû expliquer cela à mes étudiants en réseautage une fois en dessinant quelque chose de similaire à la figure ci-jointe. Sur la figure 1, dans le cas d'une paire parallèle, l'interférence fait que le fil rouge (le plus proche de la source d'interférence) a plus de tension de capture (induite) par unité de longueur (1 mV par exemple) tandis qu'il est moins induit (0,5 mV) dans le fil bleu. La différence totale à destination est de 3mV. Dans le cas des paires torsadées (figure 2), la différence totale est de 0 V à destination parce que les parties (torsades) des fils rouge et bleu sont alternativement soumises au même niveau d'interférence et donc la différence totale à destination est de 0 V. J'ai dessiné ce chiffre pour cette question en espérant l'utiliser également dans les cours. Cela est particulièrement utile lors de l'enseignement du réseautage à des étudiants en génie non électrique qui ne reconnaissent pas les termes d'impédance, termes de bruit en mode différentiel, ... etc. Soit dit en passant, les interférences dans les paires torsadées proviennent principalement de la signalisation sur d'autres paires fonctionnant ensemble dans le même câble qui peut en avoir plusieurs. Merci. @AlDmour.

Avec l'image et explination, je comprends comment les six, même se tord de cause pour les deux fils de la paire être également affectés par EMI ambiant, et l'interférence delta net pour finir à 0. Ma question est: que se passe-t-il s'il y a un nombre impair de torsions dans le fil?

Par exemple, si une demi-torsion supplémentaire est ajoutée à l'image de la figure 2 ci-dessus, le delta d'interférence sur le fil rouge serait de + 1 mV, et le delta d'interférence sur le fil bleu serait de + 0,5 mV.

Comment l'extrémité réceptrice compense-t-elle cela et / ou détecte-t-elle l'EMI et détermine quel mV sur chaque paire elle peut ignorer?

Un nombre pair de torsions est préférable, mais je ne suis pas au courant de situations de câbles pratiques où cela vaut la peine: il existe d'autres sources d'interférences qui sont probablement plus importantes que la petite différence que cela ferait.

Une autre façon de voir les choses: la quantité d'interférences magnétiques est proportionnelle à la zone entre les deux fils. Avec un nombre pair parfait de torsions, la zone est effectivement nulle. Avec un nombre impair de torsions, il s'agit essentiellement d'une zone de torsion. C'est encore une énorme amélioration par rapport à aucune torsion du tout :)

Le nombre pair ou impair de rebondissements est arbitraire à toutes fins utiles.

Ce qui est plus important, c'est le nombre de torsions par pouce (TPI). Plus ce nombre est élevé, plus la suppression du bruit sera importante.

Pourquoi? bien mettre simplement toutes les sources de bruit (champs magnétiques, etc.) varient généralement sur la longueur du câble. Si vous pouvez tordre un câble plusieurs fois, cela signifie que chaque câble subira de plus près le même bruit à un moment donné.

Pour le visualiser, dans le diagramme que vous avez publié, dans un champ plus varié, imaginez que le fil du haut subit du bruit à chaque torsion: 1mv 1mv 0.5mv 2mv 3mv 1mvou d'autres nombres choisis arbitrairement. Ensuite, celui du bas voit: 2mv 1mv 3mv 0.1mv 1mv 2mvou autre chose. Maintenant, ils ne correspondent plus, donc la chose paire / impaire cesse d'avoir de l'importance. Maintenant, si vous deviez doubler le nombre de torsions, mais pas changer les niveaux de bruit, vous verriez que chaque fil subit désormais le même bruit.

Donc, vous voudriez vraiment deux torsions à tout moment que les sources de bruit changent. En réalité, ils changent continuellement et chaque environnement dans lequel vous utilisez le câble est différent. À ce moment-là, il cesse essentiellement d'avoir de l'importance s'il y a des torsions impaires ou même car les deux ne peuvent jamais être garantis de ressentir exactement le même bruit, juste près du même.

Pair ou impair n'est pas significatif pour les longueurs de câble en question. Ce qui est plus important, c'est le nombre de torsions par unité de longueur (et c'est aussi la raison pour laquelle les spécifications limitent la quantité que vous êtes autorisé à desserrer lors du montage). Au lieu de cela, le nombre de torsions est égal de sorte qu'aucun changement de polarité du signal ne se produit le long du câble.

Faites le Gedankenexpeirment suivant (ou faites-le avec un vrai câble): Si le câble ne passe pas droit, mais se replie généralement sur lui-même de sorte que les deux prises qu'il connecte soient relativement proches l'une de l'autre - que pensez-vous qu'il se produira si vous tournez l'un des prises / appareils de 180 degrés (ou les deux de 90 degrés dans des directions opposées)? Rien, bien sûr. Et pourtant, cette rotation a effectivement changé le nombre de tours par un!

L'installation la plus courante du câblage Cat-5 pour les communications réseau est conforme aux normes 10Base-T.

Cela signifie que 2 paires, généralement bleues et vertes, porteront des données. Le bleu a 72 tours par mètre et le vert a 65 tours par mètre.

Sur de courtes distances, rien de tout cela n'a d'importance. Vous pourriez avoir des rubans enroulés autour de lampes fluorescentes connectant vos cartes réseau, si vous restez sous 10 mètres. (Source: test personnel juste pour voir si je pouvais le faire. Il était plus lent que 10Mbit parce que TCP devait corriger les erreurs, mais les bits ont traversé et finalement transféré les fichiers. De plus, il n'était pas étroitement enroulé autour du tube fluorescent, probablement enroulé environ 4 fois par mètre.)

Le pire scénario pour le câblage Cat-5 en code de l'Ethernet 10Base-T est d'avoir 3 segments de 100 mètres en utilisant des amplificateurs entre chaque segment. (Le code indique que la plus longue longueur de Cat-5 pour 10Base-T est de 100 m, et pas plus de 2 amplificateurs entre les segments de 100 m avant d'avoir besoin d'un répéteur.) Bonne chance pour trouver un amplificateur au lieu d'un répéteur, cependant: chaque commutateur et la plupart les hubs stupides produits aujourd'hui se répéteront.

Dans le pire des cas, vous pouvez enchaîner un immeuble de bureaux sans aucune perte de données, y compris le bruit des ordinateurs, des lampes fluorescentes, du système CVC, des plaques d'aluminium aléatoires, des poutres de fer aléatoires, du système électrique, des objets mis à la terre comme des tuyaux en cuivre pour l'arroseur. système et plomberie, etc. Naturellement, si vous êtes dans quelque chose de plus bruyant qu'un immeuble de bureaux, comme un plancher de fabrication qui utilise un équipement haute tension, vous aurez besoin d'une paire torsadée blindée.

C'est 300 mètres sans perte de données, avec au moins 65tpm x 300m = 19500 twistssur votre paire verte. Il n'y a pas beaucoup de différence entre les torsions de 19500 et de 19499 dans ce pire scénario, où la torsion par mètre commence vraiment à avoir de l'importance.

Donc, dans le pire des cas, il vaut mieux planifier soigneusement votre itinéraire de câblage pour éviter les hautes tensions, les lignes électriques, les émetteurs électromagnétiques (lumières) et les conducteurs mis à la terre bruyants que de vous demander si vous avez un nombre pair ou impair de torsions.

Et, un peu de trivia: vous avez toujours un nombre impair de rebondissements. Chaque prise RJ-45 est assemblée en alternant entre la pointe et l'anneau, et la pointe est toujours la broche la plus à gauche, que vous utilisiez la norme A ou B, donc les câbles pass-through et croisés ont toujours un nombre impair de rebondissements. Le fait de retourner le câble ne modifie pas non plus le nombre de torsions de chaque paire. Même si vous avez un ruban plat, il y a une torsion de 180 par paire.

$L$$d$$Ld$$2N+1$$2N$$\frac{1}{2N+1}$

$N$

Il existe de nombreuses autres astuces sophistiquées pour la "récupération d'horloge" qui peuvent aider à nettoyer le signal. Tordre les fils n'est qu'une étape (très importante - car bon marché et efficace).

10Base-T et 100-Base-TX sont des protocoles numériques qui fonctionnent respectivement à + -2,5V et + -1V / 0V. De plus, il existe une tolérance de l'ordre de + -5-10% pour les niveaux de signal.

En supposant que ce câble est posé dans un environnement normal, le bruit accumulé en une seule torsion est minuscule car: 1) les torsions sont petites et 2) les fils sont rapprochés.

Dans l'ensemble, la polarisation de tension d'une seule torsion impaire et asymétrique est insignifiante.

D'autres ont bien répondu à la question. Sauf: "Comment l'extrémité réceptrice compense-t-elle cela et / ou détecte-t-elle l'EMI et détermine quel mV sur chaque paire elle peut ignorer?"

Le récepteur examine la différence de tension entre les deux fils d'une paire. Il ignore, à une très bonne approximation, le signal commun aux deux fils. Tant que la différence due au signal d'origine est supérieure à la différence du bruit induit, elle récupère les données d'origine. Cette magie est connue sous le nom de rejet en mode commun, et c'est la raison pour laquelle le vieux service téléphonique ordinaire et les très longs câbles de microphone fonctionnent, malgré un bourdonnement induit de 60 Hz des milliers de fois plus grand que le signal.