Show  Cặp xoắn cáp là một loại dây dẫn trong đó hai dây dẫn của một mạch điện được xoắn lại với nhau nhằm mục đích cải thiện khả năng tương thích điện từ. So với một dây dẫn đơn hoặc không được xoắn cặp cân bằng, một cặp xoắn làm giảm bức xạ điện từ từ cặp và xuyên âm giữa các cặp lân cận và cải thiện khả năng từ chối bên ngoài nhiễu điện từ. Nó được phát minh bởi Alexander Graham Bell.[1] Giải trìnhMột cặp xoắn có thể được sử dụng như một đường cân bằng, là một phần của mạch cân bằng có thể làm giảm đáng kể ảnh hưởng của dòng nhiễu gây ra trên đường dây bằng cách ghép điện trường hoặc từ trường. Ý tưởng là các dòng điện gây ra trong mỗi hai dây gần như bằng nhau. Sự xoắn đảm bảo rằng trung bình hai dây có cùng khoảng cách từ nguồn gây nhiễu và bị ảnh hưởng như nhau. Do đó, tiếng ồn tạo ra một tín hiệu chế độ chung có thể bị hủy bỏ ở máy thu bằng cách chỉ phát hiện tín hiệu khác biệt, tín hiệu sau là tín hiệu mong muốn. Từ chối chế độ chung bắt đầu hỏng trên dây không được quấn khi nguồn nhiễu gần dây tín hiệu; dây càng gần sẽ bị nhiễu mạnh hơn và máy thu sẽ không thể loại bỏ nó. This problem is especially apparent in telecommunication cables where pairs in the same cable lie next to each other for many miles. Xoắn các cặp phản tác dụng này vì trên mỗi nửa vòng xoắn, dây gần nhất với nguồn nhiễu được trao đổi. Miễn là nguồn gây nhiễu vẫn đồng nhất, hoặc gần như vậy, trong khoảng cách của một lần vặn, tiếng ồn gây ra sẽ vẫn ở chế độ phổ biến. Tốc độ xoắn (còn được gọi là sân cỏ của vòng xoắn, thường được định nghĩa trong vòng xoắn mỗi Mét) tạo nên một phần của thông số kỹ thuật cho một loại cáp nhất định. Khi các cặp gần nhau có tốc độ xoắn bằng nhau, các dây dẫn giống nhau của các cặp khác nhau có thể nhiều lần nằm cạnh nhau, làm mất đi một phần lợi ích của việc xoắn. Vì lý do này, người ta thường quy định rằng, ít nhất đối với cáp có số lượng cặp nhỏ, tốc độ xoắn phải khác nhau.[2] Ngược lại với cặp xoắn được bảo vệ hoặc có lớp lá (thường là S / FTP hoặc F / UTP che chắn cáp), Cáp UTP (cặp xoắn không được che chắn) không được bao quanh bởi bất kỳ vật che chắn nào. UTP là loại dây chính cho Điện thoại sử dụng và rất phổ biến cho mạng máy tính. Lịch sửChuyển vị dây trên đầu cực Những chiếc điện thoại đầu tiên sử dụng đường dây điện báo trở lại đất một dây Chu trình. Vào những năm 1880, điện xe điện đã được lắp đặt ở nhiều thành phố, gây ra tiếng ồn vào các mạch này. Ở một số quốc gia, các công ty xe điện phải chịu trách nhiệm về việc gián đoạn các đường dây điện báo hiện có và phải trả tiền để khắc phục.[3] Tuy nhiên, đối với các cài đặt mới, ngay từ đầu cần phải bảo vệ chống lại các tàu điện hiện có. Nhiễu trên đường dây điện thoại thậm chí còn gây gián đoạn hơn so với đường dây điện báo. Các công ty điện thoại được chuyển đổi thành mạch cân bằng, có lợi ích ngẫu nhiên là giảm sự suy giảm, do đó phạm vi ngày càng tăng. Khi phân phối điện trở nên phổ biến hơn, biện pháp này tỏ ra không phù hợp. Hai dây, được xâu ở hai bên của các thanh chéo trên cột điện, đã chia sẻ tuyến đường với điện đường dây điện. Trong vòng một vài năm, việc sử dụng điện ngày càng tăng lại làm gia tăng sự can thiệp, vì vậy các kỹ sư đã nghĩ ra một phương pháp gọi là chuyển vị dây, để loại bỏ sự can thiệp. Trong chuyển vị dây, các dây đổi vị trí một lần sau mỗi vài cực. Bằng cách này, hai dây sẽ nhận được EMI từ đường dây điện. Điều này thể hiện việc thực hiện xoắn sớm, với tốc độ xoắn khoảng bốn vòng xoắn mỗi km, hoặc sáu mỗi dặm. Những đường dây cân bằng hở như vậy với sự chuyển đổi tuần hoàn vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay ở một số vùng nông thôn. Cáp xoắn đôi được phát minh bởi Alexander Graham Bell vào năm 1881.[4] Đến năm 1900, toàn bộ mạng điện thoại của Mỹ là dây xoắn đôi hoặc dây hở có chuyển vị để bảo vệ chống nhiễu. Ngày nay, hầu hết hàng triệu km đường dây xoắn đôi trên thế giới là điện thoại cố định ngoài trời, thuộc sở hữu và bảo trì của các công ty điện thoại, được sử dụng cho dịch vụ thoại. Cặp xoắn không được che chắnMặt cắt của cáp với bốn cặp xoắn không được che chắn Cặp xoắn không được che chắn (UTP) cáp được tìm thấy trong nhiều Ethernet mạng và hệ thống điện thoại. Đối với các ứng dụng điện thoại trong nhà, UTP thường được nhóm thành các bộ gồm 25 cặp theo một tiêu chuẩn Mã màu 25 đôi ban đầu được phát triển bởi Công ty cổ phần AT&T. Một tập hợp con điển hình của các màu này (trắng / xanh lam, xanh lam / trắng, trắng / cam, cam / trắng) hiển thị trong hầu hết các loại cáp UTP. Các loại cáp thường được làm bằng đồng dây đo ở 22 hoặc 24 Máy đo dây Mỹ (AWG),[5] với lớp cách nhiệt màu thường được làm từ chất cách điện như polyetylen hoặc là FEP và tổng gói bao gồm trong một polyetylen Áo khoác. Đối với cáp điện thoại ngoài trời đô thị có hàng trăm hoặc hàng nghìn đôi, cáp được chia thành các bó nhỏ nhưng giống hệt nhau. Mỗi bó bao gồm các cặp xoắn có tốc độ xoắn khác nhau, vì các cặp có cùng tốc độ xoắn trong cáp vẫn có thể trải qua một số mức độ xuyên âm. Các bó lần lượt được xoắn lại với nhau để tạo nên sợi cáp. Cáp xoắn đôi không được che chắn với các tốc độ xoắn khác nhau UTP cũng là loại cáp phổ biến nhất được sử dụng trong mạng máy tính. Hiện đại Ethernet, tiêu chuẩn mạng dữ liệu phổ biến nhất, có thể sử dụng cáp UTP. Cáp xoắn đôi thường được sử dụng trong mạng dữ liệu cho các kết nối có độ dài trung bình và ngắn vì chi phí tương đối thấp hơn so với cáp quang và cáp đồng trục. Như cáp UTP băng thông đã được cải thiện để phù hợp với baseband của Tivi tín hiệu, UTP hiện được sử dụng trong một số video ứng dụng, chủ yếu trong máy quay an ninh.[6] Vì UTP là một đường truyền cân bằng, balun là cần thiết để kết nối với thiết bị không cân bằng, ví dụ như bất kỳ sử dụng Đầu nối BNC và được thiết kế cho cáp đồng trục. Che chắn cápU / FTP, F / UTP và F / FTP được sử dụng trong cáp Cat 6a Cáp xoắn đôi có thể kết hợp che chắn trong một nỗ lực để ngăn chặn nhiễu điện từ. Che chắn cung cấp một rào cản dẫn điện để làm suy giảm sóng điện từ bên ngoài tấm chắn. Tấm chắn cũng cung cấp một đường dẫn mà theo đó dòng điện cảm ứng có thể được lưu thông và quay trở lại nguồn thông qua kết nối tham chiếu mặt đất. Việc che chắn như vậy có thể được áp dụng cho các cặp riêng lẻ hoặc cho một bộ sưu tập các cặp. Vật che chắn có thể là giấy bạc hoặc dây bện. Khi che chắn được áp dụng cho một bộ sưu tập các cặp, nó thường được gọi là sàng lọc, nhưng cách sử dụng giữa các nhà cung cấp và tác giả khi áp dụng những từ như sàng lọc, che chắn, và STP (cặp xoắn được bảo vệ) có thể thay đổi.[7][8] ISO / IEC 11801: 2002 (Phụ lục E) cố gắng tiêu chuẩn hóa quốc tế các ký hiệu khác nhau cho cáp có vỏ bọc bằng cách sử dụng kết hợp ba chữ cái - U cho không được che chắn, S cho vỏ bọc bện (chỉ ở lớp ngoài), và F cho lá chắn - để chỉ rõ loại của màn hình để bảo vệ cáp tổng thể và để bảo vệ các cặp hoặc quads riêng lẻ, sử dụng chữ viết tắt gồm hai phần dưới dạng x / xTP. Được che chắn Cat 5e, Cat 6 / 6A, và Cat 8 / 8.1 cáp thường có cấu trúc F / UTP, trong khi được bảo vệ Cat 7/7A và cáp Cat 8.2 sử dụng cấu trúc S / FTP.[9] Vì tấm chắn dẫn điện nên nó cũng có thể đóng vai trò là đường dẫn xuống đất. Cáp xoắn đôi, được bảo vệ bằng lá thép có thể có một dây nối đất được kết hợp không thể tách rời được gọi là mạng lưới cống thoát nước làm cho tiếp xúc điện với tấm chắn. Mục đích của dây thoát nước là để dễ dàng kết nối với các thiết bị đầu cuối thường được thiết kế để kết nối dây tròn. Các loại kết cấu tấm chắn phổ biến bao gồm: Lá chắn cá nhân (U / FTP)Che chắn riêng lẻ bằng lá nhôm cho từng cặp xoắn hoặc quad. Tên thường gọi: cặp trong lá kim loại, cặp xoắn có bảo vệ, cặp xoắn có màn hình. Loại che chắn này giúp ngăn EMI xâm nhập hoặc thoát ra các cặp riêng lẻ và cũng bảo vệ các cặp lân cận khỏi nhiễu xuyên âm.Lá chắn tổng thể (F / UTP, S / UTP và SF / UTP)Giấy bạc tổng thể, lá chắn bện hoặc bện bằng giấy bạc trên tất cả các cặp trong cáp xoắn đôi 100 ohm. Tên thường gọi: cặp xoắn lá, cặp xoắn có lá chắn, cặp xoắn có sàng lọc. Loại che chắn này giúp ngăn chặn EMI xâm nhập hoặc thoát ra khỏi cáp.Lá chắn riêng lẻ và tổng thể (F / FTP, S / FTP và SF / FTP)Che chắn riêng lẻ bằng cách sử dụng lá giữa các cặp xoắn, và cũng có thể là lá ngoài hoặc tấm chắn bện. Tên thường gọi: cặp xoắn được che chắn đầy đủ, cặp xoắn có lá chắn, cặp xoắn có lá chắn, cặp xoắn có màn chắn, cặp xoắn có màn chắn được che chắn. Loại che chắn này giúp ngăn EMI xâm nhập hoặc ra khỏi cáp và cũng bảo vệ các cặp xung quanh khỏi nhiễu xuyên âm.Một ví dụ ban đầu về cặp xoắn được bảo vệ là IBM STP-A, là cáp S / FTP hai đôi 150 ohm được xác định vào năm 1985 theo các thông số kỹ thuật của Hệ thống cáp IBM và được sử dụng với Token Ring hoặc là Mạng FDDI.[7][10]
Các loạiĐiện thoại tương tựTrước khi truyền thông kỹ thuật số và Ethernet trở nên phổ biến, không có tiêu chuẩn quốc tế nào cho cáp điện thoại. Các tiêu chuẩn đã được thiết lập ở cấp quốc gia. Ví dụ, ở Vương quốc Anh, Tổng Bưu điện cáp CW1293 và CW1308 được chỉ định. CW1308 là một đặc điểm kỹ thuật tương tự như CW1293 trước đó nhưng với một mã màu được cải thiện. CW1293 chủ yếu sử dụng màu đồng nhất trên các lõi nên khó xác định cặp mà nó bị xoắn nếu không loại bỏ một lượng lớn vỏ bọc. Để giải quyết vấn đề này. CW1308 có các vòng hẹp của màu ghép được in trên màu cơ bản. Cả hai loại cáp đều là một tiêu chuẩn tương tự như cáp loại 3.[11][12] Trước khi sử dụng phổ biến polyetylen và các loại nhựa khác để cách điện, cáp xoắn đôi điện thoại được cách điện bằng giấy hoặc bông tẩm sáp với lớp phủ sáp được phủ lên đồng. Vỏ bọc tổng thể của loại cáp này thường là chì. Kiểu cáp này được sử dụng vào cuối thế kỷ 19 ngay sau khi phát minh ra điện thoại.[13] Đầu cáp trong hộp đầu cuối được niêm phong bằng sáp nóng chảy hoặc nhựa epoxy để ngăn chặn sự xâm nhập của hơi ẩm sẽ làm suy giảm nghiêm trọng các đặc tính cách điện của lớp cách điện bằng giấy.[14] Tuy nhiên, những con dấu như vậy khiến việc bảo trì và thay đổi trong tương lai trở nên khó khăn hơn. Những dây cáp này không còn được sản xuất nhưng thỉnh thoảng vẫn được bắt gặp trong các tòa nhà cũ và ở các khu vực bên ngoài khác nhau, thường là các làng quê. Xây dựng cơ sở hạ tầng
Nạp vàoMột cặp xoắn được tải đã cố tình thêm vào điện cảm và trước đây là thông lệ phổ biến trên các đường dây viễn thông. Các cuộn cảm được thêm vào được gọi là tải cuộn dây và giảm sự suy giảm cho băng giọng nói tần số nhưng tăng nó trên tần số cao hơn. Cuộn dây tải làm giảm sự biến dạng trong băng tần trên các đường dây rất dài.[19] Trong ngữ cảnh này, một đường dây không có cuộn dây tải được gọi là đường dây không tải. Ngoại quanCặp xoắn ngoại quan là một biến thể xây dựng trong đó hai dây của mỗi cặp được liên kết với nhau theo chiều dài của cáp. Tiên phong bởi Belden, nó nhằm giúp đảm bảo tính nhất quán của cấu hình trong và sau khi cài đặt. Một lợi ích chính là hiệu suất chống nhiễu của cáp có thể được bảo vệ mặc dù có khả năng xử lý thô.[20] Điều này có thể không cần thiết và nó có thể có tác dụng bất lợi trong các ứng dụng yêu cầu cáp mềm.[21] Cáp ruy băng xoắnCáp ruy băng xoắn được sử dụng cho SCSI kết nối Cáp ruy băng xoắn là một biến thể của tiêu chuẩn dây ruy băng trong đó các cặp dây dẫn liền kề được liên kết và xoắn lại với nhau. Các cặp xoắn sau đó được liên kết nhẹ với nhau theo định dạng dải băng. Định kỳ dọc theo dải băng có các đoạn ngắn không bị xoắn để kích hoạt các đầu nối và PCB tiêu đề được kết thúc bằng cách sử dụng cáp ruy-băng thông thường IDC kỹ thuật.[22] Cáp lõi rắn so với cáp bệnCáp lõi rắn sử dụng một dây rắn cho mỗi dây dẫn và trong một cáp bốn đôi sẽ có tổng cộng tám dây rắn.[16] Dây dẫn mắc kẹt sử dụng nhiều dây quấn quanh nhau trong mỗi dây dẫn và trong một cặp 4 cặp với 7 sợi trên mỗi dây dẫn, sẽ có tổng cộng 56 dây (2 dây mỗi cặp × 4 đôi × 7 sợi).[16] Cáp lõi đặc được thiết kế để chạy được cài đặt vĩnh viễn (liên kết vĩnh viễn). Nó kém linh hoạt hơn cáp bện và dễ bị hỏng hơn nếu bị uốn nhiều lần do làm việc chăm chỉ. Cáp bện được sử dụng cho dây dẫn ruồi ở bảng vá và cho các kết nối từ cổng âm tường đến thiết bị cuối (dây cáp nối hoặc rơi cáp), vì nó chống nứt dây dẫn. Các đầu nối được thiết kế khác với lõi rắn so với kết nối mắc cạn. Sử dụng đầu nối không đúng loại cáp có thể dẫn đến hệ thống cáp không đáng tin cậy. Có sẵn các phích cắm được thiết kế cho lõi rắn và lõi bện, và một số nhà cung cấp thậm chí còn cung cấp phích cắm được thiết kế để sử dụng với cả hai loại. Các khối đục lỗ trên bảng điều khiển vá và giắc cắm cổng tường được thiết kế để sử dụng với cáp lõi đặc. Chúng hoạt động thông qua phương pháp dịch chuyển cách điện, theo đó thiết bị xuyên qua các mặt của cách điện và "cắn" vào dây dẫn đồng để tạo thành kết nối. Ưu điểm
Nhược điểm
Xem thêmNgười giới thiệu
liện kết ngoại |
