info@eserver24.ruВремя работы: Пн-Пт с 9:00 до 18:00 без обеда
г. Москва:+7(495) 127-71-35
г. Санкт-Петербург: +7(812) 507-61-49
г. Краснодар:+7(861) 217-60-09
  • Главная
  • Статьи
  • Почему витая пара скрученая? Физика витой пары простыми словами

Почему витая пара скрученая? Физика витой пары простыми словами

В статье — немного истории о витом кабеле, а еще об особенностях его конструкции. Рассказываем, почему кабель называется витой парой, а не по-другому, и как свитые проводники помогают сделать сигнал качественнее.

Краткая история витой пары

Изобретение этого кабеля стало решением защиты телефонного сигнала от помех. Первые телефоны работали от телеграфных или однопроводных линий, которые прокладывали открытым способом. В 1880 году во многих городах запустили электрические трамваи, они создавали немало помех этим линиям. По этой причине телефонные компании стали переделывать линии таким образом, чтобы они образовывали сбалансированную схему и при этом сигнал слабел меньше.

Это помогло ненадолго: линии электропередачи распространились еще больше, а телеграфные провода шли параллельно им. Это снова привело к росту помех. По этой причине ученые разработали способ транспозиции проводов: через определенное количество опор положение проводов менялось. Такой метод — ранняя реализация скручивания проводников с определенным шагом. Тогда у проводов было около 4 перекрещиваний на 1 км.

Интересно: подобные открытые линии с определенным шагом скрутки на километр даже сейчас можно встретить в некоторых селах.

Немногим позже изобрели витую пару — кабель, который содержит проводники с определенным шагом скрутки. Ее создал Александр Белл в 1881 году. А уже 9 лет спустя вся сеть телефонных линий Америки работала с этим кабелем или на открытых проводах с транспозицией.

Как устроен кабель витая пара? Особенности конструкции

Кабель состоит из нескольких проводников (минимум двух), каждый из которых оснащен изоляцией. Проводники скручены в пары и имеют общую внешнюю оболочку для защиты от повреждений.

Из-за своей конструкции кабель и получил название «витая пара». В отличие от сигналов кабелей электропитания или других типов проводов, он функционирует на более высокой частоте и скорости. Из-за этого образуется магнитное поле. Оно вызывает появление сигнала и на соседнем проводнике. То есть создает перекрестные помехи.

Например, раньше на стационарных телефонах можно было случайно подслушать чужой разговор во время своего звонка. Причина этому — перекрестные помехи. Они еще губительнее для интернета.

Представим, что компьютер куда-нибудь передает сигнал. Вокруг проводников, по которым этот сигнал проходит, образуется магнитное поле, вызывающее посторонние сигналы в соседних парах. Это значит, что помехи появятся даже в той паре, которая принимает сигнал. Ethernet стандарт же подразумевает последовательность: сначала передача сигнала, а потом — прием. По этой причине если компьютер уже начал передавать данные, он прервет процесс, если «почувствует» сигнал на паре для приема сигнала. А значит передача данных будет невозможна.

На самом же деле сигнал, индуцированный в рассчитанной на прием паре проводников, слабее, чем оригинальный. Так что проблема не настолько существенная. Однако электроника, которая принимает сигнал, должна быть очень чувствительной: чем длиннее провод, тем высокочастотный сигнал слабее. К примеру, гигабитный стандарт предусматривает максимальную потерю на уровне 24 дБ: около 6% первоначальной мощности теряется.

Вот почему наведенный сигнал должен быть немного слабее оригинального. Это залог успешной передачи сигнала по витой паре. Как мы уже писали, на затухание влияет показатель длины передачи по витой паре: чем дальше сигнал уходит от порта ПК, который его передает, тем он слабее. Однако из-за этого же явления снижаются и наводки: то есть помехи появляются на передающей сигнал стороне. Это явление называется перекрестными помехами на ближнем конце.

Примечание: витой кабель может содержать защитный экран. Он может быть представлен фольгой, в которую завернуты пары по отдельности или все вместе, медной оплеткой или их комбинациями. Экранирование создает дополнительную защиту от помех.

Как работает кабель и зачем витая пара скручена?

Помех можно избежать за счет предварительной кодировки сигналов: каждому «положительному» импульсу, который появляется на проводнике, соответствует такой же, но «отрицательный». Только последний находится уже на соседнем проводнике.

Благодаря тому, что электромагнитные поля оказываются противоположными по значению, но равными по своей силе, они компенсируют друг друга. Только есть нюанс: если проводники будут размещены параллельно, то находиться они будут на разной дистанции от передающих сигнал проводников. Это означает, что каждый проводник получит свое магнитное поле, которое будет отличаться от полей других проводников своими размерами. В итоге помех избежать не удастся, а совсем наоборот.

По этой причине важны не только проводники «плюс» и «минус», образующие пару, а и их скрутка. Именно благодаря скручиванию расстояние между проводниками разных пар меняется: то они находятся ближе к проводу «+», то рядом с проводом «-». Это еще больше снижает перекрестные помехи. И как раз для того, чтобы расстояние было разным, пары скручивают с различным шагом.

Кстати: по этой причине у каждой пары разная длина: чем меньше шаг скрутки, тем пара длиннее. При этом длина пар может отличаться как минимум на 5%. А предел основывается на паре, у которой самый большой шаг, т. е. на самой короткой.

Как видим, вся конструкция витого кабеля направлена на то, чтобы увеличить скорость передачи данных и снизить помехи.

Оставить комментарий

Написать Директору

Уважаемый клиент, Вы можете отправить Ваше пожелание или жалобу напрямую Директору

Ваше обращение гарантированно будет доставлено директору.
Вы можете не указывать e-mail, но тогда оно останется без обратной связи.

Получите расчет стоимости необходимого оборудования за 30 минут

Укажите куда отправить просчет.
Загрузите список нужной продукции:
(Поддерживаемые форматы: xls, xlsx, xlsm, xlst, csv, doc, docx, rtf, text)
Файл не выбран

Узнать цену