Cos'è un cavo coppia attorcigliato?
Jul 29, 2023
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Come accennato in precedenza nel precedenteBlogpost, ilcavo coppia attorcigliato è assolutamente onnipresente nella nostra produzione e nella vita quotidiana perché vengono utilizzati per la trasmissione del segnale tra vari dispositivi, comeCavi Ethernet, Linee di comunicazione, fili dell'encoder, fili di feedback del motore e altro ancora. Soprattutto con la crescente digitalizzazione di vari dispositivi, sono necessari cavi in coppia attorcigliata in sempre più scenari di applicazione.
Ma ti sei mai chiesto perché dobbiamo usarecoppia attorcigliataCavi per la trasmissione del segnale? In questo articolo, discutiamo di ciò che è un cavo coppia attorcigliato e come funzionano questi cavi in coppia attorcigliati.
1. La fonte di interferenza
Segnali (analogici o digitali) e la forma di base della trasmissione di potenza è corrente elettrica. Questa corrente genera un campo elettromagnetico attorno al cavo, causando interferenze di rumore ai circuiti circostanti.
Questo crosstalk tra i cavi aumenta con la lunghezza della linea di trasmissione. La nascita di cavi con coppia attorcigliata era proprio quello di eliminare questa interferenza.
2. Cos'è il cavo coppia attorcigliato?
La coppia intrecciata è un tipo di cablaggio in cui due fili isolati sono attorcigliati insieme in uno schema specifico (di solito in direzione in senso orario).
La caratteristica più significativa di questo cablaggio è la sua capacità di eliminare l'interferenza elettromagnetica esterna (EMI) durante la trasmissione del segnale. Ciò include interferenze da altri cavi non schermati o crosstalk dai fili vicini. I cavi coppie intrecciati possono essere utilizzati per trasmettere segnali analogici e digitali.
Alexander Graham Bell, nato nel 1847, è l'inventore dei cavi di coppia contorti. Sì, è lo stesso grande scienziato noto per aver inventato il telefono.
3. In che modo il cavo coppia contorto elimina l'interferenza?
In una coppia di fili intrecciati, i due core trasmettono segnali con uguale ampiezza ma fasi opposte (polarità). All'estremità ricevente, questi segnali vengono rilevati usando un amplificatore differenziale, che è ciò che comunemente chiamiamo trasmissione del segnale differenziale.
Le origini del rumore accoppiano il rumore nei fili attraverso campi elettrici o magnetici e tendono ad accoppiarsi equamente ai due fili intrecciati. Di conseguenza, il rumore genera una serie di segnali in modalità comune sulla coppia intrecciata. L'interferenza/rumore generato da un filo annullerà l'interferenza/rumore generato dall'altro filo perché sono essenzialmente uguali in grandezza ma di fronte alla direzione. Quando viene ricevuto il segnale differenziale, cancella il rumore sul ricevitore, risultando in un segnale pulito e privo di interferenze.
4. Perché non usare cavi coassiali?
Alcune persone potrebbero dire che i cavi coassiali sono noti per la loro eccellente resistenza alle interferenze. In effetti, circa un decennio fa (e anche adesso), i cavi coassiali sono stati ampiamente utilizzati per la trasmissione di segnali TV via cavo in ogni famiglia.
Tuttavia, a causa della necessità di prevenire efficacemente interferenze esterne, la struttura dei cavi coassiali è molto complessa, inclusi più strati di isolamento spesso avvolto attorno a un conduttore di rame cilindrico centrale e uno scudo intrecciato esterno. Questa complessità rende difficile ottenere installazione e cablaggio su larga scala con cavi coassiali.
5. Caratteristiche dei cavi con coppia attorcigliata:
5.1 Vantaggi:
Impedire l'interferenza esterna e il rumore di entrare nel cavo.
Impedire al cavo stesso di causare interferenze e rumore all'esterno.
Ridurre al minimo il crosstalk.
Costo inferiore.
Facile da installare e utilizzare.
5.2 Carenze:
L'efficacia dei cavi di coppia attorcigliata contro l'interferenza elettromagnetica dipende in gran parte dal metodo di torsione ed è necessario garantire che il cavo rimanga intatto durante l'installazione e l'uso. Pertanto, i cavi coppie intrecciati di solito hanno requisiti rigorosi per quanto riguarda la forza di trazione massima e il raggio di flessione minimo, tra gli altri.
6. Schermato e non schermato:
I cavi di coppia attorcigliati sono in genere classificati come coppia attorcigliata (STP) schermata e coppia distorta non schermata (UTP).
Per ottenere una migliore protezione delle interferenze elettromagnetiche, i cavi coppie intrecciati spesso usano strati di schermatura.
Lo scopo dello strato di schermatura è quello di fungere da barriera conduttiva per ridurre l'ingresso di onde elettromagnetiche e fornire un percorso di conduzione per le correnti indotte. Attraverso questo percorso di conduzione, le correnti indotte possono fluire attraverso un riferimento di messa a terra e tornare alla sorgente. Questa schermatura può essere applicata a singoli coppie di fili o una serie di fili accoppiati. A volte, ogni coppia di fili è schermata singolarmente con un foglio di metallo e l'intero cavo può avere un ulteriore strato di foglio di metallo e schermatura intrecciata.
7. Diversi tipi di schermatura:
7.1 schermatura individuale:
Ogni coppia intrecciata nel cavo è schermata singolarmente con un foglio di alluminio.
Questo tipo di schermatura non solo protegge il filo dall'interferenza elettromagnetica esterna, ma impedisce anche al filo di causare interferenze elettromagnetiche ai circuiti circostanti, proteggendo le linee adiacenti dagli effetti di crosstalk.
7.2 Proiezione complessiva:
Tutte le coppie di fili nel cavo sono avvolte con un foglio di metallo o schermatura intrecciata.
Questa schermatura aiuta a impedire l'interferenza elettromagnetica di entrare o sfuggire al cavo.
7.3 Proiezione individuale + schermatura complessiva:
Ogni coppia intrecciata è protetta da un foglio di metallo e l'intero strato esterno ha anche un foglio di metallo o schermatura intrecciata.
Questa schermatura aiuta a prevenire l'interferenza elettromagnetica di entrare o sfuggire al cavo e protegge le linee adiacenti dagli effetti di crosstalk.
Poiché la schermatura è realizzata in metallo, può anche fungere da terreno. A volte, i cavi coppie intrecciati schermati includono uno speciale filo di messa a terra del nucleo, noto anche come filo di scarico, che è collegato elettricamente allo strato di schermatura, aiutando a semplificare la connessione tra connettori e terra.
8. Classificazione dei cavi in coppia attorcigliati:
Nella vita industriale, commerciale e quotidiana, quattro coppie di cavi coppie intrecciati con distribuzione simmetrica sono la forma di base più comune di cavi di comunicazione di rete. I cavi CAT 5E e Cat 6/6A schermati utilizzano in genere una struttura F/UTP, mentre i cavi Cat 7/7A schermati utilizzano una struttura S/FTP.
Cavi cat -5 e cat -5 e che sono definiti e riconosciuti da tia/eia -568- a e tia/eia -568- B, rispettivamente, e forniscono larghezza di banda di 100MHz e 125MHz, sono comuni nei cavi tradizionali. Usano il cablaggio a coppia intrecciato non schermato (UTP) e sono adatti solo per applicazioni Ethernet a livello di 100 Mbps, con una distanza di trasmissione massima di 100 m. A causa della loro mancanza di supporto per le applicazioni emergenti e le tecnologie di segnalazione, l'uso di Cat -5} e Cat -5 e cavi e sta diminuendo in modo significativo e si avvicina alla fine del suo ciclo di vita del prodotto.
Cat -6, attualmente definito e riconosciuto da tia/eia -568- b, fornisce una larghezza di banda di 250 mHz, una volta e mezzo superiore a Cat -5 e Cat -5 e. Cat -6 250 MHZ UTP I cavi Utp supportano solo applicazioni a breve distanza da 10 Gbps di 35-55 m, a seconda dell'ambiente di crosstalk.
Conformata da Cat -6 una coppia attorcigliata non schermata da 500 MHz (UTP) e coppia attorcigliata (STP) schermata, che sono diventati i tipi più popolari in quanto superano i test di certificazione da 10 Gbps e 100m. Attualmente, le porte Ethernet da 10 Gbps sono diventate il mainstream nel mercato industriale, quindi Cat -6 A verrà utilizzato in 10 Gigabit Ethernet (10 Gbit/s) in futuro.
Nel frattempo, i leader di mercato europei e i setter standard sostengono Cat -7 600 standard MHz con doppia schermatura (schermatura individuale per ogni coppia intrecciata e schermatura del cavo complessivo) per applicazioni LAN Ethernet da 10 Gbps 100- metri. Cat -7 è il nome informale per lo standard cavo di classe F ISO/IEC 11801. Questo standard definisce quattro coppie di coppie intrecciate schermate singolarmente avvolte in uno scudo generale. Il suo design consente la trasmissione del segnale a 600 MHz, con prestazioni crosstalk superiori a gatto -6 a. Tuttavia, i gruppi di standard nordamericani TIA e EIA -568 non hanno ancora confermato questo standard.
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