دانش صنعت
چگونه هندسه جفت پیچ خورده تداخل را در کابل های ارتباطی کنترل می کند
مکانیسم اصلی حذف نویز در جفت پیچ خورده سیم ارتباطی این خود پیچش به صورت مجزا نیست - بلکه ثبات هندسه پیچش در کل طول کابل است. طول قرار دادن پیچ هر جفت (فاصله لازم برای یک چرخش کامل 360 درجه) فرکانسی را تعیین می کند که در آن جفت به طور موثر تداخل حالت مشترک را لغو می کند. هنگامی که یک جفت در معرض یک میدان الکترومغناطیسی خارجی قرار می گیرد، ولتاژ القایی در یک نیم پیچ برابر و مخالف ولتاژ القایی در نیم پیچ مجاور است و این دو خنثی می شوند. این لغو تنها در صورتی موثر است که طول خواب یکنواخت باشد. تغییرات در طول لایه، نقاطی را ایجاد می کند که در آن لغو کامل نیست، و اجازه می دهد نویز باقیمانده به عنوان تداخل سیگنال دیفرانسیل ظاهر شود.
در چند جفت کابل های ارتباطی جفتهای مختلف طولهای لایه متفاوتی را برای کاهش تداخل جفت به جفت اختصاص میدهند - جفت شدن انرژی سیگنال از یک جفت به یک جفت مجاور. اگر دو جفت طول لایه یکسان داشته باشند، جفت القایی و خازنی متقابل آنها حداکثر و منسجم می شود و تداخل قوی در کل طول کابل ایجاد می کند. با تخصیص طولهای بستر متمایز (به عنوان مثال، 12 میلیمتر، 16 میلیمتر، 20 میلیمتر و 26 میلیمتر در یک کابل چهار جفت)، جفت شدن بین هر دو جفت تا حدی لغو میشود، زیرا فاز نسبی بین آنها به طور مداوم در طول کابل میچرخد. به همین دلیل است که صرفاً چرخاندن مجدد یک جفت آسیب دیده در طول تعمیر میدانی - بدون تکرار طول و قوام لایه اولیه - عملکرد تداخل بخش تعمیر شده را نسبت به کابل تولید شده در کارخانه کاهش می دهد.
تعادل یک جفت پیچ خورده - میزان متقارن بودن دو رسانا - یک پارامتر جداگانه اما مرتبط است. عدم تعادل باعث می شود بخشی از سیگنال دیفرانسیل به حالت مشترک و بالعکس تبدیل شود، پدیده ای به نام تبدیل حالت. در برنامه های داده با سرعت بالا، تبدیل حالت باعث از دست دادن بازگشت و کاهش تلفات درج می شود که با یکسان سازی در گیرنده قابل اصلاح نیست. دستیابی به تعادل جفت بالا مستلزم کنترل دقیق قوام قطر هادی، گریز از مرکز جداره عایق (درجه ای که عایق در مرکز رسانا قرار دارد) و خواص دی الکتریک عایق در مرحله تولید کارخانه است. یک دیوار عایق که ضخامت آن بیش از 0.02 ± میلی متر در اطراف محیط هادی تغییر می کند، عدم تعادل جفت قابل اندازه گیری را در فرکانس های بالای 100 مگاهرتز ایجاد می کند.
تفاوت های رتبه بندی دسته در کابل های داده و آنچه که هر آستانه پهنای باند در واقع به آن نیاز دارد
دستهبندی کابلهای اترنت (Cat5e، گربه6، Cat6A، Cat7، گربه8) با عملکرد انتقال آنها تا یک پهنای باند مشخص تعریف میشوند، و هر مرحله بالاتر در دسته شامل تغییرات ساختاری خاصی است - نه صرفاً تحملهای سختتر در یک طرح. درک تغییرات در هر سطح به تیم های تدارکات کمک می کند تا ارزیابی کنند که آیا یک دسته بالاتر واقعاً برای یک برنامه خاص مورد نیاز است یا اینکه آیا به طور محافظه کارانه بدون توجیه مهندسی مشخص شده است.
| دسته بندی | پهنای باند | حداکثر نرخ داده | تفاوت کلیدی ساخت و ساز | استاندارد |
| Cat5e | 100 مگاهرتز | 1 گیگابیت بر ثانیه | محدودیت های سخت تر NEXT در مقابل Cat5. بدون نیاز به جداکننده اسپلاین | TIA-568-C.2 / IEC 61156-5 |
| Cat6 | 250 مگاهرتز | 1 گیگابیت بر ثانیه / 10 Gbps (≤55 m) | اسپلاین متقاطع پرکننده جفت ها را جدا می کند. OD بزرگتر (~6.2 میلی متر) | TIA-568-C.2 / IEC 61156-5 |
| Cat6A | 500 مگاهرتز | 10 گیگابیت در ثانیه (100 متر) | باید محدودیت های تداخل بیگانه (AXT) را رعایت کنید. OD UTP محافظ یا بزرگتر (~8 میلی متر) | TIA-568-C.2 / IEC 61156-5 |
| Cat7 | 600 مگاهرتز | 10 گیگابیت در ثانیه (100 متر) | محافظت از جفت انفرادی (FTP/SSTP) اجباری است. به اتصال GG45 یا TERA نیاز دارد | ISO/IEC 11801 کلاس F |
| Cat8 | 2000 مگاهرتز | 25/40 گیگابیت در ثانیه (30 متر) | ساخت S/FTP اجباری؛ طراحی شده برای استفاده از مرکز داده در بالای رک | TIA-568-C.2-1 / ISO/IEC 11801-3 |
یکی از جزئیات ساخت و ساز که به طور قابل توجهی بر نصب میدانی تأثیر می گذارد، اسپلاین متقابل پرکننده است که در Cat6 معرفی شده است. این جداکننده پلاستیکی X شکل در امتداد هسته کابل اجرا می شود و هر یک از چهار جفت پیچ خورده را در ربع خود جدا می کند و جفت خازنی جفت به جفت را کاهش می دهد. اسپلاین برای دستیابی به محدودیتهای 250 مگاهرتز NEXT Cat6 ضروری است، اما قطر و سفتی کابل را افزایش میدهد، انعطافپذیری خمش را در مقایسه با Cat5e کاهش میدهد و به ابزارهای پایانی سازگاری نیاز دارد که بتوانند جفتها را به درستی در اطراف اسپلاین در یک پلاگین RJ45 یا جک کیستون قرار دهند. نصبکنندگانی که این تفاوت سفتی را دستکم میگیرند، اغلب آسیبهای نصب را ایجاد میکنند - هادیهای پیچ خورده، جفتهای بیش از حد خمیده در نقاط پایانی - که بازرسی بصری را پشت سر میگذارند اما پارامترهای تلفات درج و تلفات برگشتی را زیر آستانه Cat6 کاهش میدهند.
Cat6A یک پارامتر عملکرد اضافی را معرفی می کند که در دسته های پایین تر وجود ندارد: تداخل بیگانه (AXT)، که جفت سیگنال را بین کابل های مجاور در یک بسته، به جای بین جفت ها در یک کابل اندازه می گیرد. رعایت محدودیتهای AXT به ساختار محافظ (S/FTP یا F/UTP) یا قطر کابل بدون محافظ بهطور قابلتوجهی بزرگتر نیاز دارد که جدایی فیزیکی بین کابلها را افزایش میدهد. به همین دلیل است که کابل های بدون محافظ Cat6A دارای قطر بیرونی 7.5-8.5 میلی متر در مقایسه با 5.5-6.2 میلی متر برای Cat6 هستند - قطر بزرگتر وسیله مکانیکی برای دستیابی به انطباق AXT بدون محافظ است.
تضعیف سیگنال در کابل های ارتباطی: علل ریشه ای و نحوه کنترل آن توسط سازندگان
تلفات درج (تضعیف) در کابل ارتباطی یک پدیده واحد نیست بلکه مجموع سه مکانیسم تلفات فیزیکی متمایز است که هر یک به تغییرات در اندازه هادی، مواد عایق و فرکانس کاری واکنش متفاوتی نشان میدهند. درک تک تک مشارکتکنندگان به طراحان کابل اجازه میدهد تا بهبودهای هدفمند را به جای افزایش سطح مقطع هادی انجام دهند - که باعث افزایش هزینه، وزن و قطر کابل میشود در حالی که فقط تا حدی مشکل را برطرف میکند.
از دست دادن هادی (اهمی).
افت مقاومت DC در فرکانس های پایین غالب است و با افزایش سطح مقطع هادی کاهش می یابد. در فرکانس های بالاتر، اثر پوستی جریان جریان را در یک لایه سطحی نازک فزاینده هادی متمرکز می کند و به طور موثر سطح مقطع رسانا را کاهش می دهد و مقاومت را بالاتر از مقدار DC آن افزایش می دهد. در 100 مگاهرتز، عمق پوست در مس تقریباً 6.6 میکرومتر است - به این معنی که برای یک هادی معمولی با قطر 0.5 میلیمتر، بیش از 95 درصد جریان در یک ناحیه حلقوی نازک در نزدیکی سطح رسانا جریان دارد. به همین دلیل است که کیفیت سطح هادی برای کابلهای ارتباطی با فرکانس بالا اهمیت دارد: زبری سطح در مقیاس عمق پوست (اکسیداسیون، نشانههای قالب، آلودگیهای سطحی) مقاومت بیشتری ایجاد میکند که در اندازهگیری مقاومت DC وجود ندارد. سازندگان سیم های ارتباطی فرکانس بالا کیفیت سطح هادی را مشخص می کنند و از توالی های قالب کشش دانه ریز استفاده می کنند که زبری سطح سیم نهایی را به حداقل می رساند.
اتلاف دی الکتریک
اتلاف دی الکتریک از انرژی تلف شده در مواد عایق ناشی می شود زیرا میدان الکتریکی متناوب به صورت چرخه ای قطبی شده و مولکول های پلیمر را شل می کند. مشخصه آن تانژانت از دست دادن (tan δ) ماده عایق است و به صورت خطی با فرکانس افزایش مییابد - برخلاف افت رسانا که با ریشه دوم فرکانس افزایش مییابد. در فرکانس های پایین، تلفات دی الکتریک برای اکثر عایق های کابل ناچیز است، اما در فرکانس های بالاتر از چند صد مگاهرتز، مکانیسم تلفات غالب می شود. پلی اتیلن جامد (PE) دارای مماس تلفات بسیار کم (~0.0002) است که آن را به عایق ترجیحی برای کابل های ارتباطی فرکانس بالا تبدیل می کند. پلی اتیلن فوم دار، جایی که حباب های هوا جایگزین بخشی از پلیمر جامد می شوند، ثابت دی الکتریک موثر را از 2.3 به 1.5 ~ کاهش می دهد و مماس تلفات را به نسبت درصد فوم کاهش می دهد - به همین دلیل است که کابل های کواکسیال RF با کارایی بالا و کابل های Cat6A درجه یک از عایق پلی اتیلن فوم شده استفاده می کنند. PVC، با مماس تلفات 0.05-0.10، برای کابل های سیگنال فرکانس بالا دقیقاً به همین دلیل نامناسب است.
اتلاف تشعشع
از دست دادن تشعشع زمانی رخ می دهد که کابل به عنوان یک آنتن ناخواسته عمل می کند و بخشی از انرژی سیگنال را به فضای اطراف تابش می کند. در کابلهای جفت پیچ خورده متعادل، افت تشعشع توسط تعادل جفت کنترل میشود - یک جفت متعادل، میدانهای مساوی و مخالف تولید میکند که در میدان دور خنثی میشوند و در نتیجه تابش نزدیک به صفر است. همانطور که در زمینه هندسه جفت بحث شد، خروج از مرکز عایق و تغییر قطر رسانا عوامل تولید اولیه هستند که تعادل جفت را تخریب میکنند و در نتیجه تلفات تابش را در فرکانسهای بالا افزایش میدهند. در کابل های کواکسیال، افت تابش توسط درصد پوشش محافظ و تداوم پیوند شیلد به کانکتور در پایانه ها کنترل می شود.
گزینه های محافظ در کابل های ارتباطی و نحوه کار قراردادهای نامگذاری
نامگذاری کابل های ارتباطی محافظ شده توسط ISO/IEC 11801 با استفاده از یک کد دو قسمتی استاندارد شده است: ابتدا نوع محافظ کابل کلی، به دنبال آن یک اسلش، و سپس نوع محافظ جفت جداگانه و سپس "TP" برای جفت پیچ خورده ذکر شده است. با این حال، قراردادهای نامگذاری قدیمی و اصطلاحات خاص سازنده هنوز به طور گسترده در گردش هستند و در طول تعیین مشخصات و تهیه سردرگمی ایجاد می کنند. تفکیک زیر متداول ترین سازه ها را پوشش می دهد:
- U/UTP (جفت پیچ خورده بدون محافظ/بدون محافظ): بدون سپر کلی، بدون سپر جفت جداگانه. ساختار استاندارد Cat5e و Cat6 بدون محافظ. برای حذف نویز کاملاً به تعادل جفت و هندسه پیچش متکی است. برای اکثر محیط های اداری و صنعتی سبک با EMI متوسط مناسب است. همچنین به عنوان UTP شناخته می شود.
- F/UTP (فویل کل/جفت بدون محافظ): یک محافظ کلی فویل پلی استر آلومینیومی همه جفت ها را احاطه کرده است و یک سیم تخلیه برای خاتمه دارد. جفت های انفرادی بدون محافظ هستند. این ساختار رد EMI در حالت مشترک موثر (محافظت کابل در برابر تداخل خارجی) را ارائه میکند، اما به تداخل بیگانه جفت به جفت در کابل رسیدگی نمیکند. قبلاً FTP یا UTP غربال شده (ScTP) نامیده می شد. رایج در طراحی های Cat6A F/UTP که نیازهای AXT را از طریق قطر کابل به جای محافظ جفت برآورده می کنند.
- S/FTP (مجموعه قیطان / جفت فویل فردی): یک سپر کلی بافته شده (مس یا مس قلع شده) به علاوه سپرهای فویل جداگانه روی هر جفت. جامع ترین ساختار محافظ موجود در کابل های جفت پیچ خورده. جفت فویل های مجزا، تداخل بیگانه جفت به جفت را به طور کامل حذف می کند، در حالی که نوار کلی اتصال زمین با امپدانس کم و محافظت مکانیکی برای فویل های جداگانه ایجاد می کند. توسط مشخصات Cat7 و Cat8 مورد نیاز است. خاتمه به طور قابل توجهی پیچیده تر از UTP است - هر جفت فویل باید به طور جداگانه خاتمه داده شود، و قیطان باید به درستی در هر دو انتها چسبانده شود.
- SF/FTP (Fraid Foil به طور کلی / فویل به صورت جفت): یک لایه فویل بین هر جفت فویل و نوار بیرونی اضافه می کند و لایه دوم محافظ کلی را ایجاد می کند. در محیطهای با EMI بسیار بالا یا برای برنامههای امنیتی تخصصی که در آن اثربخشی سپر باید در محدوده فرکانس بسیار وسیعی حفظ شود، استفاده میشود.
یک ملاحظه نصب عملی که اغلب نادیده گرفته میشود: کابلهای ارتباطی محافظ تنها زمانی عملکرد محافظ درجهبندی خود را ارائه میدهند که محافظ به طور مداوم در هر دو انتها (برای رد EMI) یا در یک انتها (برای جلوگیری از تداخل حلقه زمین در برنامههای صوتی و سیگنال فرکانس پایین) به زمین متصل باشد. در بسیاری از سناریوهای EMI یک کابل شیلددار با سیم تخلیه متصل نشده یا کانکتور محافظ نامناسب بدتر از کابل بدون محافظ مشابه عمل می کند، زیرا سپر شناور مانند آنتن انگلی عمل می کند که انرژی تداخل را در نزدیکی هادی های سیگنال متمرکز می کند. خاتمه صحیح محافظ - اتصال کم امپدانس به پوسته اتصال با تماس کامل 360 درجه، نه یک سیم پیگتیل - به اندازه خود ساختار محافظ مهم است.
ساخت و ساز کابل های ارتباطی در فضای باز و دفن مستقیم و حالت های خرابی آنها
کابل های ارتباطی نصب شده در خارج از منزل یا مدفون مستقیم در خاک با مکانیزم های تخریب مواجه هستند که به طور کامل در تاسیسات داخلی وجود ندارند و کابل هایی که برای استفاده در داخل ساختمان طراحی شده اند در صورت استقرار در این محیط ها به سرعت از کار می افتند. تهدیدات اولیه عبارتند از نفوذ رطوبت، اشعه ماوراء بنفش، حمله جوندگان، و انبساط حرارتی تفاضلی بین لایههای کابل – که هر کدام به اقدامات متقابل ساخت و ساز خاصی نیاز دارند.
مدیریت رطوبت در کابلهای ارتباطی دفن مستقیم از طریق یکی از دو راهبرد مورد بررسی قرار میگیرد: پر کردن ترکیب سیلابی یا سیستمهای نواری مسدودکننده آب خشک. کابل های مرکب سیلابی تمام نقاط میانی هسته کابل را با یک ژل مبتنی بر نفت که آبگریز است پر می کند و از مهاجرت آب مویرگی در طول کابل جلوگیری می کند. ژل بسیار موثر است اما مشکلات قابل توجهی را در حین خاتمه ایجاد می کند - ترکیب باید از هر انتهای رسانا با استفاده از حلال ها حذف شود و باقیمانده ژل روی سطوح عایق اگر به طور کامل تمیز نشود عملکرد اتصال را کاهش می دهد. سیستمهای نواری مسدودکننده آب از نوارهای پلیمری سوپرجاذب استفاده میکنند که در تماس با رطوبت متورم میشوند تا داخل کابل را ببندند. اینها برای خاتمه تمیزتر هستند اما به چسب باقی مانده در تماس با سطح داخلی ژاکت متکی هستند. انتقال نوار در حین نصب می تواند شکاف هایی را در پوشش مسدود کننده آب ایجاد کند.
تخریب UV کابل های ارتباطی در فضای باز در درجه اول یک پدیده ژاکت است. روکش های کابل داخلی استاندارد از گریدهای PVC یا PE استفاده می کنند که در برابر اشعه ماوراء بنفش تثبیت نشده اند و در عرض 6 تا 18 ماه پس از قرار گرفتن در فضای باز شروع به گچ زدن و ترک خوردن می کنند. کابلهای ارتباطی درجهبندی شده در فضای باز از ترکیبات ژاکتی با جاذبهای UV اضافه شده و تثبیتکنندههای نور آمین مانع (HALS) استفاده میکنند که انرژی فوتون UV را قبل از اینکه بتواند پیوندهای زنجیرهای پلیمری را بشکند، قطع میکند. ژاکت های پلی اتیلن رنگدانه مشکی از طریق محتوای کربن سیاه (معمولاً 2 تا 3 درصد وزنی)، که UV را در کل طیف مربوطه جذب می کند، پایداری UV را به دست می آورند و مقرون به صرفه ترین روش تثبیت UV برای کابل هایی است که در معرض نیازهای رنگ طیف مرئی قرار نمی گیرند.
حمله جوندگان یکی از دلایل مهم خرابی کابل های ارتباطی در محیط های کشاورزی، جنگلی و نیمه گرمسیری است. جوندگان ژاکت کابل و زره برای مواد لانه و حفظ طول ثنایا می جوند. آسیب معمولاً در نقاط حمله خاص به جای توزیع یکنواخت متمرکز میشود و با اندازهگیری مقاومت کابل تا زمانی که کابل به طور فیزیکی حفر شود نامرئی میشود. گزینه های محافظت در برابر جوندگان عبارتند از:
- زره نواری فولادی در زیر ژاکت بیرونی، که مقاومت مکانیکی در برابر جویدن ایجاد می کند، اما وزن را افزایش می دهد و باید در خاک های اسیدی در برابر خوردگی محافظت شود.
- زره نواری فولادی راه راه (CST)، که حفاظت مکانیکی فولاد را با انعطاف پذیری بیشتر نسبت به زره نواری مسطح ترکیب می کند و نصب آن را در اطراف خم ها آسان تر می کند.
- ژاکت های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) با ضخامت دیواره کافی (معمولاً 2.5 میلی متر) که به دلیل سختی و استحکام کششی بالاتر، بهتر از ترکیبات PVC استاندارد یا پلی اتیلن نرم در برابر جویدن مقاومت می کنند.
- ژاکتهای ترکیبی دافع حاوی کپسایسین یا سایر مواد شیمیایی بازدارنده طعم - اینها در بازارهای خاص استفاده میشوند و بسته به گونههای جوندگان موجود اثربخشی متغیری را نشان میدهند.
انبساط حرارتی تفاضلی بین لایههای کابل یک مکانیسم خرابی طولانیمدت در کابلهای فضای باز است که در معرض چرخه دمای گسترده قرار دارند. هادی های مسی، عایق پلی اتیلن، زره فولادی و ژاکت PVC همگی دارای ضرایب انبساط حرارتی متفاوتی هستند. در کابلهایی که نوسانات دمای روزانه 40 درجه سانتیگراد یا بیشتر را تجربه میکنند - که معمولاً در قرار گرفتن در معرض مستقیم نور خورشید رایج است - تجمع تجمعی لایهها نسبت به یکدیگر در طول سالهای کار میتواند باعث شکافتن طولی کت یا ایجاد ترکهای خستگی در زره شود. این حالت شکست در نقاط ثابت مانند ورود به مجراها یا در مکان های گیره کابل، که در آن انبساط حرارتی به صورت مکانیکی محدود می شود، رایج است. کابل های ارتباطی در فضای باز برای محیط های چرخه دمای بالا باید از مواد ژاکتی با کشیدگی بالا در هنگام شکست (معمولاً بیش از 250٪) استفاده کنند تا انبساط دیفرانسیل بدون ترک خوردگی را تطبیق دهند.
امپدانس مشخصه در کابل های ارتباطی: چه چیزی آن را تعیین می کند و چرا عدم تطابق باعث ایجاد مشکل می شود
امپدانس مشخصه یک ویژگی اساسی هر خط انتقال - از جمله کابل های ارتباطی - است که نسبت ولتاژ به جریان را برای موج منتشر شده در طول خط توصیف می کند. برای کابل های داده جفت پیچ خورده، امپدانس مشخصه هدف 100 Ω (± 15 Ω در هر TIA-568 برای کابل کشی ساختاریافته) است. برای کابل های کواکسیال مورد استفاده در برنامه های RF و ویدئو، 50 Ω و 75 Ω استانداردهای غالب هستند. امپدانس مشخصه توسط هندسه و مواد سطح مقطع کابل تعیین می شود و تقریباً به صورت زیر محاسبه می شود:
Z₀ = (1/π) × √(μ/ε) × ln(D/d) که در آن D قطر بیرونی عایق، d قطر رسانا و ε ثابت دی الکتریک ماده عایق است. از نظر عملی، سه پارامتر تولید بر امپدانس به دست آمده حاکم است: قطر رسانا، ضخامت دیواره عایق (که D/d را تعیین می کند)، و ثابت دی الکتریک عایق. تغییرات در هر یک از اینها در طول کابل تغییرات امپدانس ایجاد می کند - که به نوبه خود باعث بازتاب سیگنال در هر ناپیوستگی امپدانس می شود.
پیامدهای ناپیوستگی امپدانس به فرکانس سیگنال و بزرگی عدم تطابق بستگی دارد. در انتهای دریافت یک پیوند داده، یک انعکاس سیگنال از یک ناپیوستگی امپدانس کابل به عنوان یک کپی تاخیری از سیگنال ارسالی به گیرنده می رسد. اگر تأخیر کسر قابل توجهی از دوره نماد باشد (یعنی انعکاس هنگام دریافت نماد بعدی می رسد)، تداخل بین نمادی (ISI) ایجاد می کند که اکولایزر گیرنده باید آن را جبران کند. فرستنده های اترنت گیگابیتی و 10 گیگابیتی مدرن شامل یکسان سازی تطبیقی هستند که می تواند ISI متوسط را جبران کند، اما فضای سر برابری مصرف شده توسط ISI القا شده توسط کابل، حاشیه نویز سیستم را کاهش می دهد و حداکثر طول پیوند قابل دستیابی را کاهش می دهد.
از نقطه نظر کنترل تولید، دستیابی به امپدانس مشخصه ثابت نیازمند موارد زیر است:
- تحمل قطر هادی تنگ - تغییر 1% در قطر هادی تقریباً 0.5% تغییر در ln(D/d) ایجاد میکند که مستقیماً به تغییر امپدانس ترجمه میشود. برای یک هدف 100 Ω، یک تغییر قطر 1٪ به تنهایی 0.5 ± Ω از تغییرات امپدانس کمک می کند.
- ضخامت دیواره عایق ثابت با گریز از مرکز پایین - یک دیوار عایق غیرمرکز که در یک طرف 10٪ ضخیم تر از طرف دیگر است، یک تغییر امپدانس موضعی ایجاد می کند، زیرا جفت از طریق پیچش خود می چرخد، و تغییرات امپدانس دوره ای در فرکانس لایه چرخشی ایجاد می کند که در طیف تلفات برگشتی به عنوان یک افت بازگشت گسسته ظاهر می شود.
- ثابت دی الکتریک ترکیب عایق پایدار - رطوبت جذب شده توسط مواد عایق رطوبت سنجی، ثابت دی الکتریک آنها را افزایش می دهد و امپدانس را کاهش می دهد. عایق پلی اتیلن فوم شده، در حالی که برای ثابت دی الکتریک پایین و مماس تلفات سودمند است، به کنترل دقیق درصد فوم نیاز دارد زیرا یک تغییر 5 درصدی در کسر فضای خالی فوم، ثابت دی الکتریک موثر را تقریباً 0.05 تغییر می دهد و امپدانس مشخصه را حدود 1.5 Ω برای یک هندسه کواکسیال معمولی تغییر می دهد.
- نظارت مداوم امپدانس با استفاده از بازتاب سنجی دامنه زمانی (TDR) در خط تولید - TDR سیگنال منعکس شده از یک پله ولتاژ سریع تزریق شده به انتهای کابل را اندازه گیری می کند و امپدانس را به عنوان تابعی از فاصله نمایش می دهد، که امکان تشخیص درون خطی ناهنجاری های امپدانس را در طول ساخت به جای روی قرقره های تمام شده فراهم می کند.
چگونه استانداردهای کابل کشی ساختاری بر انتخاب سیم ارتباطی در تاسیسات ساختمانی حاکم است
زیرساختهای ارتباطی ساختمان توسط استانداردهای کابلکشی ساختاریافته کنترل میشوند که نه تنها پارامترهای عملکرد کابل، بلکه کل معماری سیستم را تعریف میکنند - محدودیتهای طول کانال، تخصیص نقطه اتصال، و بودجههای عملکردی که برای پیوند کامل نصبشده شامل کابلها، کانکتورها و پچکوردها اعمال میشود. درک این محدودیتهای سطح سیستم برای تعیین صحیح سیم ارتباطی ضروری است، زیرا کابلی که مشخصات عملکرد خود را برآورده میکند، اگر معماری سیستم در نظر گرفته نشود، همچنان میتواند باعث از کار افتادن کانال نصبشده شود.
استانداردهای غالب عبارتند از TIA-568 (بازار آمریکای شمالی) و ISO/IEC 11801 (بازار بین المللی). هر دو یک مدل پیوند دائمی را تعریف میکنند - کابلی که از پچ پانل اتاق مخابرات به خروجی محل کار، به استثنای پچکوردها، کشیده میشود - و یک مدل کانال که شامل پیوند دائمی بهعلاوه حداکثر 10 متر پچکورد در هر انتها است. حداکثر طول پیوند دائمی برای کابل کشی افقی در هر دو استاندارد 90 متر است و 10 متر باقیمانده از کانال 100 متری به پچ کورد اختصاص داده می شود. این محدودیت 90 متری دلخواه نیست: برای اطمینان از اینکه وقتی پارامترهای عملکرد کابل و کانکتور در بدترین حالت ترکیب می شوند، از بودجه تلفات درج کانال (که شامل تلفات اتصال می شود) برای برنامه انتقال مشخص تجاوز نمی شود محاسبه می شود.
یک خطای رایج در مشخصات میدانی این است که محدودیت کانال 100 متری را به عنوان محدودیت طول کابل در نظر میگیریم و کابل افقی 100 متری را اجرا میکنیم که فضایی برای پچکوردها باقی نمیگذارد. دومین خطای متداول، مخلوط کردن دستههای کابل و کانکتور است - استفاده از کابل Cat6 با پچ پنلهای دارای رتبه Cat5e یا جکهای کیستون. عملکرد کانال توسط ضعیف ترین پیوند در مسیر تعیین می شود. یک کابل Cat6 که با کانکتورهای درجه بندی Cat5e خاتمه می یابد، یک کانال Cat5e ایجاد می کند، زیرا کانکتور NEXT و عملکرد تلفات برگشتی، پارامترهای کانال کلی را زیر آستانه Cat6 کاهش می دهد. اجزای مطابق با دسته در کل کانال - کابل، پچ پنل، کیستون، و پچ کورد - یک نیاز اساسی است، نه یک توصیه.
برای تاسیسات ارتباطی صنعتی که توسط IEC 11801-3 (محل های صنعتی) به جای استاندارد ساختمان تجاری اداره می شوند، طبقه بندی های محیطی اضافی (EA، EB، EC، ED) تنش های مکانیکی، آب و هوایی و الکترومغناطیسی را که سیستم کابل کشی باید تحمل کند، تعریف می کند. به عنوان مثال، کلاس ED، دفن مستقیم و تاسیسات در معرض فضای باز را پوشش می دهد و به ساختارهای کابل اضافی (ترکیب سیل، ژاکت تثبیت شده با اشعه ماوراء بنفش، زره پوش) فراتر از پارامترهای عملکرد الکتریکی پایه نیاز دارد. مشخص کردن سیم برای یک تاسیسات صنعتی صرفاً بر اساس دسته الکتریکی آن (Cat6، Cat6A) بدون پرداختن به کلاس محیطی، سیستمی را تولید میکند که در ابتدا نیازمندیهای توان عملیاتی داده را برآورده میکند، اما به دلیل تخریب محیطی زودتر از موعد از کار میافتد.
