Temellere dönüş. Çapraz Konuşma Kaybı ve Bağışıklık

Bob Kenny
Prestolite Wire Cop'ta Kablo Bilgi Teknolojisi Direktörü.

UTP kablolamanın ağ altyapısı üzerinde büyük etkisi oldu. Bu sayede kullanıcılar herhangi bir yerel ağ uygulaması için tek tip kablo sistemini kullanabildiler. Ancak son zamanlarda UTP tabanlı çözümler çok daha çeşitli hale geldi. Üreticiler artık temel Kategori 3'ten henüz alışılmadık Kategori 6'ya kadar çok sayıda UTP kablolama çeşidi sunuyor. Sonuç olarak, son kullanıcıların farklı kablolama türleri arasındaki farkları anlaması giderek daha zor hale geliyor.

Bu konu üzerine pek çok makale yazıldı. Bazılarında, yeni UTP kablolama sınıflarındaki patlama, üreticiler tarafından bir pazarlama hilesinden başka bir şey olarak görülmez, diğerlerinde ise önerilen iyileştirmeler, eski teknolojinin gecikmiş bir modernizasyonu olarak sınıflandırılır. Peki kim haklı?

UTP KABLOLAMA TANIMI

UTP kablolaması son on yılda önemli değişikliklere uğradı. Artan ağ ihtiyaçları, daha yüksek kaliteli UTP kablolamaya yönelik potansiyel talebi yarattı. Ancak UTP kablolamanın yararlarını tartışmaya geçmeden önce, onu tanımlayan terimleri anlamalıyız.

Herhangi bir ağ kablosunun amacı, verileri bir cihazdan diğerine aktarmaktır. Bu cihazlar terminaller, yazıcılar, sunucular vb. olabilir. Optik, koaksiyel, çift eksenli ve çeşitli korumalı ve korumasız çift kombinasyonları dahil olmak üzere çeşitli kablolama ortamlarına bağlanabilirler. Belirli bir uygulama için en iyi kablolama tipinin seçilmesi, uç cihaz mesafesi, hizmet ömrü, gürültü seviyeleri, koruma gereksinimleri, mali kısıtlamalar, gelecekteki genişletme kapasitesi ve iletim hızı gibi birçok faktöre bağlıdır. Birçok son kullanıcı, UTP kablolarını bu sorunların çoğunu çözen standart bir iletim ortamı olarak görmektedir.

UTP, yatay kablolama olarak, yani masaüstü sistemlerini telekomünikasyon dolaplarına (TC) bağlamak için en popüler olanıdır. Adından da anlaşılacağı gibi UTP, ortak bir kılıfla çevrelenmiş birkaç korumasız bükümlü çiftten oluşur. İki ve 25 çiftli kabloların bulunmasına rağmen, dört çiftli kablolama en popüler olanıdır. 10/100BaseTX gibi çoğu LAN ortamı dört çiftten yalnızca ikisini kullansa da, Gigabit Ethernet gibi yeni protokoller dört çiftin tümünü kullanacak.

DOĞRUSAL SÖNÜŞÜM

Kayıplar, "tek biçimli zayıflama" veya basitçe "zayıflama" terimiyle karakterize edilir. UTP durumunda zayıflama, bir sinyalin iletken bir ortamdan geçmesi sırasındaki kayıp miktarını belirler ve desibel (dB) cinsinden ifade edilir. Desibel'i bir ölçü birimi olarak kullanmanın avantajları vardır. Örneğin bir sinyalin 3 dB zayıflatıldığında gücünün %50'sini kaybettiğini hatırlamak kolaydır. Tablo 1, desibellerin kayıp sinyal gücüyle nasıl ilişkili olduğunu göstermektedir.

Kayıp miktarı, iletken boyutu, bileşimi, izolasyon ve/veya kılıf malzemesi, çalışma frekans aralığı, iletim hızı ve kablo uzunluğu dahil olmak üzere kablo tasarımına bağlıdır. İlk faktörün, yani iletken boyutunun etkisi en belirgindir. Tipik olarak iletken ne kadar büyük olursa kayıplar da o kadar düşük olur. Bu nedenle birçok yüksek dereceli UTP kabloda 24 AWG yerine 23 AWG iletken kullanılır.

İletken malzemesi (bileşimi) de önemlidir. Örneğin bakırın kayıpları çelikten daha düşüktür. Bazı malzemeler, özellikle de gümüş, bakırdan bile daha iyi özelliklere sahiptir, ancak birçoğu toplu kullanım için çok pahalıdır. Yalıtım malzemesinin sinyal zayıflaması üzerinde de etkisi olabilir. Yüksek kaliteli UTP kablolar genellikle iletken yalıtımı için florlu etilen propilen veya polietilen gibi düşük kayıplı malzemeler kullanır. Bu malzemeler genellikle PVC gibi diğer bileşiklere göre daha düşük kayıplara sahiptir. Kabuk malzemesi aynı zamanda zayıflama değerini de etkiler. Bu nedenle birçok üretici esnek bir boru tasarımı kullanarak kılıfı yalıtımlı çiftlerden ayırmaktadır. Ayrıca UTP bakır kablolamadaki zayıflamanın frekansla birlikte arttığı bilinmektedir. Örneğin, 100 MHz'de zayıflama 1 MHz'den daha fazladır (kabloların aynı uzunlukta olduğu varsayılırsa). Son olarak sinyal kaybı kablonun uzunluğuna bağlıdır. Diğer her şey eşit olduğunda, kablo ne kadar uzun olursa kayıplar da o kadar büyük olur. Bu nedenle zayıflama birim uzunluk başına desibel cinsinden ifade edilir.

Zayıflama Özeti:

• kablodan geçerken sinyal gücünü kaybeder;
• zayıflama, kayıp miktarını belirler;
• zayıflama miktarı desibel (dB) cinsinden ifade edilir;
• Bir kablodaki zayıflama, iletken boyutu ve bileşimi, çalışma frekansı (frekans aralığı), hız ve mesafe gibi faktörlere bağlıdır.

GEÇİŞ SÖLMESİ

Şekil 2. Karışma zayıflaması.

Çapraz konuşma kaybıyla ilgili anlaşılması en zor şeylerden biri ölçüm birimleriyle, yani desibelle ilgilidir. Doğrusal zayıflama durumunda desibel değeri ne kadar yüksek olursa sinyal kaybı da o kadar yüksek olur. Çapraz karışma zayıflaması durumunda bunun tersi doğrudur; desibel değeri ne kadar yüksek olursa, girişim o kadar az olur. Tablo 2 durumu daha iyi anlamanızı sağlayacaktır.

Açıkçası, komşu çiftlerde gürültünün ortaya çıkması istenmeyen bir durumdur. Diyagramdan görülebileceği gibi, desibel zayıflama değeri ne kadar yüksek olursa, bitişik çiftlerde indüklenen voltaj (yani gürültü) o kadar düşük olur.

Doğrusal zayıflama sinyal kaybını karakterize eder. Bu nedenle desibel değeri ne kadar yüksek olursa sinyal kaybı da o kadar yüksek olur. Bununla birlikte, karışma zayıflaması gürültü kaybını karakterize eder. Bu durumda desibel değeri ne kadar yüksek olursa gürültü kaybı da o kadar fazla olur. Ve elbette, gürültü ne kadar aktif bir şekilde azalırsa o kadar iyidir.

GEÇİŞ SÖLMESİ TÜRLERİ

"Karışma" terimi çoğunlukla "yakın uç" ifadesiyle birlikte kullanılır. Bunun nedeni sinyalin en güçlü olduğu yakın uçta güçlü elektromanyetik radyasyon (EMI) üretmesidir. Vericinin yanında, komşu çiftteki alıcıya zayıflamış bir sinyal gider. Bu kombinasyon, güçlü bir komşu alandan etkilendiğinden, alınan sinyal için en ciddi sonuçlara yol açabilir. Bu olay yakın uçta meydana gelir, bu yüzden öne çıkar.

Toplam geçici zayıflama. Daha önce belirtildiği gibi, bazı sistemler dört çiftin tümünü kullanır. Yakın uç bağlantı zayıflamasını değerlendirirken yalnızca iki çiftin kullanıldığını varsaydık. Bununla birlikte, Gigabit Ethernet standardında olduğu gibi dört çiftin tümü aktifse, önemli ölçüde daha fazla gürültü üretirler.

Şekil 4. Toplam bağlantı zayıflaması.

Uzak uç karışma. Tipik olarak veriler tek yönde, yani gönderen cihazdan alıcı cihaza iletilir. Ancak bazı sistemlerde veriler iki yönde aktarılmaktadır. Bu tür sistemlere tam çift yönlü denir. Bu durumda kablonun hem yakın hem de uzak ucundan aynı anda veri girilir. Bu nedenle tam çift yönlü iletim durumunda gürültü hem yakın hem de uzak uçlarda meydana gelir. Bu nedenle, uzak uçtaki bağlantı zayıflaması birçok yeni spesifikasyona dahil edilmiştir.

Uzak uçtaki gürültüyü ölçmek kolay değildir çünkü gürültünün önemli bir kısmı test cihazına giderken kaybolur veya zayıflar. Bu nedenle standart uygulama, doğrusal zayıflamayı çıkarmak ve yalnızca gürültüyü dikkate almaktır. "Gürültü eksi zayıflama" miktarına uzak uçtaki azaltılmış bağlantı zayıflaması adı verilir.

Şekil 5. Üçüncü taraf karışması.

Çapraz karışma kaybının özeti:

• Yakın uç bağlantı kaybı çok önemlidir çünkü yakın uçta iletilen sinyal en büyük güce sahipken, alınan sinyal en az güce sahiptir. Sonuç olarak, alıcı çift, verici çiftin girişimine özellikle duyarlıdır. Toplam bağlantı kaybı, birkaç aktif çiftin etkisini hesaba katar;
• Uzak uç karışma, sinyallerin yakın ve uzak uçlarda aynı anda üretildiği tam çift yönlü işlemlerin etkilerini karakterize eder. Yan bağlantı kaybı, diğer kablolardan gelen karışmanın etkisini belirler. Bu etki, bir kablodaki birden fazla çift aktif olduğunda en çok belirgindir.

EMPEDANS VE GERİ DÖNÜŞ KAYBI

Şekil 6. Frekansın bir fonksiyonu olarak empedans.

Şekil 7. Empedans.

Böyle bir uyumsuzluk kaçınılmaz olarak enerjinin kırılma noktasına yansımasına neden olacaktır (bkz. Şekil 7b). Empedans uyumsuzluk olasılığına neden olurken, geri dönüş kaybı bunun sonuçlarını karakterize eder. Geri dönüş kaybı (dB olarak ölçülür), yansıma nedeniyle sinyalin ne kadarının kaybolduğunu ölçer.

Empedans ve Geri Dönüş Kaybının Özeti:

• empedans veri yolunu karakterize eder. Empedans değerindeki herhangi bir sapma sinyal yansımasına neden olur;
• yansıma, enerjinin daha ileriye gitmek yerine gerçekte vericiye geri yansıtılması anlamına gelir;
• Bu sonuçta ileri yayılan sinyalin zayıflamasına yol açar.

GECİKME SKAVE

Şekil 8. Gecikme eğrisi.

Dört çiftin tümü aktif olduğunda, sinyaller uyumlu bir şekilde ulaşmalıdır. Nanosaniye cinsinden ölçülen gecikme çarpıklığı, farklı kablo çiftleri arasındaki sinyallerin varış süresindeki farkı karakterize eder. Bu fark çok büyükse, alıcı cihaz sinyali geri yükleyemeyecektir. Bu sonuçta hatalara ve veri kaybına yol açacaktır.

NEDEN KABLOLAMAYI İYİLEŞTİRMELİYİZ?

Kategori 5 kablolamanın ilk geliştirilmiş versiyonları yaklaşık beş yıl önce ortaya çıktı. Yukarıda tartışılan parametrelerin birçoğu, daha sıkı bükümler ve kablo içi dolgular gibi benzersiz kablo tasarımlarının kullanılmasıyla geliştirilmiştir. Bu iyileştirmelerin amacı, kullanıcıları yerel alan ağı teknolojilerinde gelecekte yapılacak değişikliklere hazırlamaktı.

Kategori 5 ilk ortaya çıktığında, sağladığı frekans aralığına gerçekten çok az sistem ihtiyaç duyuyordu. Böylece 10 Mbps Ethernet ve 4 Mbps Token Ring, Kategori 3 kablolama dikkate alınarak tasarlandı ancak 100BaseT ve 155 Mbps ATM gibi yeni sistemlerin ortaya çıkmasıyla Kategori 5'e olan ihtiyaç ortaya çıktı. Son zamanlarda yeni protokoller, özellikle 622 Mbit/s ATM ve 1000BaseT, birçok kişinin bunların uygulanması için Kategori 5'in yeterliliği hakkında düşünmesine neden oldu. Dolayısıyla UTP'yi iyileştirme eğilimi.

Bu ağları bu kadar özel kılan şey, ortaya çıkmalarının böyle bir trende yol açması mı?

Artan veri aktarım hızları. 100BaseT ve 155 Mbit/s hızında ATM gibi sistemler modern ağlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. 10BaseT ve benzerleriyle karşılaştırıldığında karmaşıklıkları nedeniyle bu sistemlerin kablolarının daha az sinyal zayıflaması sağlaması, parazitlere karşı daha dayanıklı olması ve genel olarak daha tutarlı olması gerekir.

Karmaşık kodlama şemaları. Enerjiyi frekans aralığı boyunca en iyi şekilde dağıtmak için 100BaseT sistemleri çok seviyeli kodlama şemaları kullanır. Başta düşük gürültü seviyeleri olmak üzere pek çok avantajı vardır. Maalesef kodlama şeması ne kadar karmaşıksa sistem de o kadar hassas olur. Bu nedenle kablonun izolasyonu iyi olmakla birlikte empedans kopmaları olmamalıdır.

Tam çift yönlü çalışma. 10BaseT gibi sistemlerde aynı anda yalnızca bir çift aktiftir. Veriler bir çiftte iletilir ve diğerinde alınır. Bu çalışma moduna yarım çift yönlü denir. Proses teknolojisi ve elektrik mühendisliğindeki ilerlemeler sayesinde yeni sistemler tam çift yönlü modda çalışabilir, bu da sinyallerin aynı anda iletilebileceği ve alınabileceği anlamına gelir. Bu, UTP kablosunun kapasitesini neredeyse iki katına çıkarmanıza olanak tanır. Bununla birlikte, bunu başarmak için kablonun minimum yansımayla kararlı empedans özelliklerine sahip olması ve yakın uç/uzak uç çiftleri arasındaki karışmadan iyi bir izolasyona sahip olması gerekir.

Birden fazla çift kullanma. Normal ağlarda dört çiftten yalnızca ikisi aktiftir. Bu arada, dört çift Kategori 5 kablonun tümü kullanılarak verim önemli ölçüde artırılabilir. Gelişmiş elektroniklerin yardımıyla, veriler aynı anda birkaç çift üzerinden iletilebilir ve alıcı noktaya geri yüklenebilir. Bunu mümkün kılmak için kablonun, dört çiftin tamamı aktifken, çiftler arasında mümkün olduğunca az parazitle sinyal sağlaması gerekir. Bu, Kategori 5 kabloların toplam zayıflatma parametrelerini karşılayacak şekilde sertifikalandırılmasına ivme kazandırdı.

KISA ÖZET

Gelişmiş kablolama ihtiyacı hakkındaki tüm tartışma iki basit soruya indirgenebilir.

1. Gelişmiş UTP kablolaması mevcut ağıma nasıl fayda sağlayacak?
2. Gelişmiş UTP kablolaması ağ yükseltmeme nasıl fayda sağlayacak?

Birisi size gelişmiş bir kablolama çözümü satmaya çalışıyorsa, ondan bu iki basit soruyu yanıtlamasını isteyin. Eğer bunu yapamıyorsa yaptığı açıklamalar bir pazarlama oyunundan başka bir şey değildir. Sonuçta iyileştirmeler tek başına anlamsızdır. Seçiminiz doğrudan ağınızı yükseltmenin getireceği gerçek faydaya bağlı olmalıdır. Ve buradaki anahtar kelime "senin". Özellikle ağınızda tüm iyileştirmelere gerek yoktur. Vaat edilen faydaların gerçekleşen faydalara dönüşmesi de önemlidir.

Şekil 9. LeCroy'un NEWSLine test cihazından alınan okumalar.

Ancak şu soru hala geçerliliğini koruyor: Ağ için genel çıkarımlar nelerdir? UTP'nin bağlantı sağlama yeteneğine sahip olduğuna şüphe yoktur. Ancak çok daha önemli olan, UTP'nin verileri tutarlı ve hatasız bir şekilde iletme yeteneğidir.

Tablo 3, hataların 100BaseT Ethernet ağının verimi üzerindeki etkisini göstermektedir. Veri iletim hatalarında yüzde bire varan bir artışın, verimde %80'lik bir azalmaya yol açtığı tespit edildi. Bu nedenle, UTP kablolamanın iyileştirilmesi hataları önleyebiliyorsa, daha yüksek kalitede kablolamaya geçmek buna değer. Toplam karışma, karışma ve sinyal gücü gibi parametrelerin iyileştirilmesi, mevcut ve gelecekteki ağlarda hata olasılığını azaltabilir. Ancak bu özelliklerin son kullanıcıya gösterilmesi ve anlatılması gerekmektedir.

Veri aktarım hızı arttıkça güvenilir çalışan UTP kablolamanın önemi de artar. 1000BaseT gibi sistemler potansiyel olarak 100BaseT'den dört kat daha hassastır. Her iki durumda da hataların önlenmesi ağın başarılı bir şekilde işlemesi için zorunludur. Son kullanıcılar, yukarıda bahsedilen LeCroy test cihazı gibi cihazları kullanarak UTP'nin ağ performansını nasıl etkilediğini görebilir. Bazı durumlarda gelişmiş kablolamaya yükseltme, iletim hatalarını önleyerek verimi artırabilir.

ÇÖZÜM

Gelişmiş UTP kablolama, hem mevcut hem de gelecekteki ağların yeteneklerini geliştirme potansiyeline sahip olsa da şu sorular hala geçerliliğini koruyor: "Bu geliştirmelerin sisteminiz için ne kadar ihtiyacı var ve sisteminizi bir sonraki seviyeye taşımaya nasıl yardımcı olabilirler?" Yalnızca bu iki soruyu yanıtlayarak gerçek ihtiyaçları hayali ihtiyaçlardan ayırt edebileceksiniz.

Bükümlü çift, bir veya daha fazla iletken çiftini bir kılıf içinde birleştiren bakır bazlı bir kablodur. Her bir çift, birbiri etrafında bükülmüş iki yalıtımlı bakır telden oluşur. Bu tür kablolar genellikle kalite ve bilgi aktarım yetenekleri açısından büyük farklılıklar gösterir. Kablo özelliklerinin belirli bir sınıfa veya kategoriye uygunluğu genel olarak tanınan standartlar (ISO 11801 ve TIA-568) ile belirlenir. Özelliklerin kendisi doğrudan kablonun yapısına ve içinde kullanılan malzemelere bağlıdır; bunlar, sinyal iletimi sırasında kabloda meydana gelen fiziksel süreçleri belirler.

Çiftin dengesi

Kabloda birden fazla çift varsa, çiftlerin elektromanyetik dengeyi bozabilecek karşılıklı girişimini ortadan kaldırmak için çiftler farklı adımlarla bükülür.

İç direnç

Sinyal yayılma hızı/gecikmesi

zayıflama

Sunulan grafik, hem kablo uzunluğuna hem de kullanılan frekansa bağlı olarak iletim sırasında sinyal gücü kaybını göstermektedir.

SONRAKİ

(Yakın Uç Karışma)
Bir diğer önemli parametre ise NEXT (Yakın Uç Çapraz Konuşma) veya çok çiftli bir kablodaki çiftler arasındaki çapraz karışma zayıflamasıdır; yakın uçta, yani çiftler arasındaki çapraz karışmayı karakterize eden sinyal vericinin yanından ölçülür. NEXT sayısal olarak bir çifte uygulanan sinyalin diğer çiftte alınan indüklenen sinyale oranına eşittir ve desibel cinsinden ifade edilir. SONRAKİ, parite ne kadar iyi dengelenirse o kadar önemlidir. Bu karakteristik, ölçüm cihazlarının göreceli konumuna ve kablodaki olası kusurların konumlarına bağlı olduğundan, ölçümler her iki taraftan da yapılmalıdır. Doğrusal zayıflama gibi NEXT'in de tam bir frekans aralığında ölçülmesi gerekir.

Çok çiftli bir kabloda tüm çift kombinasyonları için ölçümler yapılır. Bununla birlikte, kabloda bulunan tüm çiftler (Güç Toplamı Çapraz Konuşma) arasındaki yakın uçtaki grup girişiminin belirlenmesine dayanan daha derinlemesine testler artık giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Güç Toplamı Çapraz Karışma

Bu özelliğin diğer adı Power Sum NEXT veya PS-NEXT'tir. NEXT gibi, Güç Toplamı CrossTalk da, yakın uçta, yani sinyal verici ucunda ölçülen, çok çiftli bir kablodaki çiftler arasındaki bağlantı kaybını ifade eder. Ancak kabloda bulunan tüm çiftlerden gelen eşzamanlı girişim dikkate alınır. NEXT gibi, PS-NEXT de geçerli frekans aralığının tamamı boyunca hattın her iki ucunda ölçülür.

Kablonun yakın ucundaki çiftlerin karşılıklı girişiminin değerlendirilmesine ek olarak, sinyal alıcısı tarafından çapraz konuşma zayıflaması da ölçülür. Bu teste FEXT (Far End Crosstalk) adı verilir.

FEXT

(Uzak Uç Karışma)
Uzak Uç Çapraz Konuşma veya Uzak Uç Çapraz Konuşma, bir çiftteki sinyalin diğer çift üzerindeki etkisini karakterize eder. NEXT'ten farklı olarak FEXT, bir çiftten kablodaki bir çifte bir test sinyali uygulanarak ve alıcı tarafından diğer çiftte indüklenen sinyalin ölçülmesiyle ölçülür. Karakteristik, sayısal olarak test sinyalinin, oluşturulan elektrik alanı tarafından indüklenen sinyale oranına eşittir. FEXT, tüm karışma özellikleri ailesi gibi, kullanılan tüm frekans aralığı boyunca ölçülür ve desibel cinsinden ifade edilir.

ACR

(Zayıflama Çapraz Konuşma Oranı)
Bir kablonun kalitesini yansıtan en önemli özelliklerden biri, doğrusal zayıflama ile geçiş zayıflaması arasındaki desibel cinsinden ifade edilen farktır. Doğrusal zayıflama ne kadar düşük olursa, hattın sonundaki faydalı sinyalin genliği de o kadar büyük olur. Öte yandan, bağlantı zayıflaması ne kadar büyük olursa, çiftler arasındaki karşılıklı girişim de o kadar az olur. Dolayısıyla, bu iki değer arasındaki fark, alıcı cihaz tarafından parazit arka planına karşı yararlı bir sinyalin izole edilmesinin gerçek olasılığını yansıtır. Güvenilir sinyal alımı için, Zayıflatma Çapraz Konuşma Oranının, ilgili kablo kategorisi için standartlar tarafından belirlenen belirtilen değerden az olmaması gerekir. Doğrusal ve geçiş zayıflaması eşit olduğunda yararlı sinyali yalıtmak teorik olarak imkansız hale gelir. Yanıt ölçülmediğinden, zayıflama ölçümlerine dayalı hesaplamaların sonucu olduğundan ve bu da kullanılan frekansa bağlı olduğundan, ACR'nin kullanılan tüm frekans aralığı üzerinden hesaplanması gerekir.

ELFEXT

(Eşit Uzak Uç Çapraz Konuşma)
ELFEXT – azaltılmış geçiş zayıflaması. Bu karakteristik, indüklenen çiftin uzak uç birleştirme zayıflaması (FEXT) ve doğrusal zayıflamanın (Zayıflama) ölçümlerine dayanarak hesaplanır. Aslında ELFEXT, bir kablo bağlantısının en ucundaki bir ACR'dir; birinci çiftin FEXT parametreleri ile ikincinin Zayıflaması arasındaki fark. ELFEXT, tüm karışma özellikleri ailesi gibi, kullanılan tüm frekans aralığı için hesaplanır ve desibel cinsinden ifade edilir.

PS-ELFEXT

(Güç Toplamı Eşit Uzak Uç Karışma)
PS-ELFEXT – toplam azaltılmış geçiş zayıflaması. Bu özellik, her bir çift için, elfext parametrelerinin değerlerinin diğer tüm çiftlere göre toplanmasıyla hesaplanır.

Geri dönüş kaybı

(RL)
Bir sinyal iletirken, sinyalin ters yönde yansımasının sözde etkisi meydana gelir. Sinyal yansımasının miktarı Geri Dönüş Kaybı veya "ters zayıflama", yansıtılan sinyalin zayıflamasıyla orantılıdır. Bu özellik, her iki yönde de bükümlü çift sinyal iletimini (tam çift yönlü iletim) kullanan Gigabit Ethernet protokolünü destekleyen ağlar oluştururken özellikle önemlidir. Yeterince büyük genliğe sahip yansıtılmış bir sinyal, bilginin aktarımını ters yönde bozabilir. Geri Dönüş Kaybı, doğrudan sinyal gücünün yansıyan güce oranı olarak ifade edilir.

Elektriksel olarak iletken kablolara dayanan SCS hatlarının işleyişinin kalite göstergeleri bir dizi faktöre bağlıdır. Özellikle, blendajsız bir tasarım durumunda, bükümlü çift, harici elektromanyetik radyasyona maruz kalır.

07/06/2010 Andrey Semenov

Elektriksel olarak iletken kablolara dayanan SCS hatlarının işleyişinin kalite göstergeleri bir dizi faktöre bağlıdır. Özellikle, blendajsız bir tasarım durumunda, bükümlü çift, harici elektromanyetik radyasyona maruz kalır. Ayrıca iletilen sinyalin enerjisinin bir kısmı harici elektromanyetik radyasyona dönüştürülür. Aynı tipteki kabloların kablo kanalları içine sıkı bir şekilde oturması, komşu devrelerin bilgi sinyali tarafından üretilen radyasyon aralığında olmasına yol açar. Bu radyasyon içlerinde indüklenen akımlara neden olur. Bu efektin kendi adı vardır: karışma.

Aynı çiftler üzerinden iletilen faydalı sinyallerin üzerine bindirilen girişim, doğası gereği geçici olarak adlandırılan ikincisi için girişim haline gelir. Yararlı sinyal ve parazit seviyeleri karşılaştırılabilir hale geldiğinde, alımda hatalar meydana gelir ve bu da sonuçta iletişimin kalitesini düşürür.

Geçici girişimin birçok çeşidi vardır. Bir iletişim hattının kalite göstergeleri hesaplanırken hem tüm parazit türleri hem de bunlardan yalnızca bazıları dikkate alınabilir. Özel liste, bilgi sinyallerinin iletimi ve alımı organizasyonunun özelliklerine bağlıdır. Geçici girişimi analiz ederken aşağıdaki faktörler dikkate alınmalıdır:

• girişim kaynağının göreceli konumu ve onun oluşturduğu girişimin bilgi sinyali ile etkileşim yeri;
• geçici girişimin büyüklüğünü belirlerken dikkate alınması gereken etkileyen devrelerin sayısı;
• Geçici girişimin kaynağı ve alıcısı olan devrelerin bir veya farklı bilgi iletim yollarına olan organizasyonel bağlantısı.

Ölçüm konumuna bağlı olarak yakın ve uzak uçlardaki girişimler ayırt edilir. Etkileyen devrelerin sayısı da dikkate alınır: genellikle tek (bir etkileyen devre) ve toplam (birden fazla kaynak) geçici girişim dikkate alınır. Parazit kaynağı ve ölçüldüğü yer aynı kabloya aitse (sabit hat veya yol), o zaman kablo içi veya sadece geçici parazitten bahsediyoruz; eğer farklıysa o zaman kablolar arası veya (genel olarak) elementler arası girişim. Ayrıca bu faktörler analizde isteğe bağlı olarak birleştirilebilir. Başka bir deyişle, belirli durumlarda, örneğin uzak uçtaki toplam karışmanın veya hatta yakın uçtaki kablolar arası toplam karışmanın belirlenmesine ihtiyaç vardır.

Bahsedilen girişim doğrudan olarak adlandırılabilir, çünkü doğrudan etkisine maruz kalan devredeki rahatsız edici sinyalin kaynağı tarafından yaratılırlar. Kamu iletişim ağları teknolojisinde, doğrudan müdahalenin yanı sıra, bazen üçüncü devreler aracılığıyla sözde etki olan dolaylı müdahaleyi de hesaba katmak gerekir. Küçük büküm aralığı nedeniyle, yatay SCS kabloları, gözle görülür derecede daha düşük geçici girişim değerleri ile karakterize edilir. Bu nedenle üçüncü zincirlerden kaynaklanan dolaylı etkiler, doğrudan etkilere göre ihmal edilebilir düzeyde değerlendirilebilir ve bunları dikkate almanın bir anlamı yoktur.

Bu kadar çeşitli etki özelliklerinin kullanılması ihtiyacı, çeşitli doğadaki parazitlerin SCS'nin simetrik kablo yollarındaki baskın parazit kaynağı olmasından kaynaklanmaktadır. Geçici gürültü bileşenleri listesinin genişletilmesi, ağ arayüzlerinin performansının arttırılmasına yönelik objektif bir eğilim ile ilişkilidir. Bu sürece çalışma frekansı aralığının genişletilmesi eşlik eder; Ek olarak, ekipman tasarlarken giderek daha karmaşık hale gelen iletişim şemalarının kullanılması gerekmektedir.

GEÇİCİ MÜDAHALELERİN MUHASEBESİ VE ANALİZİ

Daha sonra esas olarak SCS kablo yolunun en “gürültülü” unsurunu temsil eden lineer kablolardan bahsedeceğiz (Şekil 1). SCS kablo yollarının uzunluğu nispeten küçüktür (düzgün tasarlanmış bir SCS'deki tüm sabit hatların %90'ından fazlası 70 m'yi aşmaz) ve frekans aralığının genişliği oldukça büyüktür. Bu nedenle, kamu iletişim ağlarının hatlarından farklı olarak, bunları hesaplarken ve analiz ederken, SCS'nin diğer bileşenlerinden (sabit hat ve yollar) gelen geçici parazitleri hesaba katmak gerekir.

Kordonlar doğrusal kablolardan yalnızca iletkenin tasarımı (tek tel yerine yedi telli), genel kılıfın biraz daha kalın olması ve imalatlarında kullanılan malzemenin sünekliği bakımından farklılık gösterir, böylece çok sayıda işlem sırasında gerekli mekanik stabiliteyi sağlar. kıvrımlar. Böylece bu kablo çeşitlerinin geçici etkileri de aynı şekilde analiz edilebilecektir.

SCS standartları, sabit bir hat içerisindeki sinyal iletim devrelerine paralel bağlantıyı yasaklamaktadır. Bu sınırlama dikkate alındığında, başka bir bileşenin rolüne aday olan tek aday, farklı türdeki konektörlerdir (çıkarılabilir ve kalıcı). Bu yaklaşımla, kablolar arası geçici girişimin yanı sıra, daha genel bir öğeler arası girişim de düşünülebilir. Bir çıkarılabilir konektörden veya kalıcı eklemeden diğerine yönlendirilen girişimin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Konektörün nokta niteliğinden dolayı bu bazen bazı devrelerin diğerleri üzerindeki etkisini açıklamak için modelin biraz değiştirilmesini gerektirir.

Aynı frekanstaki bireysel girişim bileşenleri, isteğe bağlı bir faz veya faz halinde toplanabilir. İlk durumda, aşırı gücün, ikincisinde ise aşırı voltajın toplanmasından bahsediyoruz. Ayrı geçici girişim türleri birbirinden bağımsız olarak oluşturulur, böylece sinyali ilave olarak etkilerler (başka bir deyişle girişim güçte toplanır). Aşırı voltajın toplamı, girişimin genliğini ve etkisini artırır.

Geçen yüzyılın 90'lı yıllarının sonlarında bazı kablo sistemi üreticileri, sözde küresel karışmayı (Global CrossTalk, GXT) standartlaştırmayı önerdi. GXT değeri sayısal olarak kablonun her iki ucunda ve dışında bulunan kaynaklar tarafından üretilen karışmanın toplamına eşittir. İstatistiksel bağımsızlıklarından dolayı, bireysel bileşenlerin toplamı voltajla (aynı fazda) değil, güçle gerçekleştirilir. Bununla birlikte, bu parametre düşük bilgi içeriği nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır - onu oluşturan bireysel bileşenler, hattın özellikleri değiştiğinde çok farklı değişim modelleri göstermektedir.

GEÇİŞ SÖLMESİ KAVRAMI

Orijinal etkileyen sinyalin seviyeleri ile bitişik devrede yarattığı girişim arasındaki farka geçici zayıflama denir. Bu nedenle, karışma zayıflaması tanım gereği pozitif bir miktardır. Bu özelliğin tanıtılması metodolojik açıdan çok uygundur: fiziksel süreç (geçici girişim) ve bu sürecin yoğunluğunun sayısal ölçümü (geçici zayıflama) iki farklı terimle belirtilir.

"Çapraz konuşma" terimi kablo ve iletişim teknolojisinde onlarca yıldır kullanılmaktadır ve açık ve mantıklıdır. İlk olarak zayıflama, temel yerel GOST 24204-80'e tam uygun olarak belirlenir. İkinci olarak, girişimin kaynağı ile gerçek değerinin belirlendiği yer arasında galvanik bir bağlantı bulunmadığından, geçiş mekansal bir olgu olarak anlaşılmaktadır.

Karışmaya ilişkin terminoloji, bireysel karışma türleriyle yakından ilişkilidir. Parazitin etkisini niceliksel olarak tanımlarken, yakın ve uzak uçlardaki geçici zayıflama, toplam geçici zayıflama vb. ile bunların keyfi kombinasyonlarından bahsederler.

Çeşitli geçici zayıflama türlerinin kullanılması, girişimi niceliksel biçimde tanımlamayı, bireysel bileşenlerini dikkate almayı, oluşturulan iletim yolunun kalite göstergelerinin daha doğru bir şekilde belirlenmesini ve bunları pratikte optimize etmeyi mümkün kılar.

YAKIN VE UZAK UÇLARDA GEÇİŞ SÖLMESİ

Simetrik bir kablonun yanı sıra sabit bir çizgi ve buna dayalı olarak uygulanan yol, başlangıçta mekansal olarak ayrılmış noktalar arasında bir bilgi sinyali iletmeyi ve dolayısıyla genişletilmiş nesneleri temsil etmeyi amaçlıyordu. Paraziti oluşturan sinyalin kaynağı ve ölçüldüğü yer bu nesnelerin bir ucundaysa, yakın uçtaki geçiş zayıflamasından, farklı noktalarda ise uzak uçtaki geçiş zayıflamasından bahsederiz (Şekil 2). ).

NEXT (Near End Crosstalk) kısaltması, yakın uç karışmayı belirtmek için yaygın olarak kullanılır ve FEXT (Far End Crosstalk) kısaltması, uzak uç karışmayı belirtmek için kullanılır. SCS standartlarında kabul edilmesine rağmen bazı hantallıklar nedeniyle pratikte kabul görmemiş olan NEXT kaybı ve FEXT kaybı yazmak daha doğru olacaktır. Kayıp kelimesinin (kayıp, bu durumda zayıflama) varsayılan olarak mevcut olduğu ima edilir. NEXT terimi hem bir olguyu (geçici başlatma) hem de bu olgunun yoğunluğunun sayısal özelliğini (geçici zayıflama) belirtebilir. Terimin anlamının bir uzman için bağlamdan anlaşılabileceği varsayılmaktadır.

(Bu formdaki yakın ve uzak uçlardaki çapraz karışma zayıflaması kavramı, kablo teknolojisi için yeni bir şey değildir. Şehir, bölge ve uzun mesafe iletişim hatları için yaygın olarak kullanılmıştır. Bunları yerli teknik literatürde açıklarken, A tanımları Geleneksel olarak sırasıyla 0 ve Al kullanıldı.)

Yakın uçtaki geçici zayıflama, SCS'de standartlaştırılmaya başlanan etkinin ilk sayısal özelliğidir. Aynı zamanda, SCS'nin bağımsız bir teknik yöne ayrıldığı sırada, NEXT uygulama için tek ilgili etki parametresiydi. Gerçek şu ki, 90'lı yılların ortalarında, yerel ağlardaki iletim hızları 100 Mbit/s'yi (10BaseT ve 100BaseTX sürümlerinde) aşmadı ve iletişim kanalının performansını artırmak için (bu parametre geleneksel olarak toplamı olarak anlaşıldı) ileri ve geri yönde iletim hızları) tam çift yönlü mod kullanıldı, böylece her ağ arayüzünün vericisi ve alıcısı, aynı kablonun aynı anda çalışabilen farklı bükümlü çiftlerine bağlanacak şekilde tasarlandı.

En basit Ethernet ağ arayüzünün tam çift yönlü modda çalışma modeli (iletişim kanalının kalite göstergelerinin değerlendirilmesi bağlamında) Şekil 2, a'da gösterilmektedir. Bu iletişim şemasında kaynağı uzak uçtaki verici olan bilgi sinyali, çift bükümlü kablo üzerinden iletildikten sonra yakın uca zayıflamış olarak ulaşır. Alıcı girişinde, aynı uçta çalışan vericiden gelen güçlü geçici girişime maruz kalır. Bu durumda sinyal-gürültü oranını bulmak, yani bilgi aktarımının kalitesini belirlemek için aşağıdaki parametreye yönelik standartları tanıtmak ve uygulamayı izlemek yeterlidir:

SONRAKİ = P c – maks P ppb,

burada Rc sinyal seviyesidir ve R ppb bu sinyalin yakın uçta yarattığı geçici girişimin seviyesidir.

Maksimum P ppb değeri, genel durumda belirli bir sinyal-gürültü oranının garanti altına alınması nedeniyle alınmıştır. Bu yaklaşım uygundur çünkü ağ arayüzleri geliştirilirken yatay kablo çiftleri herhangi bir şekilde birleştirilebilir.

Simetrik bir yola dayalı bir iletişim hattının kapasitesi, bilginin aynı anda iki veya daha fazla tek kablo çifti üzerinden iletilmesiyle artırılabilir. Bu teknik, paralel iletim şeması olarak bilinir ve 1 Gbit/s ve üzeri hızlarda yaygın olarak kullanılır, ancak yakın uç karışmanın yanı sıra uzak uç parazitinin de hesaba katılması gerekir (bkz. Şekil 2b). Bu girişimi hesaplamak için uzak uçtaki bağlantı zayıflamasının büyüklüğünü bilmeniz gerekir:

FEXT = P c – maks P ppd,

burada Pppd uzak uçtaki geçici girişimin seviyesidir. Maksimum değer Pppd, yakın uçtaki girişimi normalleştirirken olduğu gibi aynı nedenlerle alınır.

Ayrı olarak, iki kanallı paralel iletim şemasının kullanılacağı ağ arayüzlerinin bulunmaması nedeniyle etki modelinin (bkz. Şekil 2, b) bağımsız pratik öneme sahip olmadığına işaret ediyoruz. Prensip olarak, iki çift gigabit Ethernet'e karşılık geliyordu, ancak bu tür ekipmanlar, IEEE 802.3 tarafından standartlaştırılmasına rağmen yaygın değildi.

NEXT ve FEXT değerleri ölçülen parametreleri temsil eder. Bununla, ölçüm cihazının, gerçek değerlerini belirlerken test edilen nesneye bir test sinyali uyguladığı ve alıcı kısmına gelen yanıtı kaydettiği anlamına gelir. Bu tepki işlendikten ve orijinal etkiyle karşılaştırıldıktan sonra yakın ve uzak uçlardaki geçici zayıflamanın gerçek değeri bulunur.

FREKANS BAĞIMLILIĞI SONRAKİ VE FEXT

Etkileyen çift ve etkilenen çift, kablonun ortak koruyucu kılıfının altında bulunur, yani paralel olarak yerleştirilirler. Geçici etkileri analiz ederken böyle bir yapı, plakalarının işlevleri birbirini etkileyen çiftler tarafından gerçekleştirilen bir kapasitör olarak düşünülebilir. Bu kadar basit bir modelden bile frekans arttıkça geçici zayıflamanın azalması gerektiği sonucu çıkar. Bu durumda, en azından ilk yaklaşım için, geçiş zayıflamasının frekansa (logaritmik ölçekte) bağımlılığının doğrusal olduğunu düşünmek makul olacaktır.

ISO/IEC 11801:2002 standardının normatif bölümü, sabit çizgilerin ve yolların matematiksel modellerini sağlar. Yapılarının analizi, SCS kablo ürünleri için NEXT frekans tepkisi için aşağıdaki yaklaşık ifadenin kullanıldığını göstermektedir:

SONRAKİ(f) = SONRAKİ(1) – 15lg(f),

burada: NEXT(1), 1 MHz frekansında yakın uçta izin verilen minimum geçiş zayıflamasıdır; Kategori 5e, 6 ve 7 kablolar için sırasıyla 63,5, 74,3 ve 102,4 dB'ye eşit alınır, f, MHz - sinyal frekansı.

Yukarıdaki ilişkiden, NEXT'in izin verilen minimum değerindeki değişimin eğiminin tüm frekans aralığı boyunca sabit ve on yılda 15 dB'ye eşit olduğu varsayılmaktadır.

Bazen üretici kataloglarında belirtilen dB/100 m cinsinden yakın uç kuplaj zayıflamasının ölçümü, 100 m kablo uzunluğu üzerinden ölçülen NEXT değeri olarak yorumlanmalıdır. Daha kısa uzunluğa herhangi bir dönüştürme kabul edilemez. Başka bir deyişle, örneğin 100 m uzunlukta NEXT değeri 40 dB ise, 50 m uzunlukta değişmeyecek ve aynı 40 dB olacaktır.

Ayrılabilir konnektörlerin kuplaj zayıflamasının frekans tepkisi için de hemen hemen aynı ilişki geçerlidir. Kategori 5e, 6 ve 7 konektörler için 1 MHz'deki başlangıç ​​NEXT değeri, ISO/IEC 11801:2002 tarafından sırasıyla 83, 94 ve 102,4 dB'ye ayarlanır. Ancak frekans arttıkça NEXT'in düşme hızı konnektör kategorisine bağlıdır. Kategori 5e ve 6 ürünleri için bu değer on yılda bir 20 dB'dir ve Kategori 7 konnektörler için on yılda bir 15 dB'dir (kablolarla aynı).

Etkileyen bükümlü çiftin bireysel bölümleri tarafından üretilen aynı yakın uç karışma frekansının bileşenleri farklı fazlarla toplanır. Niteliksel düzeyde bu etki, alıcı girişine vardıklarında bu bileşenlerin farklı bir yol kat etmesiyle açıklanmaktadır. Bu nedenle, NEXT değerinin frekans bağımlılığının gerçek grafiği, düşen medyanlı ve yakın frekanslarda geçici zayıflama değerlerinde keskin ancak düzenli değişiklikler olan bir eğri biçimindedir.

Standartlar NEXT parametresinin yalnızca minimum değerini standartlaştırır. Bir kablonun (aynı zamanda sabit bir hat ve buna dayalı olarak inşa edilen yol), tüm çalışma frekansı aralığı boyunca fiili olarak elde edilen NEXT değeri standartlar tarafından belirlenen değerin altına düşmezse, standardın gerekliliklerine uygun olduğu kabul edilir. . Bu nedenle süreklilik nedeniyle integral tayınlama yerine nokta stratejisi benimsenmiştir.

Uzak uçtaki karışma genellikle yakın uçtaki karışmadan daha azdır. Bununla birlikte, yakın uçtaki girişimden farklı olarak, bu girişim bileşenleri alıcıya varıncaya kadar hemen hemen aynı yolu izlemektedir. Bu özellik dikkate alındığında, genellikle faz olarak veya küçük bir faz farkıyla toplanırlar, bu da bilgi sinyali üzerindeki rahatsız edici etkilerini daha da artırabilir.

NEXT VE FEXT'İN SATIR UZUNLUĞUNDA BAĞIMLILIĞI

Artan hat uzunluğu L ile yakın uçtaki geçici zayıflama önce oldukça hızlı bir şekilde azalır ve daha sonra asimptotik olarak sabit bir değere yönelir (Şekil 3). Bu etki, belirli bir L değerinden başlayarak, jeneratörün bağlantı noktasından uzak alanlardan gelen girişim akımlarının (örneğin, Şekil 2, a'daki III ve IV alanları) yakın uca zayıflamış bir şekilde ulaşmasıyla açıklanmaktadır. pratikte zincirler arasındaki karşılıklı etkiyi artırmazlar.

Dikkate alınan yakın uç girişim oluşumu mekanizmasından, aynı çiftin iki ucu için NEXT değerlerinin önemli ölçüde farklı olabileceği anlaşılmaktadır. Bu nedenle gerçek NEXT değerinin sabit hat, yol veya kablonun her bir ucu için ayrı ayrı belirlenmesi gerekmektedir.

Bunun saha test cihazlarının tasarımı üzerinde etkileri vardır. Böylece, her biri yüksek performanslı bir kontrol denetleyicisi ile donatılmış, çok benzer iki yarım set veya blok şeklinde uygulanırlar; bu, çalışma sırasında taban ve uzak blokların yer değiştirmemesini ve testi hızlandırmayı mümkün kılar. en az iki kez işlem yapın. Seri ölçüm ekipmanında ana ünite, yalnızca tam ölçekli bir ekran ve kontrollerin varlığında uzak üniteden farklıdır.

Hat uzunluğunun bir fonksiyonu olarak uzak uç kuplaj zayıflamasının grafiği aşırıdır. Başlangıçta doğrusal kablonun uzunluğu küçükken uzunluğunun artması girişim gücünün artmasına neden olur. Uzunluk arttıkça girişim bileşenleri daha güçlü bir şekilde zayıflar ve FEXT yavaş yavaş fakat aynı zamanda oldukça hızlı bir şekilde artar. Bu özellik, bu parametrenin standartlara uygunluğunu izlemeyi zorlaştırır.

TOPLAM GEÇİŞ TARİHİ

90'lı yılların sonuna gelindiğinde, simetrik kablo hatlarının ve SCS yollarının işleyişini tanımlamak için, iki faktörden kaynaklanan gelecek vaat eden ekipman türleri tarafından SCS kaynaklarının gerçek kullanım modelleriyle daha tutarlı olacak modellere ihtiyaç ortaya çıktı. . İlk olarak, ağ ekipmanının geliştirilmesi sırasında, tam çift yönlü modda bilgi iletmek için birkaç çifti aynı anda kullanma eğilimi açıkça ortaya çıktı. İkincisi, açık ofisler için SCS inşa edilirken, özellikleri aynı anda birkaç ağ arayüzünden sinyal iletmeyi mümkün kılan çok çiftli kablolar yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

Bilgi alışverişini uygulamaya yönelik yeni planlara geçiş, yalnızca çiftler arası geçici zayıflamanın standardizasyonunun yeterli olmadığı gerçeğine yol açtı. Bunun nedeni, yararlı bilginin geldiği anda alıcının aynı veya en azından karşılaştırılabilir güce sahip birden fazla kaynaktan gelen girişimden etkilenmesidir. Bu durumu hesaba katmak için, geçici zayıflamayı toplam güç (Güç Toplamı) adı verilen modele göre kaydeden daha karmaşık bir şema kullanılır.

Dört çiftli bir kablo durumunda, yakın uçtaki toplam geçici girişimi belirleyen devre Şekil 4'te gösterildiği gibi görünür, a (tüm çiftlerden gelen girişim bir tanesini etkiler). Bu şemaya göre yakın uçtaki toplam bağlantı zayıflaması şöyledir:

burada NEXT i, i'inciyi etkileyen çiftin NEXT değeridir ve n, kablodaki çiftlerin sayısıdır.

Uzak uçtaki toplam bağlantı zayıflamasının değeri benzer şekilde belirlenir:

PS-NEXT ve PS-FEXT değerleri sırasıyla NEXT ve FEXT ile aynı şekilde frekansa ve hat uzunluğuna bağlıdır.

NEXT parametresinden farklı olarak PS-NEXT değeri, yeterli test sinyali oluşturmanın zorluklarından dolayı test sırasında ölçülmez. Bireysel çiftler için NEXTi ölçümlerine dayalı hesaplamayla belirlenir. Modern saha test ekipmanlarının yüksek performanslı kontrolörleri sayesinde bu işlem sorunsuzdur.

PS-FEXT parametresi de hesaplamayla belirlenir. Bununla birlikte, "interpair" prototipi gibi, önemli ölçüde hattın uzunluğuna bağlıdır ve diğer özelliklerle bağlantısı olmaksızın pek bilgilendirici değildir. Dolayısıyla standartlar bunu normalleştirmez. Bununla birlikte, PS-FEXT değeri, kablolama sisteminin devam eden işletmeye aktarılmadan önce sertifikalandırılması için gerekli bir koşul olan standartların gerekliliklerine uygunluk, uzak uç güvenlik parametresinin bileşenlerinden biridir.

Çiftler arasındaki eşit olmayan mesafe, farklı büküm adımları, konnektör kontakları boyunca tel düzeninin özellikleri ve diğer parametreler nedeniyle, özel olarak tasarlanmış tasarımların NEXT ve PS-NEXT değerleri arasındaki fark yaklaşık 3 dB olarak ortaya çıkıyor ve 4,8 dB değil (bkz. Tablo 1) . Burada sunulan verilere göre, kablo veri sayfasında PS-NEXT değeri verilmemişse, bunu ilk yaklaşım olarak tahmin etmek için oldukça doğru bir ampirik ilişki kullanabilirsiniz:

PS-SONRAKİ = SONRAKİ – 3 dB.

Toplam geçiş zayıflamasının gerekli değerinin sağlanması sorunu, ilk olarak çok çiftli kablolarda, birkaç sinyal kaynağına bağlandığında ortaya çıktı. Çok çiftli yapılara yönelik gereksinimler, temel SCS standartlarının 1995 baskılarının düzenleyici kısmında yer alıyordu. Bunlara uymanın zorluğu, uzun süredir piyasada iki tür çok çiftli kablonun sunulmasına yol açmıştır: geleneksel ve Power Sum sertifikalı. İkincisi gelişmiş özelliklere sahipti, ancak çok daha pahalıydı.

Şu anda, dört çiftli kabloların toplam geçiş zayıflamasının değerleri, çeşitli çok çiftli kabloların benzer parametrelerinden pek farklı değildir. Bunun nedeni, çoğu durumda beş çiftli demetlerin kullanıldığı, yani çift sayısı açısından yatay bir kablodan çok az farklı olan ikincisinin tasarımından kaynaklanmaktadır.

D'den yüksek olmayan Kategori kablo yollarındaki çok çiftli ürünlerin bitişik demetlerinin çiftlerinin etkisi, L λ ürününün nispeten büyük değeri - aralarındaki mesafe ve iletilen sinyalin dalga boyu - nedeniyle ihmal edilebilir. Tüm iletim devrelerinin ortak bir kılıf altına yerleştirildiği geleneksel çok çiftli kablolarda E Sınıfı yollara geçerken, λ'daki bir azalma (frekansta bir artış) nedeniyle "demetler arası" etkilerin ihmal edilmesi artık mümkün değildir. İletilen sinyalin). Bu dezavantajı ortadan kaldırmak için dörtten fazla çift içeren Kategori 6 tasarımları, çok elemanlı şemaya göre uygulanır. İkincisi, ortak bir kılıfla (örneğin, bu Corning Cable Systems şirketi tarafından yapılır) veya sabitleme bandından yapılmış bir sargıyla (Brand Rex çözümü) bir arada tutulan birkaç dört çift kablonun fabrika montajıdır. Bu tasarım, üretimdeki teknolojik sürecin radikal bir modernizasyonunu gerektirmez ve L λ ürününün değerinin kirişler arası etkileri etkili bir şekilde bastırmak için yeterli olması nedeniyle farklı dörtlülere ait çiftlerin geniş bir mekansal ayrılmasını garanti eder.

KABLOLAR ARASI VE ELEMANLAR ARASI GEÇİŞ TUTUMU

Uzunluklarının daha büyük veya daha küçük bir kısmı için yatay kablolar, çok dar bir kesite sahip bir kablo kanalı boyunca paralel olarak döşenir. Bu, kabloların birbirine sıkı bir şekilde oturmasına neden olur. Bu durumda, niceliksel ölçüsü yan veya kablolar arası karışma olan çevredeki tüm kabloların etkisinin kontrol edilmesi gerekebilir. Bu durumda, kablo içi bağlantı zayıflamasına benzer şekilde, yakın (Alien NEXT) ve uzak (Alien FEXT) uçlardaki bağlantı zayıflaması ile bunların çiftler arası ve toplam çeşitleri arasında bir ayrım yapılır.

Parazit oluşma mekanizmasından, belirli bir çiftteki kablolar arası parazit gücünün ana payının, diğer kabloların aynı renkteki çiftlerinden sağlandığı açıktır. Bunun nedeni, büküm adımlarının uygun seçimi nedeniyle bastırma mekanizmasının bu tür çiftler için çalışmamasıdır. Parazit adının seçimi (İngiliz Uzaylı - uzaylıdan), korumasız kablolar ve bunlara dayanarak yapılan hatlar için bu tür bir müdahalenin aşırı tehlikesini daha da vurgulamaktadır.

Parazit sürecinin doğası gereği, kablonun uzak ucundaki seviye, yakın uçtaki seviyeyi önemli ölçüde aşabilir. Aynı zamanda, kablolar arası geçici parazitin oluşma mekanizması, toplam parazitin oluşma mekanizmasında bir değişiklik anlamına gelir. Parazit kaynağı ile etkilenen çift arasındaki mesafeler çekirdek durumunda olduğundan çok daha büyük olduğundan, bitişik kablo çiftlerinin tümü parazite neden olmaz. Toplam kablolar arası karışma göz önüne alındığında, yalnızca eşit büküm aralığına sahip çiftlerden, yani "tek renkli" çiftlerden gelen girişim dikkate alınmalıdır.

Buna göre, kablolar arası karışma belirlenirken yalnızca etkilenen kablonun yakınında bulunan kablo ürünleri dikkate alınır. Kabloların benzerliğinden dolayı, kablolar arası etkileri analiz etmek ve gerçek değerlerini ölçmek için şemalar oluşturmak için genellikle "altı civarında bir" şeması kullanılır (Şekil 5).

Deneysel çalışmalar, bitişik kabloların oluşturduğu geçici parazitin dikkate alınması ihtiyacının yalnızca 250 MHz'in üzerindeki frekanslarda ortaya çıktığını göstermiştir. Aslında, bu tür girişimler EA'dan daha düşük olmayan Sınıf yollarını etkiler ve bunların uygulanması için Kategori 6A'nın korumasız eleman tabanı kullanıldığında. Kablo içi geçici girişimden farklı olarak, kablolar arası gürültü bileşenleri, ağ arayüz alıcısının dijital sinyal işlemcisi DSP'sindeki donanım işleme yöntemleriyle ortadan kaldırılamaz. Bu durum F/UTP yapılı kablolara olan talebin artmasına neden olmuştur. Ekranın film tasarımı sayesinde bu ürünler, ağırlık, boyut ve çalışma parametrelerinin yanı sıra kurulum kolaylığı açısından da en yaygın kullanılan tamamen ekransız tasarımlara son derece benzer. Ek olarak, kablolar arası karışmanın bastırılmasının verimliliğini önemli ölçüde artırabilirler.

ÇÖZÜM

1. SCS'nin simetrik kablo yollarında bilgi sinyali, komşu devrelerden gelen birçok girişimden etkilenir. Sonuç olarak, bu müdahalelerin yoğunluğunun sayısal bir ölçüsü olan geçici zayıflama için çeşitli seçeneklerin standartlaştırılmasına ve kontrol edilmesine ihtiyaç vardır. Geçici zayıflama kavramının kullanılması, 10 Gbit/s'ye kadar ve daha yüksek bilgi aktarım hızları sağlayan modern ağ arayüzlerinin performansını kolay ve doğru bir şekilde değerlendirmemize olanak tanır.
2. Bireysel geçici girişim türlerinin gücünün hattın frekansına ve uzunluğuna bağımlılığının farklı doğası, tek bir integral parametrenin getirilmesine izin vermez, bu nedenle standartlar her girişim bileşenini ayrı ayrı dikkate alır ve normalleştirir.
3. Yakın uçtaki etki parametreleri doğrudan standartlar tarafından düzenlenir ve uzak uçta, güvenlik standartlarının getirilmesiyle dolaylı olarak düzenlenir.
4. SCS'nin simetrik kablo yolları boyunca bilgi aktarım hızı arttıkça, dikkate alınan girişim türlerinin sayısı ve buna bağlı olarak geçici zayıflama türleri de giderek artmaktadır.

Andrey Semenov, IT-SKS geliştirme merkezinin direktörüdür. Kendisiyle şu adresten iletişime geçilebilir: [e-posta korumalı].

Devreler arasındaki karşılıklı etkileri karakterize eden en yaygın kullanılan parametre geçici zayıflamadır. Onun yardımıyla, etkileri azaltmayı amaçlayan çeşitli önlemlerin etkinliğini değerlendirmek ve kılavuz sistemleri gürültü bağışıklığı açısından karşılaştırmak uygundur. Bununla birlikte, bu parametre, iletişim zinciri boyunca sinyal iletiminin kalitesini açık bir şekilde değerlendirmemize izin vermez, çünkü ikincisi, sinyalin alım noktasındaki girişime oranı, yani alıcı noktasındaki girişime karşı bağışıklık ile belirlenir. Güvenlik, komşu iletişim devrelerinden gelen girişim miktarına (geçiş zayıflaması) ve iletişim devresindeki faydalı sinyalin zayıflama miktarına bağlıdır.

Devreler arasındaki geçiş zayıflaması, devrelerin içsel zayıflamasına benzer şekilde, genellikle etkileyen devrenin (P 10) başlangıcındaki toplam sinyal gücünün toplam girişim gücüne (P 20) oranının logaritması ile belirlenen değerle tahmin edilir. veya P2 ben) etkilenen devrede (Şekil 3.12)

yakın uçta:

, (3.15)

en uçta:

. (3.16)

Geçici zayıflama sadece güç cinsinden değil aynı zamanda akımlar (gerilimler) cinsinden de ifade edilebilir. O zamandan beri

Mevcut değerler (3.10) - (3.14) formülleri kullanılarak belirlenir. Mevcut oran I 10 /I 20 B 0 ve I 10 /I 2 ile gösterilirse ben- B aracılığıyla ben, o zaman geçici zayıflama formülleri şu şekli alacaktır:

(3.19)

(3.20)

(3.21)

(3.22)

Güvenlik bir z devrenin aynı noktasındaki toplam sinyal gücü Pc'nin toplam girişim gücüne Pp oranının logaritmik ölçüsüdür:

Az = 10lg (Rs / Rp).(3.23)

Güvenliğin değeri benzersiz bir şekilde geçici zayıflamanın değeriyle ilişkilidir. Etkileyen ve etkilenen devreler boyunca eşit iletim seviyeleri olması durumunda bu ilişki şu ifadeyle belirlenir:

A z = A-al, (3.24)

Nerede A- devrenin yakın veya uzak ucunda geçici zayıflama;

A ben - zincir sönümleme.

Güvenlik değeri belirli devreler için standartlaştırılmıştır. 2500 km uzunluğundaki bir referans hattının iletişim kanallarında izin verilen gürültü değerinin 1,1 mV'yi geçmemesi gerektiğinden, kablo hattında koruma değeri en az 54,7 dB, hava hattında ise 50,4 dB olmalıdır.

Bir iletişim hattı inşa ederken, işin kalitesini kontrol etmek için, referans uzunluğundan veya standart güvenlik değerinin bilindiği başka bir uzunluktan farklı olarak bir amplifikasyon bölümü veya ana hattın uzunluğu ile ilgili standartların bilinmesi gerekir.

Bir hat üzerinde birden fazla amplifikasyon bölümü bulunduğunda, bireysel amplifikasyon bölümleri içinde indüklenen girişim akımları, ara amplifikatörler tarafından güçlendirilir ve amplifikasyon bölümü başına korumanın arttırılması gerekir. Bireysel bölümlerden gelen etki akımlarının aşamaları bilinmediğinden ikinci dereceden toplama kanunu kullanılır. Her amplifikasyon bölümündeki özdeş devreler ve aynı etki akımları ile, N amplifikasyon bölümünden gelen toplam etki akımı çarpımına eşit olacaktır.

Tüm zincir boyunca güvenlik

Bu nedenle, bir güçlendirme bölümündeki güvenlik

(3.26)

Bir hat uzunluğu için bilinen güvenlik değeri, aşağıdaki formül kullanılarak diğerine yeniden hesaplanabilir:

(3.27)

Nerede bir z- normalleştirilmiş güvenlik;

lx; l - güvenliğin buna göre belirlendiği ve standartlaştırıldığı bölümlerin uzunlukları.

Geçici zayıflama standartları, güvenlik standartlarına ve benimsenen iletişim şemasına göre belirlenir

Dolaylı etkiler. Etki akımlarını ve geçici zayıflamayı belirlemek için formüller türetirken, paralel kablolara (çekirdeklere), eşleşen yüklere ve devrelerin tüm uzunluğu boyunca sabit olan elektromanyetik bağlantılara sahip hat üzerinde yalnızca iki özdeş devrenin olduğu varsayılmıştır. Gerçekte, yükler ve hatlar arasındaki tutarsızlıkların yanı sıra yapısal homojensizlikler nedeniyle her zaman üçüncü devrelerden kaynaklanan etkiler vardır. Bu etkilere genellikle dolaylı (ek) denir. Bu etkilerin akımları, doğrudan etki akımlarıyla birleşerek devreler arasındaki geçiş zayıflamasını ve devrelerin karşılıklı etkilerden korunmasını azaltır. Araştırmalar, dolaylı etkilerin özellikle yüksek frekans bölgesindeki devrelerin uzak ucunu etkilediğini ve belirli koşullar altında devreler arasındaki doğrudan etkiyi aşabileceğini ortaya koymuştur.

Yansımalardan kaynaklanan etkiler. Bu tür etkiler, ekipmanın giriş empedansının devrenin karakteristik empedansıyla tam olarak eşleşmemesinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. İncirde. 3.13. Biri etkileyen, diğeri etkilenen iki devre ve etkileyen akımların yolları gösterilmektedir. Her iki akım da yakın uç yasasına göre bir devreden diğerine geçer. Şekil 2'deki devrenin uzak ucundaki doğrudan etkili akımlar. 3.13 gösterilmemiştir. Şek. Şekil 3.13'te yansıma olgusu nedeniyle uzak uçtaki etki akımlarının ne kadar küçük olacağı, ekipmanın giriş empedansının devrelerin karakteristik empedansı ile ne kadar iyi eşleştiği ve yakın uçtaki geçiş zayıflamasının o kadar büyük olacağı görülebilir. . Sonuç olarak uzak uçtaki güvenlik, A0 yakın ucundaki kuplaj zayıflamasına ve ekipmanın giriş empedansının devrenin karakteristik empedansı ile tutarlılığına bağlıdır. Bu nedenle bu parametrelerin her ikisi de normalize edilmiştir.

Yapısal homojensizliklerden kaynaklanan etki. Kablo hatlarında, yapısal homojensizlikler, kablo üretiminde kullanılan yarı mamul ürünlerin parametrelerindeki toleranslardan (damarlar, damar yalıtımı), kablo üretim sürecindeki toleranslardan, gruplar halinde ve ortak bir kablo çekirdeğine büküldüğünde oluşur. kılıfları uygularken olduğu gibi. Havai hatlarda yapısal homojensizliklerin nedenleri eşit olmayan tel sarkma uzunlukları, traverslerdeki pimler ve desteklerdeki kancalar arasındaki farklı mesafelerdir. Bu, devrelerin karakteristik empedansının uzunluk boyunca değişmesine ve bunun sonucunda hattın homojen olmamasına yol açar. Dalga empedansının değiştiği yerlerde, yansıyan dalgalar ortaya çıkar ve bu, zincirin uzunluğu boyunca tüm yansıma noktalarının başlangıcına doğru hareket etmesinden (karşı akış) kaynaklanan bir toplam dalga ve sonuna doğru hareket eden bir toplam yansıyan dalganın ortaya çıkmasına neden olur. zincirin (teminat akışı). Bu akışlar komşu devreler üzerinde ek etki kaynaklarıdır. Yapısal homojensizlikler enine ve boyuna asimetrileri ve dolayısıyla zincirler arasındaki etkiyi artırır.

Hat boyunca yapısal homojensizliklerin dağılımı rastgeledir, bu da geçişin (bükülmenin) verimliliğini önemli ölçüde bozar, bu nedenle bunlar kesinlikle standartlaştırılmıştır. İletilen frekans spektrumu ne kadar yüksek olursa, tolerans da o kadar küçük olur, çünkü yapısal homojensizliklerden kaynaklanan etki, devrelerden iletilen akımın frekansı arttıkça artar. Havai iletişim hatlarında, travers pimleri arasındaki mesafe belirlenen mesafeden 1,5 cm'den fazla sapmamalı, ortalama 100 m uzunluğunda geçiş elemanının uzunluğunun sapması ± 10 m'den fazla olmamalıdır, havai hat devresinin tellerinin doğru akıma direncinin asimetrisi (amplifikatör bölümünün uzunluğunda), demir dışı metallerden yapılmış telli devreler için 5 Ohm'dan ve yapılan devreler için 10 Ohm'dan fazla olmamalıdır. 4 ve 5 mm çapında çelik tellerden.

Simetrik yüksek frekans kablolarının yapısal elemanları sıkı toleranslarla üretilmektedir: bakır çekirdek çapı 1,2 mm ± 100 μm; bir çiftteki çekirdek çaplarındaki maksimum fark 50 mikrondur; polistiren kordonun çapı 0,8 mm ± 30 µm, polistiren filmin kalınlığı 0,045 mm ± 11 µm'dir.

Doğru akım için şehir telefon ağlarının kablo hatlarının devrelerinin omik asimetrisi% 1'i geçmemelidir. ölçülen devrenin ve MKS tipi simetrik yüksek frekanslı kabloların devrelerinin direnci üzerine - burada amplifikatör bölümünün uzunluğu, km; d – çekirdek çapı, mm.

Hem analog hem de dijital iletim sistemleri MKS tipi kablolar üzerinden çalışabilmektedir. Ancak MKS tipi kabloların üretimi teknolojik olarak karmaşıktır ve elektriksel dayanımları nispeten düşüktür.

Üç katmanlı film gözenekli polietilen yalıtım, yalıtılmış çekirdeğin çapının, doğrusal kapasitansın ve eksantrikliğin otomatik olarak düzenlenmesi nedeniyle yüksek geometrik ve dielektrik homojenlik ile karakterize edilir. Bu, film gözenekli polietilen izolasyonlu kabloların temel elektriksel özelliklerinin GOST 15125-92 "Polistiren izolasyonlu simetrik yüksek frekanslı iletişim kabloları" uyarınca karşılanmasını sağlar.

AC iletişim kablosu ölçümleri. İletişim kablolarında çiftlerin ve dörtlülerin bükülmesi

Yakın uç bağlantı kaybı ölçümü

Ayrılmış çiftler, telefon dinleme - ölçüm ve nedenleri

Bu telefon hatlarında olur: iki kişi telefonda konuşur ve aniden konuşmalarına üçüncü bir kişinin, ardından dördüncü bir kişinin göründüğünü duyarlar. Konuşmak bir şekilde garip hale geldi. İnsanlar PBX'i arayıp şikayet etmeye başlıyor. Ve eğer basit bir mesajsa, işaretçiler için her şey basit ve açıktır. Ancak yalıtımın her bakımdan normal olduğu görülüyor, ancak yine de telefon dinleme var. İnsanlar bu tür hasarlara farklı isimler veriyor ancak resmi olarak bu azaltılmış karışma.

Sadece kaplinleri büken ve kabloları sonlandıran kişilerin hatası nedeniyle oluşur. Ve bu kablonun "yanlış büküldüğüne" dair hikayeler anlatmalarına izin vermeyin. Ancak kablo fabrikalarında bazen çiftin o kadar zayıf büküldüğünü ve doğru seçilebilmesi için 2-3 metre kablonun kesilmesi gerektiğini kabul ediyorum.

Haberleşme kablolarında teller rastgele ve gelişigüzel ilerlemez, kesin olarak tanımlanmış bir sisteme göre bükülür. Üstelik bu sadece lehimler için her şeyin net olması için değil, aynı zamanda bu kablodan geçen her hattın korunması için de yapılıyor. Çift büküm vardır - iki tel, yıldız veya dörtlü - dört tel ve nadiren yalnızca istasyon otomasyonu için üçlü büküm vardır. Tipik olarak büküm türü kablo işaretinden açıkça anlaşılmaktadır: 10 x 2 x 0,4 çift bükümdür ve 7 x 4 x 1,2 dörtlü bükümdür, ancak istisnalar da vardır. Dörtlü bükümde çiftler çapraz olarak düzenlenir ve bir çift kabloya bağlanırken bu dikkate alınmalıdır. Bununla ilgili pek komik bir hikaye değil.

Dörtlü (1x4) büküm.
Dörtlü iletişim kablosuyla çiftleşir.

AC hatlarının kabul ölçümleri. Yakın uç bağlantı kaybı ölçümü

Çok çiftli kablolardaki AC hatlarının kabul ölçümleri

Doğru akım ölçümlerinden sonra gerçekleştirilir. Böylece basit bir mesaj veya azaltılmış yalıtım sizi yanıltmasın.

Çok çiftli kablolardaki AC hatlarının kabul ölçümleri kolaylıkla en sıkıcı ve zaman alıcı ölçümler olarak sınıflandırılabilir. IPZ-4 ve IPZ-5 hala bu amaçla kullanılmaktadır. Ölçümlerin özü, 1000 Hz frekanslı bir alternatif akım jeneratörünün hatlarından birine bağlanmak ve bu jeneratörün sinyalini kalan kablo çiftleri üzerinde dinlemekten ibarettir. Nispeten yakın zamanda, zayıflama değerini desibel cinsinden gösteren dijital cihazlar (örneğin Delta-PRO) ortaya çıktı, ancak bu, tüm ölçüm sürecini basitleştirmedi.

Sürecin karmaşıklığı, her bir çiftin birbiriyle ölçülmesinin gerekli olmasıdır. Onlar. Jeneratörü bir çifte kuruyoruz ve diğerlerini kontrol ediyoruz. Sonra jeneratör diğerine gider ve yine diğerlerini vb. dinleriz. Örneğin 500 çiftlik bir otoyolun iş günü başına ölçümü yapılamaz. Neyse ki, zamanla cihazın kablolarından adapte olursunuz, uygun bir fiş yaparsınız ve hızlı bir şekilde terminal cihazına doğru itersiniz.

Sinyalin duyulduğu yerde cihazın direnç deposundan gelen sinyalle kontrol ediyoruz; 69,5 dB veya 8 Np'den fazla olması gerekiyor (IPZ-4'e göre). Aslında sinyalin duyuluyor olması artık iyi bir şey değil. Genellikle normal olarak monte edilmiş bir kabloda geçici ses 90 dB'den fazladır ve jeneratörün uğultusu hiç duyulmaz. Bazı püf noktaları paylaşacağım.

Hile 1 (yasal, eski literatürde anlatılmıştır). Geçişi yalnızca onlarca içinde ölçebilirsiniz. Daha sonra jeneratörü yalnızca bir düzine paralel çifte besleyin. Süreç birçok kez hızlanacak.

Püf Noktası 2. Jeneratörü farklı çiftlerin çekirdeklerine uygulayın, yani yapay olarak kırın. Bu sinyalle, zayıf korunan tüm çiftler dinlenmeye başlayacak, onları işaretleyin. Daha sonra aralarındaki zayıflamayı ölçün. % 100 garanti vermez, ancak patronunuz sizi aceleye getiriyorsa bu en kötü seçenek değildir.

İpucu 3. Tüm çiftlerin çalışma kapasitansını dikkatlice ölçün ve yalnızca en küçük kapasitansa sahip çiftleri geçici zayıflama açısından kontrol edin. Kapasite. Ayrıca %100 güven vermiyor. Küçük bir alanda kırılmış olabilir, kapasitesi benzer ancak yine de dinleme gerçekleşecektir.

Özel cihazlarınız yoksa, herhangi bir jeneratörü, hatta bir kablo dedektörünü ve bir kulaklığı (tüp) bile alabilirsiniz. Kırık çiftler de bu şekilde bulunabilir.

70 - 80 dB'lik bir geçiş seviyesi bulursanız ve bu konuda gürültü yapıp yapmama konusunda şüpheniz varsa ölçüm işlemini tamamlayın. Yani hattın karşı ucunda 600 Ohm'luk dirençlerin yüklenmesi gerekir. Bu dirençleri birleştirirseniz tablo daha da kötüye gidebilir.

Çoğu zaman 80 dB'lik bir geçici ses çiftin hala "bozuk" olduğunu gösterir, ancak hatayı fark eden lehimler, seçildiği çifti attı ve yerine yedek bir çift ekledi. Bu, normal bir telefonu etkilemeyecektir, ancak modem hilenin "kokunu" alacak ve böyle bir çiftteki bağlantı hızı daha düşük olacaktır.