Et tvunnet par er en symmetrisk linje dannet av to ledertråder viklet i en spiral rundt hverandre. Hovedformålet med denne konfigurasjonen er å begrense følsomheten for interferens og overhør i kabler med flere par.
På fransk er "symmetrisk par" i telefoni synonymt med "twisted pair".
Twisted par finnes i telefoni, elektroakustikk , instrumentering og dataoverføring, et felt der de har gjennomgått betydelig utvikling. De brukes også i strømkabler for å redusere utslippene.
Overføringen av et elektrisk signal er utsatt for elektromagnetisk interferens , som først reduseres av en symmetrisk forbindelse med differensial signalering , der spenningsforskjellen mellom de to lederne bærer informasjonen. Mottakeren eliminerer forstyrrelser som kommer fra en viss avstand, noe som også påvirker de to lederne på linjen.
Når to symmetriske par går parallelt, dannes induktive og kapasitive bindinger mellom dem. Signalet til den ene finnes i signalet til den andre. Dette kalles krysstale . Vridning av parene, på en annen tonehøyde for hver rad, bidrar til å redusere denne effekten. Når linjen er kort, er crosstalk uansett svak. Når linjen er lang, er parene noen ganger i fase, noen ganger i faseopposisjon, og avbryter effekten.
Ved å opprettholde avstanden mellom parledninger opprettholdes den karakteristiske impedansen til overføringsledningen , for å undertrykke signalrefleksjoner ved tilkoblingene og på slutten av linjen. Geometriske begrensninger (tykkelsen på isolasjonen / ledningens diameter) holder denne impedansen rundt 100 ohm:
Gjennomsnittlig antall vendinger per meter er en del av kabelspesifikasjonen. Hvert par av en kabel er vridd litt annerledes for å forhindre overhør.
Prinsippet for det tvinnede paret vises i telegraf- og telefonsendinger så snart de blir gjort i par, og ikke ved retur av strøm gjennom jorden. Ved å rotere visse par av en omgang, fra ett innlegg til et annet, reduserer vi forstyrrelser: det som påvirker linjen mellom to innlegg, svekkes to innlegg ytterligere av forstyrrelser i fasemotstand. Ved å bruke kabler som inneholder de to lederne nærmere hverandre, litt vridd, i stedet for bare ledninger som er plassert 30 cm fra hverandre , avtar innflytelsen fra det omkringliggende elektromagnetiske feltet betydelig. Teknikken blir mer nødvendig ettersom multiplexing øker den nødvendige båndbredden , og senker signalnivået. Kabler som inneholder tvinnede par ble brukt i koblede telefonnettverkskabler rundt 1920. Den ytre kappen på kablene var bly, og isolasjonen fra papirwirene dekket med et lag emalje eller skjellakk . Torsjonen er gunstig ikke bare for den elektriske ytelsen, men også for den mekaniske motstanden. Hvis lederne ikke ble vridd, ville vridningen i parets plan være mye mer skadelig enn i vinkelrett retning, idet den ytre lederen ble utsatt for høy mekanisk spenning, og dielektrikumet mellom de to for kompresjon. Følgende forbedringer vedrører polyetylenisolasjonen , noe som forbedrer symmetrien til paret.
Utviklingen av telekommunikasjon førte til videre elektriske studier, og utviklingen av overføringslinjeteori . Bransjen produserer kabler til telefonen med opptil 25 vridne par på forskjellige baner for å redusere overhør. Opptaksstudioer og radio- og TV-stasjoner, hvis krav er høyere, studerer bruken av disse kablene, men de brukes i alle fall bare til frekvenser opp til noen få titalls kilohertz.
På slutten av 1980-tallet førte digitalisering av lydsignalet først til forbedret ytelse, noe som førte til en ny undersøkelse av kabelen. Overføringen av det digitale signalet krever en økning i frekvenser, og når noen få megahertz. Skjermede tvinnede kabler som vanligvis brukes i elektroakustiske applikasjoner, må defineres mer presist. Den må oppfylle strenge standarder for elektromagnetisk kompatibilitet . Den elektroakustiske industrien og kringkasting definerer AES / EBU- tvunnet par for digital overføring av de to kanalene til det stereofoniske signalet .
Høyhastighets digital overføring i datanettverk begynte med kommersielt tilgjengelig koaksialkabel for bruk i radio og TV. Studiene som førte til optimalisering av det tvinnede paret, tillot deretter bruk. Ved begynnelsen av XXI th århundre, nettverk ofte bruker kabel kategori 5 og høyere, basert på en sammenstilling av fire snodde par til ikke beregnet til å minimalisere interferens. Disse kablene er mer fleksible og sterkere enn koaksialkabler, og kontaktene deres er billigere.
For å begrense forstyrrelser er tvinnede par ofte skjermet. Ettersom skjermingen er ledende, utgjør den også en jordreferanse, som kan føre til lavfrekvente forstyrrelsesproblemer i tilfelle en feil i bakken på strømforsyningen. Skjermingen kan påføres individuelt på parene, eller på settet som er dannet av dem. Når skjermingen påføres alle parene, snakker vi om skjerming.
Det er flere typer tvinnede par:
Lavfrekvente mobile analoge lydkabler, utenfor faste installasjoner, bruker vanligvis fletteavskjerming, noe som resulterer i en mykere kabel, som er mer motstandsdyktig mot gjentatt vri og overfører mindre mekanisk vibrasjon.
Den internasjonale standarden ISO / IEC 11801 på overføringskabler for telekommunikasjon gir konfigurasjoner av kabler sammensatt av tvinnede par.
Kabelbetegnelsen angir konfigurasjonen i forkortet form. Forkortelsen TP ( " twisted pair " ) indikerer ett eller flere tvinnede par, TQ ( " twisted quad " ) enten det er en quad eller quad . De foregående bokstavene, som adjektivet på engelsk, indikerer skjerming. Den til hele kabelen, etterfulgt av en skråstrek, går foran beskrivelsen av parene.
| Vanlig bruk | ISO 11801 | kabel skjold |
Par skjold |
|---|---|---|---|
| UTP | U / UTP | Nei | Nei |
| Vær så snill | S / UTP | flettet | Nei |
| FTP, STP | F / UTP | stripe | Nei |
| SFTP, S-FTP, STP | SF / UTP | flette, stripe | Nei |
| Vær så snill | U / FTP | Nei | stripe |
| SSTP, SFTP, STP | S / FTP | flettet | stripe |
| FFTP, STP | F / FTP | stripe | stripe |
| SSTP, SFTP, STP | SF / FTP | flette, stripe | stripe |
UTP-kabler er kategorisert i henhold til signalintegritet. Disse forskjellige kategoriene er ratifisert av de amerikanske standardiseringsmyndighetene ANSI / TIA / EIA, European CENELEC 50173 , international ISO 11801 , eller andre. Den franske standarden som definerer strukturert kabling bruker den europeiske versjonen, og følgende oversettelse heter: NF / EN 50173-1 .
Konseptet med "kabelkvaliteter" 1 og 2 som opprinnelig ble brukt av en distributør, den første EIA / TIA 568-standardiseringen i 1990 begynte den offisielle nummereringen på 3.
Kategori 3 Den kategori 3 er en type Ledninger testet ved 16 M Hz . Denne typen kabel brukes i dag hovedsakelig bare til telefoni i det kommersielle markedet, både for analoge og digitale linjer (telefonsystemer, for eksempel: Norstar, etc. ). Den brukes også til Ethernet-nettverk (10 Mb / s ). Denne type kabling har blitt forlatt siden 2007 av operatører i favør av kategori 5 eller høyere kabler , både for tale og data overføring . Fargekoden er gul, grønn, rød, svart. I xDSL- systemer bruker vi grønt og rødt for å overføre data. Kategori 4 Den kategori 4 er en type Ledninger testet ved 20 MHz . Denne standarden ble hovedsakelig brukt til 16 Mbit / s Token Ring- nettverk eller 10BASE-T- nettverk . Den ble raskt erstattet av kategori 5 og 5 . I ANSI / TIA / EIA-568B (2011) er bare kategori 3 beskrevet. Kategori 5 / Klasse D Den gamle kategorien 5 tillater en båndbredde på 100 MHz og en gjennomstrømning på opptil 100 Mbit / s . Denne standarden tillater bruk av 100BASE-TX , samt forskjellige telefoni- eller nettverksapplikasjoner ( Token ring , ATM ). Kategori 5 er foreldet og erstattet av kategori 5e. Merk at ISO 11801-standarden, siden versjon 2000, ga nytt navn til den nye kategorien 5e til kategori 5, mens den nordamerikanske standarden beholder begrepet “5th”. Kategori 5e / klasse De Den kategori 5e ( forbedret ) kan tillate en mengde av informasjon på opp til 1 Gbit / s . Det er en type ledninger testet ved 100 MHz (dukket opp i TIA / EIA-568B-standarden). Standarden er en tilpasning av kategori 5 , forbedret for å tillate Gigabit Ethernet . Type skjerming og paringslengde er ikke spesifisert. I ISO 11801 siden 2000, er denne kategorien kjent kategori 5 / klasse D . Kategori 6 / klasse E Den kategori 6 er en type kabel testet opp til 250 MHz . I teorien skal det tillate 1000Base-TX, som kjører ved 200 MHz i 2 × 2 simpleks- par i stedet for 77 MHz i 4 full-dupleks- par . Dette bør redusere produksjonskostnadene til nettverksgrensesnitt. Ingen produsenter fulgte og 1000base-TX eksisterer ikke. På den annen side, takket være en lavere motstand, er kategorien 6-kabelen fortsatt fordelaktig sammenlignet med kategorien 5e for bruk av PoE der den tillater energibesparelser. Kategori 6a / klasse Ea Ratifisert den 8. februar 2008, standard 6a er en utvidelse av kategori 6 med en båndbredde på 500 MHz (standard ANSI / TIA / EIA-568-B.2-10). Denne standarden tillater drift av 10GBASE-T . I den internasjonale standarden er "6a" skrevet som "6 A ") Kategori 7 / klasse F Den kategori 7 blir prøvet ved 600 MHz . Det tillater ruting av et modulert fjernsynssignal i VHF- eller UHF-båndet , men ikke i et satellittbånd (som krever en båndbredde på 2200 MHz ). Kategori 7 gjenkjenner ikke RJ45-kontakten og gjenkjenner i stedet 3 andre : kategori 7a 1 GHz går den opp til 10 Gbit / s , akkurat som kategori 6a og 7 . På den annen side gjenkjennes ikke RJ45-kontakten, noe som skaper de samme vanskelighetene som kategori 7 for tilkobling av utstyr.Kategori 8
Kategori 8 er testet ved 2 GHz og gir en gjennomstrømning på opptil 40 Gbit / s.
| Kategori | Klasse | Impedans | Maks frekvens | applikasjon |
|---|---|---|---|---|
| 3 | VS | 100-120 Ω | 16 MHz | Token Ring 4 Mbit / s, 10 Base T, Fast Ethernet, 100 VG Any, LAN 100 Base T4 |
| 4 | D | 100 Ω | 20 MHz | Token Ring 16 Mbit / s |
| 5 | D | 100 Ω | 100 MHz | U / UTP og F / UTP-kabel, 100 Base Tx, ATM 155 Mbit / s, 1000 Base T (Cat 5E) |
| 6 | E | 100 Ω | 250 MHz | F / UTP og SF / UTP-kabel, 1000 Base Tx |
| 6a | Ea | 100 Ω | 500 MHz | F / UTP og SF / UTP-kabel, 1000 Base Tx, 10 G Base T |
| 7 | F | 100 Ω | 600 MHz | SF / UTP-kabel |
Applikasjoner, i telekommunikasjon, i elektroakustikk, i instrumentering, for hvilke det er nødvendig med høyere immunitet mot interferens, bruker to vridne par ordnet på en slik måte at forstyrrelsene som er igjen på et av parene motsetter seg de andre. I arrangementet starquad (en) danner firestjerners roterende ledere rundt en sentral akse et dobbelt par. Det andre arrangementet består av en vri på to vridne par.
Opprinnelig designet for analoge signaler i et veldig forstyrret miljø, eller med spesifikke bakgrunnsstøynivåbegrensninger, brukes quad-kabelen også i digital overføring.