Витая пара

Чтобы понять работу витой пары нужно немного углубиться в школьный курс физики и даже немного выйти за его рамки. Поэтому постараемся объяснить процесс простыми словами.

Витая пара – это пара проводников электрического сигнала, свитая небольшим шагом по отношению к единице длины. Этим достигается одинаковая длина обоих проводников, а благодаря витью они равномерно располагаются в пространстве, т.е. нельзя сказать, что один проводник проходит выше, второй ниже (левее/правее).

Этим достигается максимально одинаковое влияние внешних факторов на оба проводника, почему это важно – мы рассмотрим ниже.

По витой паре передается дифференциальный сигнал, это когда по второму проводнику передается сигнал инверсный первому, а считывается не уровень сигнала относительно земли (точка электрической схемы с нулевым потенциалом), а разница потенциалов между ними.

Это позволяет повысить помехоустойчивость линии связи, так как внешняя помеха будет действовать на оба провода витой пары одинаково и однонаправленно.

Например, мы подали на первый проводник сигнал в +2 В, а на второй -2 В. Разница потенциалов у нас составит 4 В. Теперь представим внешнюю помеху с уровнем в 1,5 В. Таким образом в первом проводнике мы получим уровень сигнала +3,5 В, во втором – 0,5 В, но разность потенциалов останется прежней, все те же 4 В.

Также дифференциальный характер сигнала позволяет эффективно подавлять внутренние помехи, так как электрические поля проводников будут взаимно гаситься.

Таким образом мы получаем достаточно простой и дешевый кабель, способный передавать высокочастотный электрический сигнал, устойчивый к помехам и создающий минимальные внешние наводки сам.

В многопарных кабелях для разных пар используется разный шаг завивки, чтобы исключить влияние взаимных помех. При этом все пары по частотным и волновым характеристикам одинаковы. Т.е. нет более скоростных и менее скоростных пар.

Стандарт TIA/EIA-568A и пришедший ему на смену TIA/EIA-568B задают в числе прочего порядок разводки разъема 8P8C, более известного как RJ45.

Для 10 и 100 Мбит/с используется две пары из четырех. Которые разводятся на 1-2 и 3-6 контакт разъема, при этом используются зеленая и оранжевая пара. Такая странная разводка сделана для совместимости с телефонным разъемом 6P4C (RJ11), который как раз попадает на 4-5 контакт.

Для стандартов 1 Гбит/с и выше используются все четыре пары и по каждой из них передается одинаковый сигнал, т.е. нет какой-то подстройки под конкретные пары.

Итак, что будет если мы не будем следовать стандарту и вложим провода в разъем в том порядке, который нам нравится?

Если мы будем соблюдать раскладку контактов по парам: 1-2, 3-6, 4-5, 7-8 – то ничего страшного не случится, кабель полностью сохранит свои частотные характеристики.

В случае с любой другой схемой обжима мы получим, что прямой и инверсный сигналы находятся в разных витых парах, что резко снизит помехозащищенность кабеля и увеличит внутренние наводки. Т.е. его частотные характеристики однозначно будут серьезно ухудшены.

На практике все будет зависеть от качества кабеля, его длины, качества монтажа, уровня внешних помех и много еще чего. Поэтому такой кабель может как работать «нормально», так и практически не работать вообще.

При этом однозначно сократится длина кабельной линии, на которой кабель работает без снижения скоростных характеристик или перехода на более медленный стандарт.

Поэтому не стоит заниматься самодеятельностью и обжимать кабель следует согласно утвержденных стандартов.