Článek
Když se z ethernetového kabelu stáhne vnější plášť, uvnitř nejsou osm rovných drátků. Jsou rozdělené do čtyř barevných dvojic a každá dvojice je po celé délce stočená. Není to kvůli tomu, aby se kabel lépe vyráběl nebo vypadal technicky. Kroucení je součást elektrických vlastností linky.
Signál se přenáší po dvojici vodičů jako rozdíl mezi nimi. Rušení z okolí má tendenci působit na oba vodiče podobně, zatímco přijímač sleduje hlavně jejich vzájemný rozdíl. Kroucení navíc průběžně obrací polohu obou vodičů vůči okolním zdrojům rušení, takže se nechtěné vazby lépe vyruší.
Dva vodiče tvoří jeden elektrický pár
U kroucené dvojlinky není důležité jen to, který drát je „plus“ a který „minus“. Podstatné je, že oba patří k sobě a vedou komplementární elektrický signál. Přijímač potom vyhodnocuje rozdíl mezi oběma vodiči, což pomáhá odmítnout část rušení, které se na ně přidá podobným způsobem.
Právě proto není dobrý nápad vzít dva náhodné vodiče z různých barevných párů jen proto, že elektricky „vedou“. Cisco ve své dokumentaci například výslovně varuje, že nesprávné spárování vysílacích a přijímacích vodičů může zvýšit přeslech.
Problém není jen rušení zvenčí, ale i sousední pár
Každý vodič, kterým prochází měnící se elektrický signál, vytváří elektromagnetické pole. V kabelu leží další páry jen pár milimetrů vedle, takže si mohou část energie navzájem „přelévat“. Tomu se říká přeslech. U datových kabelů se mimo jiné měří NEXT, tedy přeslech zachycený na blízkém konci linky.
Fluke Networks popisuje, že samotné zkroucení párů pomáhá tento přeslech rušit. Ještě zajímavější je druhá vrstva: jednotlivé páry se často nekroutí úplně stejně.
Proč mají páry rozdílné stoupání
Kdyby byly všechny čtyři dvojice stočené stejným rytmem, mohly by se stejné vodiče držet vůči sobě po dlouhou část kabelu v podobné poloze. To by zvyšovalo pravidelnou vazbu mezi páry. Proto výrobci používají rozdílné twist rates – jiné počty závitů na jednotku délky.
Fluke uvádí, že rozdílné stoupání pomáhá zabránit tomu, aby si páry po celé trase udržovaly stejné vzájemné rozestupy. Vedlejším efektem je, že po rozmotání nemusí být všechny čtyři páry geometricky stejně dlouhé; pár s větším počtem závitů má fyzicky delší cestu.
Více závitů neznamená automaticky rychlejší kabel
Bylo by lákavé z toho udělat jednoduché pravidlo „čím víc zakroucené, tím rychlejší“. Tak to ale nefunguje. Výkon kabelu závisí na celé konstrukci: geometrii párů, materiálu, impedanci, útlumu, konektorech, případném stínění a na tom, zda celý kanál splňuje parametry své kategorie.
Přehnaně rozdílné stoupání má navíc další důsledek: jednotlivé páry mohou mít odlišné zpoždění signálu. Síťová zařízení s tím počítají jen v určitých mezích. Kroucení je tedy přesně navržený kompromis, nikoli závod o největší počet závitů.
Proč se kabel nemá u konektoru zbytečně rozplétat
Stejný princip vysvětluje i praktické pravidlo při zakončování kabelu. Pokud se pár před konektorem zbytečně dlouho rozplete, na posledních centimetrech přestane fungovat geometrie, kvůli které byl kabel navržen. Fluke upozorňuje, že právě oblast modulárního konektoru bývá významným zdrojem přeslechu a nadměrné rozpletení může zhoršit výsledek certifikačního měření.
Kroucené páry uvnitř ethernetového kabelu tak nejsou jen barevný způsob, jak si pamatovat pinout. Jsou jedním z hlavních důvodů, proč dokáže relativně levný měděný kabel přenášet vysokorychlostní data i v prostředí plném dalších elektrických signálů.
Zdroje a prameny
• Fluke Networks – The Physics of Twisted Pair Cabling — otevřít zdroj — vysvětlení kroucených párů, přeslechu a důvodu rozdílných twist rates
• Fluke Networks – Cable Testing 101: Crosstalk — otevřít zdroj — definice NEXT a role rozdílného kroucení párů při omezení přeslechu
• Cisco – ONS 15454 Procedure Guide — otevřít zdroj — upozornění na správné zachování Tx/Rx vodičů v rámci příslušných kroucených párů kvůli přeslechu
