ツイストペアケーブルに奇数のツイストがある場合はどうなりますか？

私は電気技師でも、現場の学生でもありません。私は好奇心のバグを抱えたネットワークエンジニアであり、最近、ケーブル配線とツイストペアを具体的に検討することになりました。^ _ ^を理解できるように、答えは「馬鹿げている」と嘆願します。

私はついに、100BASE-TXと10BASE-TがTXに2本のワイヤー（1つのペア）を使用し、RXに別の2本のワイヤー（別のペア）を使用する理由をようやく理解しました。各ペアで、1本のワイヤーが元の信号を送信し、もう1本のワイヤーが正確な逆を送信することを理解しています。

また、ワイヤがペア内でねじれている理由をようやく理解しました。効果的には、電磁干渉（EMI）の周囲のソースが、一方が他方に不釣り合いにではなく、両方のワイヤペアに等しく影響を与えることができるようにします。

上に掲載、それはこのイメージだった理解するために私に何つながるResearchGate.netこの上のポストで博士Ismat Aldmour：

リンクの腐敗のリスクを回避するために、ここにも彼の説明を掲載します。

添付の図に似たものを描くことで、ネットワーキングでこれを学生に一度説明しなければなりませんでした。図1では、パラレルペアの場合、干渉により赤線（干渉源に近い）で単位長さあたりのピックアップ電圧（誘導）が大きくなり（例として1 mV）、誘導が少なく（0.5mV）青いワイヤー。宛先での合計差は3mVです。ツイストペアの場合（図2）、赤と青のワイヤの一部（ツイスト）が交互に同じレベルの干渉を受けるため、宛先の合計差は0Vであるため、宛先の合計差は0Vです。私はこの質問のためにこの数字を描きました。それは講義でも使用したいと思っています。これは、インピーダンスの用語を認識しない非電気工学の学生にネットワークを教えるときに特に役立ちます。差動モードのノイズ用語など ちなみに、ツイストペアの干渉は、主に同じケーブル内で一緒に実行される他のペアの信号から生じます。ありがとう。@AlDmour。

画像と説明で、6本の均等なツイストにより、ペアの両方のワイヤが周囲EMIによって等しく影響を受け、正味のデルタ干渉が+0になることを理解しています。私の質問は、ワイヤーに奇数のねじれがあるとどうなりますか？

たとえば、上の図2の画像にさらに半分のツイストを追加すると、赤線の干渉デルタは+ 1mVになり、青線の干渉デルタは+ 0.5mVになります。

受信側はそれをどのように補正し、EMIを検出し、各ペアで無視できるmVを決定しますか？

ツイストの数は偶数である方が良いですが、これがトラブルに値する実用的なケーブルの状況は認識していません。他の干渉源があり、それがわずかな違いを生む可能性があります。

別の見方をすると、磁気干渉の量は2本のワイヤ間の面積に比例します。ねじれの完全な偶数で、面積は事実上ゼロです。奇数のねじれでは、本質的に1つのねじれ領域になります。それは、ねじれがまったくないという点で、まだ大きな改善です:)

ツイストの偶数または奇数は、すべての意図と目的のためです。

さらに重要なのは、1インチあたりのTwists（TPI）の数です。この数値が高いほど、ノイズキャンセレーションが達成されます。

どうして？ノイズ源（磁場など）を置くだけで、通常はケーブルの長さによって変化します。ケーブルを複数回ねじることができる場合、各ケーブルが特定のポイントで同じノイズをより密接に経験することを意味します。

それを視覚化するために、あなたが投稿した図で、さまざまな分野で、上部のワイヤが各ツイストでノイズを経験していると想像してください1mv 1mv 0.5mv 2mv 3mv 1mv。次に、一番下に表示されるもの：2mv 1mv 3mv 0.1mv 1mv 2mvまたは何でも。今、それらはもはや一致しないので、偶数/奇数のものは重要ではなくなります。これで、ツイストの数を2倍にしたが、ノイズレベルを変更しなかった場合、各ワイヤで同じノイズが発生することがわかります。

したがって、ノイズソースが変化する任意の時点で2つのツイストが必要になります。実際には、これらは絶えず変化しており、ケーブルを使用する環境はすべて異なります。その時点で、2つがまったく同じノイズを経験することを保証できないため、奇数または偶数のねじれがあるかどうかは基本的に問題になりません。

問題のケーブル長にとって、偶数または奇数は重要ではありません。より重要なのは、長さの単位あたりのねじれの数です（これは、仕様が、取り付け時にねじれを解くことができる量を制限する理由でもあります）。代わりに、ツイストの数は均等であるため、ケーブルに沿って信号極性の切り替えは発生しません。

次のGedankenexpeirmentを作成します（または実際のケーブルで実行します）：ケーブルが真っ直ぐに伸びず、接続する両方のジャックが互いに比較的近くなるように、ほとんどがそれ自体に曲がる場合-回転するとどうなりますかジャック/デバイスの1つを180度（または両方とも反対方向に90度）ですか？もちろん、何もありません。それでも、この回転により、ねじれの数は事実上1つずつ変化しました！

ネットワーク通信用のCat-5ケーブルの最も一般的な設置は、10Base-T規格です。

これは、通常青と緑の2つのペアがデータを運ぶことを意味します。青は1メートルあたり72ターン、緑は1メートルあたり65ターンです。

短距離では、これは重要ではありません。10メートル未満の場合、ネットワークカードを接続する蛍光灯にリボンを巻き付けることができます。（情報源：できるかどうかを確認するための個人的なテスト。TCPはエラーを修正する必要があるため10Mbitよりも低速でしたが、ビットが通過し、最終的にファイルを転送しました。 1メートルあたり約4回。）

10Base-Tイーサネットのコード内Cat-5配線の最悪のシナリオは、各セグメント間でアンプを使用する3つの100メートルセグメントを持つことです。（コードは、10Base-TのCat-5の最長の長さは100mであり、リピータが必要になる前に100mのセグメント間で2個以下のアンプであると述べています。）今日生産されたダムハブは繰り返されます。

With this worst case scenario, you can string up an office building without any data loss, including noise from computers, fluorescent lights, the HVAC system, random aluminum plates, random iron girders, the electrical system, grounded objects like copper pipes for the sprinkler system and plumbing, etc. Naturally, if you're in anything noisier than an office building, such as a manufacturing floor that uses high voltage equipment, you'll want shielded twisted pair.

That's 300 meters without data loss, with at least 65tpm x 300m = 19500 twists on your green pair. There's not much difference between 19500 and 19499 twists in this worst case scenario, where twist-per-meter really does start to matter.

So, in the worst case scenario, you're better off planning your cabling route carefully to avoid high voltage, power lines, noisy EM emitters (lights), and grounded conductors than worrying about whether you have an even or odd number of twists.

And, a bit of trivia: You always have an odd number of twists. Each RJ-45 jack is assembled alternating between tip and ring, and the tip is always the left-most pin, regardless of if you're using A or B standard, so both pass-through and crossover cables always have an odd number of twists. Turning the cable over doesn't change the number of twists that each pair has, either. Even if you have a flat ribbon, there is one 180 twist per pair.

The amount of signal picked up is proportional to the area of the "loop". If you have an untwisted pair of length $L$ and separation $d$, the area is $Ld$. If you now have $2N+1$ half-turns in the wire, the first $2N$ pick-ups cancel in pairs (as you understood) and you are left with a reduced pickup of $\frac{1}{2N+1}$ of the original.

For a large number of turns $N$, that is very significant. The receivers are "robust" to small amounts of noise because the actual signal of interest is quite large. Further, you can add different circuits to increase robustness to noise. For example, you can add a "Schmitt trigger": this detects when the input reaches a certain trigger level (say 1 V) for the rising edge, then changes the level at which it will trigger again (say 0.8 V) on the falling edge. A small (100 mV) "jiggle" on top of the input signal will not be sufficient to cause an additional trigger: you will trigger once on the rising edge, and once on the falling edge.

There are many other sophisticated tricks for "clock recovery" that can help to clean up the signal. Twisting the wires is just one (very important - because cheap and effective) step.

10Base-T and 100-Base-TX are digital protocols that operate at +-2.5V and +-1V/0V, respectively. Additionally, there is a tolerance on the order of +-5-10% for the signal levels.

Assuming this cable is laid in a normal environment, the noise accumulated in a single twist is tiny because: 1) the twists are small, and 2) the wires are close together.

Taken together, the voltage bias from a single, unbalanced, odd twist is insignificant.

Others answered the question well. Except:"How does the receiving end compensate for that, and/or detect the EMI and determine what mV on each pair it can ignore?"

The receiver looks at the difference in voltage between the two wires in a pair. It ignores, to a very good approximation, the signal that's common to both wires. As long as the difference due to the original signal is larger than the difference in the induced noise, it recovers the original data. This magic is known as common mode rejection, and it's the reason plain old telephone service, and really long microphone cables, work, despite induced 60Hz hum thousands of times larger than the signal.