التداخل المتبادل والتوهين والتشويش

حتى الكابل الموصل بشكل صحيح قد يكون أداؤه ضعيفاً بسبب مشكلات الإشارة. والمشكلات الثلاث الكبرى هي التداخل المتبادل والتوهين والتداخل الخارجي. وتؤدي هذه المشكلات إلى تدهور الإشارات تدريجياً، فتسبب الأخطاء وإعادة الإرسال والبطء بدلاً من عطل واضح ونظيف. ويساعد فهمها على تفسير حالات «الكابل يجتاز الاختبار، لكن الاتصال غير مستقر» الغامضة.

التداخل المتبادل هو إشارة غير مرغوب فيها «تتسرب» من زوج أسلاك إلى زوج مجاور، مثل التنصت على مكالمة هاتفية أخرى. ففي كابلات الأزواج الملتفة، تولد الإشارة في أحد الأزواج تداخلاً في زوج آخر، مما يفسد البيانات. ويزداد التداخل المتبادل مع انخفاض جودة الكابل، وعدم لف أطراف الأسلاك، ووجود أزواج منقسمة. وهو سبب رئيسي للأخطاء في وصلات النحاس.

للتداخل المتبادل أشكال مقاسة. يشير NEXT (Near-End Crosstalk) إلى التداخل المقاس عند الطرف نفسه الذي يوجد فيه المرسل، حيث تكون الإشارات أقوى. أما FEXT (Far-End Crosstalk) فيُقاس عند الطرف المقابل. وتبلغ معتمدات الكابلات عن هذه القيم لإثبات مطابقة المسار للمواصفات. وغالباً ما يعود ارتفاع NEXT إلى نهايات سيئة أو فك لف الأسلاك أكثر من اللازم عند القابس.

يُلف كابل الأزواج الملتفة كل زوج بطريقة محددة من أجل إلغاء التداخل المتبادل ومقاومة التداخل. ويجب أن تستمر اللفات حتى مسافة قريبة جداً من الموصل. وعندما يفك فني التركيب لف مقدار كبير من السلك لكبس القابس، يزداد التداخل المتبادل وينخفض الأداء. ولهذا تهم تقنية الإنهاء الصحيحة بقدر أهمية جودة الكابل.

التوهين، ويسمى أيضاً فقد الإدخال، هو الضعف الطبيعي للإشارة أثناء انتقالها على طول الكابل. فكلما قطعت الإشارة مسافة أطول، أصبحت أضعف. وبعد مسافة معينة تصبح الإشارة خافتة جداً بحيث يتعذر قراءتها بشكل موثوق، مما يسبب الأخطاء. ولهذا حد أقصى للمسافة لكل نوع من الكابلات لا يجوز تجاوزه.

بالنسبة إلى Ethernet ذي الأزواج الملتفة، يبلغ الحد الأقصى القياسي للمسار 100 متر، أي نحو 328 قدماً، ويتكون عادةً من 90 متراً من الكابل الدائم إضافةً إلى 10 أمتار من كابلات التوصيل. يؤدي تجاوز هذا الحد إلى جعل الاتصال غير موثوق أو منقطعاً بسبب التوهين. ومن الأسباب الشائعة واقعياً للاتصالات المتقطعة أن يكون مسار الكابل أطول من قدرة النحاس على التحمل.

ينشأ كل من EMI (Electromagnetic Interference) وRFI (Radio-Frequency Interference) خارج الكابل، مثل المحركات ومصابيح الفلورسنت وخطوط الطاقة وأجهزة الراديو. وتحقن هذه المصادر ضوضاء تفسد الإشارة. ويُعد تمرير كابلات البيانات بمحاذاة كابلات الطاقة أو بالقرب من الآلات الثقيلة خطأً شائعاً يسبب الأخطاء. ويقلل زيادة المسافة والفصل بين الكابلات من التداخل.

لمواجهة التداخل الكهرومغناطيسي EMI، تتوفر الكابلات بنوع محمي (STP) وبنوع غير محمي (UTP). يضيف الزوج المجدول المحمي رقاقةً معدنية أو جديلةً معدنية تحجب الضوضاء الخارجية، ما يجعله مفيدًا في البيئات كثيرة الضوضاء الكهربائية. يجب تأريض الحماية بشكل صحيح لكي تؤدي وظيفتها، كما أنها تجعل الكابل أكثر سماكةً وتكلفةً؛ لذلك يُستخدم UTP عندما يكون التداخل منخفضًا.

نادرًا ما تؤدي هذه الأعطال إلى انقطاع كامل وواضح. بدلًا من ذلك، ستلاحظ ارتفاع عدادات أخطاء الواجهة، وفقدان الحزم، وانخفاض معدل النقل، وعمل الوصلات بسرعات أقل من المتوقعة. يشير كابل يتفاوض على سرعة 100 Mbps بدلًا من 1 Gbps، أو كابل تتزايد أخطاؤه، إلى التداخل المتبادل أو طول الكابل أو التداخل الخارجي، وليس إلى انقطاع كامل.

يقيس جهاز اعتماد الكابلات التداخل المتبادل (NEXT/FEXT) والتوهين والطول، ويقارنها بالمعيار الخاص بالكابل، موضحًا السبب الدقيق لضعف أداء المسار. كما تكشف إحصاءات واجهة المحول عن الأخطاء والحزم المهملة التي تشير إلى مشكلة في الإشارة. وتحول نتائج جهاز الاعتماد، إلى جانب عدادات الواجهة، عبارة "وصلة بطيئة" الغامضة إلى تشخيص محدد قابل للإصلاح.

امنع هذه الأعطال باتباع الممارسات السليمة: التزم بحدود المسافة، وحافظ على التواءات الأسلاك حتى الموصل، واستخدم فئة الكابل المناسبة، وأبعد كابلات البيانات عن مصادر الطاقة والتداخل الكهرومغناطيسي، واستخدم كابلًا محميًا في المناطق كثيرة الضوضاء. تمنع جودة التركيب معظم مشكلات التداخل المتبادل والتوهين والتداخل قبل أن تصل إلى المستخدم.

اختبر معرفتك بالإشارة.

تعلمت مشكلات الإشارة. النقاط الأساسية:

• التداخل المتبادل هو تسرب الإشارة بين الأزواج (ويُقاس بـ NEXT/FEXT).
• تلغي الالتواءات التداخل المتبادل؛ لذا حافظ عليها حتى الموصل.
• يُضعف التوهين الإشارة بمرور المسافة؛ ويبلغ الحد الأقصى للنحاس 100 m.
• يُدخل EMI/RFI ضوضاء خارجية؛ وتساعد الحماية (STP).
• تتمثل الأعراض في الأخطاء والبطء، لا في انقطاع كامل وواضح.