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¿Por qué es un cable de Ethernet no conectado a tierra?

No hay ninguna dedicada GND en el clásico Ethernet 8P8C ("RJ45") pinout.[1]

¿Por qué el Ethernet especificaciones no incluyen el terreno, a diferencia de muchos otros tipos de cables utilizados para la interconexión de dispositivos que pueden tener su fuente de alimentación independiente así, por ejemplo, RS-232 o USB?

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JukesOnYou Puntos 398

Si simplemente ignorar el POE de 48 Voltios en la imagen de abajo, puedes ver Ethernet utiliza transformadores de tensión en ambos lados.

De esta manera no es necesario para el común de la tierra mientras el voltaje de modo común se mantiene por debajo DE 1500 en general. El aislamiento de la especificación de los transformadores.

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Y como un bono de ahora también saben cómo POE obras. (802.3 at)

Sin embargo, CAT6A a menudo tiene un conector blindado. El escudo es entonces conectado a tierra en chasis con las pequeñas solapas en el interior del zócalo.

Fuente de la imagen

36voto

laptop2d Puntos 331

¿Por qué es Ethernet sin conexión a tierra? Hay dos razones:
1. Para crear un bucle de tierra entre dispositivos
2. El dispositivo también serían más sensibles a ESD que es frecuente en los cables que se mueven o se manipula (de triboeléctrico de carga del cable)

La razón de Ethernet es más susceptible a un bucle de tierra es porque:

  1. Los bucles podría ser mucho mayor que la de otros cable especificaciones, con 100 metros entre los dispositivos. USB es de 5m, RS232 nos 15m. Los dispositivos Ethernet son más propensos a estar en habitaciones diferentes, mientras que los dispositivos USB son generalmente conectado a un ordenador (o hub) y están en el mismo terreno o en el mismo cuarto en la misma red de circuito.
  2. El voltaje de la red ethernet es menor ±1V ~10 ma de corriente. RS232 es mucho mayor a 5V o 15V. USB es de 3.3 V. Esto hace que sea más susceptible a error.

Las empresas y los ingenieros que diseñaron el ethernet especificaciones tenía esto en mente (hay muchas pesar de que va en las especificaciones)

Si usted tenía un terreno entre el transmisor y el receptor se crearía un bucle de tierra. Este bucle de tierra que estaría formado por el cable y el camino de retorno sería la red de tierra como se muestra a continuación. Cualquier de los campos magnéticos que fluyen a través del circuito podría crear una corriente en el cable (y el resto del bucle). Incluso si usted aislados de los cables de señal de que esto sería un problema debido a la inductancia mutua entre los conductores (cables uno al lado del otro puede par de las corrientes de la una a la otra). Esto podría inyectar ruido (y causa potencial de error de bit y la pérdida de paquetes).

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Así que Si añades un transformador de aislamiento entre los dispositivos, se rompe el bucle y todavía son capaces de transmitir una señal de velocidad entre el transmisor y el receptor. Otro de los beneficios de aislamiento galvánico, también aumenta la impedancia del cable al dispositivo en el caso de una gran descarga electrostática.

Este es un ejemplo de aislamiento entre los dos dispositivos ethernet tiene dos transformadores de aislamiento, pero el resultado es el mismo, se rompe el bucle de tierra (y reduce el ruido de modo común en conjunción con el par trenzado y el modo común de ahogo).

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Imágenes de la wikipedia sobre los bucles de tierra

20voto

Agent_L Puntos 295
  1. La señalización diferencial significa que no hay necesidad de un terreno común como punto de referencia. También, niega la necesidad de protección, que es generalmente de tierra.
  2. No hay alimentación de CC de transferencia de nuevo elimina la necesidad de un terreno común y hace que el punto #3 posibles.
  3. Separación galvánica hace que la conexión a tierra contraproducente. Especificaciones puso un gran esfuerzo en la fabricación de dispositivos a diferentes potenciales capaces de trabajar juntos para añadir un cable de tierra sería prácticamente nulo este esfuerzo.

/edit: como Tom Carpenter señaló, correctamente implementado POE, aislado con convertidores de DC-DC, todavía conserva el aislamiento galvánico y "no hay ningún cable al potencial de tierra" de la propiedad. (Ok, POE rompe el aislamiento galvánico entre la parte y añade tipo de puesta a tierra, no es claramente visible, pero que está ahí. Pero POE es un hack en la parte superior de la unidad Ethernet, no una parte original de las especificaciones. No POE dispositivos de conservar las ventajas originales.)

El USB se ha señalización diferencial así, pero también lleva la corriente DC. La mera existencia de la posibilidad de accionar hace que la tierra sea necesario.

RS-232 no tienen poder, pero la señal no es auto-contenida par diferencial, es un solo cable que se hace referencia contra el suelo - que hace que la tierra sea necesario.

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Callum Rogers Puntos 6769

La conexión a tierra es a menudo mal entendido a ser la solución definitiva para la conexión de las cosas. Sin embargo, en la mayoría de los casos, incluso en tiradas cortas, la conexión a tierra añade más problemas de los que resuelve.

El problema con la distribución de una planta a través de cualquier distancia se está suponiendo que ambos extremos están al mismo potencial de tierra. En un mundo perfecto que puede ser cierto, pero en la vida real casi nunca lo es.

Ya sea debido a un mal cableado, fugas a tierra, o efectos de EMI de la tierra aquí en este monitor es diferente de la tierra en su TELEVISOR. Como tal, cuando se ejecuta un cable que se incluye la tierra, entre ellos, habrá una corriente a través de la tierra.

Además, el terreno común se convierte en el actual camino de retorno de la señal. Eso significa que usted está realmente la adición de ruido en la línea de tierra. Si su sistema de comunicación que utiliza múltiples líneas, que efectivamente comparten la misma ruta de regreso y de las corrientes marinas a obtener mucho más complejo, y el ruido es mucho peor, en la tierra común.

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El más largo es el cable de la tensión más diferencia será evidente a lo largo de ese cable a tierra. Si hay bastante diferencia el delta entre la tierra y el voltaje de la señal va a caer tan bajo que ya no son capaces de distinguir la señal.

La siguiente imagen muestra este. Nota: usted tiene dos luces por encima de su tierra en la distancia. Se puede ver que con un buen terreno sólido, usted puede fácilmente decir en el centro de los dos el que la luz se enciende. Sin embargo, en la mano derecha situación en la que la tierra límite es difícil de identificar, ya no es posible decir si es alta o baja la luz.

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Estándares como el de ETHERNET y otros diferenciales de los sistemas de comunicación utilizar una técnica diferente que elimina la necesidad de un suelo completamente.

Mediante el envío como más y menos que la señal a través de dos cables el receptor puede elegir la señal mediante el examen de la diferencia entre los cables en lugar de comparar a un pasado tensión de referencia. (es decir, "Piso"). La imagen de abajo indica cómo funciona esto. Aviso, aun con el ruido de las señales de la derecha todavía se puede decir que la señal que se envía.

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Esta técnica no sólo permite que la señal a ser transmitida a través distancia mucho mayor, sino que también reduce los sistemas de susceptibilidad al ruido de modo común. Desde cada una de las señales de rutas de corriente también están restringidas a los dos cables de la inter-señal de la ruta de retorno compartir es eliminado.

Para Ethernet en particular, los transformadores se utilizan para conectarse a los cables que proporciona un aislamiento completo entre el medio de transmisión y el transmisor/receptor.

5voto

alex07 Puntos 1

La respuesta hasta ahora ha faltado un elemento clave: el blindaje de las parejas de ruido.

El estándar de Ethernet ha incluido tanto la UTP y STP (no apantallado/blindado de par trenzado) durante décadas.

IBM fuertemente influenciado el original de la inclusión de la STP, por su compatibilidad con Token Ring. El reclamo fue que el STP blindaje proporciona una capa adicional de protección contra el ruido para los pares diferenciales (una ganga a sólo 5 veces el precio!) Sin embargo la experiencia de la vida real, pronto demostró que el blindaje proporciona un peor rendimiento. Fuentes de ruido eléctrico se acopla a la protección, en la que el ruido tenía entonces toda la longitud del cable para ser acoplado a los pares trenzados.

El blindaje también puede aumentar cross-talk. Los pares trenzados con frecuencias ligeramente diferentes-un horario típico es 11/12/13/14 trenzas por pie. De esta manera ellos no físicamente nido juntos para formar un parásito del transformador cuando el cable es trenzado y sacó durante la instalación. Esto funciona muy bien. Mejor que se podría esperar. Pero la meneaba estirar el escudo entre los pares, el acoplamiento de la señal a la pantalla y a las otras parejas.

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