זוג שזור

זוג שזור (ובאנגלית: Twisted Pair) הוא כבל חשמלי המורכב מזוג גידים מוליכים אשר כל אחד מהם מורכב ממוליך פנימי ומשכבת בידוד חיצונית, והם שזורים זה על זה. כבלי זוג שזור נפוצים להעברת אותות תקשורת חשמליים בתשתיות של מערכות טלפוניה וכחלק מכבלים מורכבים יותר, המכילים בתצורות שונות זוג שזור אחד או יותר (לדוגמה: כבל Ethernet). יתרונותיו של הזוג השזור, בהשוואה לכבלי תקשורת אחרים, הם גודל פיזי קטן, משקל נמוך, פשטות בייצור ובשימוש (חיבור על ידי הדקים לחיצים, נועלי כבל, או הרכבה של סוגי מחברים אחרים), ויכולת טובה להתמודד עם הפרעות באות (ראו גם ).

עמידות להפרעות

השימוש בזוג שזור הוא לרוב בצורה הפרשית (דיפרנציאלית). בצורה זו נשלחים אותם האותות בשני הגידים, אך בקוטביות הפוכה. על מנת לגלות את האות המקורי, המקלט נדרש לבצע חיסור בין האותות שבשני הגידים. מאחר שזוג הגידים הוא שזור, הפרעה אלקטרומגנטית שמגיעה לאחד הגידים, תצטרף במידה דומה גם לגיד ההפוך. חיסור של ההפרעה מאחד הגידים בהפרעה הדומה בכבל ההפוך, ייצור אפקט של ביטול כמעט מוחלט של ההפרעה.
בנוסף, כיוון שכל גיד נושא את אותו האות אך בקוטביות הפוכה, הפליטה האלקטרומגנטית של כל גיד מבטלת את הפליטה מהגיד השני. בסיכומו של דבר הפליטה האלקטרומגנטית הכוללת של הזוג השזור קטנה משמעותית מפליטה של כל גיד בנפרד, זאת בניגוד למצב שבו זוג גידים אינו שזור. כאשר זוג הגידים אינו שזור, אחד הגידים יימצא קרוב יותר למקור הפרעה, ויספוג יותר הפרעה מאשר הגיד השני. במצב זה חיסור בין האותות שבגידים יניב רק ביטול חלקי של ההפרעה הכוללת.
אחד הנתונים המגדירים בצורה טכנית את הזוג השזור הוא קצב השזירה (ובאנגלית Twist Rate). נתון זה מציין את כמות הליפופים של גיד אחד על משנהו, ביחידת אורך אחת של כבל התקשורת. כללית, קצב שזירה גבוה יותר הוא יקר יותר ומקנה עמידות גבוהה יותר מהפרעות ומזליגת אותות.
בכבלים המורכבים ממספר זוגות שזורים נהוג להשתמש בזוגות שזורים בעלי קצבי שזירה שונים. זאת משום שאם לשני זוגות שזורים, המרכיבים את הכבל היה אותו קצב שזירה, אחד הגידים מהזוג הראשון היה תמיד יהיה קרוב יותר לאחד הגידים מהזוג השני. במצב כזה לא מתאפשר אפקט ביטול הפרעות בין הפרעות ההשראה של הזוגות השונים שבתוך הכבל, זה על זה.

היסטוריה

מערכות הטלפוניה הראשונות השתמשו בקווי טלגרף. כאשר החלו להיפרס הרכבות הקלות הראשונות, הן פעלו באמצעות קווי חשמל עיליים, שגרמו להשראת הפרעות בקווי הטלפון. בעיות אלו גרמו לתביעות משפטיות ולבסוף להסבת תשתית הטלפון לממשק הפרשי-מאוזן. לשינוי זה הייתה תועלת נוספת, בכך שהקווים החדשים היו בעלי ניחות נמוך יותר, ולכן אפשרו מרחק גדול יותר בין מכשירי הטלפון לבין המרכזיות.
כאשר גם מערכות להפצת חשמל נפרסו, היה שימוש משותף באותם העמודים, והם החזיקו גם את קווי הטלפון וגם את קווי החשמל. במצב זה, השימוש בממשק הפרשי-מאוזן לא מנע את ההפרעות, ושוב נוצרה השראה הדדית בין התשתיות השונות. על-מנת לבטל את ההפרעה הגידים של תשתית הטלפון החליפו את מיקומם (ימין-שמאל) אחת לכמה עמודי תשתית. בגלל המסלול הפיזי הדומה בין קווי הטלפון וקווי החשמל, החלפת מקום זו יצרה בקירוב את אותה ההפרעה בשני הגידים של הטלפון, והפרעה זו בוטלה על ידי חיסור האותות בין שני הגידים.
גם כיום, במספר אזורים כפריים בעולם, עדיין יש שימוש בשיטת ההחלפה בין כבלי הטלפון.

UTP

Unshielded twisted pair הוא כבל זוגות שזורים בעל שמונה גידים (ארבעה זוגות) ללא סיכוך. UTP הוא הכבל הנפוץ ביותר ברשתות מחשבים כיום בשל מחירו הזול, הקלות שבהתקנתו והביצועים הטובים ביחס לפתרונות אחרים.

STP

Shielded Twisted Pair הוא כבל זוגות שזורים בעל שמונה גידים (ארבעה זוגות) כאשר לכל זוג גידים קיים סיכוך. נפוץ בעיקר ברשתות מחשבים בהן השימוש ב־UTP לא אפשרי בשל בעיות של הפרעות אלקטרומגנטיות (בקרבת חוטי חשמל לדוגמה), ברשתות בהן המרחק בין שני מכשירים גדול (עשרות מטרים) וברשתות מסוג Token ring. כיום השימוש בכבלי STP נעשה נדיר יותר ויותר בשל העלייה בביצועים של כבלי ה־UTP הזולים באופן משמעותי.

FTP

Foiled Twisted Pair הוא למעשה כבל UTP בעל סיכוך חיצוני לכל שמונת הגידים ביחד, שנועד להקטין את הרגישות להפרעות חיצוניות. נקרא גם Screened Unshielded Twisted Pair (בקיצור S/UTP) או Screened Foiled Twisted Pair (בקיצור S/FTP).

S/STP

Screen Shielded Twisted Pair הוא כבל זוגות שזורים בעל שמונה גידים (ארבעה זוגות) כאשר לכל זוג גידים קיים סיכוך ובנוסף הוא מכיל גם סיכוך חיצוני לכל שמונת הגידים, המספק הגנה נוספת מפני הפרעות אלקטרומגנטיות. כבל ה"S/STP" מספק את ההגנה הטובה ביותר נגד הפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות ופנימיות.