การสื่อสารข้อมูลในงานอุตสาหกรรม 
ตอนที่ 6 มารู้จักสายสัญญาณทองแดง (ตอนจบ)

สายคู่พันเกลียวเป็นสายสัญญาณที่ถูกใช้กันอย่างแพร่หลาย มีราคาที่ไม่แพง และง่ายในการติดตั้ง โดยทั่วไปแล้วสายคู่พันเกลียวจะมีสองชนิดคือประเภทมีชีลด์ (STP, FTP และ ScTP) และประเภทไม่มีชีลด์ (UTP) สายคู่พันเกลียวสามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วที่ค่อนข้างเป็นที่น่าพึงพอใจโดยความเร็วที่ส่งได้ถึงระดับ 1 Gbps แต่สายคู่พันเกลียวที่ถูกใช้กันมากที่สุดปัจจุบันคือ สายโทรศัพท์ที่ใช้สำหรับส่งสัญญาณเสียงมายาวนานกว่าสายคุณภาพสูงที่ใช้ส่งสัญญาณข้อมูลสำหรับระบบเครือข่าย

ในสายสัญญาณแบบคู่พันเกลียวจะมีคอร์สายที่พันเกลียวเป็นเกลียวกันเป็นคู่ ๆ คู่สายพันเกลียวจะต้องใช้สายประเภทที่เหมือนกันพันเกลียวซึ่งกันและกันตลอดความยาวของสายสัญญาณ โดยมีจำนวนรอบการพันเกลียวต่อระยะหนึ่งเมตรโดยทั่วไปจะอยู่ 40 รอบต่อเมตร (12 รอบต่อฟุต) การพันเกลียวสายสัญญาณจะลดผลกระทบจากการเหนี่ยวนำแบบอิเล็กโตรแมกเนติก และอิเล็กโตรสเตติก

สำหรับระบบสื่อสารแบบฟูลดูเพล็กซ์ที่ใช้การส่งข้อมูลแบบสมดุล จะต้องถูกใช้ 2 คู่สายพันเกลียวในหนึ่งสายเคเบิล แต่ละคู่จะแยกจากกันอิสระโดยมีฉนวน PVC ห่อหุ้มตลอดแนวสาย

ค่าคาปาซิแตนซ์ของคู่สายพันเกลียวจะมีค่าที่ต่ำพอใช้ (ประมาณ 401 ถึง 160 pF/m)ม สามารถใช้ส่งข้อมูลด้วยความเร็วพอประมาณ สัญญาณที่ถูกส่งจะมีความแตกต่างในลักษณะตรงกันข้ามกันของสองเส้นสัญญาณในแต่ละคู่สายพันเกลียว กระแสไฟฟ้าที่ไหลจะไหลในทิศทางตรงกันข้ามในสายแต่ละเส้น ดังรูปที่ 5

รูปที่ 5 การไหลของกระแสไฟฟ้าในสายคู่พันเกลียว

การพันเกลียวของคู่สายสัญญาณและวิธีที่ใช้ในการส่งสัญญาณสามารถลดผลกระทบจากการรบกวนจากคู่สายข้างเคียง สัญญาณที่ถูกส่งจะอยู่ในรูปของค่าการเปลี่ยนแปลงสถานะทางไฟฟ้า วิธีการเข้ารหัสคือการเปลี่ยนจากค่าศูนย์และหนึ่งไปเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าในระบบสายคู่พันเกลียว  

สัญญาณที่ส่งในคู่สายพันเกลียวจะเป็นเสมือนกระจกส่องให้เห็นหรือตรวจสอบซึ่งกันและกันบนสายสัญญาณที่มีชื่อว่า TX+ และ TX- ตามลำดับ ถ้าคอร์สายเหล่านี้มีความยาวเท่ากันและมีโครงสายเหมือนกัน สัญญาณวิ่งด้วยความเร็วเท่ากัน ดังนั้นถ้าสายสัญญาณดังกล่าวถูกพันเกลียวเข้าด้วยกันแล้วสัญญาณรบกวนจากภายนอกจะมีผลต่อคอร์สัญญาณทั้งคู่ในรูปแบบเดียวกัน

การส่งสัญญาณและสัญญาณที่เสมือนเป็นกระจกส่องซึ่งกันและกันจะถึงตัวรับปลายทางและอาจถูกนำเข้ากระบวนการขยายค่าความแตกต่างของสัญญาณ เพราะว่าสัญญาณบนสาย TX+ และ TX- จะมีขั้วของสัญญาณตรงกันข้ามกันแต่ ระดับแมกนิจูดที่ถูกเพิ่มหรือลดเท่ากันจะไม่มีผลต่อผลความแตกต่างของสัญญาณของคู่สายพันเกลียวดังรูปที่ 6

รูปที่ 6 การป้องกันสนามแม่เหล็กของสายคู่พันเกลียว

ถ้ากระแสไฟฟ้าที่ไหลในคู่สายพันเกลียวมีค่าเท่ากันและทิศทางตรงกันข้ามการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กจะหักล้างกันเอง ดังนั้นสายสัญญาณประเภทนี้จะมีการป้องกันตนเองและถูกกระทบจากสัญญาณรบกวนภายนอกค่อนข้างน้อย การพันเกลียวจะทำให้เกิดการครอสทอล์กปริมาณน้อยระหว่างคู่สายแพร์ และการพันเกลียวจะช่วยจัดการให้ EMI และ RFI เกิดความสมดุล อีกอย่างคือประสิทธิภาพของสายคู่พันเกลียวยังขึ้นกับจำนวนรอบการพันเกลียวต่อระยะสาย 1 เมตร

สายสัญญาณสำหรับสายเคเบิลนี้จะมาเป็นคู่สายที่พันรอบกันและกัน ตัวนำในสายสัญญาณส่วนใหญ่มักจะสร้างด้วยทองแดง ตัวนำอาจจะเป็นเส้นเดี่ยวหรือหลายเส้นแบบสเตรนด์ที่พันกันอย่างหนาแน่น สายคู่พันเกลียวโดยส่วนใหญ่จะมีมากกว่าหนึ่งคู่ ตั้งแต่ 2, 4, 6, 8, 25, 50 หรือ 100 คู่ สำหรับงานระบบเครือข่ายจะใช้สองหรือสี่คู่เป็นส่วนใหญ่

คำว่า ชีลด์ สำหรับสายคู่พันเกลียวอาจจะทำให้สับสนได้ เพราะมีวิธีการชีลด์มีหลายรูปแบบ เช่น IBM Type 1 ใช้ชีลด์ที่ทำจากสายทองแดงถักและแต่ละคู่จะถูกพันด้วยแผ่นฟอยล์ สำหรับระบบอีเทอร์เน็ตสายสกรีนแคต 5 (Screened CATS) มักจะถูกนำมาใช้งานนั้น สายสกรีนแคต 5 จะมีแผ่นฟอยล์ที่หุ้มห่อทั้งสี่คู่สายแต่ก็ยังมีฟอยล์หุ้มแต่ละคู่สายอีกชั้น ซึ่งสามารถถูกเรียกอีกอย่างว่า ScTP (Screened Twisted Pair) หรือ FTP (Foil Twisted Pair) 

สายสัญญาณอาจจะอยู่ภายในชีทที่ทำมาจากวัสดุ PVC หรือ ถ้าเป็นสายที่เดินบนฝ้าเพดาน ชีทจะถูกสร้างมาจากวัสดุที่มีคุณสมบัติทนไฟ เช่น Teflon หรือ Kynar โดยทั่วไปการลากเดินสาย UTP จะมีสายสี่คู่ภายในชีท เพื่อความสะดวกในการเดินสายไม่ว่าในปัจจุบัน หรือ อนาคตควรที่จะใช้สายคู่พันเกลียวที่มีสายสี่คู่ การเชื่อมต่อที่ถูกใช้สายสี่คู่จะเป็นการง่ายในการแก้ไขปัญหา และง่ายในการเปลี่ยนคู่สายมากกว่าวิธีการอื่น ๆ

สี่เปลือกของแต่เส้นสัญญาณของสายเคเบิลจะมีสีหลักดังนี้: น้ำตาล, น้ำเงิน, ส้ม, เขียว, ขาว ในสาย UTP แบบสี่คู่ที่นิยมใช้ในระบบเครือข่าย จะมีสีสายดังนี้ น้ำตาล, น้ำเงิน, เขียว, ส้ม, น้ำตาลขาว, น้ำเงินขาว, เขียวขาว, ส้มขาว

เพื่อการแยกแยะชนิดของสาย UTP ที่มีมากมายหลายแบบ องค์กร EIA/TIA (United states Electronic Industries Association/Telecommunications Industries Association ได้กำหนดประเภทแคตากอรีของสาย ข้อกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าจะมีรายละเอียดอยู่ภายในมาตรฐานหมายเลข EIA/TIA-568A, TSB-36, TSB–40 โดยมีประเภทแคตตากอรีดังต่อไปนี้

เป็นสายระดับเกรดเสียงหรือ สาย UTP ที่ใช้ในระบบโทรศัพท์ประเภทอะนาลอก สาย CAT1 ถูกนำมาใช้เป็นเวลานานหลายปีในประเทศแถบอเมริกาเหนือสำหรับระบบสื่อสารประเภทโทรศัพท์ แต่อย่างไรก็ตามในทางปฎิบัติมันยังทำงานได้เป็นอย่างดีถ้าทำงานในระยะทางสั้น ๆ และภายในสภาพแวดล้อมธรรมดาทั่วไป ให้ระมัดระวังผู้รับวางระบบสื่อสารทั่วไปมักใช้สายสัญญาณที่ไม่ถึงระดับมาตรฐานซึ่งเป็นเรื่องที่ยอมรับไม่ได้และต้องทำการตรวจสอบอย่างเคร่งครัด

เป็นสาย UTP ระดับเกรดเสียงอีกประเภทหนึ่งที่มีความสามารถสนับสนุนการส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 4 Mbps ตัวอย่างสายชนิด IBM Type 3 จัดได้ว่าอยู่แคตากอรีนี้

เป็นสาย UTP ระดับเกรดส่งข้อมูลซึ่งสามารถถูกใช้ส่งข้อมูลได้ความเร็วถึง 10 Mbps ระบบเครือข่ายอีเทอร์เนต 10 BASE-T ต้องใช้สายสัญญาณระดับนี้เป็นอย่างน้อย สาย CAT3 ต้องไม่มีระดับการลดทอนของสัญญาณที่ความถี่ 10 MHz มากกว่า 98 dB/km ที่อุณหภูมิควบคุม 20 ^๐C โดยทั่วไปแล้วสาย CAT3 จะมีการลดทอนเพิ่มขึ้น 1.5 % ต่อหนึ่งองศาเซลเซียส

เป็นสาย UTP ระดับเกรดข้อมูลสามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงสุดที่ 155 Mbps (แต่ที่ใช้อย่างเป็นทางการอยู่ที่ 100 Mbps) สาย CAT5 ต้องไม่มีสัญญาณลดทอนมากกว่า 65 dB/km ที่อุณหภูมิ 20 ^๐C และทำงานที่ระดับความถี่ 10 MHz

มาตรฐาน TSB–67 ได้เสนอข้อกำหนดวิธีการสำหรับการตรวจสอบพิสูจน์ระบบสาย UTP ที่ติดตั้งที่ประกอบด้วยสายเคเบิลและอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ให้อยู่ในมาตรฐาน TIA-568A

มาตรฐานนี้ได้กำหนดประสิทธิภาพในการส่งข้อมูลที่ดีกว่า CAT5 สาย CAT5 เป็นสายที่ใช้กันมากในระบบเครือข่ายที่ใช้กันในปัจจุบัน เช่น 100 Base–T (ฟาสต์อีเทอร์เนต) และ ATM 155 แต่ไม่ได้ถูกทำการทำสอบบางหัวข้อที่จำเป็นต่อเทคโนโลยีเครือข่ายชนิดใหม่ ๆ เช่น เทคโนโลยี 1000 Base-T (จิกะบิตอีเทอร์เนต)

ดังนั้น CAT5e จึงถูกออกแบบให้สามารถสนับสนุนเทคโนโลยีจิกะบิตอีเทอร์เนตได้โดยตรง พารามิเตอร์เพิ่มเติมที่ทำการทดสอบเช่น การแมปสาย, ความยาว, การหน่วงในสายสัญญาณ, การทดสอบเรื่องการลดทอนสัญญาณ NEXT (ระหว่างคู่สาย รวมทั้ง กำลังรวม, PSELFEXT และ การสูญเสียย้อนกลับ)

CAT6 ถูกคาดหวังว่าสามารถทำการส่งข้อมูลในระยะทาง 100 เมตร (330 ฟุต) โดยใช้สายคู่พันเกลียวที่ให้ค่า ACR ต่ำสุดที่ความถี่ 200 MHz ที่เทียบเท่ากับค่า ACR ต่ำสุดของ CAT5 ที่ความถี่ 100 MHz

CAT6 ได้ถูกทำการทดสอบทุกพารามิเตอร์ที่ใช้ใน CAT5e แต่ได้ขยายค่าความถี่ในการทดสอบถึง 200 MHz ที่มากกว่าความต้องการของสาย CAT5 ปกติ (IEEE ได้เสนอความถี่ทดสอบอยู่ที่ 250 MHZ) CAT6 น่าจะเป็นมาตรฐานสูงสุดในปัจจุบันของสายคู่พันเกลียวที่ใช้คอนเน็กเตอร์ แบบ RJ–45 เช่นเดียวกับ CAT5e 

CAT6 ถูกออกแบบมาเพื่อสนับสนุนจิกะบิตอีเทอร์เนต CAT6 มีกลไกการทำงานที่เหนือกว่า CAT5 เป็นอย่างมากและให้การรับประกันว่าโครงสร้างพื้นฐานของสายสัญญาณจะสามารถสนับสนุนระบบเครือข่ายในอนาคตที่อาจต้องการแบนด์วิดธ์ที่มากกว่า 100 MHz

จำไว้ว่ามีผู้ผลิตหลายรายได้พยายามนำเสนอมาตรฐาน CAT6 ที่ไม่ใช่มาตรฐานกลางที่เรียกว่าโพรไพเอทารีแคตากอรี 6 (Proprietary Category 6) โดยระดับประสิทธิภาพที่เทียบเท่า CAT6 แต่อุปกรณ์องค์ประกอบที่เกี่ยวข้องการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์ (เช่น ซ็อกเก็ต และ ปลั๊ก) จะต้องจัดซื้อจากผู้ผลิตเดียวกันและเป็นตระกูลเดียวกันถึงจะได้ระดับประสิทธิภาพดังกล่าว

คอนเน็กเตอร์ 8 พินแบบพิเศษทั้งตัวผู้และตัวเมียต้องเข้ากันได้พอดีเพื่อให้ระดับของครอสทอล์กอยู่ในระดับที่ดีที่สุดสำหรับการวัดค่า NEXT และ FEXT ถ้าผู้ใช้ผสมคอนเน็กเตอร์จากผู้ผลิตรายอื่นก็อาจจะไม่ได้ประสิทธิภาพระดับ CAT6 ที่ต้องการ

สาย STP ประเภทนี้เป็นสายประเภทคู่พันเกลียวมีชีลด์ (Shield) การติดตั้งสายชนิดนี้มีใกล้เคียงกับมาตรฐาน ISO Class F (หรือ STP-B ในประเทศสหรัฐอเมริกา) ผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับสายสัญญาณได้กำหนดให้สาย CAT7 ต้องมีชีลด์พันรอบแต่คู่สายตัวนำสัญญาณรวมทั้งชีลด์ที่ห่อหุ้มสายตัวนำรวมทั้งหมด สาย CAT7 มีราคาแพงและติดตั้งค่อนข้างยาก สาย CAT7 ตัวมันเองให้ค่า ACR ทางด้านค่าบวกที่ความถี่ 600 MHz แต่ระดับสัญญาณค่อนข้างอ่อนมาก (อัตราการลดทอน 64dB ที่ 600 MHz) การเชื่อมต่อใช้งานอาจจะสามารถทำงานได้ที่ความถี่ 350 MHz

การเข้าหัวสาย CAT7 จะมีรายละเอียดที่มากกว่าการเข้าหัว RJ–45 ธรรมดา เนื่องจากข้อจำกัดของแบนด์วิดธ์ของหัวแบบ RJ–45 แบบดั่งเดิม สาย CAT7 ไม่ใช่แค่สนับสนุนงานที่ต้องการความเร็วในการส่งข้อมูลในปัจจุบันเพียงเท่านั้น แต่ยังสามารถเป็นโครงสร้างพื้นฐานสำหรับระบบเครือข่ายในอนาคตที่ต้องการศักยภาพในการส่งข้อมูลสูง

สายคู่พันเกลียวมีข้อดีเหนือกว่าสายสัญญาณประเภทอื่นดังต่อไปนี้
* เป็นเรื่องง่ายมากในการเชื่อมอุปกรณ์ด้วยสายคู่พันเกลียว
* ถ้ามีระบบสายที่ติดตั้งอยู่แล้ว เช่น ระบบโทรศัพท์ สายที่ไม่ได้ใช้อาจจะนำมาใช้ได้ แต่อย่างไรก็ตามต้องระวังการรบกวนดังที่กล่าวมาแล้วข้างต้น

* สาย STP เป็นสายที่ดีสำหรับป้องกันการรบกวน
* สาย UTP เป็นสายที่ราคาไม่แพง
* สาย UTP ง่ายในการติดตั้งเป็นอย่างมาก

ปรากฏการณ์ Skin Effect สามารถเพิ่มอัตราการลดทอน ปรากฏการณ์นี้จะมีผลเมื่อมีการส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงโดยใช้สายคู่พันเกลียว ภายใต้สภาวะนี้ กระแสไฟฟ้าจะพยายามไหลด้านผิวนอกสุดของตัวนำ การลดขนาดหน้าตัดของสายสัญญาณจะเพิ่มความต้านทานซึ่งส่งผลทำให้อัตราการลดทอนสูงขึ้น

โดยทั่วไปแล้วมีข้อบกพร่อง 6 ประเภทที่เกิดกับการใช้สาย UTP นั้นคือ การลดทอนของสัญญาณ, การไขว้สาย, การแยกคู่สาย, สาเหตุปัญหาจากคอนเน็กเตอร์, การเข้าหัวสาย และ ครอสทอล์ก

ในปัจจุบันมีเครื่องมือทดสอบสายเคเบิลคุณภาพสูงที่สามารถแยกแยะปัญหาเกี่ยวกับการลดทอน โดยหัวข้อประเด็นต่อไปนี้ควรที่จะต้องถูกตรวจสอบเมื่อมีการลดทอนของสัญญาณอย่างมากเกิดขึ้น

* ความยาวของสาย UTP เกิน (ปกติ 100 m (330 ฟุต) เป็นระยะทางสูงสุดระหว่างฮับและโหนด)
* การใช้สายคุณภาพด้อย (เช่นการใช้สาย CAT3 แทน CAT5)
* อุณหภูมิสูง (อุณหภูมิไม่ควรเกิน 40 ^๐C )
* การติดตั้งตัวคอนเน็กเตอร์ที่ไม่ถูกต้อง

สำหรับการเชื่อมต่อปกติระหว่างโหนดและฮับโดยปกติจะต้องใช้สายตรง (Straight Through) พอร์ตฮับที่มีสัญลักษณ์รูปตัวเอกซ์ (X) บ่งบอกว่าคอนเน็กเตอร์ที่ฮับจริง ๆ แล้วได้ทำการไขว้สายสัญญาณ อันที่จริงแล้วการไขว้สายถูกต้องการระหว่างการเชื่อมต่อของการ์ดแลน และฮับ (ลักษณะเดียวกัน DTE ถูกเชื่อมต่อกับ DCE ที่ตัวทรานสมิตเตอร์ จะถูกเชื่อมต่อกับตัวรีชีฟเวอร์ของอีกด้านหนึ่ง โดยปกติจะมีพอร์ตหนึ่งของฮับที่สามารถถูกเช็ตอัพให้พอร์ตตรงหรือพอร์ตไขว้ทั้งนี้ทำให้การต่อพ่วง (Cascading) ของฮับต่อฮับสามารถทำได้

ปัญหานี้ความต่อเนื่องของสายทางกายภาพยังคงมีอยู่แต่มีตัวนำหรือคอร์สายถูกผสมจากคู่สายอื่นเป็นวงจรที่ไม่ใช่ของคู่ตนเอง (ตัวอย่างพิน 2 จะพันเกลียวกับพิน 1) ปัญหานี้ไม่สามารถตรวจสอบโดยการความวัดความต่อเนื่องของสายสัญญาณแต่สามารถรู้ได้จากการวัดค่าของ NEXT โดยได้ค่าที่มีค่าต่ำ (22 dB หรือ ต่ำกว่า) เหตุผลก็คือวงจรไฟฟ้าของแต่ละคู่สายพันเกลียวจะมีการคัปปลิ้งระหว่างกัน และไม่มีทิศทางกระแสที่ตรงกันข้ามกันเป็นผลทำให้เกิดครอสทอล์กเป็นอย่างมากและไม่มีการหักล้างของสนามแม่เหล็ก

ต้องแน่ใจว่าใช้คอนเน็กเตอร์ถูกประเภท คอนเน็กเตอร์สำหรับสายสเตรนด์ต้องมีเขี้ยวใบมีด 1 เขี้ยวเพื่อเจาะลงไปในตัวสายสเตรนด์ ในขณะที่สายโซลิดหรือสายเดี่ยวจะมี 2 เขี้ยวใบมีดเพื่อทำการล็อกตัวนำทองแดง

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ทำตามขั้นตอนดังต่อไปนี้
* คู่สายพันเกลียวพันมากที่สุดเท่าที่จะมากได้ก่อนที่ถูกสอดเข้าไปในตัวคอนเน็กเตอร์และรักษาระดับการพันให้ได้มากที่สุด
* หลีกเลี่ยงการใช้คอนเน็กเตอร์ชนิด 66 แบบเก่า (เพราะว่ามีการครอสทอล์กสูงรวมทั้งการลดทอนของสัญญาณสูง)
* สายสำหรับสัญญาณเสียงและข้อมูลควรถูกเชื่อมเข้าที่พันซ์บล็อกคนละบล็อก
* ครอสทอล์ก

ถ้าเครื่องมือทดสอบแสดงค่าว่ามีระดับครอสทอล์กที่สูงต้องมีการตรวจสอบหัวข้อดังต่อไปนี้
* การแตกคู่สายพันเกลียว
* การผสมสายสัญญาณข้อมูลและเสียง เข้าด้วยกัน
* มีการเข้าสายสัญญาณที่ไม่ดี

* ANSI/EIA/TIA-T568: มาตรฐานการสื่อสารสำหรับอาคารพาณิชย์
* ANSI/EIA/TIA-569: มาตรฐานการสื่อสารเกี่ยวทางเดินและระยะห่างของสายสัญญาณสำหรับอาคารพาณิชย์
* ANSI/EIA/TIA-606 มาตรฐานการจัดการโครงสร้างพื้นฐานของการสื่อสาร
* ISO 11801: การลากสายสัญญาณในสถานที่ลูกค้า
* EIA/TIA-570: มาตรฐานการติดตั้งสายสื่อสารในงานระบบแสงสว่างและที่อยู่อาศัย
* EIA/TIA TR41.8.4 มาตรฐานการติดตั้งภายนอกโรงงาน
* AT&T Zone มาตรฐานการไวร์ริ่ง
* NEMA (National Electrical Manufacturers Association) มีหลายมาตรฐาน แต่สำหรับสายคู่พันเกลียวคือหมายเลข WC63.1
* ICEA/TWCS/TAC (Insulted Cable Engineers Association/Telecommunications Wire and Cable Standard/Technical Advisory Committee) มีหลายมาตรฐานเช่นกัน เช่น S–90–661 มาตรฐานการเดินสายภายใน
* IEEE518: ข้อแนะนำการติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อลดสัญญาณรบกวนต่อตัวคอนโทรลเลอร์

มาตรฐานที่กล่าวมาข้างต้นเป็นมาตรฐานที่มาจากสหรัฐอเมริกา แต่ยังมีมาตรฐานจากประเทศอื่น ๆ เช่น
* CAN/CSA– 528-93: ของประเทศแคนาดา
* AUSTEL TS 008 และ TS 009 ของประเทศออสเตรเลีย
* JIS X 5150 ของประเทศญี่ปุ่น

IEEE 518 มักระบุเกี่ยวกับชนิดการรบกวนทางไฟฟ้าในวงจรควบคุมและระดับความสำคัญของสัญญาณรบกวน, ความไวต่อสัญญาณรบกวนของวงจรไฟฟ้า, การจัดกลุ่มสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า, การจัดกลุ่มความไวต่อสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า, ประเภทของการไวร์ริ่ง, การชีลดิ้ง, การฟิลเตอริ่ง, การทำบัฟเฟอริ่ง, การทดสอบการทนต่อสัญญาณรบกวน, ข้อแนะนำในการติดตั้งและไวร์ริ่ง

สำหรับบางสถานการณ์ที่มีสายสัญญาณจำนวนมากและใช้ระดับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกัน มาตรฐาน IEEE 518 ยังมีตารางที่มีประโยชน์เป็นอย่างมากในการบ่งบอกระยะห่างสำหรับสายแต่ละคลาส มีระดับของสายสัญญาณสี่คลาสเกี่ยวกับความไวต่อสัญญาณรบกวน หรือ เรียกว่า Susceptibilityในที่นี้มีความหมายคือการที่วงจรสัญญาณแยกแยะสัญญาณที่ไม่ต้องการกับสัญญาณที่ต้องการออกจากกันได้ 

* ระดับที่ 1 (สูง) ระดับนี้ถูกนิยามว่าสัญญาณอะนาลอกที่ต่ำกว่า 50 V และสัญญาณดิจิตอลที่ต่ำกว่า 15 V ซึ่งหมายความว่าสัญญาณลอจิกในคอมพิวเตอร์ในวงจรโทรศัพท์จะอยู่ในระดับนี้

* ระดับที่ 2 (ปานกลาง) ระดับนี้จะรวมสัญญาณอะนาลอกที่มากกว่า 50 V และวงจรสวิตชิ่งที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 50 V
* ระดับที่ 3 (ต่ำ) ระดับนี้หมายถึง วงจรสวิตชิ่งที่มีแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 50 V และสัญญาณอะนาลอกที่มีค่ามากกว่า 50 V กระแสไหลน้อยกว่า 20 A ยังอยู่จัดอยู่ในระดับนี้

* ระดับที่ 4 (ไฟฟ้ากำลัง) ระดับนี้ระบุแรงดันไฟฟ้าที่อยู่ในช่วง 0-1000 V และกระแสที่อยู่ในช่วง 20-800 A ไม่ว่าจะเป็นไฟฟ้ากระแสตรงหรือกระแสสลับ

IEEE 518 ยกตัวอย่างสามเหตุการณ์ที่แตกต่างกันเพื่อคำนวณระยะห่างระหว่างสายสัญญาณที่มีระดับ Susceptibility ที่แตกต่างกัน ในการพิจารณาจะพิจารณาจากสายที่มีค่า Susceptibility สูงกับสายเคเบิลที่มีค่า Susceptibility แตกต่างกันไประยะห่างที่ต้องการจะมีดังต่อไปนี้

สายเคเบิลทั้งคู่อยู่คนละเทรย์
* ระดับ 1 กับระดับ 2: ระยะห่าง 30 mm
* ระดับ 1 กับระดับ 3: ระยะห่าง 110 mm
* ระดับ 1 กับระดับ 4: ระยะห่าง 460 mm

สายเคเบิลทั้งคู่อยู่ในเทรย์เดียวกันแต่มีสายเคเบิลหนึ่งถูกร้อยท่อ
* ระดับ 1 กับระดับ 2: ระยะห่าง 30 mm
* ระดับ 1 กับระดับ 3: ระยะห่าง 110 mm
* ระดับ 1 กับระดับ 4: ระยะห่าง 456 mm

สายเคเบิลทั้งคู่อยู่ในเทรย์เดียวกันแต่ทั้งคู่อยู่ในท่อคนละท่อ
* ระดับ 1 กับระดับ 2: ระยะห่าง 30 mm
* ระดับ 1 กับระดับ 3: ระยะห่าง 80 mm
* ระดับ 1 กับระดับ 4: ระยะห่าง 310 mm

อีกอย่างที่ต้องทราบคือรายละเอียดเกี่ยวกับการติดตั้งเทรย์และท่อนั้นคือเทรย์และท่อต้องควรทำมาจากโลหะและมีการเดินสายกราวด์ตลอดแนวเทรย์และเทรย์ควรมีฝาครอบป้องกันเพื่อปกป้องตัวสายเคเบิลจากแรงกระทำภายนอกโดยตรง

มีประเภทของคอนเน็กเตอร์มากมายที่ถูกใช้ในอุปกรณ์สื่อสารข้อมูลขึ้นอยู่กับผู้ผลิตและผู้ใช้จะกำหนดรายละเอียด และเป็นไปไม่ได้ที่อธิบายหรือพูดถึงคอนเน็กเตอร์ทุกประเภท ในบทความนี้จะกล่าวถึงประเภทคอนเน็กเตอร์ที่เป็นที่นิยมและถูกใช้กันอย่างแพร่หลาย

หนึ่งในประเภทคอนเน็กเตอร์ที่ใช้กันมาอย่างยาวนานนั้นคือ D-subminiature หรือถูกเรียกอีกหลายชื่อ คือ D-Submin, D-Type, DB หรือ D Connector และมักจะถูกใช้ในอุปกรณ์ RS-232 แต่ก็ยังยังมีบ้างที่ใช้ในอุปกรณ์อีเทอร์เน็ตสำหรับงานอุตสาหกรรมถึงแม้ไม่ค่อยมีการแนะนำให้ใช้กับอีเทอร์เน็ตก็ตาม ตัว D-Connector มีความแข็งแรงพอใช้แต่มันก็ไม่สามารถป้องกันฝุ่นและน้ำได้ ดังนั้นมันจึงใช้ในสภาพแวดล้อมระดับ IP 20 เท่านั้น นั้นคือการใช้ภายในอาคารหรือภายในตู้คอนโทรล ดังรูปที่ 7

รูปที่ 7 คอนเน็กเตอร์แบบ DB-9

ชนิดของคอนเน็กเตอร์ที่นิยมเป็นอย่างมากสำหรับอีเทอร์เนตนั้นคือคอนเน็กเตอร์แบบ RJ-45 ตัว RJ-45 เป็นคอนเน็กเตอร์พลาสติกที่มีขาสัญญาณภายในจำนวน 8 พิน ลักษณะคล้ายกับ RJ-11 ที่ใช้กับโทรศัพท์แต่มีความกว้างของตัวคอนเน็กเตอร์กว้างกว่าเล็กน้อย ใช้สำหรับระบบงานในสภาพแวดล้อม IP 20 ที่ต้องการการติดตั้งในตู้คอนโทรลเพื่อป้องกัน ตัว RJ-45 ได้กลายเป็นมาตรฐานดีแฟกโต้ของระบบเครือข่าย

อุปกรณ์อีเทอร์เนต I/O ปัจจุบันได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบควบคุมสมัยใหม่ อีเทอร์เน็ตยังทำให้สามารถใช้ โปรโตคอล TCP/IP ในการติดต่อสื่อสารในระดับเซนเซอร์ได้ ปัจจุบันอีเทอร์เน็ตได้ถูกติดตั้งในระดับอุตสาหกรรมซึ่งต้องการระดับการป้องกันระดับ IP 67 คือป้องกันสิ่งสกปรก, ฝุ่น, ของเหลว ดังนั้นความต้องการเทคโนโลยีคอนเน็กเตอร์ใหม่ที่เหมาะสมกับมาตรฐาน IP 67 ต้องถูกกำหนดให้สามารถส่งข้อมูลที่ความเร็ว 100 Mbps ได้

รูปที่ 8 คอนเน็กเตอร์แบบ RJ-45

รูปที่ 9 คอนเน็กเตอร์แบบ RJ-45 แบบดัดแปลง

มาตรฐานจากกลุ่มผู้ใช้ได้พยายามกำหนดและนิยามปัญหาและวิธีการแก้ไข เช่นกลุ่ม IAONA (Industrial Automation Open Networking Alliance), Profibus User Organization, และ ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) ที่พยายามจะสร้างมาตรฐานที่ใช้ภายในกลุ่มของตนเอง

คอนเน็กเตอร์ระดับ IP 67 สำหรับระบบเครือข่ายทำการติดตั้งและปรับปรุงได้ค่อนข้างยาก มีสามวิธีการที่ใช้ ลำดับแรกก็คือ การใช้คอนเน็กเตอร์ RJ–45 แบบที่ถูกปิดผนึกภายในตู้ IP 67 และลำดับสองใช้คอนเน็กเตอร์แบบ M12 ทั้งแบบ 4 พิน และ 8 พิน ทางเลือกที่สามคือการผสมผสานระหว่างคอนเน็กเตอร์ RJ–45 กับเทคโนโลยีที่ใช้ในระบบไฟฟ้ากำลังและสามารถเรียกว่า RJ-45 คอนเน็กเตอร์แบบซีล

แรกเริ่มเดิมที M12-4 pin ได้ถูกใช้เป็นมาตรฐานในประเทศยุโรป ตัวคอนเน็กเตอร์ได้ถูกทดสอบภายใต้มาตรฐาน VDE 0110 และยังให้ระดับการป้องกัน IP67 ที่ความเร็ว 100 Mbps ในสหรัฐอเมริกาหน่วยงาน ODVA ได้กำหนดมาตรฐาน RJ-45 แบบซีลสำหรับใช้กับระบบ Ethernet/IP

สำหรับการใช้มาตรฐาน M12 ในอีเทอร์เน็ต ระบบต้องครอบคลุมมาตรฐาน EN 61076-2-101 ประสิทธิภาพในการส่งของ M12-4 พิน สูงสุดอยู่ที่ 100 Mbps ซึ่งความจริงแล้วไม่ได้ดีกว่าที่ใช้ในสำนักงานเพียงแต่สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่แน่นอนได้ดีกว่า ในสภาพแวดล้อมสำนักงานสาย UTP แบบ 4 คู่ ถูกใช้อย่างทั่วไป สำหรับระบบงานอุตสาหกรรมสายสัญญาณคู่พันเกลียวแบบ 2 คู่จะเป็นที่ค่อนข้างนิยมเนื่องจากราคาถูกกว่าและง่ายในการติดตั้งมากกว่า มีความแตกต่างในการติดตั้งที่ยากกว่าโดยใช้คอนเน็กเตอร์ M12-8 พิน ดังรูปที่ 10

รูปที่ 10 คอนเน็กเตอร์แบบ M12

เป็นหัวข้อที่มีการถกเถียงกันมากในข้อรายละเอียดปลีกย่อยเกี่ยวกับการวางระบบกราวด์ทั้งในทางทฤษฎีและทางปฎิบัติ สัญลักษณ์เกี่ยวกับระบบกราวด์นั้นมีมากมายแต่อย่างไรก็ง่ายในการเข้าใจหรือนึกออกว่ามันคืออะไร อย่างไรก็ตามมีความสับสนในความหมายอันแท้จริงของเอิร์ธติ้งและกราวดิ้ง สองคำนี้โดยปกติใช้แทนกันอย่างไม่ค่อยถูกต้อง

กราวด์ถูกนิยามเป็นจุดอ้างอิงร่วมกันสำหรับทุกสัญญาณของทุกอุปกรณ์โดยให้มีศักย์ไฟฟ้าเท่ากับศูนย์ ดังนั้นกราวด์ในอุดมคติ จริง ๆ แล้วคือพื้นโลกเพราะว่ามันสามารถรับพลังงานในทางทฤษฎีไม่จำกัดโดยไม่เปลี่ยนแปลงค่าศักย์ไฟฟ้า

มีสามรูปแบบที่สำคัญของการทำกราวดิ้งสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ลำดับแรกคือเซอร์กิตกราวด์ (Circuit Ground) หรือ เซอร์กิตคอมมอน (Circuit Common) โดยปกติจะใช้สัญลักษณ์รูปสามเหลี่ยมในการอ้างอิง ตัวอย่างก็คือ พื้นที่ที่มีการทำคอมมอนกราวด์บนลายวงจรเพื่อให้สัญญาณในวงจรทำการอ้างอิงถึงกัน พูดโดยทั่วไปนั้นคือเป็นจุดอ้างอิงระดับกราวด์สำหรับระบบสื่อสารอิเล็กโทรนิกส์ (ดังรูปที่ 11)

รูปที่ 11 คอมมอนกราวด์

ชนิดที่สองของการทำกราวด์ก็คือ Protective Ground หรือ Chassis Ground หรือกราวด์ป้องกันโดยถูกแทนโดยสัญญาณรูปคล้ายคราดสามซี่ ตัวอย่างการเชื่อมต่อควรทำที่กล่องเคสโลหะของเครื่องมือวัดหรืออุปกรณ์แบบแร็ก การเชื่อมต่อกราวด์อุปกรณ์แบบแร็กมันควรถูกบอนด์เข้ากับโครงสร้างยึดตัวแร็ก เซอร์กิตกราวด์ต้องถูกเชื่อมต่อกับแชสซีส์กราวด์ ไม่ว่าจะเชื่อมต่อโดยตรงหรือผ่านตัวต้านทาน (ตัวอย่างคือตัวต้านทานขนาด 100 W) เพื่อจำกัดกระแสไฟฟ้าที่อาจไหลได้เนื่องจากเกิดศักย์ไฟฟ้าที่ต่างกันขึ้น ดังรูป 12

ลำดับสุดท้ายนั้นคือ กราวด์ระบบไฟฟ้ากำลัง (Power System Ground) หรือเรียกอีกอย่างว่า เอิร์ธกราวด์ (Earth Ground) ซึ่งถูกเชื่อมต่อกับดินจริง ๆ ซึ่งให้เกิดการเชื่อมต่อกับพื้นผิวโลกซึ่งเป็นจุดที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้า การเชื่อมต่อแบบนี้ต้องถูกทำอย่างดีเพราะในความเป็นจริงดินแต่ละพื้นที่มีความต้านทานไม่เท่ากัน

ดังนั้นการเชื่อมต่อกับพื้นโลกควรต้องทำอย่างดีมาก ๆ โดยมากแล้วให้ใกล้กับสถานีย่อยไฟฟ้าให้มากที่สุดหรือจุดจ่ายไฟฟ้าหลักที่มีการต่อลงดินดังรูปที่ 13

รูปที่ 12 แชสซีส์กราวด์

รูปที่ 13 เอิร์ธกราวด์

สัญลักษณ์ที่แสดงไม่ได้มีเพียงสัญลักษณ์เดียวแต่ได้มีของมาตรฐานอื่น ๆ เช่น ISO 7000 และ IEC 60417 ได้นิยามสัญลัษณ์ดังต่อไปนี้ (รูปที่ 14)

รูปที่ 14 IEC 60417

หมายเลข 5018 Noiseless Earth ถูกใช้เพื่อระบุเอิร์ธเทอร์มินอลที่ไม่มีสัญญาณรบกวนหรือมีน้อยมาก (ตัวอย่างการออกแบบระบบเอิร์ธติ้งแบบพิเศษเมื่อหลีกเลี่ยงการทำให้วงจรอุปกรณ์ทำงานผิดพลาด)

หมายเลข 5019  Protective Earth ถูกใช้ระบุเอิร์ธเทอร์มินอลถูกตั้งใจเชื่อมต่อกับตัวนำไฟฟ้าภายนอก (สำหรับการป้องกันเกิดไฟฟ้าช๊อตในกรณีไฟฟ้าลัดวงจร) 

ระบบที่กราวด์ดิ้งที่ดีจะลดสัญญาณรบกวนให้อยู่ในระดับต่ำที่สุด ลดผลกระทบของการลัดวงจรหรือกระแสกราวด์ลูปบนระบบวัดค่าและลดระดับแรงดันไฟฟ้าที่ก่ออันตรายต่ออุปกรณ์เมื่อเกิดการลัดวงจรไฟฟ้า

ระบบที่มีความถี่ต่ำกว่า 10 MHz วิธีการกราวดิ้งแบบจุดเดียวเป็นวิธีการที่ดีที่สุด สองหลักการสำคัญที่ต้องถูกนำมาพิจารณาเพื่อทำให้การติดตั้งระบบกราวด์มีประสิทธิภาพ มีดังต่อไปนี้

1. ออกแบบให้ลดผลกระทบของอิมพีแดนซ์คับปลิ้งระหว่างวงจรให้ต่ำสุด (ตัวอย่างเมื่อมีกระแสไฟฟ้าสามกระแสที่แตกต่างผ่านตัวต้านทานที่ใช้ร่วมกัน)
2. ทำให้แน่ใจว่ากระแสกราวด์ลูปจะไม่ถูกสร้าง ตัวอย่างเช่น การต่อลงดินผิดพลาด 2 จุด บนสายสกรีนเคเบิล

มีสามชนิดของระบบกราวด์ที่เป็นไปได้ นั้นคือการต่ออนุกรมแบบจุดเดียวซึ่งนิยมใช้กันมากที่สุด ในขณะที่ต่อขนานแบบลงจุดเดียวเป็นวิธีที่ถูกต้องการด้วยการแยกระบบกราวด์สำหรับแต่ละกลุ่มของสัญญาณดังต่อไปนี้    

* เซฟตี้กราวด์ หรือ กราวด์ไฟฟ้ากำลัง
* กราวด์สำหรับสัญญาณระดับต่ำ (เครื่องมือวัด)
* กราวด์สำหรับสัญญาณระดับสูง (สัญญาณควบคุมมอเตอร์)
* กราวด์ตัวอาคาร

สายสัญญาณที่นำพาสัญญาณจากจุด A ไปยังจุด B นั้น สัญญาณจะเดินทางบนตัวนำทองแดงดัวยความเร็วประมาณ 2 ใน 3 ของความเร็วแสง (2x10⁸ m/s หรือ 200 m/s) ถ้าที่ปลายของสายสัญญาณไม่ได้ถูกเทอร์มิเนต สัญญาณจะถูกสะท้อนกลับในรูปแบบอินเฟส (In Phase) ไปยังตัวทรานสมิตเตอร์ เหตุการณ์นี้ทำให้เกิดการชนของสัญญาณที่สะท้อนกับสัญญาณที่เพิ่งออกจากทรานสมิตเตอร์

โดยสัญญาณที่ได้จะเกิดในรูปแบบซูเปอร์อิมโพส (Superimpose) ดังนั้นจึงเกิดความเสียหายของสัญญาณข้อมูล สัญญาณที่สะท้อนเมื่อมันเดินทางถึงจุดที่มันกำเนิด มันจะสะท้อนกลับไปยังจุดปลายอีกครั้งกลับไปกลับมาจนหมดพลังงานอันเนื่องจากคุณสมบัติตามธรรมชาติของสายสัญญาณมีความต้านทานอยู่ในตัว จึงสามารถลดผลกระทบของสัญญาณสะท้อน ดังรูปที่ 15

รูปที่ 15 รูปสัญญาณที่ทำการเทอร์มิเนชั่นและไม่ทำเทอร์มิเนชั่น

การสะท้อนของสัญญาณทำให้เกิดสแตนดิ้งเวฟ (Standing Wave) หรือคลื่นคงค้างตามสายส่งสัญญาณที่จะสร้างปัญหาบนสายส่งสัญญาณที่เชื่อมต่อลักษณะเป็นบัสโดยมีตัวรีซีฟเวอร์หลายตัวต่ออยู่ ถ้าทำการเปิดวงจรที่ปลายด้านหนึ่งและอีกปลายด้านหนึ่งของสายสัญญาณทำการต่อเชื่อมเข้าด้วยกัน สัญญาณที่สะท้อนกลับจะกลับมุมเฟสไป 180 องศาแต่ผลกระทบจากการสะท้อนยังคงเหมือนเดิม

วิธีการเดียวที่จะขจัดปรากฏการณ์นี้คือการทำให้สายสัญญาณมีความยาวไม่สิ้นสุดที่ทำให้การเดินทางของสัญญาณเดินทางไม่มีที่สิ้นสุดทำให้ไม่เกิดการสะท้อนหรือในทางปฏิบัติคือการทำให้สายสัญญาณเสมือนมีความยาวไม่สิ้นสุด     

วิธีการนี้ถูกทำโดยการเทอร์มิเนตปลายสายสัญญาณทั้งสองด้านด้วยตัวต้านทานที่มีค่าเท่ากับค่าคุณลักษณะอิมพีแดนซ์เฉพาะตัวของสายสัญญาณ (Z₀) สัญญาณที่ไปถึงตัวเทอร์มิเนเตอร์จะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อน (ตามกฎของโอห์ม P=V²/R_T) และส่งผลทำให้ไม่เกิดการสะท้อนกลับเสมือนกับว่าสายสัญญาณมีความยาวไม่สิ้นสุด

เป็นที่แน่ชัดว่าอัตราบิตเรตที่ค่อนข้างต่ำ หรือ สายสัญญาณที่ค่อนข้างสั้น การสะท้อนของสัญญาณถึงแม้จะมีแต่ก็ไม่มีผลกระทบมากนัก โดยปกติแล้วถ้ามีปรากฏการณ์สะท้อนแบบทันทีทันใดหรือทรานเชี้ยนต์หายไปภายในระยะเวลาของความยาวเพียงหนึ่งบิต ปัญหาจากการสะท้อนจะไม่ส่งผลกระทบใด ๆ

สมมุติว่าสายสัญญาณระบบเครือข่ายมีความยาวเพียงพอที่จะได้รับกระทบจากการสะท้อน วิธีการทำเทอร์มิเนชั่นจะต้องถูกนำมาพิจารณา มีวิธีการทำเทอร์มิเนชั่นไม่กี่วิธีและบริษัท National Semiconductor ได้ตีพิมพ์คู่มือแอพพลิเคชั่นโน้ต (AN-903) อธิบายวิธีการทำเทอร์มิเนชั่นซึ่งบางวิธีที่ได้รับความนิยมจะถูกอธิบายดังต่อไปนี้

แน่นอนเป็นไปได้ที่ระบบเครือข่ายบางทีไม่ต้องมีตัวเทอร์มิเนเตอร์ แต่ความเร็วในการส่งข้อมูลต้องมีความเร็วต่ำ หรือ ความยาวของสายสัญญาณต้องมีระยะสั้น

การทำพาราเรลเทอร์มิเนชั่น  ( Parallel Termination คือการติดตั้งตัวต้านทานตัวเดียวที่ปลายไกลสุด) ทำงานได้ดีแต่มีข้อจำกัดที่เครือข่ายต้องมีเพียงหนึ่งไดร์ฟเวอร์เท่านั้น (เช่น RS-422) ไดรฟ์เวอร์ต้องถูกวางที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของสายสัญญาณก็ได้แต่ตัวต้านทานที่เป็นเทอร์มิเนเตอร์จะต้องอยู่ปลายตรงกันข้ามกับตัวไดรฟ์เวอร์

ตัวต้านทาน R_P ควรมีค่าเดียวกันค่าคุณลักษณะอิมพีแดนซ์ Z_O ของสายส่งสัญญาณ ค่าคุณลักษณะอิมพีแดนซ์เฉพาะของสายสัญญาณ (Z_O) สำหรับสายสัญญาณแต่ละชนิดจะได้มาจากผู้ผลิต ยิ่งค่าความต้านทาน Z_O มากพลังงานไฟฟ้าจะเปลี่ยนเป็นความร้อนได้มาก ตัวต้านทานขนาด ¹/₄ W หรือ ¹/₂ W โดยปกติก็ใช้งานได้ดี ดังรูปที่ 16

รูปที่ 16 การทำพาราเรลเทอร์มิเนชั่น

โดยมากแล้วสายคู่พันเกลียวจะมีค่าความต่านทาน ZO อยู่ในช่วง 100-130  แตกต่างจาก สายโคแอคเชียลที่ค่าความต้านทาน ZO อยู่ในช่วง 50-100  ค่าคุณลักษณะอิมพีแดนซ์เฉพาะของสายสัญญาณจะขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางระยะห่างของตัวนำไฟฟ้ารวมทั้งชนิดวัสดุของไดอิเล็กตริกที่ใช้

เทคนิคการเทอร์มิเนชั่นแบบที่ 3 เป็นเทคนิคที่ใช้สำหรับการส่งสัญญาณแบบสองทิศทาง (Bi-directional Termination) ซึ่งให้ความมั่นคงของสัญญาณที่ดีมาก ด้วยเทคนิคนี้ตัวไดรฟ์เวอร์จะสามารถอยู่ตำแหน่งใดก็ได้ในเครือข่าย เทคนิคนี้ปกติถูกใช้กันมากในระบบเครือข่าย แบบ RS-485 ดังรูปที่ 17

รูปที่ 17 การทำเทอร์มิเนชั่นแบบสองทิศทาง

เทคนิคแบบที่ 4 เรียกว่าการทำเทอร์มิเนชั่น แบบ AC (AC Termination) แนวคิดของเทคนิคจะใช้ตัวเก็บประจุเพื่อลดการดึงพลังงานของตัวต้านทานโดยใช้คุณสมบัติการบล็อกสัญญาณ DC จริง ๆ แล้ว เทคนิคนี้คือการใช้ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุรวมกันสร้างเป็นวงจร RC หรือ วงจร Low-pass Filter นั้นเอง   

ดังนั้นค่าตัวเก็บประจุต้องถูกเลือกให้เหมาะสมเพื่อที่จะขจัดผลกระทบของสัญญาณสะท้อน ค่าส่วนกลับของ  หรือค่าคงที่เวลามีค่าเท่ากับ RC และค่าควรเป็นอย่างน้อยสิบเท่าของค่าความถี่สูงสุดของสัญญาณที่ใช้ส่ง การทำเทอร์มิเนชั่นแบบนี้มีความจำเป็นที่ต้องใช้ในระบบที่ส่งไฟเลี้ยง DC ไปพร้อมกับสัญญาณข้อมูล เช่น Foundation Fieldbus โดยปกติถ้าใช้ในเครือข่าย RS-485 ค่าตัวเก็บประจุที่ใช้จะมีค่าประมาณ 100 F ต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน 120  ดังรูปที่ 18

รูปที่ 18 การทำเทอร์มิเนชั่น แบบ AC

ไม่ว่าเทคโนโลยีจะก้าวไกลแค่ไหนการส่งสัญญาณด้วยทองแดงหรือวัสดุโลหะก็ยังคงอยู่ อย่างน้อยก็บนแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ในบทความต่อไปผู้เกี่ยวจะกล่าวถึงโปรโตคอลที่ใช้มากที่สุดในระบบงานอุตสาหกรรมนั้นโปรโตคอล Modbus โปรดติดตามนะครับ

1. J.E Goldman and P.T Rawles, Applied Data Communications. Addison-Wesley, New York,2001
2. J. Fulcher, An Introduction to Microcomputer Systems: Architecture and Interfacing. Addison-Wesley, Sydney,1989
3. S. Mackay, E. Wright, D. Reynders and .J Park, Practical Industrial Data Network: Design, Installation and Troubleshooting. IDC Technologies, Perth,2004
4. J.R. Vacca, High-speed Cisco Networks: Planning, Design, and Implemention. CRC Press LLC, Florida,2001