15. Поясните потенциальное и токовое представление сигналов в линии связи, а также асимметричную и симметричную передачу.

Для передачи электрических сигналов между двумя точками сети необходимо организовать замкнутую электрическую цепь. Для этого требуется хотя бы два проводника. Сигналы по проводам могут передаваться как в потенциальном представлении, так и в токовом. При потенциальном представлении информативным является уровень напряжения сигнала, а при токовом представлении информативно наличие или отсутствие тока в цепи (как в интерфейсе "токовая петля", используемом для подключения принтеров к СОМ-порту).

Передача с потенциальным представлением может быть симметричной или асимметричной. При асимметричной передаче на одном из проводов потенциал относительно земли остается постоянным. Такой провод называется общим. Полезным (информативным) сигналом является потенциал на втором проводе относительно общего провода. Асимметричная передача используется в сети Ethernet на коаксиальном кабеле. Кабель, в котором используется ассиметричная передача, также называется ассиметричным.

При симметричной (дифференциальной) передаче оба провода цепи являются равноправными, а для определения уровня сигнала замеряется разность потенциалов между ними. Симметрия подразумевает совпадение характеристик цепей для обоих проводов. Симметричная передача применяется в большинстве современных сетевых технологий, в том числе и в сети Ethernet на витой паре. Кабель, в котором используется симметричная передача, также называется симметричным.

Любая линия связи, в том числе и волоконно-оптический кабель, искажает передаваемые сигналы из-за того, что ее физические параметры отличаются от идеальных. Например, медные провода представляют собой некоторую распределенную по длине комбинацию активного сопротивления, емкостной и индуктивной нагрузки:

На рисунке нижний провод является общим (землей) для ассиметричной передачи или вторым проводом для симметричной передачи.

Из-за наличия такой нагрузки в проводах, сигналы различной частоты будут передаваться по одной и той же линии по-разному (как бы «застревать, тормозиться» с разной скоростью). Кроме того, характеристики линии связи зависят еще от наличия накрутки одного провода на другой.

В ассиметричных кабелях (коаксиальных) повода идут параллельно друг другу, поэтому они очень чувствительны к наводкам и внешним излучениям, но зато у них выше скорость распространения сигнала (2,3110⁵ км/с – для коаксиального кабеля).

При скручивании проводов в симметричных кабелях (витой паре) уменьшается индуктивная и емкостная связь между ними, но увеличивается длина самого провода на один метр кабеля. За счет этого они меньше чувствительны к наводкам и внешнему излучению, но обладают большим погонным затуханием сигнала, что снижает скорость распространения сигнала (1,810⁵ км/с – для витой пары 3 категории UTP-3). Причем, чем мельче шаг накрутки, тем сильнее проявляются эти свойства. Хотя в последнее время ученые утверждают, что шаг накрутки должен быть неравномерным по длине провода, тогда характеристики кабеля лучше, но точно это не доказано.