在最近的許多通信雜志和IT行業(yè)展覽會上,布線系統(tǒng)傳輸性
能對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸比特誤碼率的影響成為引人注目的焦點。一般
來講,因阻抗不匹配而產(chǎn)生的信道回波損耗是導(dǎo)致高比特誤碼率
的主要原因,而且回波損耗對所有的系統(tǒng)性能都有一定的影響,
近端串?dāng)_衰耗的影響則更為嚴(yán)重。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)計與測試要求信道必須符合應(yīng)用性能,
而這些信道卻可能無法提供充足的富余量來擔(dān)負(fù)許多未來高寬帶
網(wǎng)絡(luò)需求應(yīng)用。為了比較及驗證6類布線方案比新近頒布的5e類標(biāo)
準(zhǔn)能提供更好的傳輸質(zhì)量及更快的網(wǎng)絡(luò)速度,Avaya實驗室最近利
用三種高速、高密集信息量傳輸?shù)膽?yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行了實驗。所選的
應(yīng)用系統(tǒng)是270 Mb/s的串行數(shù)字視頻信號,100BASE-TX視頻流和1
00BASE-TX數(shù)據(jù)文件傳輸。并把同護(hù)套大對數(shù)共享線纜接入
實驗中,模擬最差條件下的近端串?dāng)_的干擾網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境。
這些實驗的結(jié)果表明,在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求下,使用高性能大富余量的布線系統(tǒng)能夠顯著的提高
網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。另外,通過實驗還證明了使用6類布線系統(tǒng)能夠為現(xiàn)在市場現(xiàn)存的應(yīng)用系統(tǒng)提供更好的傳輸
及使用性能。
背景
信道傳輸量的定義是指信道在一定時間內(nèi)通過或傳輸數(shù)據(jù)的總量。信道最大傳輸量僅在理想信
道條件下方可實現(xiàn),而在現(xiàn)實的環(huán)境下無法達(dá)到。所有信道都存在不同的損耗,因此信道只能在低于最大
工作能力或傳輸量的條件下工作。在通信系統(tǒng)或特定的局域網(wǎng)中,信道的設(shè)計必須考慮要能彌補這些損
耗。
系統(tǒng)元器件以及周圍環(huán)境等因素給信道的傳輸特性帶來一定的損害,從而影響結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)
的傳輸性能。一些干擾因素給結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的信道傳輸性能帶來負(fù)面影響,這些干擾因素被記入在1000B
ASE-T的IEEE 802.3ab千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中,現(xiàn)將其列出如下:
·散射
·外界干擾
·延遲偏差
·衰減
·阻抗失配/回波損耗
·近端串?dāng)_及遠(yuǎn)端串?dāng)_
所有這些潛在的干擾因素都可能導(dǎo)致信道比特誤碼,從而降低結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的信道傳輸量。
比特誤碼率是指錯誤接收比特與總傳輸比特的比率。在使用高速網(wǎng)絡(luò)帶寬及密集型信息傳輸應(yīng)用中,需要
最低的比特誤碼來保證最高傳輸性能。在數(shù)據(jù)應(yīng)用中,較高的比特誤碼率、網(wǎng)絡(luò)性能遲緩會導(dǎo)致信號重
發(fā)。在視頻應(yīng)用中,較高比特差碼率導(dǎo)致圖像間斷,丟失禎或產(chǎn)生白斑(雪花)。在任何應(yīng)用領(lǐng)域,較高
的比特誤碼率都會導(dǎo)致令人不滿的性能。以下各節(jié)將探討一些對比特誤碼率及其后傳輸量有影響的因素。
散射:
散射是位脈沖在通過信道時產(chǎn)生的擴散。它起因于每一比特與相鄰比特的疊加,從而導(dǎo)致信道
終端接收到的傳輸位發(fā)生錯誤。散射的影響通常被稱為內(nèi)擾,能夠用可見圖形來反映,以跳動來測量。信
道纜線和連接線匹配性是產(chǎn)生散射的主要原因。對于象270Mb/s串行數(shù)字視頻的數(shù)字傳輸應(yīng)用而言,散射會
增加比特誤碼率及降低信道的性能,造成接收端的圖像分辨率降低。通常會把自適應(yīng)性均衡電路加入通信
硬件系統(tǒng)的電路接口處來補償散射的影響。
外界干擾:
噪音通過信道附近的外部電場和磁場進(jìn)入信道,這就是外界干擾。ESD或EFT的不定向發(fā)射是外
界干擾來源的一種。需要注意的是,即使是設(shè)計和安裝非常完美的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)信道,外界電磁場的轉(zhuǎn)
化仍然會對其起作用,影響比特誤碼率,并導(dǎo)致原有的不平衡因素由通信硬件電路與纜線接口處侵入信
道,從而對系統(tǒng)性能造成不良效果。
延遲偏差:
延遲偏差是在多對線纜套內(nèi)不同對線纜產(chǎn)生的傳輸速率差異,絞合率變化以及線對的絕緣結(jié)構(gòu)
限定了偏差,并以秒為單位。一些應(yīng)用系統(tǒng)需要信號在復(fù)合雙絞線上傳輸,并且同時到達(dá)信道末端的接收
器。所以把延遲偏差減至最小非常重要。
利用雙絞線進(jìn)行現(xiàn)場傳輸?shù)牡湫桶咐窃谧C券交易所內(nèi)把金融信息發(fā)送到高分辨率顯示屏。這
類顯示屏需要100兆赫茲以上的可用帶寬和RGB同步模擬視頻信號。過度的延遲偏差可能會導(dǎo)致色素分散,
隨著信道長度增加則會產(chǎn)生重影。1000BASE-T(千兆位以太網(wǎng))是另一個需要使用UTP雙絞線進(jìn)行傳輸?shù)陌?br />
例。延遲偏差在IEEE802.3ab協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中被定義為在2MHz到100MHz頻率之間,所有對組合之間雙工信道的偏
差差異不得超過50ns 。
衰減:
衰減是信號幅度通過信道時能量的減小。與散射類似,纜線與連接接插件是造成衰減的主要因
素。IEEE 802.3協(xié)議中對1000BASE-T標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,衰減是接入損耗,雙工信道的最大衰減使用下面的公式計
算:
接入損耗(f) = 2.1 f (0.529) + 0.4/f (dB) [f=1MHz to 100MHz]
信道衰減的不良影響可以通過考察模擬視頻信號的傳輸效果來論證。過度衰減導(dǎo)致視頻流中的
低頻亮度信號部分的強度低于高頻色度信號部分,使得接收的影像灰暗,對比度過低。
阻抗失配/回波損耗:
阻抗失配/回波損耗發(fā)生在負(fù)載阻抗與設(shè)備內(nèi)部阻抗不平衡的情況下。對結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)而言,
這類損耗多出現(xiàn)于構(gòu)成信道的組件沒有適當(dāng)匹配的情況下。這樣會影響能源與負(fù)載間的最大傳輸功率。對
于使用混合功能接口電路的1000BASE-T的系統(tǒng)而言,將阻抗匹配失衡減至最小是非常重要的。混合功能常
用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的全雙工傳送。
混合電路提供四對終端,信號由一個終端對進(jìn)入后,從相鄰兩對分發(fā)出來,但卻不能到達(dá)相對
應(yīng)的終端線對。設(shè)備電路與信道的阻抗匹配是相當(dāng)重要的,否則產(chǎn)生回波,也就是反射的傳輸能量將以噪
音的形式在接收端出現(xiàn)。將回波補償電路并入1000BASE-T接口電路,目的是有效的抵制混合功能產(chǎn)生的回
波影響。
1000BASE-T ,IEEE 802.3ab標(biāo)準(zhǔn)指出阻抗失配就象回波損耗一樣用分貝來表示,即每一個特定
頻率段上的相關(guān)阻抗(100歐姆)。回波損耗是由于阻抗不匹配而產(chǎn)生的應(yīng)用信號反射,是一個分?jǐn)?shù)數(shù)值的
比率。IEEE 802.3ab 標(biāo)準(zhǔn)記錄了信道上的阻抗失配影響,并用以下公式表示阻抗失配的容限范圍。
Return Loss (f)=15 (dB) {f= 1MHz to 20MHz}
Return Loss (f) =15 - 10log(f/20) (dB)
{f= 20MHz to 100MHz}
第二個公式允許在回波損耗適合值里有一個較寬的容限。例如,這個容限范就是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的100
MHz頻率下8dB的回波損耗。這個回波損耗等于100歐姆(-57歐姆到133歐姆)的阻抗失配。諸如1000BASE-T
之類應(yīng)用的能力可以容許很寬范圍的阻抗失配。這表明,此類損害因素還沒有象其他因素那樣危及到布線
傳輸性能。