綜合布線系統信道對網絡傳輸性能影響（1）

　　 在最近的許多通信雜志和IT行業展覽會上，布線系統傳輸性
能對數據網絡傳輸比特誤碼率的影響成為引人注目的焦點。一般
來講，因阻抗不匹配而產生的信道回波損耗是導致高比特誤碼率
的主要原因，而且回波損耗對所有的系統性能都有一定的影響，
近端串擾衰耗的影響則更為嚴重。
　　 　　 標準規定的設計與測試要求信道必須符合應用性能，
而這些信道卻可能無法提供充足的富余量來擔負許多未來高寬帶
網絡需求應用。為了比較及驗證6類布線方案比新近頒布的5e類標
準能提供更好的傳輸質量及更快的網絡速度，Avaya實驗室最近利
用三種高速、高密集信息量傳輸的應用系統進行了實驗。所選的
應用系統是270 Mb/s的串行數字視頻信號，100BASE-TX視頻流和1
00BASE-TX數據文件傳輸。并把同護套大對數共享線纜接入
　　 　　 實驗中，模擬最差條件下的近端串擾的干擾網絡傳輸環境。
　　 　　 這些實驗的結果表明，在標準規定的要求下，使用高性能大富余量的布線系統能夠顯著的提高
網絡傳輸速度。另外，通過實驗還證明了使用6類布線系統能夠為現在市場現存的應用系統提供更好的傳輸
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通過或傳輸數據的總量。信道最大傳輸量僅在理想信
道條件下方可實現，而在現實的環境下無法達到。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。在通信系統或特定的局域網中，信道的設計必須考慮要能彌補這些損
耗。
　　 　　 系統元器件以及周圍環境等因素給信道的傳輸特性帶來一定的損害，從而影響結構化布線系統
的傳輸性能。一些干擾因素給結構化布線系統的信道傳輸性能帶來負面影響，這些干擾因素被記入在1000B
ASE-T的IEEE 802.3ab千兆以太網標準中，現將其列出如下：
　　 ·散射
　　 ·外界干擾
　　 ·延遲偏差
　　 ·衰減
　　 ·阻抗失配/回波損耗
　　 ·近端串擾及遠端串擾
　　 　　 所有這些潛在的干擾因素都可能導致信道比特誤碼，從而降低結構化布線系統的信道傳輸量。
比特誤碼率是指錯誤接收比特與總傳輸比特的比率。在使用高速網絡帶寬及密集型信息傳輸應用中，需要
最低的比特誤碼來保證最高傳輸性能。在數據應用中，較高的比特誤碼率、網絡性能遲緩會導致信號重
發。在視頻應用中，較高比特差碼率導致圖像間斷，丟失禎或產生白斑（雪花）。在任何應用領域，較高
的比特誤碼率都會導致令人不滿的性能。以下各節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生的擴散。它起因于每一比特與相鄰比特的疊加，從而導致信道
終端接收到的傳輸位發生錯誤。散射的影響通常被稱為內擾，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生散射的主要原因。對于象270Mb/s串行數字視頻的數字傳輸應用而言，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。通常會把自適應性均衡電路加入通信
硬件系統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入信道，這就是外界干擾。ESD或EFT的不定向發射是外
界干擾來源的一種。需要注意的是，即使是設計和安裝非常完美的結構化布線系統信道，外界電磁場的轉
化仍然會對其起作用，影響比特誤碼率，并導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，從而對系統性能造成不良效果。
　　 延遲偏差：
　　 　　 延遲偏差是在多對線纜套內不同對線纜產生的傳輸速率差異，絞合率變化以及線對的絕緣結構
限定了偏差，并以秒為單位。一些應用系統需要信號在復合雙絞線上傳輸，并且同時到達信道末端的接收
器。所以把延遲偏差減至最小非常重要。
　　 　　 利用雙絞線進行現場傳輸的典型案例是在證券交易所內把金融信息發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致色素分散，
隨著信道長度增加則會產生重影。1000BASE-T（千兆位以太網）是另一個需要使用UTP雙絞線進行傳輸的案
例。延遲偏差在IEEE802.3ab協議標準中被定義為在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協議中對1000BASE-T標準規定，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/回波損耗發生在負載阻抗與設備內部阻抗不平衡的情況下。對結構化布線系統而言，
這類損耗多出現于構成信道的組件沒有適當匹配的情況下。這樣會影響能源與負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
用來實現數據信息的全雙工傳送。
　　 　　 混合電路提供四對終端，信號由一個終端對進入后，從相鄰兩對分發出來，但卻不能到達相對
應的終端線對。設備電路與信道的阻抗匹配是相當重要的，否則產生回波，也就是反射的傳輸能量將以噪
音的形式在接收端出現。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生的回
波影響。
　　 　　 1000BASE-T ，IEEE 802.3ab標準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
頻率段上的相關阻抗（100歐姆）。回波損耗是由于阻抗不匹配而產生的應用信號反射，是一個分數數值的
比率。IEEE 802.3ab 標準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，這個容限范就是標準規定的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。