第三章通道傳輸特性及其主要技術(shù)指標(biāo)

1、2學(xué)時(shí)講解第3章通道傳輸特性及其主要技術(shù)指標(biāo)主要教學(xué)內(nèi)容：3.1通道傳輸特性3.2電纜傳輸通道性能3.3光纜傳輸通道性能指標(biāo)3.4提高通道傳輸質(zhì)量的措施教學(xué)目標(biāo)：掌握：電纜傳輸通道性能指標(biāo)了解：光纖傳輸通道性能指標(biāo)，以及提高通道傳輸質(zhì)量的措 施3.1通道傳輸特性在討論下述兩個(gè)方面的問題時(shí)，經(jīng)墅通道傳輸特性1）在進(jìn)行綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)2）在評(píng)述綜合布線系統(tǒng)的性能時(shí)通道傳輸特性主要涉及下面兒個(gè)方面的問題：1）通道和鏈路2）帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率3）電磁干擾與電磁兼容性本節(jié)重點(diǎn)討論上述三個(gè)問題IlH啣MT匕定的損害,聘豐觸伽BhBBi畔爾MMMMMUMfc沁豳M(fèi)gw認(rèn)狹義上的通道：指信號(hào)的傳輸，即傳輸介

2、質(zhì)，不包括兩端的設(shè)備，但包括設(shè)備電纜 （光纜）和工作區(qū)電纜（光纜）以及連接插座間接插軟線。綜合布線系統(tǒng)的通道是有線通道。鏈路：指兩個(gè)接口間具有規(guī)定性能的傳輸路徑，其范圍比 通道小。X.不包括設(shè)備在鏈路中即不包括兩端的終端設(shè)a電纜（光纜）和工作區(qū)電纜（光纜）。2.帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率帶寬:鏈路上)能夠 計(jì)算機(jī)本來(lái)的意思是指某個(gè)信號(hào)具有的頻帶寬度。帶寬的單位是赫茲 (Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)等。對(duì)于數(shù)字信道，“帶寬”是指在信道上(屢傳送的數(shù)字信號(hào)的速率，即數(shù)據(jù)率或比特率。比特中的數(shù)據(jù)的最小單元，它也是信息量的度量單位。帶位就 是比特每秒(bit/s) o帶寬有時(shí)也稱為吞吐量。I模擬帶寬

3、表示通信線路允許通過(guò)的信號(hào)頻帶范圍.數(shù)字帶寬1在某一特定時(shí)間內(nèi)，理論上能通過(guò)某一特定區(qū)域的最 大比特 量.數(shù)據(jù)傳輸速率通信線路用來(lái)傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)數(shù)字通道的最重要的 指標(biāo)。指單位時(shí)間內(nèi)線路中傳輸?shù)亩M(jìn)審z寥量，是一 個(gè)表征速率的物理量，以bit/s來(lái)度量。、'帶寬取決于所用傳輸介質(zhì)的質(zhì)量、每一種傳輸介質(zhì)的 精確長(zhǎng)度及傳輸技術(shù)、傳輸速率描述的是在特定帶寬下對(duì)信息進(jìn)行傳輸?shù)哪?力二者之間有一定的關(guān)系，這種關(guān)系與編碼方式等技術(shù) 有關(guān)，不一定是一對(duì)一的關(guān)系。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，廣泛使用的是數(shù)據(jù)傳輸速率3.電磁干擾與電磁兼容性電磁T就EMI (Electro Magnetic Interferenc

4、e) 也稱為噪聲，指由電磁場(chǎng)引起的'銅導(dǎo)線中的電噪聲 銅纜線網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備會(huì)產(chǎn)生電磁干擾y時(shí)銅質(zhì)通信 電纜中傳輸?shù)男盘?hào)易受電磁干擾的影響電磁干擾可以通過(guò)電感、傳導(dǎo)、歐化等方式中的任 何一種進(jìn)入通信電纜，導(dǎo)致信號(hào)損失光纖通信系統(tǒng)不易受此影響電磁兼容性EMC (Electro Magnetic Compatibility)指系統(tǒng)發(fā)出的最小輻射和系統(tǒng)能經(jīng)受的最大外部噪 聲，即設(shè)備或設(shè)備系統(tǒng)在正常情況下運(yùn)行，而不會(huì)產(chǎn) 生干擾或者擾亂其他在湘潭空間或者環(huán)境中的設(shè)備或 者系統(tǒng)的電信號(hào)能力有兩個(gè)方面：放射、免疫3.2、電纜傳輸通道性能指標(biāo)根據(jù)TIA/EIA TSB67-1995標(biāo)準(zhǔn)，、描述平衡電纜通道傳

5、輸 性能的電氣特性主要有以下兒個(gè)#：環(huán)路直流電阻、特性阻抗、衰減、近詭串?dāng)_損耗、 衰減與串?dāng)_之比、回波損耗、傳輸時(shí)其中與通道長(zhǎng)度有關(guān)的參數(shù)有：環(huán)路直流電阻、衰減、傳輸時(shí)延等與電纜紐距有關(guān)的參數(shù)：特性阻抗、衰減、回波損耗等如果沒有特別強(qiáng)調(diào)，這些參數(shù)適應(yīng)于屏蔽和非屏蔽平 衡電纜的傳輸通道本節(jié)重點(diǎn)介紹這些損耗性能指標(biāo)的含義1直流環(huán)路電阻指一對(duì)導(dǎo)線電阻之和,ISO/IEC 11801-2002規(guī)定不得大 于19.2歐姆，每對(duì)線的差異應(yīng)小于0.1歐姆消耗一部分信當(dāng)信號(hào)在通道中傳輸時(shí)，直流環(huán)路電卩 號(hào)，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?。測(cè)量方法：在線路的遠(yuǎn)端短路，在近端測(cè)量。測(cè)量值應(yīng)與電纜中導(dǎo)線的長(zhǎng)度和直徑相符合直流環(huán)路

6、電阻限值鏈路級(jí)別ABCD最大環(huán)路 電阻5601704040特性阻抗'聶鏈路在規(guī)定工作頻率范圍內(nèi)對(duì)通過(guò)的信號(hào) 的阻礙能力，單位為歐姆。、與一對(duì)電線之間的距離及絕納橄電氣特性有 關(guān)，糧據(jù)信號(hào)傳輸?shù)奈锢硖匦?，?信號(hào)白勺 阻礙作用。、包括電阻及工作頻率1100MHz內(nèi)的電感阻 抗及電容阻抗。、所有銅質(zhì)電纜都有一個(gè)確定的特性阻抗指 標(biāo)，大小取決于電纜的導(dǎo)線直徑租覆蓋在導(dǎo)線 外面的絕緣新料的電介質(zhì)常數(shù)，號(hào)長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。在綜合布線系統(tǒng)中大多使用特性阻抗為1°°歐姆的電纜。無(wú)論使用哪一類電纜，其每對(duì)芯線的特性阻抗在整個(gè) 工作帶寬范圍內(nèi)應(yīng)保證基本恒定、走勻。鏈路的特性 阻抗應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)值

7、的土 15%o綜合布線要求：在整條電纜的特性阻抗保持一律數(shù)。鏈路上任何一點(diǎn)的阻抗不連續(xù)將導(dǎo)致該鏈路信號(hào)反射 和信號(hào)畸變。除了要保證鏈路中每對(duì)芯線的特性阻抗的恒定和均勻 夕卜，還必須保證電子設(shè)備的特性阻抗和電纜的相匹配。回波損耗(Return Loss)又稱反射衰減，是對(duì)阻抗不匹配引起的反射能量的度 量，與特性阻抗有關(guān)。單位為分貝(dB)如果鏈路所用的線纜和相關(guān)連接繩件阻抗不匹配， 會(huì)造成信號(hào)反射。被反射到發(fā)送端晞7分能量將以 噪聲的形式在接收端出現(xiàn)，導(dǎo)致信號(hào)失煮，從而降低 傳輸性能?；夭〒p耗的測(cè)量?jī)H適用于5e類電纜或更高級(jí)別的 UTP電纜，不適用于3、4、5類電纜。在測(cè)量鏈路中影響回波損耗數(shù)值

8、的主要因素： 電纜結(jié)構(gòu)變化、連接器和安裝等。這種測(cè)量對(duì)于在相同電纜線對(duì)上同時(shí)發(fā)送和接收信號(hào) 的全雙工通信非常重要。p47舉例說(shuō)明回波損耗的形成過(guò)程計(jì)算公式：p47永久鏈路和通道鏈路的回波損耗分別情q回波損耗的計(jì)算值二輸入 （言號(hào)幅度-由鏈路反射回來(lái) 的信號(hào)的幅度衰減(Attenuation：指信號(hào)沿傳輸鏈路傳輸后幅度減小的程度，單位為 分貝(dB) o感抗增由于導(dǎo)線中存在阻抗，阻礙信號(hào)的傳輸。當(dāng)信號(hào)的 頻率增高，由于集膚效應(yīng)使電阻增大，又 加、容抗減小，使信號(hào)的高頻分量衰減加大衰減與傳輸信號(hào)的頻率有關(guān)，也與導(dǎo)線的傳輸長(zhǎng)度有 關(guān)。衰減值越低表示鏈路的質(zhì)量越好。衰減產(chǎn)生的原因：電纜的電阻所造成的電

9、能損耗以及 電纜絕緣材料所造成的電能泄露。鏈路的較減的決定因素：電纜材料的電氣特性和結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度及傳輸信號(hào)的頻率 鏈路越長(zhǎng)，頻率越高，衰減就越大。造成鏈路衰減的其它因素：鏈路中的插座和連接器、配線盤等=連接過(guò)程中的不恰當(dāng)端接以及阻抗不匹配5. 串?dāng)_（Cross talk）當(dāng)信號(hào)通過(guò)銅線進(jìn)行傳輸時(shí)，會(huì)對(duì)鄰近的銅線產(chǎn)生電磁干擾，從而影響臨近線路上的數(shù)據(jù)傳輸，這種干 擾叫做串?dāng)_。單位為分貝（dB）串?dāng)_的兩種形式：近端串?dāng)_NEXT和遠(yuǎn)端串?dāng)_FEXT1 j1）近端串?dāng)_是出現(xiàn)在發(fā)送端的串?dāng)_，定義為晶從一 對(duì)雙絞線輸入時(shí)在同一端的另一對(duì)雙絞線上信號(hào)的干 就程度。遠(yuǎn)端串?dāng)_是出現(xiàn)在接收端的串?dāng)_，定義為信號(hào)從 對(duì)雙

10、絞線輸入時(shí)在另一端的另一對(duì)雙絞線上信號(hào)的干 擾程度。影響較小。1近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_的度量：近端串?dāng)_損耗和遠(yuǎn)端串?dāng)_損耗近端串?dāng)_損耗：耦合信號(hào)與原來(lái)濟(jì)逾信號(hào)從同一 通道端被測(cè)量情況下，傳輸信號(hào)大小育藕合值號(hào)大小 的比率。P50計(jì)算公式頻率越低，近端串?dāng)_越大1 遠(yuǎn)端串?dāng)_損耗：耦合信號(hào)與原來(lái)的傳輸信號(hào)相對(duì)另一 端進(jìn)行測(cè)量的情況下，傳輸信號(hào)大小與耦合信號(hào)大小 的比率。 近端串?dāng)_是UTP電纜的一個(gè)重要性能指標(biāo)。2) 綜合近端串?dāng)_PS NEXT (Power sum)是指某線對(duì)受其它線對(duì)的近端串?dāng)_的綜合影響程度, 單位為分貝(dB) o在千兆位以太網(wǎng)中，必須考慮淺袋對(duì)之間的綜合串 擾，從而真實(shí)描述能量耦合。

11、3) 等效遠(yuǎn)端串?dāng)_ELFEXT (Equal level)、遠(yuǎn)端串?dāng)_損耗與線路傳輸衰減的差值，單位為分貝(dB) oW是信噪比的另一種表示方式，即在一條UTP鏈路中有 兩個(gè)以上信號(hào)朝同一方向傳輸時(shí)信號(hào)的耦合情況。只適用于5類以上UTP電纜4) 綜合遠(yuǎn)端串?dāng)_某線對(duì)受其它線對(duì)的等效遠(yuǎn)端串?dāng)_的綜合影響程度5) 衰減/串?dāng)_比(ACR)衰減/串?dāng)_比定義為：在同一頻率下任意兩線對(duì)間的 近端串?dāng)_損耗與本鏈路傳輸?shù)男盘?hào)衰減值之差，單位 為分貝。、ACR是一個(gè)重要參數(shù)，又稱信噪比。它描述了信號(hào)與 噪聲串?dāng)_之間的重要關(guān)系，體現(xiàn)的是電纜的程能，也 就是在接收端信號(hào)的富裕度，是確定帶寬的一種方法。ACR是衡量系統(tǒng)信噪

12、比的唯一測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，是決定網(wǎng)絡(luò) 正常運(yùn)行的重要因素。6. 傳輸時(shí)延和時(shí)延偏離1) 傳輸時(shí)延(Transmit Delay)指的是一個(gè)報(bào)文或分組從一條鏈路(或網(wǎng)絡(luò))一端傳 送到另一端所需的時(shí)間，單位是納冬(ns)。它與額 定傳輸速率成正比。鏈路的傳輸時(shí)延會(huì)隨著鏈路的長(zhǎng)度增加而增加2) 時(shí)延偏離(Delay Skew)是指在鏈路中最高速線對(duì)與最低速線對(duì)之間信號(hào)傳輸 時(shí)延的差異，單位納秒，范圍一般在50ns以內(nèi)。3.3光纜傳輸通道性能指標(biāo)光纜傳輸通道的主要性能指標(biāo)有：衰減、帶寬、反射損耗等其中影響光纖傳輸性能的主要參皺肖込率損耗 光纖損耗產(chǎn)生因素：光纖本身、接頭、熔接點(diǎn)、1 光纖的衰減與光纖類型及導(dǎo)入

13、光波長(zhǎng)有關(guān)。是保證工作帶寬情況 下光纖傳輸?shù)闹匾獏?shù)。單位是dB計(jì)算公式略2 光纖鏈路的損耗連接光纖的任何設(shè)備都有可能使光波功率產(chǎn)牛不同程 度的損耗，光波在光纖中傳播時(shí)自身也會(huì)產(chǎn)生一定的 扌員耗。、光纖鏈路所允許的損耗包括：節(jié)點(diǎn)至配線架之間的連接損耗，如各種連接器 光纖與光纖互聯(lián)所產(chǎn)生的損耗，如光纖熔接或機(jī)械連接部分光纖傳輸通道的損耗類型:光纖與光纖連接損耗光纖耦合損耗其它原因造成的損耗3.光纖鏈路通信富裕度G=Pl-PrG：光信號(hào)增益；P1：指定的發(fā)送功率 Pr：接收裝置靈敏度M 二 GLM：光纖鏈路的富裕度；L：損耗 只有當(dāng)M0時(shí)，光纖系統(tǒng)才能正常運(yùn)行4. 光功率損耗如果光纖鏈路中需要進(jìn)行單模光纖之間的相互連接， 則單模光纖I級(jí)與單模光纖II級(jí)在相互連接時(shí)會(huì)產(chǎn)生 不同的損耗。5. 多模光纖的帶寬光纖的帶寬指標(biāo)根據(jù)光纖類型的不同而不同；一般認(rèn)為