第三章通道傳輸特性及其主要技術(shù)指標

1、2學時講解第3章通道傳輸特性及其主要技術(shù)指標主要教學內(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3.4提高通道傳輸質(zhì)量的措施教學目標：掌握：電纜傳輸通道性能指標了解：光纖傳輸通道性能指標，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方面的問題時，經(jīng)墅通道傳輸特性1）在進行綜合布線系統(tǒng)設(shè)計時2）在評述綜合布線系統(tǒng)的性能時通道傳輸特性主要涉及下面兒個方面的問題：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)重點討論上述三個問題IlH啣MT匕定的損害,聘豐觸伽BhBBi畔爾MMMMMUMfc沁豳Mgw認狹義上的通道：指信號的傳輸，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 計算機本來的意思是指某個信號具有的頻帶寬度。帶寬的單位是赫茲 (Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)等。對于數(shù)字信道，“帶寬”是指在信道上(屢傳送的數(shù)字信號的速率，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帶寬有時也稱為吞吐量。I模擬帶寬

3、表示通信線路允許通過的信號頻帶范圍.數(shù)字帶寬1在某一特定時間內(nèi)，理論上能通過某一特定區(qū)域的最 大比特 量.數(shù)據(jù)傳輸速率通信線路用來傳輸數(shù)字信號時數(shù)字通道的最重要的 指標。指單位時間內(nèi)線路中傳輸?shù)亩M審z寥量，是一 個表征速率的物理量，以bit/s來度量。、'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 精確長度及傳輸技術(shù)、傳輸速率描述的是在特定帶寬下對信息進行傳輸?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)，不一定是一對一的關(guān)系。在計算機網(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，指由電磁場引起的'銅導(dǎo)線中的電噪聲 銅纜線網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備會產(chǎn)生電磁干擾y時銅質(zhì)通信 電纜中傳輸?shù)男盘栆资茈姶鸥蓴_的影響電磁干擾可以通過電感、傳導(dǎo)、歐化等方式中的任 何一種進入通信電纜，導(dǎo)致信號損失光纖通信系統(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)在正常情況下運行，而不會產(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)的電信號能力有兩個方面：放射、免疫3.2、電纜傳輸通道性能指標根據(jù)TIA/EIA TSB67-1995標準，、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#：環(huán)路直流電阻、特性阻抗、衰減、近詭串擾損耗、 衰減與串擾之比、回波損耗、傳輸時其中與通道長度有關(guān)的參數(shù)有：環(huán)路直流電阻、衰減、傳輸時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)重點介紹這些損耗性能指標的含義1直流環(huán)路電阻指一對導(dǎo)線電阻之和,ISO/IEC 11801-2002規(guī)定不得大 于19.2歐姆，每對線的差異應(yīng)小于0.1歐姆消耗一部分信當信號在通道中傳輸時，直流環(huán)路電卩 號，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊y量方法：在線路的遠端短路，在近端測量。測量值應(yīng)與電纜中導(dǎo)線的長度和直徑相符合直流環(huán)路

6、電阻限值鏈路級別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)對通過的信號 的阻礙能力，單位為歐姆。、與一對電線之間的距離及絕納橄電氣特性有 關(guān)，糧據(jù)信號傳輸?shù)奈锢硖匦?，?信號白勺 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)電纜都有一個確定的特性阻抗指 標，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)，號長度無關(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。無論使用哪一類電纜，其每對芯線的特性阻抗在整個 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)小于標準值

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)。鏈路上任何一點的阻抗不連續(xù)將導(dǎo)致該鏈路信號反射 和信號畸變。除了要保證鏈路中每對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?；夭〒p耗(Return Loss)又稱反射衰減，是對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， 會造成信號反射。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)致信號失煮，從而降低 傳輸性能。回波損耗的測量僅適用于5e類電纜或更高級別的 UTP電纜，不適用于3、4、5類電纜。在測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。這種測量對于在相同電纜線對上同時發(fā)送和接收信號 的全雙工通信非常重要。p47舉例說明回波損耗的形成過程計算公式：p47永久鏈路和通道鏈路的回波損耗分別情q回波損耗的計算值二輸入 （言號幅度-由鏈路反射回來 的信號的幅度衰減(Attenuation：指信號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，阻礙信號的傳輸。當信號的 頻率增高，由于集膚效應(yīng)使電阻增大，又 加、容抗減小，使信號的高頻分量衰減加大衰減與傳輸信號的頻率有關(guān)，也與導(dǎo)線的傳輸長度有 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)、長度及傳輸信號的頻率 鏈路越長，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=連接過程中的不恰當端接以及阻抗不匹配5. 串擾（Cross talk）當信號通過銅線進行傳輸時，會對鄰近的銅線產(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 擾叫做串擾。單位為分貝（dB）串擾的兩種形式：近端串擾NEXT和遠端串擾FEXT1 j1）近端串擾是出現(xiàn)在發(fā)送端的串擾，定義為晶從一 對雙絞線輸入時在同一端的另一對雙絞線上信號的干 就程度。遠端串擾是出現(xiàn)在接收端的串擾，定義為信號從 對雙

10、絞線輸入時在另一端的另一對雙絞線上信號的干 擾程度。影響較小。1近端串擾和遠端串擾的度量：近端串擾損耗和遠端串擾損耗近端串擾損耗：耦合信號與原來濟逾信號從同一 通道端被測量情況下，傳輸信號大小育藕合值號大小 的比率。P50計算公式頻率越低，近端串擾越大1 遠端串擾損耗：耦合信號與原來的傳輸信號相對另一 端進行測量的情況下，傳輸信號大小與耦合信號大小 的比率。 近端串擾是UTP電纜的一個重要性能指標。2) 綜合近端串擾PS NEXT (Power sum)是指某線對受其它線對的近端串擾的綜合影響程度, 單位為分貝(dB) o在千兆位以太網(wǎng)中，必須考慮淺袋對之間的綜合串 擾，從而真實描述能量耦合。

11、3) 等效遠端串擾ELFEXT (Equal level)、遠端串擾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 兩個以上信號朝同一方向傳輸時信號的耦合情況。只適用于5類以上UTP電纜4) 綜合遠端串擾某線對受其它線對的等效遠端串擾的綜合影響程度5) 衰減/串擾比(ACR)衰減/串擾比定義為：在同一頻率下任意兩線對間的 近端串擾損耗與本鏈路傳輸?shù)男盘査p值之差，單位 為分貝。、ACR是一個重要參數(shù)，又稱信噪比。它描述了信號與 噪聲串擾之間的重要關(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、比的唯一測量標準，是決定網(wǎng)絡(luò) 正常運行的重要因素。6. 傳輸時延和時延偏離1) 傳輸時延(Transmit Delay)指的是一個報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間，單位是納冬(ns)。它與額 定傳輸速率成正比。鏈路的傳輸時延會隨著鏈路的長度增加而增加2) 時延偏離(Delay Skew)是指在鏈路中最高速線對與最低速線對之間信號傳輸 時延的差異，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光纜傳輸通道的主要性能指標有：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、1 光纖的衰減與光纖類型及導(dǎo)入

13、光波長有關(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自身也會產(chǎn)生一定的 扌員耗。、光纖鏈路所允許的損耗包括：節(jié)點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M0時，光纖系統(tǒng)才能正常運行4. 光功率損耗如果光纖鏈路中需要進行單模光纖之間的相互連接， 則單模光纖I級與單模光纖II級在相互連接時會產(chǎn)生 不同的損耗。5. 多模光纖的帶寬光纖的帶寬指標根據(jù)光纖類型的不同而不同；一般認為