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1、串扰对局域网的性能和布线信道的影响对局域网的性能和布线信道的影响 LAN 的传输速度越来越快，同时结构化布线的需求也不断增加, 一个问题是“对于综合布线系统，什么是提高 LAN 传输速度最重要的和需要考虑的”， 本文揭示了布线系统一个重要的性能参数 Crosstalk(串扰)对 LAN 运行的影响。在 CAT5 系统和标准出现之前, LAN 的性能主要是受限于整个布线结构的建立和 LAN 设备的影响。然而 LAN 的传输速度目前还在不断增加, 有一个同样的问题是设计者如何在网络基础结构上支持千兆位传输, 由此出现了 CAT5E 和CAT6。由于 LAN 速度的增加和线缆不断的改善, LAN 的
2、设计者不仅需要考虑线缆的性能问题，而且需要考虑整个信道组成部分的性能。完整的布线系统提供所有设备的连接, 包括工作站和集线器，每一个部件都必须被严谨设计和生产来适用于整个信道的阻抗匹配和系统性能的保证。在关注这些布线部件以前，我们先了解一下布线的一些性能参数：Impedance 阻抗, Channel Return Loss 回程损耗, Attenuation 衰减 , Crosstalk 串扰 电路的阻抗是整个阻碍 AC 交流电传输的一个重要的因素。 比如说一个数据信号, 在特殊的频率和温度下的传输环境，这是电阻和电抗的结合，用欧姆值表示。在整个线缆上阻抗值被平均分配，线缆、硬件和设备的阻抗
3、被分别定义，很重要的一点是它们必须是互相匹配。系统的不匹配会造成反射, 增加数据的丢失和误码率。信道的 Return Loss (RL)回程损耗 是衡量整个信道部件是否阻抗匹配的指标，用（dB）表示。线对中两根导线的间距、线对的扭距保持的一致性以及绝缘层横截面本身是否保持一致性都将影响该参数。这些因素在线缆、连接器和跳线的设计和生产过程中必须反复仔细测量，其中很小的变动（不一致）都会导致回损参数的变差。为什么要关注 RL，是因为在信道中阻抗的变化将导致接受端的噪音。因此很重要的一点就是控制不一致性，使得 RL 的影响相对其它噪音，如串扰会很小。 正是出于这个原因，RL 被增加到整个标准性能指标
4、中去。衰减, 现在可参考插入损耗, 是整个线缆和信道上信号损失的总和。 它的计量单位是(dB) ，与距离和频率有关。 当信号在线缆上进行传输, 随着距离增加而信号逐渐减弱。 线缆或信道的衰减 用来定义接收器可以得到信号的最大的传输距离。今天，由于对铜芯的尺寸限制(因为考虑到铜芯的尺寸必须满足 RJ45 接头的要求)， 衰减被有效地控制。 因此 ，若要显著提高衰减的性能， 只能采用崭新的接头但绝大部分用户不接受新接头。串扰可能是数据进行高速传输中最重要的一个影响因素了。它是一个信号对另外一个信号耦合所产生的一种不受欢迎的能量值。 这个感应信号可能会导致数据传输的丢失和传输错误。 基于这个原因，我
5、们从四个方面全面地来讨论一下串扰：Crosstalk 测量的方法 - Pair-to-Pair 或 Power Sum;近端串扰, 远端串扰和外部串扰;Crosstalk 在差分模式和共模模式下的影响;Crosstalk 性能-线缆，连接器，跳线-整个系统。Crosstalk 串扰的测量 目前有两种常用的方法来测量 Crosstalk 串扰Pair-to-Pair 和 Power Sum 方法。pair-to-pair 方法 需要对线缆中每个线对两两组合进行计算。对于一根 4 对线来说，就需要对所有 6 对组合所产生的串扰进行测量。 “最差线对间串扰” 是其中最重要的评判标准。目前对四对线缆采
6、用 pair-to-pair 方法测试的原因是, 目前 LAN 的应用, 典型的数据传输是采用2 对线缆来进行。值得注意的是，在不同的运用中会使用不同的线对，比如 10Base-T, Token Ring 和 TPPMD。因此，虽然只有一对线在特定应用中被采用，但是随着应用的改变线对会变化，所以需要考虑每个组合。在平行传输模式中，比如 1000BASET，线缆中所有的线对都被用来进行传输。 比如用户可能会需要信号在 25 对大对数电缆上传输 12 个 2 对的信号, 或者在 4 对的线缆上传输千兆位的信号。这时简单的 pair-to-pair 的串扰测试是不够的。即使 pair-to-pair
7、 的串扰测试指标符合标准要求，但考虑所有其它线对对一个线对的耦合影响，其指标就会超出，导致数据丢失。因此必须采用 power sum 测试方法，即考虑所有其它线对对某一线对的影响。PowerSUM 串扰值一般比 pair-to-pair 测出的串扰值要差 36dB。由此可见，不同的测试途径所得出的测试结果也是不一样的。因此对于客户来讲必须很清楚这两点之间的区别。另外必须注意的是，要对信道的性能进行全盘了解，需要在线缆的两端都进行测试。因为大多数系统在两端都有接收器和发射器，这一端的串扰值可能会不同于另外一端的串扰值。在串扰的测试中，高的测试值（dB）优于低的测试值。 高的测试值意味着有较低的噪
8、音被传输到临近的线对上。Crosstalk 与频率相关，当频率增加时，串扰值变得更低 (即有更多的噪音被传输) 。近端串扰, 远端串扰 和 外部串扰 当 LANs 首次开始使用 UTP 系统作为传输媒质，噪音限制了应用范围，来源就是外部的噪音干扰和内部其它线对的干扰。外部的干扰已经通过更好的线缆和设备设计，遵循官方的关于辐射的标准，及改良的线缆安装程序大大减少。外部干扰的一个因素是从临近的线缆上拾取的信号引起的外部噪音。这个因素很大程度上依靠线缆是如何进行安装的。同时应遵循布线标准协会的指导方针和一些合适的测试方法。在线缆安装和管理时，必须杜绝对线缆在施工中的拉扯、牵压、极度弯曲和外力损伤等等
9、。来自线缆表皮内的其它线对的噪音会因为控制信号方式和信号放大而相应的减少，比如我们可以看一下100Mbps，1Gbps 以太网和 155Mbps ATM 系统。 在今天，影响 LAN 的性能的最主要的干扰是线缆的近端串扰（NEXT） ，该串扰是当设备在发送端传输的信号耦合到另一对线的相邻接收端引起的。串扰在差分模式或共模模式 在整个串扰的产生过程中，基本上存在两种不同模式的信号：共模模式 (CM)，差分模式 (DM)。共模模式通过两种方式影响设备。 第一，它能够直接影响到设备的运行，比如计算机被锁定，是由于共模模式信号直接产生于设备内部导致了逻辑错误，这是由于差的设计和低劣的布线所导致的；第二
10、，共模模式信号会通过设备和线缆变成差分信号，评定的参数是“平衡性”。系统的平衡性越好，共模模式信号转化成差分模式信号就越少。共模噪音确实存在却有些难以捉摸，只有在一个电气系统中对参考地测量时才会变得明显。现今许多电气制造商使用共模端接技术（如把未使用的线对进行共模端接）来帮助控制共模噪音。差模噪音使得在一个平衡的线路中传输的信号直接受到干扰。它会直接影响到传输线路或者来自于共模信号。串扰在系统运用中会同时受到共模模式和差分模式的影响。SYSTIMAX GigaSPEED XL 的设计有很好的平衡性， 同时有先进的设计工具比如 MDM（模态分割建模）设备，可以计算所有可能产生的共模和差模因素。通
11、过这些设备我们可以发现除了线缆，还有连接硬件和跳线都需要控制这些因素。SYSTIMAX 实验室能够通过线缆、接插件和跳线的整体设计来建设一个平衡的传输信道。通过 MDM 传输设备,SYSTIMAX 实验室可以同时看清差分模式和共模模式对线缆的影响，并有能力去计算它。GigaSPEED XL 解决方案的设计在今天是一个划时代的设计，提供了所有元器件和整个系统的串扰、损耗和平衡性能的指标。清华大学信息技术研究院综合布线系统简介清华大学信息学院新大楼是未来清华大学信息学院从事计算机网络技术，信息应用研究的核心区域，因此，清华大学信息技术研究院大楼弱电系统工程是一项集网络技术、音视频技术、多媒体技术、
12、环境控制技术、软件应用技术等于一体的高科技系统集成工程,要求将现有的、成熟的先进技术最合理地应用到系统工程中,使竣工后的清华大学信息技术研究院大楼成为一幢智能化、现代化的科研和教学大厦。从而实现:具有科研和教学管理高度自动化的环境与条件；具有为信息领域各项前沿研究项目提供相适应的环境与条件；具有运用计算机网络等现代通信技术开展远程教学、科研和办公的环境与条件。本工程作为清华大学的将具有最先进的信息技术研究、教学和办公功能的特点决定了单单是普通的铜缆布线是远远不能满足这一需求的，光纤布线成为了本工程的主体；日新月异的光纤技术使用户更加深了对不同品牌的最技术领先性产品的选择，而 AVAYA 的新一
13、代万兆光缆最终满足了用户对先进产品的渴求。本工程水平万兆多模光缆总长度超过两万米（按照 6 六芯计算） ，并且搭配了近万米的六芯室内单模主干光纤。从连接器的组成上来看，应用户先进性的要求，也完全配套了 AVAYA 的专利产品，业界最先进的 LC 连接器（也是 SFP 唯一指定的 SFF 小型低损耗接头） 。本工程集成商为具有丰富大楼弱电工程经验的北京中航弱电公司，在本工程中，通过双方的强强联手，共同赢得了该项目。AVAYA 的金牌分销商兆维晓通公司在工程实施中提供了全面现场产品和工程的技术支持。水平光缆具体型号为:5200 006A HRAQ/5200002A HRAQ，表示为 F(Fiber)；主干配置除了万兆多模 5200 006A HRAQ 外，每个配线间到设备间又另外搭配了一条六芯单模光纤 5200 006A SRYL;部分区域的特殊或者实际功能，部分采用了光纤区域布线，如：多功能厅、实验室等；另有近 3000 个六类千兆铜缆信息点，语音主干采用 3 三类 25 对大队数 1010025AGY;无论铜缆还是光纤都采用灵活的星型布线方案，具有最大的系统稳定性，方便系统的升级和维护。
