【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 描述Zin圍繞Zm波動(dòng)大小的一個(gè)指標(biāo)。引起Zin 波動(dòng)的原因是電纜部件存在著機(jī)遇性或周期性的結(jié)構(gòu)偏差或缺陷。如絕緣外徑波動(dòng)、導(dǎo)體直徑波動(dòng)、絞對(duì)時(shí)絕緣單線在節(jié)點(diǎn)處周期性壓傷，絕緣發(fā)泡不均勻、絕緣偏心及導(dǎo)體或絕緣不圓時(shí)絞對(duì)過(guò)程因單線的自轉(zhuǎn)造成導(dǎo)體中心距S呈周期性波動(dòng)等。其中周期性的結(jié)構(gòu)偏差或缺陷對(duì)SRL危害最大。下表是衰減常數(shù)α、相移常數(shù)β、特性波阻抗Zc在不同頻段的計(jì)算公式： 表 239結(jié)構(gòu)效應(yīng)，是指電纜的結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu)要素，是不均勻的，并在不均勻點(diǎn)處引發(fā)電磁波反射的現(xiàn)象?！　≡趯?shí)際使用中，由于電纜的長(zhǎng)度很短（l＜100m），電纜在制造過(guò)程中又不可能做的絕對(duì)均勻，因此實(shí)際的電纜線路100％都是不均勻的。而每一個(gè)不均勻點(diǎn)都將必然不同程度地引發(fā)電磁波的反射。這時(shí)在線路始端測(cè)得的電壓U0應(yīng)為入射電壓波U入和反射電壓波U反之和，即：U0＝U入＋U反；同時(shí)測(cè)得的電流I0應(yīng)為入射波電流I入和反射波電流I反之差，即：I0＝I入－I反。此時(shí)的輸入阻抗Zin可用下式計(jì)算： 式（2314）　　從物理概念上來(lái)說(shuō)，由于線路具有衰減常數(shù)α和相移常數(shù)β，電磁波在傳輸過(guò)程中，幅值和相角必然會(huì)發(fā)生變化。因此當(dāng)反射波在始端與入射波相疊加時(shí)情況就變得非常復(fù)雜：在某些頻點(diǎn)上可能同相位，在有些頻點(diǎn)上可能是反相位，于是有些U入＋U反為最大而I入－I反為最小，在另外一些頻點(diǎn)上情況完全相反，或在兩者之間交互出現(xiàn)，而使Zin的頻率曲線發(fā)動(dòng)不對(duì)稱無(wú)規(guī)則的波動(dòng)——這是導(dǎo)致輸入阻抗頻率特性曲線波動(dòng)的主要原因?！　纳鲜街形覀兛梢郧宄乜闯觯狠斎胱杩共▌?dòng)范圍的大小取決于反射波電流的大小，若U反、I反均為零（無(wú)反射時(shí)）此時(shí)Z入＝Zc；而U反、I反的幅值越大，β越大輸入阻Zin的波動(dòng)就越大。數(shù)據(jù)電纜最基本的結(jié)構(gòu)元件是絕緣單線和絞合線對(duì)，電纜基本的結(jié)構(gòu)元件示意圖如下：圖 231 絞合線對(duì)截面圖圖 232 絕緣單線輸向示意圖前面我們已經(jīng)敘述過(guò)，輸入阻抗Zin波動(dòng)的大小主要取決于反射波輻值的大小及衰減常數(shù)α和相移常數(shù)β，其中起主導(dǎo)作用的還是反射波輻值的大小，我們用反射系數(shù)P來(lái)表示反射波的大小。反射系數(shù)P有兩種情況： 由于負(fù)載不匹配引起的反射系數(shù)：P負(fù)= 式(2315)由于特性阻抗ZC不相等引起的反射系數(shù)：PZC= 式(2316)　　因負(fù)載不匹配引起的反射前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)了，這里主要分析各段電纜的特性阻抗Zc不相等與反射波大小的關(guān)系。特性阻抗與輸入阻抗是不同的兩個(gè)物理量。特性阻抗Zc與輸入阻抗Zin只是在電纜線路是均勻且無(wú)反射波存在時(shí)在數(shù)值上是相等的。由于測(cè)量原因只有將輸入阻抗Zin的實(shí)測(cè)結(jié)果，用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行函數(shù)擬合而得到的擬合函數(shù)漸近線，在一定精度范圍內(nèi)，才可以用來(lái)代替特性阻抗Zc的頻率特性曲線，而用于設(shè)計(jì)和參數(shù)調(diào)整的目的?！　≡陔娎|的制造過(guò)程中，要保證結(jié)構(gòu)元件各要素如：導(dǎo)體直徑d、絕緣外徑D、兩線間的距離a、導(dǎo)體與絕緣層的同心度等各要素都100％的均勻是不可能，如圖5所示的絕緣單線在某一點(diǎn)（或區(qū)段）前后直徑不相等的情況，在實(shí)際制造中是相當(dāng)普遍的。這一點(diǎn)前后直徑的變化將導(dǎo)到該點(diǎn)前后的特性阻抗不相同，即Zc1≠Zc2。由式（39）可以看出，Zc1與Zc2的差越大反射系數(shù)Pzc也就越大，因而反射波也就越大反射系數(shù)越大，此時(shí)的輸入阻抗波動(dòng)就越大。從前面的敘述中我們可以看出，導(dǎo)致輸入阻抗的惡化有三個(gè)較大的方面： 其一：元件結(jié)構(gòu)要素制造過(guò)程中的不均勻； 其二：工藝要素的不均勻； 其三：原材料性能及色母粒的分布不均勻。　 因此，各結(jié)構(gòu)元件的要素和工藝參數(shù)應(yīng)控制在一定的范圍之內(nèi)以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和性能均勻一致，例如：　　導(dǎo)體直徑d：應(yīng)控制在177。0．001（mm），且?guī)缀我貞?yīng)正確；　　絕緣外徑D：應(yīng)控制在177。0．002（mm），且?guī)缀我貞?yīng)正確； 導(dǎo)體與絕緣層的同心度：應(yīng)控制在≥90％； 導(dǎo)體的軟化：應(yīng)控制在177。2％； 絞對(duì)成纜放線漲力：應(yīng)控制≤2 N；　　護(hù)套松緊應(yīng)均勻一致。 相延時(shí)和延時(shí)差信號(hào)電流在數(shù)據(jù)電纜中傳輸時(shí)，會(huì)受到諸多因素的影響而降低電流的傳輸速度、電流的強(qiáng)度（幅值）和頻率。這些因素對(duì)信號(hào)的改變不僅會(huì)造成信號(hào)干擾、衰減增加、阻抗不均勻，還會(huì)造成脈沖的相位改變、傳輸時(shí)間增長(zhǎng)。改善相延時(shí)和延時(shí)差，最終有利于延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)電纜信道的長(zhǎng)度，提高信號(hào)帶寬?！禮D/T 10192001數(shù)字通信用實(shí)心聚烯烴絕緣水平對(duì)絞電纜》通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相延時(shí)和延時(shí)差做出詳細(xì)說(shuō)明。我們首先了解信號(hào)傳播速度。傳播速度為信號(hào)在電纜中的傳播速度，以m/s表示。傳播速度也可以用波速比表示。波速比是電波在電纜中傳播速度與波在真空傳播速度之比，后者取299792458m/s。傳播速度通常由相角和角頻率確定。傳播速度（相速度）由下式確定：VP= 式（241） f為波頻率；β為相移常數(shù)；ω為角頻率。傳播速度也與電纜的有效介電常數(shù)εD有關(guān)： 式（242）如下是各頻段上傳播速度的計(jì)算公式： 表 241相延時(shí)定義為電纜長(zhǎng)度與傳播速度之比，即信號(hào)在電纜中傳輸需要的時(shí)間。 式（243）T為相延時(shí)，單位為s；L是電纜長(zhǎng)度，單位為m；VP是傳播速度，單位為m/s?！禮D/T 10192001數(shù)字通信用實(shí)心聚烯烴絕緣水平對(duì)絞電纜》通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相延時(shí)提出明確的范圍要求： 式（244） T是相延時(shí)，單位ns/100m；f是頻率，單位MHZ。相移常數(shù)在頻率f 30kHZ時(shí)，可以采用下式計(jì)算： 式（245）時(shí)延差又稱相時(shí)延差和相偏斜（skew），定義為電纜任意兩線對(duì)之間的相時(shí)延的差值。時(shí)延差由下式確定：式（246）中：?T為時(shí)延差，單位為s；VP1是第一對(duì)線的傳播速度，單位為m/s；VP2是另一對(duì)線的傳播速度，單位為m/s；L是電纜長(zhǎng)度，單位是m?！禮D/T 10192001數(shù)字通信用實(shí)心聚烯烴絕緣水平對(duì)絞電纜》和《PN3727 TIA/ ——4對(duì)100Ω 6類數(shù)據(jù)電纜傳輸性能規(guī)范 》通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)電纜在頻率100MHZ時(shí)要求兩線對(duì)間的最大延時(shí)差不大于45ns/100m?！禤N3727 TIA/ ——4對(duì)100Ω 6類數(shù)據(jù)電纜傳輸性能規(guī)范 》給出了6類數(shù)據(jù)電纜最大相延時(shí)、最小速比、最大延時(shí)差的具體指標(biāo)，可以作為其他兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充。100Ω 6類數(shù)據(jù)電纜相延時(shí)和延時(shí)差的標(biāo)準(zhǔn)范圍（20℃177。3℃） 表242相時(shí)延是決定高頻對(duì)稱電纜通信距離的關(guān)鍵參數(shù)之一。有些通信協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)幀的最小長(zhǎng)度有明確規(guī)定，如果鏈路的相時(shí)延過(guò)大(與電纜的相時(shí)延和鏈路上設(shè)備延時(shí)有關(guān)),在沖突發(fā)生時(shí)容易造成數(shù)據(jù)幀的丟失。從傳播速度可知使用等效相對(duì)介電常數(shù)較小的絕緣結(jié)構(gòu)是降低相時(shí)延的重要途徑。線對(duì)間的相時(shí)延差過(guò)大會(huì)導(dǎo)致并行傳輸數(shù)據(jù)時(shí)幀的錯(cuò)誤。減小線對(duì)間總的絞合系數(shù)差值或調(diào)整絕緣發(fā)泡度或微調(diào)絕緣外徑是解決相時(shí)延差的主要措施。解決時(shí)延差主要考慮如下因素： 1．信號(hào)在雙絞線中傳輸時(shí)，會(huì)由于電阻和電容的原因而導(dǎo)致信號(hào)衰減或畸變。累積的信號(hào)衰減將不能保證信號(hào)穩(wěn)定地傳輸。 2．信號(hào)在導(dǎo)線傳輸過(guò)程中既會(huì)產(chǎn)生彼此之間的相互干擾，也會(huì)受到外界電磁波的干擾，當(dāng)背景噪聲過(guò)大時(shí)，誤碼率也將隨之而增高。3．以太網(wǎng)絡(luò)所允許的最大延遲為512比特時(shí)間（1比特時(shí)間=10納秒）。也就是說(shuō)，從信號(hào)發(fā)送到最后得到確認(rèn)的時(shí)間不能超過(guò)512比特時(shí)間，否則，將認(rèn)為該信號(hào)在傳輸途中丟失，沒(méi)有到達(dá)目的地。因此，最大延遲時(shí)間也在很大程度上制約著信道長(zhǎng)度。 4．根據(jù)IEEE ，集線設(shè)備和網(wǎng)卡端口的PHY芯片只保證驅(qū)動(dòng)100米的銅纜，對(duì)更遠(yuǎn)的傳輸距離則不作保證。 當(dāng)雙絞線信道長(zhǎng)度超過(guò)100米極限時(shí)，輕則導(dǎo)致傳輸速率大幅下降、網(wǎng)絡(luò)延遲明顯增加、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用無(wú)法保障，重則無(wú)法實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程終端的通信，甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。也就是說(shuō)，當(dāng)布線長(zhǎng)度超過(guò)100米后，就應(yīng)當(dāng)采用光纖取代雙絞線。通過(guò)選擇優(yōu)質(zhì)的布線產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以最大限度地減少信號(hào)衰減和延遲時(shí)間，從而將信道長(zhǎng)度延伸至150米。1. 優(yōu)質(zhì)布線產(chǎn)品 綜合布線中的所有組件和接插件都會(huì)影響到整個(gè)信道的電氣性能，進(jìn)而最終影響信道的長(zhǎng)度。因此，對(duì)于那些傳輸距離較遠(yuǎn)的信息點(diǎn)，不僅應(yīng)當(dāng)選擇具有良好電氣性能的配線架、信息模塊、端接跳線、雙絞線和水晶頭，而且還必須采用同一廠商的產(chǎn)品，使之完美地相互匹配和兼容，保證阻抗的穩(wěn)定性和EMC性能，降低信號(hào)衰減和傳輸延遲，減少誤碼率，取得最佳的通信效果。超五類或者六類非屏蔽系統(tǒng)都是非常好的選擇。 另外，必須嚴(yán)格按照施工要求實(shí)施水平布線，嚴(yán)禁對(duì)雙絞線進(jìn)行擠壓、扭曲、打折，避免影響其固有的電氣性能。跳線應(yīng)當(dāng)盡量選擇制式產(chǎn)品，自己手工壓制的跳線往往工藝有問(wèn)題，水晶頭質(zhì)量也不過(guò)關(guān)。最后，接插件之間的連接一定要緊密，以最大限度地減少信號(hào)損耗。 注意：如果沒(méi)有采用綜合布線，而是直接使用跳線將計(jì)算機(jī)連接到集線設(shè)備，那么，也可以通過(guò)在計(jì)算機(jī)端以端接信息插座的方式，獲得10米左右的延長(zhǎng)距離。 2. 高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備除了可以保證驅(qū)動(dòng)100米雙絞線外，往往還有余力驅(qū)動(dòng)更長(zhǎng)的銅纜，可以將信號(hào)傳輸至更遠(yuǎn)的距離。因此，集線器、交換機(jī)和網(wǎng)卡的選擇對(duì)傳輸距離也有著非常重要的影響。實(shí)驗(yàn)表明，國(guó)際知名品牌的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備往往能夠到達(dá)更遠(yuǎn)的距離。如Net3824NS交換機(jī)采用CRC校驗(yàn)削減錯(cuò)誤幀，擁有超強(qiáng)容錯(cuò)能力，明確表示可以支持150米傳輸距離。 3. 降低傳輸速率 傳輸速率越高，對(duì)線路質(zhì)量的要求越高，傳輸距離也就越短。因此，適當(dāng)?shù)亟档蛡鬏斔俾?，把網(wǎng)卡和交換機(jī)的速率由100Mbps降為10Mbps，工作模式由全雙工降為半雙工，也可以在很大程度上擴(kuò)展信道長(zhǎng)度。 若欲將網(wǎng)絡(luò)延伸至比150米更遠(yuǎn)的距離，只有借助專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)。 1. 延伸至700米 使用網(wǎng)絡(luò)延伸器擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)是一種非常經(jīng)濟(jì)的解決方案，國(guó)內(nèi)許多廠商都有生產(chǎn)，價(jià)格只比交換機(jī)稍貴一些，5端口還不到600元。網(wǎng)絡(luò)延伸器采用LRE（Long Reacher Ethernet)長(zhǎng)線以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以使10BaseT的五類雙絞線傳輸擴(kuò)展至300米~750米（上聯(lián)口400米、下聯(lián)口350米）。有些網(wǎng)絡(luò)延伸設(shè)備還擁有遠(yuǎn)程供電功能，無(wú)須在中間位置接插電源，從而使網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程擴(kuò)展變得更加簡(jiǎn)單。網(wǎng)絡(luò)延伸器使用一個(gè)上聯(lián)端口實(shí)現(xiàn)與局域網(wǎng)的連接，下聯(lián)端口則用于連接遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。 2. 延伸至1500米 在Cisco Catalyst 2950 LRE系列交換機(jī)中，提供了一種稱作長(zhǎng)距離以太網(wǎng)的新型創(chuàng)新技術(shù)，可以將以太網(wǎng)擴(kuò)展到5000英尺（1524米）的距離。它是一種極為強(qiáng)大且易于部署的解決方案，適用于超遠(yuǎn)程、節(jié)點(diǎn)分散的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在全雙工狀態(tài)下，每端口擁有5到15Mbps的帶寬，從而為遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)提供遠(yuǎn)程快速接入，實(shí)現(xiàn)Internet連接共享、交互式游戲、視頻點(diǎn)播(VoD)、IP電話等各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這種交換機(jī)甚至可以不必使用五類非屏蔽雙絞線，而通過(guò)現(xiàn)有電話線即可執(zhí)行全部功能，也就是說(shuō)，即使只有一條電話線也能夠安裝LRE。不過(guò)，每個(gè)端口都應(yīng)當(dāng)安裝一個(gè)Cisco LRE客戶端設(shè)備(CPE)，用于實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)的橋接。 《ISO/IEC 11801 信息技術(shù)通用電纜用戶要求概要》參照IEC 619351給出相延時(shí)和延時(shí)差的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，在這里給予介紹。表 243 永久式連接最大相延時(shí) 表 244 單信道最大相延時(shí) 表 245 永久連接最大延時(shí)差表246 單信道最大延時(shí)差 第三章 網(wǎng)線在TIA/EIA 與TIA/EIA 標(biāo)準(zhǔn)568A：綠白1，綠2，橙白3，藍(lán)4，藍(lán)白5，橙6，棕白7，棕8。標(biāo)準(zhǔn)568B：橙白1，橙2，綠白3，藍(lán)4，藍(lán)白5，綠6，棕白7，棕—8。（目前多用568B） 2線芯為發(fā)送數(shù)據(jù) ，6線芯為接收數(shù)據(jù),如果要是做交叉線就是一端為568A，另一端為568B插到2臺(tái)電腦就可以互通了。1000M網(wǎng)線如6類網(wǎng)線制作接頭時(shí)，直通線要采用T568B的接線方式，交叉線就不一樣了 。傳統(tǒng)的百兆網(wǎng)絡(luò)只用到4 根線纜來(lái)傳輸，而千兆網(wǎng)絡(luò)要用到8 根來(lái)傳輸，所以千兆交叉網(wǎng)線的制作與百兆不同，制作方法如下：1對(duì)3，2對(duì)6，3對(duì)1，4對(duì)7，5對(duì)8，6對(duì)2，7對(duì)4，8對(duì)5 。即一端為：白橙、橙，白綠、蘭，白蘭、綠，白棕、棕； 另一端：白綠、綠，白橙、白棕、棕，橙，蘭，白蘭 。 選自《ISO/IEC 11801 信息技術(shù)通用電纜用戶要求概要》選自《ISO/IEC 11801 信息技術(shù)通用電纜用戶要求概要》 引錄上圖主要為了介紹T568B接線方式白綠/綠線對(duì)在接頭中的交叉布線情況。滿負(fù)荷運(yùn)作就是達(dá)到1000Mbps帶寬流量,所以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就是1000Mbps/8= 125MBps。125MBps是每根網(wǎng)線導(dǎo)體的數(shù)據(jù)傳輸流量。 下圖為智能建筑（小區(qū)）的配線柜：【選修資料】近端串音(NEXT)是一種當(dāng)連接器被安裝到雙絞線上時(shí)，出現(xiàn)的錯(cuò)誤狀態(tài)。近端串音通常是由交叉或變形的電線對(duì)所產(chǎn)生的，但錯(cuò)誤的狀