温度对布线系统中带宽所产生的影响
2007-07-29   网络

信道带宽是评判通讯布线性能的一项最重要的参数指标。下一代标准如6类或7类标准与原有的较低类别标准的不同之处就在于可用(有效)带宽的不同。一般而言，在布线系统中更高的带宽意味着更高的数据传输速率。

　　什么是带宽？在铜介质布线系统中，每百米双绞线信道的带宽通常用MHz来表示。信道带宽是指在信噪比确定不变的情况下的信道频率范围。带宽的概念描述见图1。今天，大多数的LAN系统所要控制的噪音来源是产生于传输线对与接收线对间的近端串扰(NEXT)。当所有的近端串扰源都被考虑到了，那么以分贝计量的信噪比与累加功率衰减串扰比(PSACR)的值相同。6类标准的目标就是在200MHz带宽的频率范围上将累加功率衰减串扰比(PSACR)控制在大于零的范围内，这样，其可提供的带宽就可达到5类布线系统的两倍。

　　在以MHz来计量的信道带宽与以Mb/s来计量的信息传输能力或数据传输速率之间存在着一个基本关系。可以利用高速公路主干线的交通流量来形象的说明带宽与数据传输速率概念之间的关系。带宽可比作高速路上行车道的数量，数据传输速率可比作交通流量或每小时车辆的通过数量。扩大交通流量的一种方法是加宽高速公路，而另一种方法则是改善路面质量和消除瓶颈。类似地，让可用带宽频率内的每个Hz频率携带更多的信息比特量也是可能的，但这需要更优良的信噪比。

　　带宽与信息传输能力之间的关系是很久以前由一个名叫Claude Shannon的人发现的，当时他是贝尔电话实验室的一位工程师。所以，这一规律被称为Shannon定律。



　　影响带宽的因素

　　一个6类标准信道应被设计为比5类标准信道具备更低信号衰减和更优的近端串扰特性。更低的信号衰减可通过使用稍重一些规格的铜介质线缆来实现，既直径在0.5mm(24AWG)至0.6mm(23AWG)之间的线缆。现有两种可供选择的线缆包括在TIA的6类标准草案说明书考虑范围之内。在100MHz带宽下这两种6类线缆的信号衰减比5类线缆的信号衰减分别低了近2分贝和4分贝。同样在100MHz带宽下两种6类线缆分别比5类线缆的近端串扰降低了将近12至18分贝。这两种6类线缆的描述如下图2。



温度效应

　　线缆的信号衰减受温度的影响很大。温度每升高10个摄氏度，线缆的信号衰减就增大4%。这意味着40摄氏度下92.6米线缆的信号衰减与20摄氏度下100米线缆的信号衰减相同。所以，温度对于信号衰减的影响及作用要远远大于许多其它的固定因素。温度对于带宽的影响是如此显著。表1比较了增强型5类标准布线系统与6类标准布线系统在不同温度下的带宽值。




　　线缆通常被安装在吊顶，排风道等环境温度往往较高的地方。最近，一项由加利福尼亚大学的Lawrence Berkeley National Laboratory作出的研究表明：许多钢混结构大厦的排风管道的温度在盛夏季节可达49摄氏度。然而，在工厂厂房等一些环境中，线缆的温度可能还要高。

　　NORDX/CDT提倡使用低衰减的布线系统以符合6类标准布线系统在合理的最差温度条件40摄氏度下达到目标带宽200MHz的要求。IBDN4800LX作为新一代的6类线缆可满足这一要求，提供了高可扩展的信道带宽，可支持高达4.8Gb/s的传输速率，并且克服了高温环境使系统性能降低这一难题，从而能够给予了IEEE LAN设备开发者们对于下一代布线系统所提出的“改善衰减性能”比改善串扰性能更为重要