铜线电缆布线基础 朗讯科技(中国)有限公司 全球商业市场部 铜线电缆基础

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1 铜线电缆布线基础 朗讯科技(中国)有限公司 全球商业市场部 铜线电缆基础
本节描述了双绞线电缆布线解决方案技术的基础知识 (大约需要45分钟的时间) 本节介绍了双绞线电缆布线解决方案的几个重要参数，它们包括： 布线信道 平衡 衰减、串音、延迟、反射损耗 双绞线布线与局域网之间的联系 在介绍和讲解双绞线布线解决方案的重要性时应参考本节的内容

2 客户需求的发展 80年代 90年代 专门的布线应用 集成系统布线 专用性 开放式结构 中央处理 分布式网络计算 语音/数据
< = 10 Mb/s 集成系统布线 开放式结构 分布式网络计算 语音/数据/图形/视频 100 Mb/s和更高的速率要求 90年代 客户需求的发展 70年代和80年代 专门的应用布线系统 专用系统 中央处理 话音/数据 数据传输速率小于10Mbps 90年代 集成系统布线 开放式结构 分布式网络计算 话音/数据/图形/视频 传输速率达到100 Mbps, 1Gb/s或更高 通过向后回顾我们可以看到在最近20年中应用已经发生了巨大的变化。在今后的发展中传输速率的改变依然不会减慢下来。用户需要一种开放式结构的集成布线系统来支持它们的不断发生变化的 话音、数据、视频以及图形应用。目前正在建设的布线系统必须具有足够的灵活性来满足未来的需要。

3 传输媒介 向UTP迁移 是 系统 电话 EIA-232 IBM 3270 基带视频 以太网 令牌环 FDDI ATM 使用媒介 UTP
同轴 STP 光纤 UTP, 光纤 速率 模拟信号(3.2 KHz) ~ 19.2 Kb/s 2.36 Mb/s 模拟信号(8MHz) 10 Mb/s 16 Mb/s 100 Mb/s 155 Mb/s UTP? 是 向UTP的迁移 UTP电缆已经逐渐成为当今数据应用网络布线系统的主要传输媒介之 一。 对UTP电缆进行的改进使它可以实现以前需要使用其他传输媒介 才能实现的速率。 向UTP的迁移的主要原因是： 系统的安装和使用的成本很低。 减少系统停机时间 (由于布线系统造成的系统停机时间约占总停机时间 的80%左右) 由于使用单一类型的传输媒介，减少了管理方面的问题。

4 网络的发展 数据传输速率 (位/秒) 年份 700M 622 Mb/s 600M 500M 400M 300M 200M ATM 100M
技术爆炸 用户的应用需求在不断的增长和改变。 只支持传统的应用（电话和数据终端）的系统已经不再满足要求。 应用的生命周期变得更短，约为3 -5年左右；因此更加 强调布线系统应具有适应未来技术的能力。 郎讯科技有限公司贝尔实验室在155Mbps和622Mbps异步转移模式（ATM)的研究领域起着积极的作用，并在传输速率为 1 Gbps的网络技术方面具有丰富的经验。 现有技术的不断变化和新技术的不断推广使得用户环境变得更加复杂。 ATM 100M 4M 令牌环 TP-PMD 10BASE-T 3270 16M 令牌环 EIA-232 DCP 1975 1980 1985 1990 1995 2000 年份

5 铜线电缆布线参数 EMC UTP/STP/FTP 信道定义 衰减 串音 ACR 阻抗 反射损耗 匹配部件 传播延迟和延迟偏移 分类/级别
兆比特/兆赫兹 本幻灯片列出了在布线系统中使用得主要术语。下列幻灯片将依次对更详细的技术定义进行介绍。 3

6 什么是 EMC ? EMC 是指电磁兼容性 电磁兼容性是有关电子设备是否能在一 个有放射效应的环境下，不受干扰而正 常工作的指标
简而言之：使辐射降到最小，使抗扰力 增到最大

7 使电子设备符合 EMC 要求的技术 平衡传输 －“传输线理论” 屏蔽 －“法拉第罩子” 滤波 以上三种方式混合 UTP STP

8 媒介 - UTP/STP/FTP UTP - 非屏蔽双绞线对 STP - 屏蔽双绞线对 (重护铠线对例如.... IBM 1类电缆)
线对保护薄膜 编制物 UTP电缆是一种重量轻、成本低并易于连接的电缆。 在通过设备时不需要屏蔽和接地。它的典型特性电阻是100欧姆。 IBM Typp 1电缆是一种STP电缆，在80年代早期非常流行 (尽管当时只有两线对)。每对电缆都有单独的薄膜进行屏蔽，在整个电缆外面使用金属编制望进行保护。 这使得电缆成本很高、比较笨重和安装困难。系统的两端都必须接地。电缆的特性阻抗可以不是100欧姆。现代版本的这种电缆有时被称为PiMF电缆线对? 这种类型的电缆在市场上的类型很多，其中的一些产品是满足德国国家标准 DIN 。 FTP电缆介于上述两类电缆之间。 它的外部通常使用薄膜屏蔽。它的特性阻抗通常为100欧姆，也有一些电缆的阻抗为120欧姆。 这种电缆的价格比UTP电缆高，比UTP电缆笨重，并且需要在两端接地。 沟道 外部总薄膜 包裹 10

9 平衡传输 非平衡 平衡 风 现代的信号主要采用平衡方式传输，而不象原来的RS232信号那样采用非平衡方式传输。
非平衡传输通常依靠非双绞线布线系统，接收线路使用其他线路来实现。 接收线路通常通过设备在两端接地。 非平衡传输更易受到因接地电位不同或外部噪声干扰的影响。另外，非双绞线对将产生更大的串音干扰。 13

10 平衡模式传输 (差分模式) 网络散射= 0 变压器 +E -E +1V -1V +2V 一个线对中的两根导体传输相反的信号:
平衡传输 平衡传输方式在同一线对的每根导线上传输的信号幅度相同，但相位 相反。每个信号都相对于地线来进行测量。在理想的平衡传输方式下 ， 平均电压为零。但平衡传输模式也受到某些因素的干扰。影响平衡 传输的主要原因是由链路中的连接器产生的。 当链路的平衡性能不好时，在线对之间将出现一定的电压值，这些电 压将被加到传输信号中产生共模噪音，因此增大了数据传输的误码率 。系统将只能依靠接收机的共模抑制 (CMR)能力来消除这些影响。 另 外，非平衡性将使信号散射增加并减低系统的抗干扰能力。 一个线对中的两根导体传输相反的信号: - 信号的总和在理想情况下 为零，因此无网络散射 -差分信号传输所有的数据

11 平衡模式接收 (差分模式) 外部噪声 噪声被消除 +N +N +1V+N +2V -1V+N 接收端
一个线对中的两根导体接收信号(数据和噪声): - 差分 (两根导体上的信号相反)数据信号进入接收机 - 理想情况下 两根导体上引入的噪声信号大小相同 ，方向相反(领差分) ，它们的互相抑制可以使接收端忽略它们的存在 平衡传输 平衡传输方式是一种避免外部干扰的更便宜的传输方法。在平衡传输中，使用小型变压器或“不平衡变压器”将电缆与电子设备隔离起来，它们只允许信号的差值传送到电缆中去。因此，只有那些有用的信号被电缆传输，而无用的噪声信号则被拒之门外。 总结：在办公室环境中，使用具有良好平衡特性的电子设备和电缆进行平衡传输，可以不用再采取对电缆线对进行屏蔽来减少外部的干扰和防止信号的辐射的保护措施。

12 屏 蔽 层 的 作 用 外 部 干 扰 理想状态 VS = - VI VI Vs 电 缆 线 对 Vs VI VIS 屏 蔽 层 IS

13 屏蔽 为了消除干扰，除了要求屏蔽层没有间断点 外，同时还要求屏蔽系统必须达到完全连续，同 时 360 度完全屏蔽。对一个点对点的连接来说， 这个要求是很难达到的，因为其中的接头、跳接 线、跳接、接线点等，都是无法屏蔽的，再加上 屏蔽层的腐蚀、氧化、破损等因素，没有一个系 统能真正做到全屏蔽。因此，采用STP 并不能消 除辐射及电磁干扰。另外，屏蔽层接地点之间的 电压差也会导致接地噪音，所以即使多点接地也 无法完全避免电磁干扰。

14 “屏蔽电缆能完全符合 EMC 的要求”吗？ 不能！

15 FTP－－电缆外皮屏蔽的双绞线 看上去，FTP 似乎结合了 STP 与 UTP的优点， 既是平衡传输，又在电缆最外层有屏蔽，然 而 施工中的磕磕碰碰会造成屏蔽层的破裂，反而 引起辐射和电磁干扰 屏蔽层会增加与外界环境的耦合，使得一对电 线间的耦合相对减少，从而降低了线对间的平 衡性，也就不能通过平衡传输来避免干扰

16 为什么 UTP 具有很好的平衡性 而 STP 的平衡性很差？-------- 耦合
C C C C 0.5C 0.5C 7.5C 7.5C

17 屏蔽层对平衡性的影响 屏蔽层将会作用于线对使其增加与外界 的耦合度，与外界耦合的百分比越高， 则平衡性就越差： －UTP 平衡性最好 －FTP 较差 －STP 最差 屏蔽层会降低 EMC 性能，必须有弥补 措施方能保证满足 EMC 要求

18 与强电“靠近” ECA （电子承包商协会） 建议 ， 100米线缆与强电（电流高达125A） 平行时应保持的距离为：
－UTP ： 60 mm －FTP ： 105 mm

19 EMC 测试 由正式的第三者－－EMC Fribourg 瑞士 测试实验室执行，被测者除 Lucent 是用 UTP 外，其它厂家都是用 STP，测试内 容如下： －发散辐射（30 MHz -- 1 GHz） －传导辐射（150 KHz MHz） －抗噪音能力 －抗辐射能力

20 EMC 测试结果 只有 Lucent SYSTIMAX SCS 通过了以上四项 测试，即通过了所有 EMC 的要求
其它系统均未全部通过以上四项测试 STP 之所以受欢迎是因为它在传统市场上已占 有一席之地，但经实验证明，STP 在 EMC 的 问题上并无办法达到要求， 而 UTP 却表现了 优异的品质，UTP 取代 STP 将会成为未来的 主流

21 EMC 现已包括在 15/20 年担保中 Lucent 现 已 将 EMC 要求纳入 15/20 年担保中
用户将对 Lucent SYSTIMAX SCS 更有信心

22 屏蔽双绞线STP的缺点 价格昂贵 安装难度大：重量、厚度、弯曲半径 由于屏蔽层的影响，平衡性会降低，导 致串音和信号噪声
由于屏蔽层的影响，平衡性会降低，导 致串音和信号噪声 屏蔽层不能有间断点，且接地要求严格 屏蔽电缆系统内所有器件必须全屏蔽 不是所有STP系统都能通过EMC测试

23 非屏蔽双绞线UTP的优点 非常容易安装：轻、薄、易弯曲 无屏蔽外套，较细小，节省空间 平衡传输，避免了外界干扰 将串扰减至最小或加以消除
可支持高速数据的应用 通过EMC测试 使得应用保持独立，具有开放性，非常 适用于结构化布线系统

24 *** 总结 *** Lucent SYSTIMAX SCS
*** 总结 *** Lucent SYSTIMAX SCS 符合所有线缆标准（ IS11801, EN 和 EIA/TIA 568A） 满足所有欧洲 EMC 指令的要求 具有 15/20 年产品担保及应用和 EMC 的保证 是当今世界上远超过其它厂商的安装量最大的 布线系统 元器件在工业界被认为是最好的

25 屏蔽（图解） 将电线和屏蔽层都看成导体，当外界干扰传来时，三个导体同时接收干扰并产生电压，假设 两根电线产生的电压为Vi，在理想状态下，屏 蔽层是一个闭合的环路，会将屏蔽层所接收的干扰沿环路在电线的另一端产生与Vi等量但相 位相反的电压Vs，Vi 和 Vs 相互抵消，从而达 到消除干扰的目的 所谓“理想状态”，指屏蔽层不能有一个间断 点，但施工中的磕磕碰碰可能会造成屏蔽层某 一点断裂，干扰就不能被消除

26 定义信道 结构化布线信道包括什么？ 设备跳线 交连 UTP电缆 合并点 信息插座

27 衰减- 如何产生的? 衰减是在铜线或光纤上发生的信号功率损耗现象 信号在接收端将变弱 我想可能是传输线太长了 衰减是由下列因素所造成的：
导体尺寸 磁场的产生 绝缘材料和电缆外皮类型 单独和全部线对的双绞和铺设长度 信号的频率 电缆的电容 在TX和RX之间的连接器数量 结构化反射损耗 (将在后边讨论) 我想可能是传输线太长了 16

28 衰减（续）.. 衰减使用dB（分贝）来测量 衰减是由许多电缆的特性所造成的 损耗(衰减) 随着长度的增加和频率的提高而变大 什么? 好的!
RX TX 什么? 180米 分贝是功率的单位 它总是一个负数(在讨论时通常都这样假设)例如，当测试时我们发现在100MHz处的损耗是18dB。 当频率升高时，同样长度电缆上的衰减将增加；因此当我们在不同频率上进行衰减测试时，例如从5MHz到100MHz，我们会发现在100MHz或更高的频率处具有最大的衰减（损耗）值。 当应用系统的传输速率增加时，频率也将增加，例如， 10Mbps以太网的信号在10MHz处90米长度上的衰减值可能是 5dB。 同样长度电缆的100Mbps快速以太网 (IEEE802.3版本)信号的频率可达到 31.25MHz，衰减值为 9dB。 当应用的速率提高时，信号的频率将同样升高，它与数据位的表示方法以及编码技术 有紧密的关系-将在后边进行讨论。 同时应该注意的是屏蔽线对增大了电容值，因此它的衰减将更大。 90米 好的! RX 17

29 衰减 发送端 接收端 衰减的影响 当信号通过传输媒介时，衰减将造成信号损耗或减小。信号在任何传输媒介中都将产 生衰减。衰减的影响是非常重要的，因为，它将确定两个设备之间能够传输的最大距 离。 造成铜线中衰减的两个主要原因是： 铜损耗，这是无法避免的，在所有的 24号线规的100欧姆双绞线对中它们的铜衰减值相 同。 绝缘损耗，在导线和电缆中使用的绝缘材料所造成的衰减。 在电缆中使用的全部典型材料中，最合适的两种材料是聚乙烯和特夫龙材料。郎讯科 技的高性能电缆中采用了这两种材料。 衰减通常使用单位长度的分贝值来表示。 (例如 dB/1,000英尺)它是用来衡量信号在电缆 中传输时减弱程度或幅度减小程度的参数。 大多数局域网 (LAN)应用都采用两线对系统，其中一个线对用于向其他设备发送数据 ，另外一个线对用于从其他设备接收数据。这就引出了另外一个电缆参数，串音。

30 串音 - 离开我的线路! 该术语是从使用电话的时代定义的，在电话中临近线路中的对话可以在另一条临近的电路中听到的干扰被定义为串音。
在现代信号传输系统中，这种影响主要是由于最靠近的接收器或发送器所造成的，这也被称为NEXT或 近端串音干扰。 这中现象主要是由于发送器在发送端的信号太强而接收器在其接收端收到的信号太弱所造成的。 太强的传输信号可能会导致信号的减弱？在另一接收器中将把它当作背景噪音。 当噪声信号强到一定程度时，将造成接收器在接收真正的接收信号时产生错误。 NEXT使用dB进行测量，它是一个损耗值，它是负值并受信号频率大小的影响。 NEXT与电路的平衡性能有很大的关系。 例如，如果信号平衡性能较差，将有更多的信号会泄露到电缆的其他线对中去。 在电缆的端接处保持线对紧密的双绞以及使用高质量的部件（如RJ45模块和优质跳线等）能够产生良好的平衡特性。 在变压器末端（最开始10米处）的NEXT性能最差。 不幸的是在这个范围内通常是跳线、RJ45模块以及终端所处的位置。! 18

31 近端串音 (NEXT) NEXT 发送端 接收端 串音的影响 串音是耦合到其他导体中的信号数量。
电缆的串音隔离度越高 (dB值越大)， 它耦合到其他线对中的信号就越小，电缆的性能就 越好。实现最好串音性能的最佳途径是在电缆线对上使线对紧密缠绕，并使绞距尽量短 。 UTP电缆的串音性能主要决定于线对的双绞设计。 如果使用长的绞距，其他线对的导体就有可能进入邻近线对的内部。 在使用短绞距时， 由于线对的缠绕比较紧密，这样可以避免其他线对的导体进入该线对的内部。 因此，增 加了线对的隔离度，对线对的理想的螺旋形状的破坏减轻了。这些都可以在很大程度上 改善电缆的串音性能。当频率升高时，信道串音成为邻近布线系统中的主要干扰因素。 (例如，近端连接器、跳线、最初的短长度电缆等。)。 近端串音干扰 (NEXT)指的是位于同一侧的发送器耦合到接收器中的信号。 NEXT隔离 度用dB值来表示，它是测量电缆中各线对之间隔离程度的参数。 线对之间的 NEXT 线对之间的NEXT方法对于小对数电缆测试来说是一个好的方法 (例如，4线对电缆或更 小对数的电缆)，它通常是用来测试 NEXT的方法。测量时假定在一个线对上具有传输信 号，测试它在其他线对上产生的耦合信号的数量。

32 PSNEXT 发送端 接收端 Power Sum是对象622Mbps ATM等多对数电缆传输方案进行测量的一种方法。
基于Power Sum的NEXT计算是测量发送线对如何影响传输线对的参数。新的传输技术将同时使用所有的4线对进行全双工传输。 Power Sum是用来测量对单一线对的混合影响的方法。 目前在TIA/EIA 568A中已经对它进行考虑，并且它已经被添加到最初的5类标准中。 郎讯科技和其他的厂商目前以生产出与Power Sum?兼容的产品，这些产品包括RJ45连接器、配线面板、跳线和电缆等。 Power Sum NEXT (PSNEXT) 指的是其他线对中的信号在一条线对中耦合的信号。Power Sum是一种基本测试方法。 郎讯科技将它的一类产品使用Power Sum命名，这些产品满足这种更严格的测试要求。这些产品的串音性能要优于标准5类性能的产品。 Power Sum NEXT方式更加适用与多线对和干线电缆的测量，它还能对利用所有线对的传输系统进行测量（比如千兆以太网）由于它同时考虑了多个线对对一个线对产生的影响， 当多个用户利用多线对进行数据处理时，可能会出现这种情况。

33 ACR- 衰减串音比 ACR =在频率x处的近端串音（ NEXT）- 衰减 差值（以dB表示）越大越好 误码? 衰减 (损耗) TX
可以打个比方，一群人在下班后到一个酒馆去聚会。 其中一个人走到吧台去买酒，而其他人坐在离吧台有一定距离的桌子旁。在吧台旁的人回头问大家需要喝什么酒。当大家回答时，它们的声音被衰减了， 但是还好在吧台旁的人还可以听清他们在说什么。在第二个人说他想喝点什么之前， 又有两个人走进来站在离在吧台附近的人很近的地方。他们两个在激烈的大声争论结构化布线的问题。在这种噪声很大的情况下，在吧台附近的那个人很难听清他的同伴想要喝什么酒，因此错把一个人要的鸡尾酒错点成一品脱黑啤酒。 ACR - 起作用了 *ACR与SNR之间有细微的差别 20

34 ACR NEXT 发送端 接收端 衰减与串音比是描述电缆在一定频率范围之内的损耗与同一频率上最差串音值之间差值或比值的关系的参数。ACR的值越大越好，它决定了接收器在串音干扰条件下对衰减信号的识别能力。典型情况下， 对于大多数应用来说10dB的ACR是最低的要求。由于衰减值和 NEXT值都随着频率的升高而增大，当频率升高时，ACR的值将降低。 为了在平衡电缆中实现高速数据传输，需要采用相应的编码方案来实现用1赫兹传输多个数据位。例如，当以太网和令牌环网采用简单曼彻斯特编码时，可以实现与基本频率相同的传输速率 (也就是说10Mbps = 10Mhz)， 100Mbps TP-PMD的数据传输速率为125Mbps (100Mbps的用户数据和 25Mbps的控制位)，但其基本频率为31.25Mhz。效率越高的编码方案对串音干扰越敏感，因此它们需要更可靠的 ACR性能。

35 远端串音 (FEXT) FEXT 发送端 接收端
远端串音干扰 (FEXT)指的是位于传输线对一端的发送器对位于线对另一端的接收器产生的不必要的信号耦合。 FEXT隔离度也使用dB来表示。对于一些应用来说，它不是一个重要的参数，但对于大多数应用来说， NEXT值是更重要的参数。

36 同级远端串音(ELFEXT) FEXT 发送端 接收端
在使用2线对以上的局域网应用中，FEXT和 ELFEXT是非常重要的参数。 目前，与FEXT和ELFEXT相关的需求正在布线系统标准中进行定义。信道ELFEXT是信道中所有电缆的综合影响 (典型情况下电缆带有4个连接器)。保证连接器的FEXT最小可以保证信道的 ELFEXT最好。 连接器的FEXT性能典型情况下比连接器的 NEXT要差。连接器的 FEXT是5类连接器的主要局限性。在同时使用电缆中多个线对的并行传输方案中，信道 ELFEXT是必须加以考虑的相关噪声源。

37 Power Sum ELFEXT (PSELFEXT)
发送端 接收端 Powersum 同级远端串音干扰 (PSELFEXT)是电缆中所有线对的ELFEXT功率和。这种测量方法适用于在每个方向上同时使用多个线对进行传输的并行传输方案（例如1000BASE-T）。 对于4线对布线系统来说PSELFEXT比ELFEXT的差可达到4.8 dB。

38 阻抗和& RL 泵站 泵站 泵站 泵站 发送 接收 发送 接收 特性阻抗使用欧姆来测量.
上图表示在发送器和接收器之间使用电缆连接的等效图。在接口处可能会有一些阻抗不匹配的情况，因此沿着电缆将造成一些反射和损耗。 下图表示了具有跳线、插座和配线架的系统。每个设备之间都有一些轻微的阻抗差异。 反射损耗是由于整个传输系统中阻抗不匹配的点产生的损耗。 23

39 反射损耗 发送端 接收端 信道反射损耗(RL)是用来测量电缆、连接器和跳线电缆中阻抗一致性的参数。该参数可以反映信道的统一性，主要包括线对中两个导体之间的平均间隔距离，线对双绞度的统一性以及绝缘核心自己的横截面的统一性等等。这些参数最能说明电缆、连接器和跳线的生产质量。这些参数即使产生非常小的变化都将导致RL性能的急剧下降。 在布线中必须考虑RL的原因是因为在信道中产生的阻抗变化将在接收器中产生一种噪声。因此，将电缆的非统一性控制在允许的范围之内来保证它们所产生的噪声比其他噪声源产生的噪声（如串音）要小是非常重要的一点。出于这个原因，在布线标准的指标中加入了RL参数。 反射损耗在双向传输方案中（全双工）是非常重要的一个指标，在这种情况下通常使用一个线对同时进行信号的接收和发送。注意：可以在不使用全双工信道的情况下实现全双工通信 (例如，在一个线对上进行传输，在另一个线对上进行接收。)。 连接器的反射损耗每10年减低20 dB。在低频段(<2 MHz)电缆的反射损耗主要是由于电缆阻抗的增加所造成的。 在高频段 (> 20 MHz)电缆的反射损耗主要是由于结构化的影响所造成的(SRL)。 信道反射损耗主要由以下原因造成： - 频率极低: 电缆阻抗 > 100欧姆 - 中频: 电缆/跳线阻抗不匹配 - 高频: 连接器反射损耗 (电缆的SRL可以忽略不计) 目前使用现有的测试仪很难在现场对反射损耗进行精确的测量。6类测试仪将能克服这一点。 信道的反射损耗受端接的影响(避免开环)。

40 不匹配部件 电缆 工作区插座 (厂商B) 配线硬件 (厂商 C) 输入信号 信号反射 (厂商r A)
保证布线系统中的电缆的电器性能与其他部件的电器性能相同是非常重要的一点。如果它们不同，将产生信号反射并可能产生误码。 当电缆和部件是有不同厂家制造时，要实现电器特性的匹配是几乎不可能的事情。 记住系统的性能是由它的最薄弱环节来确定的。 如果系统发生了故障，确定应由那个厂商来承担责任是一件非常困难的事情。您曾经遇到过类似的问题吗？ 您找到应负责任的厂商了吗？问题容易解决吗？ 59

41 SYSTIMAX 端到端解决方案 工作区硬件 配线硬件 电缆 输入信号
郎讯科技尽自己的最大努力来保证在它的SYSTIMAX解决方案中所采用的电缆和部件具有相同的电器特性，这样可以使信号反射达到最小。协调一致的信道能够保证最优化的性能。 郎讯科技设计、测试并生产无线、铜线以及光纤SYSTIMAX SCS解决方案产品。这些产品的设计、制造和测试均符合贝尔实验室的标准的要求。我们的生产和质量控制过程是通过了 ISO 9001认证的。如果您确实遇到了问题，您可以得到迅速的服务。在其他的任何系统中您都无法得到类似的服务。 60

42 传播延迟和延迟偏移 传播延迟和延迟偏差 信号在单工信道中进行端到端传输时的延迟时间可以用电缆传输长度除以电磁波在传 输媒介中的传输速度来计算。这种延迟被称为传播延迟。在实际的电缆中，传播速度 是由电缆周围环绕的绝缘材料的性质来决定的。电缆的传播延迟是由电缆中延迟最大 的线对来确定的。在标准中所提出的延迟要求是根据100米链路提出来的。 在某些应 用（比如100BASE-T (快速以太网)）对延迟是非常敏感的。 延迟偏差是指在同一电缆中两线对的传播延迟的差值。5类电缆布线标准中的该类要 求是根据100米链路提出来的，并定义为最差延迟偏差。这个参数与电缆的长度有关 ，因此有可能电缆在较短的长度上通过了测试，而在100米的电缆长度上却无法满足 标准的要求。高速并行传输方案对延迟偏差十分敏感。 郎讯科技的5类电缆 ( 4线对和25线对)具有优秀的传播延迟和延迟偏差冗余： 传播延迟: 500纳秒(和IEEE标准和现有布线标准相比有 70纳秒的冗余)。 延迟偏差: <40纳秒(和IEEE标准和现有布线标准相比有 5+纳秒的冗余)。

43 分类 ,级别和应用 编码 1 1 1 1 1 1 1 分类 3 4 5 最高频率 16MHz 20MHz 100MHz 级别 C D 应用
4Mbps 令牌环 10BaseT (以太网) 快速以太网 编码 100VG AnyLAN 100BaseT4 100BAseT2 1 1 1 1 1 1 1 16Mbps 令牌环 TP-PMD (CDDI) 当传输速率提高和用户迁移到更高性能的UTP布线系统时，保证在相同的布线系统中使用的部件的机械特性和传输类别互相匹配是非常重要的，这样可以保证系统具有高水平的持续稳定的传输性能。 被认可的UTP电缆的分类有下面几类： a)3类: 这种类型的UTP电缆和相关连接硬件的传输性能指标可达到16 MHz。 b)4类:这种类型的UTP电缆和相关连接硬件的传输性能指标可达到20 MHz。 c)5类:这种类型的UTP电缆和相关连接硬件的传输性能指标可达到20 MHz。 在电缆的分类标准中定义了下列传输参数：直流阻抗、直流非平衡阻抗、互电容、 非平衡电容、特性阻抗、衰减和近端串音干扰 (NEXT)。 在连接硬件的分类标准中定义了下列参数：衰减、NEXT损耗、反射损耗和直流阻抗。 在ISO/IEC 11801的链路性能指标中也定义了一些应用级别以实现最优化设计： A级: 频率可达到100 kHz，适用于话音频带和低频应用。 B级: 频率可达到1MHz，适用于中等速率的数据传输应用。 C级: 频率可达到16MHz，适用于高速率的数据传输应用。 D级: 频率可达到100MHz，适用于极高速率的数据传输应用。 光纤级: 频率可超过10 MHz 5类部件和D类链路之间的关系 D类链路的衰减考虑了连接器损耗的影响， 它比5类电缆性能要稍高一些，D类链路的近端串音干 扰 (NEXT)考虑了连接器的串音影响， 它比5类电缆的性能要稍低一些，在这里插座、配线架和设 备连接器产生的NEXT值是使用平方求和的方式来计算的。 100BaseTX ATM 155Mbps ATM 622Mbps (草案) 1000BaseTX ATM 1.2Gbps(无草案) 25

44 编码- 兆比特与兆赫兹 1 1 1 1 1 1 1 数据流 曼彻斯特 NRZI 3级 NRZI (MLT-3) 1 4 基本频率 = 比特
1 1 1 1 1 1 曼彻斯特 NRZI 3级 NRZI (MLT-3) 当选择布线系统时，应考虑数据速率还是频率? 用户主要对设备的可靠操作和在ISO七层模型的应用分类感兴趣。这种操作的基本传输测量参数是Mbps。 布线系统是位于七层模型底部的无源部分，但它承担着数据传输的重要任务。 在频率范围内说明布线系统质量的许多参数都使用MHz来进行测量。 这就是我们还未确定的领域。例如，100Mbps和100 MHz并不代表相同的事物。 纯粹的电缆公司只对以MHz来表示的电缆频带性能感兴趣，然而用户需要使用Mbps来衡量他们的网络。理解这两点之间的不同，保证布线系统能够真正支持应用是实现可靠网络的关键因素，郎讯科技和贝尔实验室在这方面占有领先优势。 局域网不采用中央时钟，每个NIC (网络接口卡)都是异步的 (使用自己的时钟)。 为了能够使接收器在信号高速变化时在方波信号的正确位置读取数据，需要在这一点使用相应的技术来保证接收器的同步。 10Mbps曼彻斯特编码在每个发送的比特至少提供一个上升沿来实现这一点。 它通过定义简单的规则来标明这一点，例如从 +变到 - = 1，从 -到 + = 0。基本频率 (主要能量)主要集中在5MHz和10MHz。 然而如果这种技术用于100Mbps时，也就意味着基本频率将达到 100MHz。 100Mbps MLT-3编码使用3个参考点，它采用的规则是，当从一个状态变化到另一个状态时表示??，没有变化时表示 ??。这种方法性能良好，只是它不能将一长串 ?抯送到接收器，当传送时，由于信号中无上升沿，接收器无法使用它来得到同步信号，因此无法正确接收信号。这将通过上层协议编码技术强迫每5位数据插入一个1来解决。它可以在125Mbps的速率下实现用户数据的100Mbps传输速率，并能实现数据的同步。一系列的4 x 1将表示最高的基本频率值为120Mbps/4 = MHz! 基本频率 1 4 = 比特 电压周期时间 时间 26

45 在更低的频率仍可达到更快的速率 使用3对或者4对线对用于接收/发送的技术 TX/RX
编码技术并不是什么新技术。调制解调器为了在话音网络传输数据，其频率被限制在3.4KHz。然而我们可以看到采用上述调制解调器编码技术 MTC (多维Trellis编码)可以使传输速率达到 28.8Kbps! 通过比较我们可以看出曼彻斯特编码使用10MHz实现10Mbps速率的效率是较低的。 155Mbps ATM使用一种简单的编码技术，使用78MHz的频率。 (编码技术越简单，发送/接收技术的成本越低。) 千兆以太网使用一种复杂/有效的编码技术在125MHz(80Mhz滤波)的频率上实现1Gbps的传输速率 。 TX/RX 使用3对或者4对线对用于接收/发送的技术 27

46 高速局域网 局域网 标准 速率 速率 实现 组织 结构 (Mbps) 支持 *
数据 局域网 标准 速率 速率 实现 组织 结构 (Mbps) 支持 * ATM ATM 论坛 交换 25,51,155, 类和5类电缆, 光纤 FDDI ANSI 共享媒介 TP-PMD ANSI 共享媒介 100 5类电缆 FDDI II ANSI 共享媒介 100 光纤 光纤信道 ANSI 交换 133,266,530,1 Gb 光纤 高速令牌环 IEEE 共享媒介 100,1Gb 5类电缆,光纤 同步以太网 IEEE 共享媒介 16 3,4,5类电缆 100Base-VG IEEE 共享媒介 100 3,4,5类电缆 快速以太网 IEEE 共享媒介 100 3,4,5类电缆 千兆以太网 IEEE 共享媒介 1Gb 5类电缆,光纤 技术 全双工以太网 N/A 共享媒介 20 3,4,5类电缆 交换以太网 N/A 交换 10 3,4,5类电缆 交换FDDI N/A 交换 交换令牌环 N/A 交换 16 4 ， 5类电缆 上表列出了不同的局域网系统和技术，并给出了系统支持的布线类型。 Source: Data Communications