六類系統性能

2019-11-03 10:06:10

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供稿：網友

■ 奧創利高級開發工程師 Robert A. Aekins

■ 奧創利高級產品經理 Gregg Lafontaine目標

　　要提高永久鏈路和信道的性能，對于終端用戶和安裝人員來說，現場測試和有源系統的性能極為重要，且每個產品的傳輸性能都需滿足和超過TIA 6類組件規范草案。

使用的工具

　　因為項目規范要遵循TIA 568B標準，所以5e類和6類組件的兼容性就成為制定這個規范的關鍵點。

　　改進的平衡技術結合平衡誘發噪聲消除技術（如雙向電抗串擾消除）允許端到端信號強度更強，并且最大幅度地遏制噪聲，從而大幅度提高信噪比（SHANNON定律）。

　　如果連接器要求實現設備間的互用性和向后兼容能力，那么工作帶寬需要增加到100MHz或250MHz。

組件規范

　　5e類組件規范的批準促使組件的一致化成為所有工作規范所遵循的一部分。人們期望6類組件規范的批準也將會帶來同它前一類組件規范一樣的效果。新的安裝所使用的“信道解決方案”如果不符合組件一致性將會帶來麻煩，因為它的組件不符合TIA 568B標準。

　　TIA之所以要求組件一致化是為了確保能夠向后兼容低性能等級的組件。這是為了保證在新安裝的6類布線系統中可以使用5e類接插線或其他性能達到或超過最低等級組件的線纜器件。

　　TIA要求組件一致化還有另外一個原因，即保證互用性。這樣，安裝時即便連接套件來自不同廠家，用戶也能在測試之前就知道這些套件組合在一起會通過6類的現場測試。

設計信道

　　標準一般都會列出達標性能的最低等級。

　　若要讓安裝后的系統性能更高，需要用戶的系統內每個連接組件都高出6類組件一致性的達標性能一個等級。更重要的是，這些組件在現場組成一個鏈接或信道時，每個組件都要達到最佳性能。這種現場測量出來的性能會被用戶和安裝人員看到，最終也會影響運行在布線系統上的設備性能。

　　滿足組件要求的系統解決方案一般總會優于由不同廠家提供的產品所集成的系統。

　　如果安裝組件使用最佳安裝性能產品，在系統性能具有最大性能余量的同時，每個組件仍滿足組件要求。要實現這個目標，需要把所有組件的性能值都調整到TIA測試插頭的通用中間值。通過調整到標準定義的中間值，從而得到一個絕對平衡系統。所有插頭、接插線面板端口和接插線端接都遵照相同精度的目標值。這樣做所帶來的系統性能增益可以在實驗室環境里看到，也可以在現場觀測到。

　　所有類型的安裝構型、鏈接和信道，不論距離長短，只要采用這種平衡，性能就會有所提高，這一點同樣也是很重要的。這種平衡必須從一開始就遵循一個統一的目標，所有連接器都必須達到這個指標，目標值不同的插頭和接插端口放在一起是不會有好的效果的，這是因為它們都和同樣性能等級的接插線連接。實際上，所有其他連接目標值都是建立在和接插線連接的插頭的目標值之上。

跳線

　　完美的跳線端接的目標值恰好落在所有插拔測試插頭目標值的中間，TIA用這些插頭來鑒定連接器和插頭是否達標。要鑒定連接器（模塊、配線架等）是否達到TIA 6類組件規范，系統組件要分別用低目標值和高目標值測試插頭。這種插頭的高低兩種目標值決定了互用性和向下兼容的限制范圍。

　　另外，設計和制造過程需要控制非常嚴格的公差，這樣，每個線纜才能和目標值保持一致。現場測試器用線也是同樣要求。在精密控制之下，這樣高的連接質量可保持下去，從而大大提高了線纜一致性，它們和按同樣插頭目標值優化制造的插座和面板一起使用會獲得更好的安裝性能。

　　為了制造這些高性能的跳纜，制造商在剝離線纜外皮后設法保持線對原來的狀態。奧創利的設計方法是在線對要和插頭端接時，每個線對都處在不同的象限，因為象限和大多數6類纜的內部星形結構一致。導線在放入打線器之前用一個平衡分線架按插線排列順序壓入插頭。這個分線架分隔開每個線對，從而最大限度地降低相鄰線對之間的交叉串擾。最后，導線和插頭端接，這個插頭具有專門的平衡壓接線序，位于TIA 6類性能值的中間。采用這種接線技術的端接，一致地位于連接器目標值的中間。雙絞線和連接器的連接稍不平衡，就會引入噪聲到電路里。在用戶進行6類高頻（250MHz）測試時，平衡對噪聲更敏感。

連接器

　　連接器采用的噪聲消除技術對系統的平衡有一定影響，所以頻率增加時，連接器的噪聲對平衡敏感性也增加。另外，NEXT性能的提高以回損和FEXT的增加為代價。在連接器的模塊一端，奧創利開發了雙電抗技術。

　　在模塊插入的端口里用匹配插頭壓接分隔和固定，從而補償插頭引起的交叉串擾（NEXT）。這種方法比以前的噪聲補償方法效果要好，以前的補償降低了連接的平衡等級，誘發回損和FEXT，特別是在更高頻率的時候，單個插座和面板端口具有和連接器一樣的特性。

　　高性能印刷電路板必須能夠在使用傳統面板或單個插座時保持已有的插頭/插座性能。

　　模塊和配線架里的阻抗匹配低噪聲IDC（絕緣替換壓接）就是用來提供適當的阻抗平衡和噪聲抑制。

　　這個中心式系統設計方法意味著不管是插座還是面板，線纜的端接接口都是一樣的。當應用上面提到的線纜技術時，取得的效果不論在實驗室還是在現場測試都能看到，而且，測試的鏈路或信道長度越短，這種效果就越明顯。

短鏈接效應

　　在最近幾年，TIA已經承認，起初的標準（3、4、5類）環境無法統一定義。所謂的“短鏈接效應”是由于這些鏈接相互之間產生的信號不平衡和附加噪聲距離過近產生的。這也是制定5e類規范的原因之一，為測量平衡而增加了回波損耗。這也證明了90m鏈接或100m信道并不是在所有情況下都是最壞的。　　新的高性能連接器把目標值調整到更小的范圍，從而大大降低了短鏈接效應。新5e類和6類草案組件規定了性能目標值，范圍十分狹窄。例如，5e類線對1和3的插拔范圍是34.4dB到37.6dB，而6類線對1和3的插拔范圍則是36.4dB到37.6dB，6類的范圍落在5e類的范圍之內。平衡性能提高再加上噪聲抑制大大降低了短距離水平線纜產生連接器短鏈接效應的可能性。

　　綜上所述，對于任何評估過程，預估現場使用的可能范圍來說，短鏈接和信道測試與最大長度鏈接和信道的測試同樣重要。

連接調節

　　連接調節是能否提供一個對信號透明的布線線路的關鍵，奧創利開發的技術正是圍繞著連接調節。Clarity的所有部件都調整到TIA連接器目標值的中間位置。

　　標準產品（模塊和配線架）的先進技術促使真正的安裝人員更重視實踐操作，這進一步確保了所安裝的布線系統的性能與期望值相符。這樣造成的結果是，高性能安裝變得容易，因為安裝人員可以繼承過去系統安裝的實踐經驗。

結論

　　用戶的布線系統的所有組件都應滿足組件需求，這樣，安裝后的系統可獲得最大的性能余量。把連接器部件調整到TIA指導建議的公共中間值可以使系統獲得極佳的平衡性能。模塊、配線架、線纜和跳線端接必須具有同樣精度的目標值。

摘自《計算機世界報》第27期 D14）

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