溫度：布線帶寬的“殺手”

2019-11-03 10:09:26

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供稿：網(wǎng)友

　　信道帶寬是評(píng)判通信布線性能的一項(xiàng)最重要的參數(shù)指標(biāo)，而帶寬的大小又受到環(huán)境因素的影響，其中影響力最大的因素是溫度。

　　在銅介質(zhì)布線系統(tǒng)中，帶寬用每百米雙絞線信道的帶寬（通常用MHz）來(lái)表示。信道帶寬是指在信噪比確定不變的情況下的信道頻率范圍。新一代標(biāo)準(zhǔn)如6類或7類標(biāo)準(zhǔn)與原有的較低類別標(biāo)準(zhǔn)的不同之處，就在于可用(有效)帶寬的不同。帶寬與信息傳輸能力之間的關(guān)系是很久以前由ClaudeShannon發(fā)現(xiàn)的，這一規(guī)律被稱為Shannon定律。一般而言，在布線系統(tǒng)中更高的帶寬意味著更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　在以MHz來(lái)計(jì)量的信道帶寬與以Mb/s來(lái)計(jì)量的信息傳輸能力或數(shù)據(jù)傳輸速率之間存在著一個(gè)基本關(guān)系。可以利用高速公路主干線的交通流量來(lái)形象說(shuō)明帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率概念之間的關(guān)系。帶寬可比作高速路上行車(chē)道的數(shù)量，數(shù)據(jù)傳輸速率可比作交通流量或每小時(shí)車(chē)輛的通過(guò)數(shù)量。擴(kuò)大交通流量的一種方法是加寬高速公路，而另一種方法則是改善路面質(zhì)量和消除瓶頸。類似地，讓可用帶寬頻率內(nèi)的每個(gè)Hz頻率攜帶更多的信息比特量也是可能的，但這需要更優(yōu)良的信噪比。

　　今天，大多數(shù)的LAN系統(tǒng)所要控制的噪音來(lái)源是產(chǎn)生于傳輸線對(duì)與接收線對(duì)間的近端串?dāng)_。當(dāng)所有的近端串?dāng)_源都被考慮到了，那么以分貝計(jì)量的信噪比與累加功率衰減串?dāng)_比(PSACR)的值相同。6類標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)就是在200MHz帶寬的頻率范圍上將累加功率衰減串?dāng)_比(PSACR)控制在大于零的范圍內(nèi)，這樣，其可提供的帶寬就可達(dá)到5類布線系統(tǒng)的兩倍。

　　影響帶寬的因素

　　一個(gè)6類標(biāo)準(zhǔn)信道應(yīng)被設(shè)計(jì)為比5類標(biāo)準(zhǔn)信道具備更低信號(hào)衰減和更優(yōu)的近端串?dāng)_特性。更低的信號(hào)衰減可通過(guò)使用稍重一些規(guī)格的銅介質(zhì)線纜來(lái)實(shí)現(xiàn)，既直徑在0.5mm(24AWG)至0.6mm(23AWG)之間的線纜。現(xiàn)有兩種可供選擇的線纜包括在TIA的6類標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明書(shū)考慮范圍之內(nèi)。在100MHz帶寬下這兩種6類線纜的信號(hào)衰減比5類線纜的信號(hào)衰減分別低了近2分貝和4分貝。同樣在100MHz帶寬下兩種6類線纜分別比5類線纜的近端串?dāng)_降低了將近12至18分貝。

　　溫度效應(yīng)

　　線纜的信號(hào)衰減受溫度的影響很大。溫度每升高10攝氏度，線纜的信號(hào)衰減就增大4%。這意味著40攝氏度下92.6米線纜的信號(hào)衰減與20攝氏度下100米線纜的信號(hào)衰減相同。所以，溫度對(duì)于信號(hào)衰減的影響及作用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于許多其他環(huán)境因素。

　　溫度對(duì)于帶寬的影響是如此顯著。表1比較了增強(qiáng)型5類標(biāo)準(zhǔn)布線系統(tǒng)與6類標(biāo)準(zhǔn)布線系統(tǒng)在不同溫度下的帶寬值。

　　線纜通常被安裝在吊頂，排風(fēng)道等環(huán)境溫度往往較高的地方。最近，一項(xiàng)由加利福尼亞大學(xué)的Lawrence Berkeley National Laboratory作出的研究表明：許多鋼混結(jié)構(gòu)大廈的排風(fēng)管道的溫度在盛夏季節(jié)可達(dá)49攝氏度。然而，在工廠廠房等一些環(huán)境中，線纜的溫度可能還要高。

　　提倡使用低衰減的布線系統(tǒng)，以符合6類標(biāo)準(zhǔn)布線系統(tǒng)在合理的最差溫度條件——40攝氏度下達(dá)到目標(biāo)帶寬200MHz的要求。IBDN4800LX作為新一代的6類線纜可滿足這一要求，提供了高可擴(kuò)展的信道帶寬，可支持高達(dá)4.8Gb/s的傳輸速率，并且克服了高溫環(huán)境使系統(tǒng)性能降低這一難題，為IEEE LAN設(shè)備開(kāi)發(fā)者給出滿意的答復(fù)。

摘自　chinaitlab

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