温度对布线系统中的带宽所产生的影响

温度对布线系统中的带宽所产生的影响,第1张

信道带宽是评价通信电缆性能的最重要参数之一。下一代标准,如6类或7类标准,与原来较低级别标准的区别在于可用(有效)带宽的不同。一般来说,在布线系统中,更高的带宽意味着更高的数据传输率。
什么是带宽?
在铜介质布线系统中,每百米双绞线通道的带宽通常用MHz表示。信道带宽是指信噪比不变时信道的频率范围。带宽的概念描述见图1。今天,大多数局域网系统要控制的噪声源是传输线对和接收线对之间的近端串扰(NEXT)。当考虑所有近端串扰源时,以分贝为单位测量的信噪比与累计功率衰减串扰比(PSACR)的值相同。6类标准的目标是将200MHz带宽频率范围内的累积功率衰减串扰比(PSACR)控制在大于零,使其能提供的带宽达到5类布线系统的两倍。
以MHz为单位测量的信道带宽与以MB/s为单位测量的信息传输容量或数据传输速率之间有一个基本的关系,带宽的概念与数据传输速率之间的关系可以用干线公路的车流量来形象地说明。带宽可以比作高速公路上的车道数,数据传输速率可以比作交通流量或每小时经过的车辆数。扩大交通流量的一个途径是拓宽高速公路,另一个途径是提高路面质量,消除瓶颈。类似地,可用带宽频率中的每个Hz频率可以携带更多的信息位,但这需要更好的信噪比。
带宽和信息传输容量之间的关系是很久以前由一个叫克劳德·香农的人发现的,他当时是贝尔电话实验室的工程师。因此,这个定律被称为香农定律。

影响带宽的因素
与5类标准通道相比,6类标准通道应具有更低的信号衰减和更好的近端串扰特性。通过使用稍重的铜绝缘电缆,即直径在0.5毫米(24AWG)和0.6毫米(23AWG)之间的电缆,可以实现较低的信号衰减。现有的两种替代电缆包含在TIA的六种标准的规范草案中。在100MHz带宽下,这两种6类电缆的信号衰减分别比5类电缆低近2 dB和4 dB。在同样的100MHz带宽下,两种6类电缆的近端串扰比5类电缆降低了近12 ~ 18db。温度效应
电缆的信号衰减受温度影响很大。当温度上升10摄氏度时,电缆的信号衰减增加4%。这意味着92.6米电缆在40摄氏度时的信号衰减与100米电缆在20摄氏度时的信号衰减相同。所以温度对信号衰减的影响远远大于其他很多固定因素。温度对带宽的影响非常显著。表1比较了增强型5类标准布线系统和6类标准布线系统在不同温度下的带宽值。


电缆一般安装在环境温度高的地方,如吊顶、排风管道等。最近,加州大学劳伦斯伯克利国家实验室的一项研究表明,许多钢筋混凝土建筑的排气管温度在盛夏可以达到49摄氏度。但是,在一些环境中,如厂房,电缆的温度可能会更高。
NORDX/CDT提倡使用低衰减布线系统,以满足6类标准布线系统的要求,从而在40摄氏度的合理最差温度下实现200MHz的目标带宽。作为新一代6类电缆,IBDN4800LX能够满足这一要求,提供高度可扩展的信道带宽,支持高达4.8Gb/s的传输速率,克服高温环境带来的系统性能下降问题,从而给IEEE局域网设备开发商一个满意的答案,解决下一代布线系统中“改善衰减性能”比改善串扰性能更重要的建议。

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