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光纤布线的一些实际施工经验
为了保证网络施工的质量，应做到如下要求：
一 、明确要求、方法
施工负责人和技术人员要熟悉网络施工要求、施工方 法、材料使用，并能向施工人员说明网络施工要求、 施工方法、材料使用，而且要经常在施工现场指挥施 工，检查质量，随时解决现场施工人员提出的问题 。
二、掌握环境资料
尽量掌握网络施工场所的环境资料，根据环境资料 提出保证网络可靠性的防护措施：
为防止意外破坏，室外电缆一般应穿入埋在地下的 管道内，如需架空，则应架高（高4米以上），而且 一定要固定在墙上或电线杆上，切勿搭架在电杆上、 电线上、墙头上甚至门框、窗框上。室内电缆一般应 铺设在墙壁顶端的电缆槽内。
通信设备和各种电缆线都应加以固定，防止随意移 动，影响系统的可靠性。
为了保护室内环境，室内要安装电缆槽，电缆放在 电缆槽内，全部电缆进房间、穿楼层均需打电缆洞， 全部走线都要横平竖直。
三、区分不同介质
保证通信介质性能，根据介质材料特点，提出不同 施工要求。计算机网络系统的通信介质有许多种， 不同通信介质的施工要求不同，具体如下：
光纤电缆
ａ．光纤电缆铺设不应绞结；
ｂ．光纤电缆弯角时，其曲律半径应大于３０ｃｍ；
ｃ．光纤裸露在室外的部分应加保护钢管，钢管应 牢固地固定在墙壁上；
ｄ．光纤穿在地下管道中时，应加ＰＶＣ管；
ｅ．光缆室内走线应安装在线槽内；
ｆ．光纤铺设应有胀缩余量，并且余量要适当，不 可拉得太紧或太松。
同轴粗缆
ａ．粗缆铺设不应绞结和扭曲，应自然平直铺设；
ｂ．粗缆弯角半径应大于３０ｃｍ；
ｃ．安装在粗缆上各工作站点间的距离应大于２ ５米；
ｄ．粗缆接头安装要牢靠，并且要防止信号短路；
ｅ．粗缆走线应在电缆槽内，防止电缆损坏；
ｆ．粗缆铺设拉线时不可用力过猛，防止扭曲；
ｇ．每一网络段的粗缆应小于５００米，数段粗缆 可以用粗缆连结器连接使用，但总长度不可大于５ ００米，连接器不可太多；
ｈ．每一网络段的粗缆两端一定要安装终端器，其 中有一个终端器必须接地；
ｉ．同轴粗缆可安装在室外，但要加防护措施，埋 入地下和沿墙走线的部分要外加钢管，防止意外损 坏。
同轴细缆
ａ．细缆铺设不应绞结；
ｂ．细缆弯角半径应大于２０ｃｍ；
ｃ．安装在细缆上各工作站点间的距离应大于０ ５米；
ｄ．细缆接头安装要牢靠，且应防止信号短路；
ｅ．细缆走线应在电缆槽内，防止电缆损坏；
ｆ．细缆铺设时，不可用力拉扯，防止拉断；
ｇ．一段细缆应小于１８３米，１８３米以内的两 段细缆一般可用"Ｔ"头连结加长；
ｈ．两端一定要安装终端器，每段至少有一个终端 器要接地；
ｉ．同轴细缆一般不可安装在室外，安装在室外的 部分应加装套管。
双绞线
ａ．双绞线在走廊和室内走线应在电缆槽内，应平 直走线；
ｂ．工作站到Hub的双绞线最长距离为100米，超过100 米的可用双绞线连结器连结加长；
ｃ．双绞线在机房内走线要捆成线札，走线要有一 定的规则，不可乱放；
ｄ．双绞线两端要标明编号，便于了解结点与Hub接 口的对应关系；
ｅ．双绞线应牢靠地插入Hub和工作站的网卡上；
ｆ．结点不用时，不必拔下双绞线，它不影响其它 结点工作；
ｇ．双绞线一般不得安装在室外，少部分安装在室 外时，安装在室外的部分应加装套管；
ｈ．选用八芯双绞线，自己安装接头时，八根线都 应安装好，不要只安装四根线、剪断另外四根线。
四、网络设备安装
Hub的安装
ａ．Hub应安装在干燥、干净的房间内；
ｂ．Hub应安装在固定的托架上；
ｃ．Hub固定的托架一般应距地面500mm以上；
ｄ．插入Hub的电缆线要固定在托架或墙上，防止意 外脱落。
收发器的安装
ａ．选好收发器安装在粗缆上的位置（收发器在粗缆 上安装，两个收发器最短距离应为25米）；
ｂ．用收发器安装专用工具，在粗缆上钻孔，钻孔 时要钻在粗缆中间位置，要钻到底（即钻头全部钻 入）；
ｃ．安装收发器连结器，收发器连结器上有三根针（ 中间一只信号针，信号针两边各有一只接地针），信 号针要垂直接入粗缆上的孔中，上好固定螺栓（要安 装紧固）；
ｄ．用万用表测信号针和接地针间电阻，电阻值约 为２５欧姆（粗缆两端粗缆终端器已安装好），如电 阻无穷大，一般是信号针与粗缆芯没接触上，或收 发器连结器固定不紧，或钻孔时没有钻到底，需要 重新钻孔或再用力把收发器连结器固定紧；
ｅ．安装好收发器，固定好螺钉；
ｆ．收发器要固定在墙上或托架上，不可悬挂在空 中；
ｇ．安装好收发器电缆；
ｈ．收发器电缆首先与粗缆平行走一段，然后拐弯 ，以保证收发器电缆插头与收发器连接可靠。
网卡安装
ａ．网卡安装不要选计算机最边上的插槽，最边上 的插槽有机器框架，影响网络电缆的拔插，给调试 带来不便；
ｂ．网卡安装与其它计算机卡安装方法一样，因网 卡有外接线，网卡一定要用螺钉固定在计算机的机 架上。
五、设备安装
为保证网络安装的质量，网络设备的安装应遵循如 下步骤：
首先阅读设备手册和设备安装说明书。
设备开箱要按装箱单进行清点，对设备外观进行检 查，认真详细地做好记录。
设备就位。
安装工作应从服务器开始，按说明书要求逐一接好 电缆。
逐台设备分别进行加电，做好自检。
逐台设备分别联到服务器上，进行联机检查，出现 问题应逐一解决。有故障的设备留在最后解决。
安装系统软件，进行主系统的联调工作。
安装各工作站软件，各工作站可正常上网工作。
逐个解决遗留的所有问题。
用户按操作规程可任意上机检查，熟悉网络系统的 各种功能。
试运行开始。
如何保证电缆性能
许多网友和朋友面临着如何在园区网环境里进行楼间廉价高效数据传输的问题。路由的选择、传输距离和应用环境都将影响对电缆介质的选择，不正确或不恰当的选择将会导致布线投资的有限期缩短，而重新安装也会导致网络系统运行的停止。青岛山海天科技的工程师在施工中总结出以下经验供大家参考。 如果是室外应用，通常对于园区网连接的选择是光纤系统。光纤真正的开销在光纤布线系统的端接和光电设备上，当用户只需要在楼间50米的距离内传达输10Mbps或 100Mbps时，一般不采用光纤。 将常规5类铜缆埋入地下或架空铺设将可能会导致某一网络沿布线线路的传输失败，所以选择现有的室外直埋增强型5类电缆会带来廉价的链路。在决定选择这些室外局域网电缆之前应对它的设计进行充分理解。 多年来防潮保护网在通信电缆中一直应用，这些铝聚合材料有重叠封口作为保护，降低水蒸汽的渗透路径来地阻止水的进入。然而一个无保护的干燥电缆将需要遭受长达半年到一年由于浸润而产生的的液化，一个带防潮保护网的干燥电缆才会得到彻底保护。这样设计的电缆大约与箔屏蔽局域网电缆类似，端接通用简单。所以，布线系统设计者必须考虑到应用环境，这包括下列环境及影响电缆的参数。 电缆是否放置于： 屋檐下。电缆只要不直接暴露在阳光照射或超高温下，标准局域网电缆就可以应用，建议使用管道；外墙上。避免阳光直接照射墙面及人为损坏； 管道里（塑料或金属的）。如在管道里，注意塑料管道的损坏及金属管道的导热； 悬空应用/ 架空电缆。考虑电缆的下垂和压力。打算采用哪种捆绑方式？电缆是否被阳光直接照射；
直接在地下电缆沟中铺设，这种环境是控制范围最小的。电缆沟的安装要定期进行干燥或潮湿程度的检查； 地下管道。为便于今后的升级、电缆更换以及与表面压力和周围环境相隔离，铺设管道是一个较好的方法。但不要寄希望于管道会永远保持干燥，这将影响对电缆种类的选择。 影响电缆性能的因素包括： 紫外线（UV）——不要将无紫外线防护的电缆应用于阳光的直射环境内，应选择黑色聚乙烯或PVC外皮的电缆，如奔瑞公司（Brand-Rex)的4对增强型5类MegaOutdoor室外电缆，它带有金属网防潮保护层及黑色聚乙烯外皮，适用于绝大多数楼间连接，不管是架空铺设、地面安装还是管道内施工均可以采用； 热度——电缆在金属管道或线槽内的温度很高，许多聚合材料在这种温度下会降低使用寿命，应选择黑色聚乙烯或PVC外皮； 水——水是局域网电缆的真正杀手。在局域网双绞线电缆内的水分会增加电缆的电容，从而降低了阻抗并引起近端串扰问题。若要有效防止潮湿和水蒸气，需要采用金属屏蔽网保护层； 机械损坏（修复费用）——光缆的修复是十分昂贵的，在每一个间断点至少需要两次端接； 接地——如果电缆的屏蔽层需要接地，则必须遵守相应的标准； 路由总长度（不仅仅指楼间）——大楼间采用室外级的局域网双绞线电缆，其总长度要限制在90米之内。对于100Mps或1000Mbps网络，其铺设距离不能超过这一限定。如果铺设的距离在100米到300米之间，则应该选择光缆。 可用下列的简单实验自测一下布线投资是否安全：用20米增强型5类UTP电缆分别在两端进行端接；在电缆中点的位置小心拨开电缆外皮，露出一小段铜缆（1厘米）；按照AN/NZS D级标准测试电缆；将电缆的切割部分浸泡在水中1-2分钟，然后再重新测试，结果如下表所表示： 参数 干燥电缆 潮湿的电缆 差别 阻抗（欧姆） 109 75 -34 长度（m） 20 27 +7 延迟（ns） 97 133 +36 衰减 5.1 7.7 +2.6 近端串扰（冗余） 15 10 -5
怎样有效进行网络布线
伴随着社会日新月异地发展，各个行业、各个部门以及家庭用户对信息的需求越来越大，计算机通信网络技术的发展也为实现大容量、快速度的传递提供了可能性，于是越来越多的单位和家庭用户开始考虑如何有效布置、安装网络通信线，以便日后能方便地连接到局域网或者因特网上，从而实现高速、大容量的数据、语音、图像的传输，可以这样说有效进行网络布线为建筑物的通讯、计算机网络等系统构筑了强有力的基础。那么我们该如何对建筑物或者其他网络通信系统进行有效布置网络线呢，下面笔者就根据自己的一点认识，来和大家详细谈谈在网络布线时应注意的关键事项。
1、提高对网络布线重要性的认识
只有充分认识了网络布线的重要性，我们才能在实际布线的过程中，让网线布置得更系统化、规范化和合理化。对网络进行结构化、系统化布线可以让单位用户和个人用户充分利用迅速发展的技术，这些技术能对任一设备里的所有系统，产生实质性的影响。对网络线进行系统化布置时，由于采用共用标准互边系统的因素，这样就能很方便、快捷地对通信设备进行安装、调试、更换和维修，从而使用户对这方面的投资能获得比较理想的效率回报。通过对网线进行系统布置，不但能够保证网络的灵活扩展性以及日后的可升级性，而且还能把以后所面临的系统维护工作量以及系统维护所需要的费用，都尽可能地控制在最低限度。对网络线进行系统布置其实也可以看成是为整个网络通信系统构筑一个工程性能良好的平台，利用这个平台整个建筑或者整个通信系统的网络通信就具有很大的灵活性和通用性，同时又有非常好的性能价格比，例如根据笔者布线的经验统计，对整个楼层或者整个建筑进行系统布线可以使网络通信的维护人员降低到原来的一半。由于系统化、结构化网络布线系统是一个有多元化功能的星形物理结构，它可以适用于不同拓朴结构的网络系统。只需在适当的节点上，进行一些配线上的变更，不需移动线缆和设备。因此一旦网络系统发生改变的时候，对网线进行合理化布置更能体现其自身的优势。
2、布线所需的网络产品应是同一厂家的
由于布线所用到的网络产品，例如普通5类双绞线或者是水晶头等都是传输的微弱信号，稍有不慎都有可能影响网络通信的整体性能。目前市场上各种各样性能的网络产品比较多，有的厂家生产的网络线质量可能比较好，有的厂家可能生产的水晶头使用效果比较明显，也有的厂家生产出来的网络接口模块的性价比是最高的，为了能将这些产品的所有优点都集中起来，不少布线者常常简单认为，如果把这些网络产品组合起来对一个系统进行布线，可能会使网络通信的信号衰减幅度达到最小，从而能达到最佳通信效果。其实这样的认识是不正确的，一旦把这些不同厂家生产的高性能产品综合在一个系统中使用时，不但不能达到我们所想象那样的通信效果，反而通信效果会变得更差。因为不同厂家的网络产品其内部材料的阻抗是不一样的，阻抗中的细微差别都可能对高速通信网络的信号衰减产生很大的影响，从而影响整个网络通信系统的通信质量。也许有人说，他们在布线时就是使用的不同厂家的网络产品，好象速度并没有什么明显降低吗？其实，一个系统使用不同的网络产品，对10M以下的网络交换速度的影响确实很小，有时就不能通过手工的方式来比较出来，但如果100M或者更高速的网络系统使用不同的网络产品来布线的话，网络最终的交换速度就将会有明显的变化。所以笔者建议无论是对哪个网络系统进行布线时，我们最好都采用同一个厂家生产的网络产品，这样的话还有可能获得该厂家提供给我们的15年左右的通信质量保证。
3、布线前要合理规划设计
由于布线要考虑到整体性和系统性，因此这就要求我们在布线之前，应该小心谨慎、认认真真，做充分地调查研究，收集相关的布线资料，例如需要布线的建筑物的设计图纸、布线需要考虑的事项以及细节等，同时应该综合考虑到布线的施工进度、应用需求以及经济条件等方面的内容。要是建筑物还在建筑之中时就进行布线的话，布线时就要根据建筑物的建筑设计要求、建筑物对布线、走线的具体需求来进行实施了，比方说提出上下楼层间走线的通道规格、预埋一些管道等等。这些要求可以在建筑物的设计图中体现出来，以便在施工的同时就把一些布线在前期工程完成，免除许多后期施工的弊端，减少重复劳动，提高工作效率，做到合理易行。如果是在已经建好的建筑物基础上与室内装潢工程同步进行综合布线的话，就应该根据实际观察分析并掌握现有建筑物的资料以及装潢设计情况进行综合布线。
4、不要将网络线一线两用
不少设计者在布置网络线时，为了节省投资费用，常常会用一根网络线来同时连接个设备，例如有可能他们会从双绞线中分出一对线来连接电话，也有可能会同时把两对线连接到两个网络接口模块中，这样做看似能提高网络线的利用率，其实这种一线多用的做法对网络通信的效率是影响很大的，例如要将网络线一线多用的话，就必须将相互绞绕在一起的电缆线解开，这样双绞线的纽绞角度就会发生破坏，双绞线的近端串绕参数就会变大起来，近端串绕的数值增大对网络线的传输交换速度影响是很大的；况且随着网络交换速度的不断升级，千兆速度交换网也在逐步普及之中，而千兆网使用的是全双工传输交换方式，这种方式将把一根网络线中包含的8对电缆全部使用起来，因此从这个角度来看的话，对网络线进行一线多用是不利于整个网络系统日后的升级的。
5、要严格布线施工质量
对一个规模较大的建筑物或者通信网络系统进行布线时，单靠电脑技术人员的力量是不够的，为此不少单位都请建筑施工人员来参加整个布线系统的工程，而这些施工人员大多数对网络或者电脑知识一窍不通，他们常常会把网络的布线与电话线、电线以及其他线的布置混为一谈，因此这些工人在具体布线时，不会考虑网络布线的各种细节，例如网络线与接口模块之间的连线，网线与水晶头之间的连接以及网络线中各电缆线的绞接等细节，如果这些施工工人不严格施工质量，不注重这些细节的处理的话，将会对网络线的传输性能造成很大的影响。
而对于用户来说，他们检测网络线布置得好坏的唯一手段，就是在整个布线完工时，简单地使用网络检测命令“ping”来看一下网络的连通情况，只要ping通网络的话就认为整个布线工作就合格了。其实网络布线完成以后，并不是简单地检验一下网络是否连通那么简单，您还需要看看网络的传输速度是否达到网络产品的标称值，一个施工质量不好的布线将会在传输速度上折扣。此外，我们一定要注重对布置好的网线系统进行全方位检测，例如首先通过网线测试仪来看一下网络线中8根电缆的连接顺序与测试是否接通，这种测试对于普通的用户来说也可以很方便进行，只要购买一套检测仪就可以了；对于规模较大、对传输要求较高的系统网络进行测试时，还必须通过专用测试一起来检查点对点连接的整体信号损失情况，如果损失信号过大那么施工质量肯定不过关，另外还要对电缆线的近端串扰数值进行测试，我们一定要测试所有的线对间的近端串扰，其中最坏的线对组合必须满足最小的性能指标要求，才能保证网络系统运行的最基本保证。在测试网线的同时，我们还要做好标记工作，把各点号码在信息点处及配线架处用标签纸标明并在平面图上注明，以便今后对系统进行管理、使用及维护。一般验收都是在两头发现问题，这可能是配线架没做好，也可能是模块没做好，还有一种可能就是上面板时螺丝钻入网线造成短路现象，等等。对网络系统全面标记和检测完毕后，我们应该重新整理网线规划图，并在上面做出正确的标记，以备日后维护之用。
5类和6类数字通信电缆的传输性能分析 1 引言
随着宽带通信接入网建设的兴起，5类和6类数字通信电缆作为信息高速公路最后100m的理想传输媒介而得到广泛的应用。5类电缆近年来广泛应用于智能大楼中作为综合布线，传输数字信息，如高速以太网（100BASE-T）、光纤分布数字接口（FD-DI）和IBM令牌环中，其传输速率在100m时达100Mb/s,6类电缆作为新一代布线，比5类缆性能更优越，应用于千兆比以太网中（1000BASE-T4），四对线全双工，每对线的传输速率可达200～400Mb/s。对称电缆的类别是按照电缆发展顺序和使用频率来划分的，见表1。
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表1 各类对称电缆的使用频率、传输速率和用途
水平布线用5类和6类电缆由四对对绞的绝缘导线包封在同一护套内组成的。线中导体为经过韧练的实心软铜线，也可为多股绞合铜线，但一般为前者。导体的直径原IEC-61156-2规定较宽，为0.4～0.8mm,对于6类缆，IEC-51156-5建议值0.5～0.65mm，但最终以电气性能达标为准。5类和6类电缆的结构有无屏蔽对绞线对（UTP）、总屏蔽对绞线对（FTP）和线对单独屏蔽对绞线对（STP）之分。但不管电缆是怎样的结构，只要符合分级的电缆标准就可达标。UTP是一种最常用的结构，它对电磁干扰的防卫是靠对绞线的平衡特性。FTP是金属箔屏蔽对绞线对结构，它通过护套屏蔽层和对绞线的平衡特性共同防卫电磁干扰。STP是对绞线对单独屏蔽结构，它是靠对绞线对的单独屏蔽及对绞线对的平衡特性防卫电磁干扰。
为了确保数字综合布线网的质量，各国和国际标化准组织制定了一系列的有关标准。主要的国际和国内标准有下列诸种：1）EIA/TIA TSB-36是EIA/TIA-586商用建筑电信布线标准的重要补充；2）ISO/IEC-11801：《信息-建筑物综合布线系统》；3）IEC61156 1-4：《数字通信用多芯对/星绞对称电缆》；4）IEC-46C/436，437/CDV文件；5）YD/T1019-1999：《数字通信用实心聚烯烃绝缘水平对绞电缆》。
本文根据这些标准来计算电缆的传输性能。但应该看到，所有标准中规定的参数均是由正弦波激励所得，但由于LAN（局域网）电缆数据通信传输的是方波，含有很多正弦谐波分量，有一定的频带，所以不能简单地由一个单一频率的参数计算一定传输速率下的误码率。本文提出在带宽带内平均信噪比（S/N）AV的概念，定量计算出电缆串音和衰减对传输速率和误码率（BER）的影响，并阐述影响5、6类缆使用长度的因素。
2 近端串音和衰减对5、6类缆传输误码率的影响
在局域网数字通信中，5、6类缆中一般传输4B/5B的非归零码（NRZI），并且基带传输，也就是说传输100Mb/s数据时，实际比特率是125Mb/s。信号的功率谱分布如图1所示，图中，T为二进制符号时间间隔。如只考虑功率谱主瓣，且假设系统的传输带宽利用率为1，即每赫兹传输1bit,则信号的带宽Bd=1/T,传输速率r=1/T。
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图2 方波信号的功率谱
若数字信号的发送功率为PT，而接收功率为PR，则接收机所接收到的信号功率为：
PR=PT-a(f)L (dB) (1)
而接收机所接收到的干扰功率PI为:
Pi=Pt+10Lg(10-RSFEXT/10+10-RSFEXT/10)(dB)(2)
式中PSFEXT为电缆内除本线对外,其他线对干扰本系统的远端串音功率和(dB)  SNEXT为电缆内除本线对外,其他线对干扰本系统的近端串音功率和(dB);式(1)右边含对数的项为近端和远端串音衰减的总功率和(dB)。
接收信号的S/N为：
S/N=PR-P1=-10Lg（10-RSFEXT/10 +10-RSFEXT/10）-α(f)L (dB) (3)
YD/T1019-1999标准规定，20℃时5类和6类4对UTP、0.5mm线径的电缆线对的衰减系数a(f)和NEXT（f）与频率f的关系如表2所示。
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2.1在高速以太网100BASE-TX中BER的计算
对于高速以太网10BASE-T2或其他应用场合，如FDDI，每一个工作区域放置一根4对5类缆，其中一对用于接收数据，一对发送数据，一对用于语音，一对备用（如图2所示）。在工作站端或集线器（BUB）端，发送线对较大功率的发送信号将对接收线对中经衰减的接收信号形成干扰，即近端串音。近端串音衰减（NEXT(f)）一般表示为：
NEXT(f)=10Lg(PT/P'T)（dB） (4)
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图2 100BASE-TX传送模型 式中PT表示发送信号功率， 表示串音功率。NEXT（f）越大，干扰越小。在100BASE-TX和FD-DI应用中，近端串音为主要噪声来源，在不考虑远端串音的情况下，接收信号的S/N为：
S/N=-10Lg(10-NEXT(F)/10)-α（f）L (5)
下面分别计算5、6类缆在此类应用中各种不同传输速率时的误码率。在局域网中由于传输的是矩形波，信号中含有多种频率成分，其功率谱见图1。
所以计算100Mb/S净数据速率时（用4B/5B编码传输速率为125Mb/s）的S/N不能用f=125MHz简单地代入式（3），而应在整个信号频带内求平均，如式（6）所示。
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5类缆用于100BASE-T2和FDDI时，一对发送信号，一对接收信号，所以PSNEXT=NEXT（f）,代入式（6）得：
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同样地，6类缆用于同样的网络时，
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应用MATLAB数学软件对式（7）和式（8）进行数值计算，带宽用Bb=1.25r(r为传输速率),得到5、6类缆在各种不同速率下的（S/N）AV(dB)(见下表3)。
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表 3 表3中的S/N还没有将白高斯噪声（AGWN）、符号间干扰（ISI）、语音传输线对的振铃干扰、用户电力线干扰、广播干扰考虑在内，所以要将表3中的（S/N）再扣除1dB的裕度后，代入P（ε）公式（9），得到在不同传输速率下的BER，数值也列于表3中。
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（9）
从计算结果可见，5类电缆在100Mb/s传输速率（物理层链路速率）时，BER为10-7，满足数据通信的使用要求（一般为10-6级）。但当速率提高时，BER显著上升，5类缆不能再使用。而6类缆在200Mb/s时的BER相当于5类缆在100Mb/s时的BER，所以6类缆可用到200Mb/s的速率。
上面的计算结果没有考虑信道编码增益，由于4B/5B码的信道编码增益，实际的BER还要低一点。
2.2 千兆比以太网中的计算
在千兆比以太网1000BASE-T中，四对线同时全双工传输，每对线实际传输速度250Mb/s,取消4B/5B编码，而用其他FEC编码，五电平传输，前后两者S/N增益和损耗抵消。1000BASE-T的噪声环境示意如图3所示。下面计算四对线同方向传输时，远端串音对BER的影响。
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图3 1000BASE-T近端和远端串音模型
TXM为发送机，RXM为接收机
根据IEC1156-5标准草案，5、6类缆的等电位远端串音，防卫度的功率和（PSELFEXT），即三对线对一对线干扰的总功率为：
5类：PSELFEXT（f）=62.3-20lgf (dB) (10)
6类：PSELFEXT（f）=72.3-20lgf (dB) (11)
在1000BASE-T中，四对线同时在同一方向传输1000Mb/s的数据速率，每对线传输250Mb/s，在这种情况下，远端串音是主要干扰源。IEC61156-5标准草案给出了PSELFEXT指标，根据PSELFEXT的定义，它就是某一线对接收端的S/N，所以，一个线对接收端的平均S/N为（250Mb/s时）：
5类缆：
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(12)
考虑还有其它干扰源，如结构回波损耗（SRL）时，扣除3dB裕度，将（S/N）=20dB代入式（9），得BER为4×10-7，满足数据通信的要求。
6类缆：
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(13) 同样，扣除3dB裕度后，按式（9）得BER小于10-12。
可见，近端串音的影响要比远端串音大。同时，由于四对线经串/并变换后高速传输同一数据，对四对线的传播时延τ的一致性提出了更高的要求。IEC-46C/436，437/CDV文件中对6类缆规定：任意两对线在4MHz到最高频率范围内，在10±2℃与40±1℃所测得的时延差均不得超过45μs/100m。
3 时延对数据帧丢失的影响
在以太网100BASE-TX等网络中以IEEE 802.3为标准，采用CSMA/CD媒体接入协议。该协议规定数据帧的最小长度为512bits。如帧长小于512bits，就会发生当帧发送完以后（如发生冲突）还检测不到冲突的情况，造成数据帧的丢失（如图4所示）。
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图4 链路帧长模型 DTE为数据终端设备
根据YD/T1019-1999标准，5类缆的电磁波传播速度不小于0.65c,c为光在真空中的传播速度。假如传播100m，实际传播速度为0.65c，则传播时间为100/（3×108×0.65）=0.513μs，在这段时间内传输的比特数为100Mb/s×0513μs=51.3bits。考虑包括终端软线在内的循环时间（Round Trip Timing）,所以每米电缆时延为1.112bits。考虑如图5所示的简单网络，终端DTE1到DTE2是最远路径，其跨度为A（100m）+B（5m）+C（100m）。A段和C段的时延1.112×200=222.4bits，每个中继集线器（Repeater Hub）的时延为92bits，终端的发送接收处理（约9.6μs）时延约为100bits。所以从终端DTE1到DTE2的总时延为1.112×200+92×2+5×1.112+100=511.96bits.已接近最小帧长的界限。为了保险起见，ISO11801规范规定从中继器到终端的距离为90m。
4 结构回波损耗（SRL）对传输性能的影响
SRL是由电缆长度上特性阻抗的不均匀引起的，归根到底是由电缆结构的不均匀引起的。由于信号在电缆中不同地点引起反射，从而引起到达接收机的信号脉冲展宽与频率相关的衰减。信号脉冲展宽使接收端脉冲重叠而无法判决，从而限制了系统传输速率的提高；频率相关的衰减会导致接收信号的失真，严重影响正确判决。信号在电缆中的多次反射还导致信号功率的衰减，影响接收端的S/N，从而也限制传输速率。所以YD/T 1019-1999标准对5、6类数字电缆的SRL有明确的要求。5类缆的SRL要求在20MHz以下低于23dB，在20～100MHz不低于23-10lg（f/20）(dB)。
5 提高电缆质量的几项措施
从上面的分析可知，影响数字通信电缆传输质量的主要因素是电缆的结构。电缆结构的对称性和均匀性是电缆生产控制的重点。下面从几个方面介绍提高数字通信电缆质量的措施。
5.1降低衰减的途径
传输线的衰减常数为：
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式中R为导体交流回路电阻;C为导体间互电容;G为导体间介质电导;L为导线电感。
一般情况下，由于G很小，后一项可不考虑。所以，减小R和C是减小衰减常数α的有效措施。减小R可通过加大导体直径来实现（在规定的范围内），此时绝缘外径也应成比例增大，以保持电容C不变；减小互电容C可通过加大绝缘层厚度，或采用绝缘层物理发泡，减小相对介电常数εr来实现。
5.2降低线对间串音（提高NEXT和ELFEXT）的措施
串音来自于线对间的电磁场耦合，降低串音主要是降低线对间电容不平衡。绝缘单线的均匀性和对称是提高NEXT和ELFEXT的基础。另一方面，优良的绞对节距设计是提高串音防卫度的有力措施。5、6类缆的绞对节距应在9～25mm，且节距差越大越好，但也要注意不能导致太大的时延差，因为有可能存在同一帧数据的各比特分线对传送（1000BASE-T4）的应用情况。
5.3 提高SRL的措施
要提高线对纵向结构的均匀性，保证电缆长度方向上特性阻抗的均匀一致性。
在单线拉丝绝缘挤出工序中，要保证绝缘外径偏差在±2μm以内，导体直径波动±0.5μm以内，且要求表面光滑圆整，否则，对绞后的线对会有较大的特性阻抗波动。单线挤出工序中另一重要的控制参数是偏心度，偏心度应控制在5%以内。
绞对工序也是影响SRL的重要工序。除了绞对节距的合理设计可提高串音防卫度外，为了消除绝缘单线偏心对特性阻抗的影响，应采用有单线“预扭绞”或“部分退扭”的群绞机或对绞机绞对，以“细分”由于单线不均匀造成的特性阻抗的变化，使线对在总的长度上阻抗的变化如同微见轻拂平静水面形成的细波纹。普通的市话电缆对绞机不具备这样的性能。绞对中还要注意放线张力的精确控制，防止一根导线轻微地缠绕在另一根导线上，导致电阻不平衡、电容不平衡，引起串音。
此主题相关图片如下：
图5 简单网络示意图 DTE为数据终端设备 5.4 降低时延和时延差的措施
时延是决定5、6类缆使用距离的关键参数，由于相速度vp=1/εr ，所以减小绝缘相对介电常数εr是降低时延的重要途径。5类缆可用实心HDPE（高密度聚乙烯）绝缘，6类缆最好用物理发泡PE或FEP绝缘，以减小εr，并降低时延τ。减小时延差的措施是适当减小线对节距差。
在挤护套工序中，护套内径不能太小，否则过分挤压线对，会导致相对介电常数变大，使电缆的电气性能变坏。
6 结束语
从上面的计论可见，LAN数字通信电缆的各项技术指标，特别是近、远端串音和衰减指标均对通信有重要影响。特性阻抗和时延指标也不能忽视。在高速以太网（100Mb/s以上）中，从CSMA/CD协议看，传输速率与距离成反比，6类缆在200Mb/s速率下，使用距离为100m时，虽然BER允许，但链路长度已超过CSMA/CD的最小帧长，从TCP/IP协议数据链路层上不能保证帧的冲突差错，检测帧的差错将由协议的高层完成，这会影响通信的效率。在目前一对发送，一对接收，一对语音，一对备用的（10BASE-TX和100BASE-TX）使用情况下，近端串音是主要的噪声来源，它主要影响S/N和BER。在千兆比以太网（1000BASE-T中），远端串音是干扰的主要来源。在低速网（16Mb/s及以下）中，串音引起的BER是影响数字通信对绞电缆使用距离的主要因素：在高速网（100Mb/s和1000Mb/s）中，串音和时延以及时延差是限制使用距离的因素。电缆厂家应严格按标准精心生产合格的电缆，保证网络物理层的最小BER，才是保证LAN高速数据传输率的基础。
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发表于 2013-6-4 09:44:02
