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NEXT近端串?dāng)_是什么問(wèn)題？從詩(shī)人的角度來(lái)闡述

發(fā)布日期：2020年01月14日   瀏覽次數(shù)：6次   編輯：深圳連訊

我曾經(jīng)上過(guò)一位教授的課，這位教授喜歡用兩種方式來(lái)解釋各種概念。首先，他會(huì)深入發(fā)掘某個(gè)概念背后的數(shù)學(xué)理念，在黑板上寫滿各種方程式，并闡述它們之間的關(guān)系。他將這稱之為“工程師的視角”。之后，他會(huì)再對(duì)這個(gè)概念做一次解釋，但這次，完全不涉及數(shù)學(xué)。他將這稱之為“詩(shī)人的視角”。

那么，為什么通訊電纜是雙絞線結(jié)構(gòu)，而輸電電線卻是直的？這完全是出于帶寬的考慮。電力信號(hào)的頻率很低，因此無(wú)需擔(dān)心帶寬，但這卻是通訊電纜需要考慮的問(wèn)題。沿著電線傳輸?shù)母哳l信號(hào)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，在臨近電纜中引起感應(yīng)信號(hào)。這些感應(yīng)信號(hào)被稱為“串?dāng)_”，因?yàn)樵谑褂美鲜降哪M電話線路時(shí)，你經(jīng)?？梢月?tīng)到電話中的背景對(duì)話，而這正是感應(yīng)信號(hào)造成的。

 

想象一下，你電腦的網(wǎng)絡(luò)接口正在傳輸一個(gè)信號(hào)。當(dāng)一個(gè)信號(hào)從發(fā)送端線路發(fā)出時(shí)，接收端線路會(huì)同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)信號(hào)。這樣麻煩就來(lái)了，因?yàn)楦鶕?jù)以太網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)則，如果其他人在“發(fā)言”（發(fā)送信號(hào)），你就得停止“發(fā)言”。但如果你的計(jì)算機(jī)每次試圖“發(fā)言”的時(shí)候，它都能聽(tīng)到自己的發(fā)言，所以會(huì)立刻停止信號(hào)發(fā)送動(dòng)作。如此一來(lái)，連電子郵件都發(fā)送不出去了。

 

事實(shí)上，感應(yīng)信號(hào)的強(qiáng)度要比原始信號(hào)小很多倍，如此一來(lái)這個(gè)問(wèn)題就沒(méi)那么嚴(yán)重了。但信號(hào)接收器需要非常靈敏。這是因?yàn)楦哳l信號(hào)在電纜中傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生衰減。例如，IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)對(duì)1000BASE-T雙絞線的信號(hào)規(guī)定最大損耗值為24dB，相當(dāng)于信號(hào)抵達(dá)你的計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)接口相比從遠(yuǎn)端發(fā)射時(shí)的原始強(qiáng)度衰減6%。所以串?dāng)_信號(hào)不得超過(guò)這個(gè)水平。距離計(jì)算機(jī)接口越遠(yuǎn)，接收信號(hào)的強(qiáng)度就越大，也越不容易受到串?dāng)_的影響。這意味著距離發(fā)射器最近的地方串?dāng)_問(wèn)題最嚴(yán)重，因此這里的關(guān)鍵指標(biāo)就被稱為近端串?dāng)_（NEXT）。

 

 

工程師們有很多巧妙的方法來(lái)解決近端串?dāng)_（NEXT）的問(wèn)題。首先，數(shù)據(jù)信號(hào)會(huì)以“差分”模式編碼并輸入電纜,意思是一根導(dǎo)線上的每一個(gè)正脈沖都會(huì)同相對(duì)應(yīng)的配對(duì)導(dǎo)線上的負(fù)脈沖形成匹配。這意味著電纜會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度相同但極性相反的電磁場(chǎng)，二者會(huì)相互抵消，從而消除串?dāng)_。但如果只是讓一對(duì)電纜彼此間保持平行，其中一根電纜會(huì)距離一個(gè)磁場(chǎng)更近，因此一根電纜的電磁場(chǎng)會(huì)比另一根稍強(qiáng)，最終還是會(huì)存在稍許串?dāng)_。

 

第二個(gè)方法是把電纜擰成麻花狀。這種方法會(huì)令電纜之間的距離發(fā)生變化，時(shí)而更靠近正極導(dǎo)線，時(shí)而更靠近負(fù)極導(dǎo)線。這有利于抵消感應(yīng)效應(yīng)，減少甚至消除串?dāng)_。但如果線對(duì)的絞距相同，則有可能在整個(gè)距離中與磁場(chǎng)保持相同的間距，造成更大的串?dāng)_。這時(shí)就需要引入第三根電纜，讓線對(duì)擁有不同的絞距，從而令它們?cè)谡麄€(gè)傳輸距離中不會(huì)與同一根導(dǎo)線保持相同的距離。

 

 

不同的絞距正是當(dāng)你在使用電纜測(cè)試儀測(cè)試線對(duì)時(shí)發(fā)現(xiàn)它們有著不同長(zhǎng)度的原因。如果將線對(duì)解開(kāi)，平直地伸展開(kāi)來(lái)，絞距大的電纜要更長(zhǎng)一些。長(zhǎng)度差異通常在5%或者更多。TIA標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電纜長(zhǎng)度的限制以最短的線對(duì)為準(zhǔn)。

 

盡管導(dǎo)線在模塊（RJ-45）連接器中只在一小段距離中呈平行狀態(tài)，但在安裝好的鏈路中，它們通常是最主要的近端串?dāng)_致因。而且在安裝連接器時(shí)，即使稍稍多解開(kāi)一點(diǎn)纏繞也可能顯著增強(qiáng)感應(yīng)效應(yīng)，導(dǎo)致鏈路認(rèn)證失敗。

 

較新的設(shè)計(jì)方案則通過(guò)其他方法來(lái)獲得更好的抗串?dāng)_性能，包括通過(guò)在電纜中使用隔層，更仔細(xì)地控制絞距，以及將線對(duì)粘合在一起。而一些新的技術(shù)，例如10GBASE-T和PoE，對(duì)鏈路的要求不僅僅是更優(yōu)秀的抗串?dāng)_性能。但在談到優(yōu)質(zhì)布線時(shí)，串?dāng)_依然是最重要的參數(shù)之一。

 

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