扩展六类非屏蔽双绞线网络系统信道和固定链路中综合外
来串扰的讨论和分析
The Power Sum Alien Crosstalk in Channel and Permanent Link in an Augmented
Category6Unshielded Twisted-pair Network
引言
第一次在论坛上发起专题讨论贴，希望通过这样的专题讨论能调动起所有相关学科爱好者的兴趣。
这个专题预计涵盖传输线理论（Transmission Line Theory）、阻抗匹配理论（Impedance Matching）、电磁兼容（Electromagnetic Compatibility）、测试测量（Instrumentation and Measurement）学科领域。
因为这个专题基于本人工作中遇到的实际情况，因此会在不泄漏商业敏感信息的前提下，尽量将理论部分的东西提取出来。
对于这个专题有非常独到见解或者直接可行性解决方案的回复，给与1威望、10技术分、100RF币、大赛特别奖勋章奖励。
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案例分析
背景介绍
2006年发布的IEEE协议802.3an（IEEE Std802.3an-2006）规定了在以太网（Ethernet）中布署10Gbit/s网络的相关电属性[1]，相关的协议内容在IEEE协议802.3-2008（IEEE Std802.3-2008）中再次归类确认[2]。在以太通信网中，双绞铜网线和光纤是基本的两种布线方式，而非屏蔽双绞线（Un-shielded Twisted Pair–UTP）相对光纤有成本低廉和部署简单的优势。因此，国际标准组织Telecommunication Industrial Association（TIA）和International Standard Organisation（ISO）都发布了基于10GBa-T网络的双绞铜网线相关协议标准
[3][4]。在TIA-568-C.2协议中，定义了扩展六类（Augmented Category6–C6A）网线系统（对应ISO/IEC11801协议中的Class Ea）。本专题就讨论在C6A系统中遇到的工程问题。
名词解释
在TIA-568-C.2协议中定义了信道（Channel）和固定链路（Permanent Link）和水平网线（Horizontal Cable）三个基本概念。
水平网线是由4对双绞线封装在热塑外包当中，注意这个水平网线是硬质网线（Solid Cable），并非日常家庭中使用的软跳线（Patch Cord）。
在水平网线两端安装上连结头（Connector）之后，这部分就称为固定链路，因为这部分通常布署在建筑物的墙内，布署后不再移动，因此是“固定”的。
图1–固定链路示意图
在固定链路两端再连接跳线之后，这部分就称为信道，信道是真正完整的通信系统，对应IEEE协议中的链路部分（Link Segment）。
图2–信道示意图
在TIA-568-C.2协议中，测试水平网线要求100米长度，测试固定链路要求90米长度（90米水平网线加上连结头），测试信道要求不超过100米长度（90米固定链路加上不超过10米的跳线）。
但是在实际应用中，尤其在数据中心布线，越来越多的客户会要求水平网线的长度越短越好。因此目前项目的挑战在于研发14米的信道方案（10米固定链路两端加上2米跳线）。
在之前低级别网线协议中，回波损耗（Return Loss–RL）、近端串扰（Near End Crosstalk–NEXT）和远端串扰衰减（Attenuation to Crosstalk Ratio at Far-end–ACR-F）是被重视的几个参数，NEXT是一根网线中一对双绞线从其它三对双绞线中接受到的串扰，我们可以把它看作是“内部的”。从C6A系统协议开始，外部串扰（Alien Crosstalk–AxTalk）被定义并要求测量。AxTalk是一对双绞线从其它网线的双绞线中接受到的串扰。在TIA-568-C.2协议中，网线捆（Cable Bundle）要求以6包1（6-around-1）的形式捆绑，因此综合外部近端串扰（Power Sum Alien Near End Crosstalk–PSANEXT）和综合远端外部串扰衰减（Power Sum Attenuation to Alien Crosstalk Ratio at Far-end–PSAACR-F）需
要计算6根网线的累计值。
图3–6包1测试
工程问题分析
讨论的问题是在10米固定链路和14米信道中测试综合外部近端串扰。以实地测量（Field Measurement）为例，下面两张图是使用Field CableAnalyzer测试固定链路和信道的配置：
图4–固定链路实地测试
图5–信道实地测试
注：将Field CableAnalyzer换成Network Analyzer就成为实验室测量（Laboratory Measurement），配置有少许不同，但实验室测量是基准测量。
对比上面两张图，可见固定链路测量和信道测量的一大区别在于校正平面（Calibration Plane）的位置。固定链路的校正平面在连结头处，而信道的校正平面在跳线的水晶头（RJ45Plug）处。
接下来，先看看测量得到的固定链路和信道的PSANEXT（负dB值显示）：
图6–固定链路PSANEXT
图7–信道PSANEXT
由对比可见，信道中的PSANEXT有非常明显的“谐振”，尤其在100-300 MHz之间，外部近端串扰的谐
振使得信道的PSANEXT性能没有通过TIA-568-C.2的规定。
专题讨论的焦点就在于：
1.是什么原因导致信道的综合外部近端串扰出现谐振现象？
2.用什么办法可以有效抑制这种谐振？
深入讨论
反射理论
网线系统可以理想化为如下的级联系统：
