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                bet网站6類布線系統創新及研究成果

                發布者:bet网站管理員 發布時間:2021-08-13
                分享到:
                近30年來,在中國智能樓宇市場上,約有60%的用戶選擇了6類千兆布線系統做為物理層媒介。在推出更高端線纜,如:萬兆6A類,7類,7A類,甚至支持25GBASE-T,40GBASE-T的8類銅纜之後,千兆6類布線系統依然具有生命力。

                bet网站千兆6類布線系統持續研發叠代,於近期成功研發出了第二代高性能6類非█屏蔽模塊新模塊及其包含的6類布線系統具有以下4個創新點:


                1. 6類模塊傳輸性能單體合規。

                2. 6類永久鏈█路和信道通過多節點、短距離驗證。
                3. 6類信道支持2.5GBASE-T和5GBASE-T。

                4. 6類布線系統支持PoE Type 4(PoE++,90瓦)。

                bet网站6類新模塊通過單體測試(原件級別的性能測試),其傳輸性能滿足IEC 60603-7-4(包括 ISO/IEC 11801-1 和 TIA-568.2-D)對於6類連接器的所有傳輸參數要求。
                近端串音(NEXT)按照 IEC 60512-27-100 的測試方法驗證了針對跳線水晶頭的適配性分析(技術名詞:“測試插頭的矢量響應分析”),正反向一共 28 個參數都符合6類連接器的近端串音的性能要求。

                bet网站新開發的 6 類模塊的可靠性驗證有以下亮點:


                ? 遵循實驗室測試方法驗證傳輸性能滿足 IEC 國際標準要求。
                ? 插拔次數達到 PL2 等級(2500 次)。
                ? 按照 IEC 國際標準要求測試 PoE Type 4 帶電插拔耐受性。
                ? 測試電流-溫度曲線驗證 PoE 條件▓下的電流承載能力。

                下面展開說明各個亮點的細節:

                ? 新模塊按照 IEC 60603-7 的 6 個測試組進行完整的連接器可靠性驗證。除了傳輸參數,其它的可靠性測試完成了6個測試組總共31個測試項目。
                ? 在插拔次數測試中,bet网站實驗室完成了 2500次插拔測試。(模塊的插拔次數有兩個等級:PL1=750 次,PL2=2500 次。)
                ? 模塊的“靜態”電流承載能力也是需要驗證的一個參數。bet网站開發的6類模塊按照 IEC 60603-7 的 current-temperature de-rating要求測試驗證了不同溫度條件下的承載電流能力。下圖是在bet网站實驗室測試6類非屏蔽連接器的current-temperature de-rating的結果。

                新6類模塊匹配bet网站 6 類水平線纜和 6 類跳線組成的 6 類永久鏈路和信道,按照 TIA-568.2-D Annex L 驗證了標準所有建議的多節點配置(包括 3 節點鏈路和 4 節點信道)。

                在6 類布線系統的永久鏈路和信道性能驗證中,標準推薦的永久鏈路和信道的最壞情況的模型有如下幾個:

                1. 永久鏈路:90米(2節點);信道:5+90+5米(2節點)。
                2. 永久鏈路:5+85米(3節點);信道:5+5+85+2+3米(4節點)。 
                3. 永久鏈路:5+15米(3節點);信道:1+5+15+1+2米和2+5+15+1+2米(4節點)。
                4. 永久鏈路:15米(2節點);信道:1+15+1+2米(3節點)。
                5. 永久鏈路:10米(2節點);信道:1+10+1米(2節點)。
                 
                原則一:節點越多,各節點之間距離越短,則近端參數能通過標準要求的難度越高。3節點的永久鏈路的通過難度高於2節點鏈路;4節點信道的通過難度高於2節點信道。所以,在TIA-568.2-D Annex L建議的鏈路和信道配置中,難度最大的永久鏈路是5+15米三節點鏈路,難度最大的信道是1+5+15+1+2米四節點信道。表 01是使用6類非屏蔽連接器的6類非屏蔽永久鏈路的傳輸性能測試結果。表 02是使用6類非屏蔽連接器的6類非屏蔽信道的傳輸性能測試結果。

                △ 表 01 – 永久鏈路最小余量總結(dB)

                △ 表 02 – 信道最小余量總結(dB)
                原則二:節點越多難度越大,非標準的 6 節點信道的難度又高於 4 節點信道。兆龍完成了驗證6 類布線系統的 6 節點 100 米信道和 40 米信道,體現了bet网站 6 類系統的性能非常高。下圖所示為bet网站實驗室測試的100米和40米6節點信道的配置。

                測試得到的傳輸參數如下:

                bet网站6類布線系統(信道)按照ISO/IEC TR 11801-9903和TIA-TSB-5021驗證了支持2.5GBASE-T和5GBASE-T的能力。尤其按照標準要求驗證了外部串擾性能(ALSNR),給出了5GBASE-T的成束安裝建議。

                用於證明█一個6類(E級)信道具有支持5GBASE-T能力的2個步驟:

                (1) 信道(單通道)滿足6類(E 級)信道的傳輸參數要求。
                (2) 線纜捆紮後信道滿足外部串音(ALSNR)的要求,即:測試1 MHz至200 MHz的外部串音並驗證5GBASE-T的ALSNR有正余量。

                上述要求 (1) 比較容易操作,常見的工程儀表都可以做到。而要求 (2) 比較困難,因為現有工程儀表(例如Fluke、Ideal等測試儀)還沒有集成ALSNR的驗證功能。bet网站實驗室通過實驗室測試方法,按照標準步驟計算 ALSNR的余量。

                要證明一個信道能支持2.5GBASE-T也有2個步驟:
                (1)信道滿足5類(D級)信道的傳輸參數要求;

                (2)測試1 MHz至100 MHz的外部串音並驗證2.5GBASE-T的ALSNR有正余量。


                通過計算得到的bet网站6類信道的2.5GBASE-T的ALSNR在任何長度下,即使完全捆綁條件下,也有正余量。因此使用bet网站新模塊的6類信道可以無條件地支持2.5GBASE-T。

                關於5GBASE-T的ALSNR,bet网站實驗的研究成果如下:

                ? 信道線纜捆紮長度越長,纜間耦合的外部幹擾越多,外部幹擾的噪聲功率越 高。而且信道長度越長,線纜的插入損耗越大,接收端收到的信號功率越低。此消彼長,長度越長的信道,接收端的有用信號的功率與外部串音的噪聲功 率的比值就越小(這個就是 ALSNR)。信噪比越小,誤碼率就會升高,導致 信道無法支持指定的傳輸速率。
                ? 要提高 ALSNR,一個途徑是提高信號功率,可執行的方案是減小信道長度, 即減小插入損耗,使接收端收到更大的信號功率;另一個途徑是降低纜間耦 合,可執行的方案是捆紮線束解綁,增大線纜之間的間距,從而使接收端收 到的噪聲功率降低。
                ? 根據兆龍實驗室的計算結果,50米以下的6類信道,即使線束完全捆紮, ALSNR也能滿足5GBASE-T的要求。而對於超過 50 米的信道,由於插入損耗增大,因此需要解綁線纜降低纜間耦合。信道長度越長,需要解綁的長度也會增加。
                ? 100米的信道,需要兩端各解綁35米,即解綁總長70米,只在中間捆綁 30米才能支持5GBASE-T的ALSNR。因此bet网站建議超過50米的信道完全解綁以確保支持5GBASE-T;或者選用更高等級的銅纜,如:6A系統,以更好的支持50米以上的5GBASE-T應用。
                bet网站新6類模塊在設計之初已經按照IEC 60512-99-002標準驗證了帶電插拔能力,同時驗證了6類線纜的PoE升溫性能。因此bet网站6類非屏蔽系統已經能夠支持PoE Type 4應用(最高90 W)。
                下圖為bet网站實驗室驗證6類連接器帶電插拔性能後金屬結構表面的電弧燒蝕情況。

                下圖為bet网站實驗室測試6類非屏蔽水平線纜在直流供電條件下的升溫值。

                模塊的平衡參數(TCL和TCTL)得到大幅改善之後有哪些好處?


                1. 非屏蔽系統有更強的抗電磁幹擾能力。
                2. 布線系統在PoE應用環境中一對雙絞線內承載電流的差異更小。 
                3. 非屏蔽系統能夠更好地支持5GBASE-T。
                4. 4節點信道短鏈路(1+5+15+1+2米)也能滿足所有傳輸參數要求。

                幾點有益的說明:

                ? 平衡參數(如TCL和TCTL)描述傳輸系統將差模信號轉變為共模信號的能力。它們等效於傳輸系統將外來共模噪聲轉變為可測量的差模噪聲的能力。平衡參數性能越好,系統會更少地將共模噪聲轉為差模噪聲。
                ? 非屏蔽系統沒有屏蔽層,因此任何外來電磁幹擾都會輻射至對絞線上。絕大多數情況下,外部輻射的電磁幹擾信號是共模信號。因此,一個平衡性非常好的非屏蔽系統,即使接收到█了共模噪聲,系統也只會轉變出非常少的一部分差模噪聲,相當於將共模噪聲“過濾”或“抑制”。因此平衡參數是衡量非屏蔽系統抵抗電磁幹擾能力的指標。
                ? 對絞電纜在直流供電時,一對雙絞線的兩根導體以並聯的形式█承載電流。如果兩根導體的電阻相同,則電流平均分流在兩根導體上傳輸。如果兩根導體的電阻不同,則按照電阻並聯的性質,小電阻的導體承載更多電流。而導體電阻消耗的功率按照P=I2 ?R 計算,電流差距越大,小電阻導體消耗的功率按照電流的平方律增大,會導致一對雙絞線內的一根導體的發熱量大大高於另一根導體。為此,PoE相關的標準ISO/IEC TS 29125(信息技術,終端設備遠程供電的電信布線要求)以及TIA TSB-184-A(Guidelines for Supporting Power Delivery Over Balanced Twisted-Pair Cabling)規定了一對雙絞線的對內電阻不平衡的要求。對絞線的兩根導體電阻差距越大,相當於兩根導體越“不平衡”,會反映到平衡參數測量當中。如果布線系統要支持以太網供電,那麽布線系統必須要有較高的平衡性。

                 小結:開發一個合規的6類非屏蔽模塊是決定一個優異性能的6類綜合布線信道/鏈路的重中之重。bet网站最新研發的6類非屏蔽模塊及其在研發過程中所做的創新及研究成果給用戶持續帶來價值。

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