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線外雙絞線的線外串?dāng)_并不是一個(gè)新鮮事物,早在近10年前就有人提出這個(gè)概念,當(dāng)時(shí)因?yàn)槭艿綔y(cè)試手段的制約以及當(dāng)時(shí)的視頻網(wǎng)絡(luò)對(duì)線外串?dāng)_并不敏感,所以沒(méi)有得到重視。但隨著近年來(lái)萬(wàn)兆以太網(wǎng)10Gbase-T在數(shù)據(jù)中心內(nèi)得到普遍的應(yīng)用,線外串?dāng)_的影響變得越來(lái)越明顯。
一、 什么是線外串?dāng)_
線外串?dāng)_即Alien Crosstalk,又名線間串?dāng)_。顧名思義,主要指的是是描述成束布放的電纜之間,信號(hào)能量耦合現(xiàn)象的術(shù)語(yǔ)。其概念與線纜內(nèi)部的近端串?dāng)_(NEXT)極為相似。線外串?dāng)_影響zui大的就是下圖這樣的所謂6包1的情況。中間的這根雙絞線線纜受到周圍6根線纜中耦合過(guò)來(lái)的能量的干擾。特別是絞距比較大的線對(duì)受到的影響更大。
線外串?dāng)_又分為ANEXT和AFEXT,如下圖所示,ANEXT就是在相鄰的2個(gè)通道上,一個(gè)接收端(RX2)收到了同一端另一根線纜發(fā)射端(TX1)耦合過(guò)來(lái)的能量。AFEXT就是RX4受到了TX1耦合過(guò)來(lái)的能量 過(guò)去對(duì)線外串?dāng)_不重視的原因是線纜內(nèi)部的NEXT和FEXT的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線外串?dāng)_。但是隨著DSP技術(shù)的進(jìn)步。無(wú)論是NEXT,F(xiàn)EXT,還是RL都可以得到相當(dāng)?shù)倪^(guò)濾。所以線外串?dāng)_這種無(wú)法采用有源手段主動(dòng)消除的干擾就變成了制約信噪比的zui大麻煩。 二、視頻數(shù)據(jù)中心常用以太網(wǎng)傳輸編碼與信噪比 我們要理解線外串?dāng)_對(duì)以太網(wǎng)絡(luò)傳輸造成的影響,首先就需要對(duì)傳輸?shù)木幋a方式與信噪比,誤碼率的關(guān)系作一定的了解。通常數(shù)據(jù)中心在HDA到PC服務(wù)器這一段多采用的是基于雙絞線傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)方式,而在數(shù)據(jù)中心目前zui常用的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是1000Base-T,或者1000Base-TX,部分?jǐn)?shù)據(jù)中心已經(jīng)開(kāi)始采用10G Base-T。所以本文將主要研究這三種標(biāo)準(zhǔn)與線外串?dāng)_之間的關(guān)系。本文將從這三種標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制方式入手,分析他們的極限信噪比,再對(duì)比所用傳輸介質(zhì)所能達(dá)到的信噪比,zui后來(lái)看線外串?dāng)_對(duì)這三種標(biāo)準(zhǔn)的影響到底有多大。 這三種以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)采用的都是PAM(脈沖調(diào)幅)調(diào)制方式,根據(jù)奈奎斯特抽樣定律,脈沖符號(hào)率至少是頻率的2倍,比如一個(gè)正電平脈沖符號(hào)和一個(gè)負(fù)電平脈沖符號(hào)可以組合成1個(gè)正弦波。反過(guò)來(lái)說(shuō),也就是1個(gè)正弦波zui少可以攜帶2個(gè)脈沖符號(hào)。1個(gè)脈沖符號(hào)可以攜帶多個(gè)bit(也就是計(jì)算機(jī)里的0和1),但是具體能帶多少,則取決于調(diào)制和編碼的方式(可以脈沖符號(hào)bit率這個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量)。我們將脈沖符號(hào)bit率*脈沖符號(hào)速率*傳輸線對(duì)數(shù)就可以得出整個(gè)傳輸系統(tǒng)的bps了。 我們知道香農(nóng)公式(Shannon)可以用來(lái)描述給定傳輸帶寬和信噪比的極限傳輸速率。這樣我們知道了脈沖符號(hào)bit率,我們就可以計(jì)算出所需的極限信噪比 三、數(shù)據(jù)中心內(nèi)使用的布線系統(tǒng)與線外串?dāng)_對(duì)信噪比的影響 上面的表格已經(jīng)得出了以太網(wǎng)傳輸所需要的zui低信噪比,下面我們來(lái)看我們數(shù)據(jù)中心的傳輸線纜的信噪比能不能符合系統(tǒng)傳輸?shù)囊?。目前?shù)據(jù)中心的綜合布線中通常用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕荂at6類,Cat6A類線纜也就部分采用(Cat5E 現(xiàn)在幾乎沒(méi)有數(shù)據(jù)中心采用做為數(shù)據(jù)傳輸用途了,所以不在本文研究范圍之內(nèi))。信噪比可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)據(jù)根據(jù)如下公式計(jì)算出來(lái)(均假設(shè)為UTP線纜)。 SNR(dB)=信號(hào)-插入損耗-綜合近端串?dāng)_-綜合遠(yuǎn)端串?dāng)_-回波損耗-線間串?dāng)_(Cat 6A)-環(huán)境噪聲+近端串?dāng)_處理增益+遠(yuǎn)端串?dāng)_處理增益+回波損耗處理增益。 我們來(lái)看其中的各個(gè)部分,信號(hào)我們?nèi)EEE標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的zui大PSD;IL,PSNEXT,PSFEXT, RL, PSANEXT, PSAFEXT, PSAFEXT取TIA568C.2標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定zui小數(shù)值;環(huán)境噪音經(jīng)過(guò)研究,一般數(shù)據(jù)中心內(nèi)部都在-150dbm下,所以這里忽略不計(jì)。目前DSP對(duì)內(nèi)部干擾的處理增益至少可以做到(SOLARFLARE的數(shù)據(jù)) 從上面的計(jì)算結(jié)果可以看出,不考慮線外串?dāng)_的因素,千兆網(wǎng)絡(luò)比萬(wàn)兆的信噪比余量要高出10多個(gè)dB ,也就意味著1000Base-T對(duì)干擾的余量是10Gbase-T的十倍以上。 這個(gè)計(jì)算結(jié)果可以說(shuō)明在Cat6上運(yùn)行的1000Base-T對(duì)線外串?dāng)_不敏感,甚至不使用FEXT Canceller 也可以正常運(yùn)行。對(duì)Cat6 線纜要求也不高,即使線纜測(cè)試結(jié)果余量不是很大,也能夠保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。而運(yùn)行在Cat6A線纜上的10Gbase-T的情況則不容樂(lè)觀,因?yàn)檫€要考慮ISI(inter-sybmol interfernce)干擾的因素還需要保留3-4個(gè)dB的余量。所以如果Cat6A線纜的測(cè)試結(jié)果僅過(guò)及格線,那么余量將非常緊張。當(dāng)然如果采用屏蔽線纜可以不考慮線外串?dāng)_,那么余量還是足夠的。 四、模擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)在Alien Crosstalk下傳輸?shù)膶?shí)際測(cè) 大家知道數(shù)據(jù)中心內(nèi)的雙絞線布線非常密集,筆者曾經(jīng)遇到過(guò)在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)配960根銅纜的工程。而上面所有的結(jié)論都是理論計(jì)算得出的結(jié)果,那么如果我們模擬實(shí)際環(huán)境做一個(gè)實(shí)驗(yàn),情況會(huì)如何呢?IEEE委員會(huì)當(dāng)初在制定10Gbase-T 的時(shí)候曾經(jīng)提交了一份報(bào)告,實(shí)際模擬了一個(gè)數(shù)據(jù)中心的6包1鏈路,1000Base-T在Cat 5E和Cat6 線纜上都可以做到*通過(guò)。 10Gbase-T當(dāng)時(shí)沒(méi)有做過(guò)類似的模擬,但是現(xiàn)在有一個(gè)研究機(jī)構(gòu)正在做萬(wàn)兆以太網(wǎng)在UTP和STP上的實(shí)際傳輸效果測(cè)試。目前結(jié)果還沒(méi)有*公布,不過(guò)大致的結(jié)論是萬(wàn)兆以太網(wǎng)在CAT6A UTP線纜上對(duì)線外串?dāng)_非常敏感。稍有不慎,就會(huì)發(fā)生問(wèn)題。 從上面的理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)試結(jié)果都可以得出這樣一個(gè)結(jié)論,目前數(shù)據(jù)中心常用的6類線上無(wú)論采用1000Base-T還是1000Base-TX都無(wú)需考慮線外串?dāng)_的問(wèn)題,因?yàn)樗麄儽旧硇阅艿挠嗔恳呀?jīng)足夠避免這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于10Gbase-T萬(wàn)兆以太網(wǎng),不論是UTP還是STP,如果安裝良好,理論上都可以避免線外串?dāng)_造成的問(wèn)題。但是考慮到目前的測(cè)試手段并沒(méi)有辦法能夠快速的檢測(cè)線外串?dāng)_的指標(biāo)是否合格(安裝是否良好),所以更推薦采用STP類屏蔽布線系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試。STP的線外串?dāng)_測(cè)試結(jié)果至少優(yōu)于UTP 15個(gè)dB以上,所以基本對(duì)線外串?dāng)_做到了免疫。 韋斯科技提供了多款流媒體高清視頻采集卡,可以采集VGA、HDMI、分量等高清標(biāo)準(zhǔn)。為用戶提供了多種體驗(yàn)。高清視頻采集卡應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通、醫(yī)療、金融甚至體育、娛樂(lè)等等行業(yè)都獲得了廣泛的應(yīng)用,可以說(shuō)已經(jīng)深入到我們的生活、生產(chǎn)和工作的方方面面。 主要產(chǎn)品:高清攝像機(jī),RGB采集卡,VGA采集卡,高清視頻采集卡,DVI采集卡,HDMI采集卡,會(huì)議攝像機(jī),LINUX采集卡,HD1080P,VGA編碼器,錄播系統(tǒng),筆記本高清采集卡,Express card高清采集卡 詳情請(qǐng)登陸: 韋斯科技(010)58537678
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2025第21屆鄭州工業(yè)自動(dòng)化展
展會(huì)城市:鄭州市展會(huì)時(shí)間:2025-05-09