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(本期不再講解由防雷元器件帶來的分布電容等常規(guī)問題)

以太網(wǎng)用電涌保護(hù)器，對(duì)以太網(wǎng)鏈路三個(gè)核心傳輸參數(shù)產(chǎn)生重要的影響。一是插入損耗IL，二是線對(duì)間串?dāng)_NEXT或者FEXT，與回波損耗RL。這是因?yàn)橐蕴W(wǎng)電涌保護(hù)器，是將以太網(wǎng)原有線路打斷，重新用跳線連接進(jìn)來的一個(gè)線路轉(zhuǎn)換裝置。該裝置不僅加入了并聯(lián)的元器件，同時(shí)由于印制電路板走線只能為直線折線、線寬線的截面積與原有CAT6或CAT5e網(wǎng)線，形成了鮮明的阻抗變換點(diǎn)。

一、插入損耗，主要由電涌保護(hù)器極間的電阻形成，線徑變換產(chǎn)生的阻抗也有一定影響。同時(shí)由于加入了電涌保護(hù)器，形成兩個(gè)新的RJ45連接點(diǎn)，連接點(diǎn)的接觸阻抗也作用在插入損耗中。這是人為的將整個(gè)環(huán)路電阻加大。如果插入損耗過大，那么信號(hào)將不能傳得很遠(yuǎn)，未來工程布線就不可能達(dá)到預(yù)期的預(yù)算距離。

圖1?防雷器的阻抗分布

二、線對(duì)間串?dāng)_，原本使用的雙絞線、線對(duì)間隔離骨架、提高線徑、增加絞結(jié)率，甚至線對(duì)屏蔽來達(dá)到高速傳輸。然而，電涌保護(hù)器中線路板，走線不可能做到雙絞，無奈的加入了許多平行線，降低了絞結(jié)率。在高速傳輸?shù)木€路中，一般要求是解開長度不超過13毫米，這樣才能跑高速網(wǎng)絡(luò)，但是電涌保護(hù)器不可能只有13毫米的電路板布線。對(duì)于串?dāng)_是高速網(wǎng)絡(luò)中最在意的一個(gè)指標(biāo)，一般在水晶頭打線的時(shí)候，短短的幾毫米的平行布線都會(huì)被苛刻地考慮在串?dāng)_之中，更何況是電涌保護(hù)器。

圖2?印制電路板雖然無法達(dá)到雙絞線的效果，但合理設(shè)計(jì)仍能滿足使用要求

三、回波損耗，是對(duì)阻抗連續(xù)性破壞的結(jié)果。這個(gè)阻抗和第一節(jié)說的阻抗有區(qū)別，這里主要將傳輸特性阻抗，雙絞線一般為100-120Ω，受線纜體電感和體電容的比值作用。電涌保護(hù)器就是以上所說的電路板平行布線，對(duì)整個(gè)線路的阻抗連續(xù)性的一個(gè)嚴(yán)重破壞(如圖1)。引入線路中的連接器，同樣要求焊點(diǎn)盡量小，電涌保護(hù)器，電路板中的焊點(diǎn)并沒有注意到大小的問題，一個(gè)放電管的引腳就足足2mm以上！這些焊點(diǎn)直接破壞了線路體電容。在整個(gè)環(huán)路中，被反射回來的回波越大證明阻抗突變?cè)酱蟆?/p>

特性阻抗公式，可以看出只要傳輸通道形狀改變，特性阻抗必然變化。

在討論完以上三個(gè)核心參數(shù)之后，同樣要注意另一個(gè)參數(shù)，叫信噪比ACR。信噪比可以作為修正前三個(gè)參數(shù)，進(jìn)行判定時(shí)的綜合分析手段。信號(hào)強(qiáng)度由插入損耗決定。噪聲強(qiáng)度由串?dāng)_和回波決定。串?dāng)_和回波帶來的噪聲強(qiáng)，但是插損小信號(hào)強(qiáng)度高，在整體信號(hào)傳輸中信號(hào)不會(huì)失真，看作信噪比小，可以判定為合格。反之，插損小，但是串?dāng)_回波大，那么信噪比就大，線路傳輸不會(huì)合格。

圖3?信噪比示意圖

?電涌保護(hù)器會(huì)同樣帶來另一個(gè)問題，那就是線路不平衡。線對(duì)間有一個(gè)粗一個(gè)細(xì)，或者一個(gè)線路長一個(gè)線路短，這些都是由布線的電路板帶來的差別。因?yàn)?#xff0c;接收器是差模放大器，也就是兩個(gè)線對(duì)間的差模信號(hào)進(jìn)行放大，它們對(duì)地的共模信號(hào)，無論受多大的干擾，都會(huì)被放大器抵消。外來的干擾信號(hào)是同時(shí)作用在線對(duì)的兩條線上，兩條線受到同樣的干擾后，對(duì)地的共模干擾信號(hào)是同樣的，在差模接收器上就會(huì)抵消。但是，兩根線如果長度不同，粗細(xì)不同，布線的遠(yuǎn)近不同，也就是說相對(duì)外來信號(hào)的距離不同，那么在兩根線上產(chǎn)生的，共模干擾信號(hào)就有高低的差別，信號(hào)到達(dá)差模接收器上就不會(huì)被完全抵消，形成干擾信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的專家們似乎對(duì)平衡參數(shù)，特別的感興趣，因?yàn)樗砹舜蟛糠值目垢蓴_能力。

圖4?線對(duì)間不平衡導(dǎo)致干擾無法等量抵消

總之，為了達(dá)到防雷目的信道上人為的增加了超級(jí)故障點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)工程師的眼中，防雷器是不能支持高速鏈路的。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)收時(shí)，只要速度跑不快，首先查看有沒有接防雷器？已經(jīng)成了一個(gè)驗(yàn)收的常規(guī)動(dòng)作。而在防雷工程師眼中，自己的百兆網(wǎng)千兆網(wǎng)的防雷器，經(jīng)過各種專業(yè)設(shè)計(jì)通訊參數(shù)很優(yōu)異。但是，這種優(yōu)異只是針對(duì)于防雷器本身，相對(duì)于一個(gè)一百米的信道驗(yàn)收，防雷器占用了大量的網(wǎng)絡(luò)速度資源。

圖5? 參數(shù)合格的防雷器也會(huì)占用網(wǎng)絡(luò)資源

所以防雷器的所有測試參數(shù)，在重視測試結(jié)果是否合格的同時(shí)，要關(guān)注連接入整個(gè)信道合格判定的余量有多少？余量越大在整體安裝后的工程驗(yàn)收，就會(huì)越趨近于合格。

未完，下期將開始實(shí)際測試分析。

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2019/1/3

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