LAN Cable

傳輸路徑上有“陷阱”
Attenuation--衰減
被卡住的電子
Fewer electrons show up!
heat!
heat!
NWInG
高速數字通信 Cabling System
還有部分電子被反射: return loss--回損
A bump causes some electro字通信 Cabling System
ACR = the traditional SNR
信號 = 遠端發出經衰減的信號.
噪聲 = NEXT + 外部噪聲 (忽略).
External noise Signal
Transmit Output
Workstation
Receive Input
NEXT
Signal
Far End Crosstalk is by the electrons that continue to the far end
NWInG
高速數字通信 Cabling System
有些電子飛離電纜進入空間, 最終進入大地
Electromagnetic Interference (EMI)!!
Electrons in the air may be picked up by your radio or TV antenna and cause interference!
高速數字電纜應用與歷史. 高速數字電纜參數及意義.
直接測量參數 計算參數 功率和參數
高速數字電纜設計.
Impedance 提升 ACR 提升
傳輸性能分析
檢驗
NWInG
高速數字通信 Cabling System
信號傳輸就如電子在崎嶇的路徑上前進
Propagation delay-時延
電子以幾乎恆定的速度前進: ( 20 cm / ns,
Another S/N = ELFEXT
信號 = 遠端發出經衰減的信號.
噪聲 = FEXT + 外部噪聲 (忽略).
External noise
Signal
Transmit Output Workstation
Transmit Output
FEXT Signal
Receive Input
LAN equipment
高速數字通信 Cabling System
Near End Crosstalk (NEXT)
Near End Crosstalk is by the electrons that return back to the beginning
NWInG
高速數字通信 Cabling System
Far end crosstalk (FEXT)
(對於同一對線同時向兩個方向傳播信號的應用.)
NWInG
高速數字通信 Cabling System
我們希望接受的信號 (藍,粉) 比 NEXT (灰)有更多 的電子!
“hybrid”
Transmit Output Workstation
Receive Input
Signal
Signal
Return loss signal (bump in electronic road)
兩對以上向同一個方向傳播信號的應用 (Gigabit Ethernet). 使用 25對電纜時 (分成6個4對LINK). 用於考量同一電纜束中各獨立電纜間的串音 影響.
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高速數字通信 Cabling System
CAT 5e/6 的規格較以往更嚴格
所測信號更小.
一些參數的允許空間更小 (return loss)
STP - Shielded Twisted Pair - Twisted pair cables shielded by a foil and braid screen.
SSTP - Foil Screened Shielded Twisted Pair.
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高速數字通信 Cabling System
NWInG
高速數字通信 Cabling System
Signal-to-noise ratios (SNR)
影響SNR的因素有三:
Attenuation to Crosstalk Ratio (ACR). Equal Level Far End Crosstalk (ELFEXT). Return Loss.
傳輸性能分析
檢驗
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高速數字通信 Cabling System
高速數據電纜應用與歷史
線纜類別 最高使用頻率 傳輸速度
f ( MHz )
( MB/ S)
主要應用
CAT1 CAT2 CAT3
1. 04 5 16
<1
語音
4
低速數據, 令牌環網, I BM- TYPE3
10
Et h e r n e t , 1 0 Ba s t - T, I EEE 8 0 2 . 3
Up to 90 m
Solid conductors Up to 25 pairs Up to 90 m
The total LINK length, including backbone, horizontal and patch cables, cannot exceed 100m
Stranded conductors Max. length: 10 m
特性阻抗
1. 原理
C
o
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高速數字通信 Cabling System
Typical LAN Network
To another network
HUB
Switch
File Server
RAUTER
Patch Panel
Printer
Fax
Scanner
PC
PC
NWInG
Agenda
高速數字通信 Cabling System
高速數字通信 Cabling System
高速線纜設計的基本出發點
取得最平坦的傳輸路徑---阻抗匹配
取得最佳信號質量---提升ACR
取得最佳平衡---制程參數管控
NWInG
高速數字通信 Cabling System
LAN Cable Construction
UTP - Unshielded Twisted Pair - twisted pair cables with no screening
NWInG
高速數字通信 Cabling System
Cables in a typical LAN
Horizontal cables
Wall Outlets
Peripherals
Patch Cables
Patch Panel
TRUNK BACKBONE
Cables
Solid conductors 4 Pairs
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高速數字通信 Cabling System
高速數字通信電纜設計 及傳輸性能分析
William Yao 8/30’2002
NWInG
Agenda
高速數字通信 Cabling System
高速數字電纜應用與歷史. 高速數字電纜參數及意義.
傳統參數 計算參數 功率和參數
高速數字電纜設計.
Impedance 提升 ACR 提升
CAT6
250
250
Gi g a b i t Et h e r n e t , 6 2 2 Mb p s ATM
CAT7
600~750
Gi g a b i t Et h e r n e t , 6 2 2 Mb p s ATM, 6 5 0 / 7 5 0 5 5 0 MHz Br o a d b a n d Vi d e o
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高速數字通信 Cabling System
因路徑不平導致電子“飛出”
Crosstalk!!--串音
A level problem in the electronic road will cause some electrons to fall on an adjacent road
NWInG
Receive Input
LAN equipment
Transmit Output
(對於每一對隻傳播一個方向信號的應用.)
NWInG
高速數字通信 Cabling System
我們希望接受的信號 (藍,粉) 比 NEXT (灰)有更
多的電子!
Transmit Output Workstation
Receive Input
有些從未要求的參數必須量測(ELFEXT).
這表明新的電纜標準要求更嚴格的特性!
NWInG
Agenda
高速數字通信 Cabling System
高速數據電纜應用與歷史. 高速數據電纜參數及意義.
傳統參數 計算參數 功率和參數
高速數據電纜設計.
Impedance 提升 ACR 提升
傳輸性能分析
檢驗
NWInG
Receive Input
(對於兩對以上向同一個方向傳播信號的應用.)
NWInG
高速數字通信 Cabling System
我們希望接受的信號 (藍,粉) 比 NEXT (灰)有更多 的電子!
Transmit Output
Workstation
Transmit Output
Signal (from local to remote)
NWInG
高速數字通信 Cabling System
What is ACR and ELFEXT?
二者都是計算得出參數: ELFEXTdB = FEXTdB - attenuationdB ACRdB = NEXTdB - attenuationdB
如果此參數失敗, 檢查所有相關參數.
NWInG
Signal (from remote to local)
NEXT (local)
NEXT (remote)
Signal (from local to remote)
信號接受點!
Receive Input
LAN equipment
Transmit Output
NWInG
高速數字通信 Cabling System
CAT4
20
16
I BM令牌環網
CAT5
100
100
Et h e r n e t , 1 0 0 Ba s t - T,
Et h e r n e t , 1 0 0 Ba s t - T, 1 5 5 Mb p s
CAT5 E
155
1 0 0 / 1 5 5 ATM, Br o a d b a n d v i d e o
“hybrid”
Transmit Output
LAN equipment
Receive Input
信號接受點!
NWInG
“power sum”
高速數字通信 Cabling System
不同對線信號並非完全同步, 所以信號逸出亦非完全同時, 則串音信 號之和會因分散而減小 (非相關).
NWInG
高速數字通信 Cabling System
“power sum” 與最壞狀況-- “voltage sum”
如果所有串音信號同相, 他們會在與最壞狀況迭加-- “voltage sum” (相關!).
NWInG
高速數字通信 Cabling System
何時考慮 “power sum” NEXT 和 “power sum” ELFEXT needed?
噪聲 = 本對反射信號
“hybrid”
Signal
“hybrid”
Transmit Output Workstation
Receive Input
Return loss (bump in electronic
road)
Transmit Output
LAN equipment
Receive Input
1 ns = 0.000 000 0001 s)
(max 555 ns later ..)
NWInG
高速數字通信 Cabling System
但每條電纜有4條傳輸路徑(線對)
Delay Skew-時延扭曲
每條傳輸路徑都有輕微
長度差異
(max 50 ns differences ..)
NWInG
高速數字通信 Cabling System
FEXT FEXT
Signal (also from local to remote)
Receive Input
LAN equipment
Receive Input
信號接受點!
NWInG
高速數字通信 Cabling System
Yet another S/N = Return Loss
信號 = 遠端發出經衰減的信號.
FTP - Foil Screened Twisted Pair - screened cable for use in structured cabling, with the screen consisting of a metallic foil and drain wire. Otherwise identical to UTP.