六类系统性能

■ 奥创利高级开发工程师 Robert A. Aekins

■ 奥创利高级产品经理 Gregg Lafontaine

目标

　　要提高永久链路和信道的性能，对于终端用户和安装人员来说，现场测试和有源系统的性能极为重要，且每个产品的传输性能都需满足和超过TIA 6类组件规范草案。

使用的工具

　　因为项目规范要遵循TIA 568B标准，所以5e类和6类组件的兼容性就成为制定这个规范的关键点。

　　改进的平衡技术结合平衡诱发噪声消除技术（如双向电抗串扰消除）允许端到端信号强度更强，并且最大幅度地遏制噪声，从而大幅度提高信噪比（SHANNON定律）。

　　如果连接器要求实现设备间的互用性和向后兼容能力，那么工作带宽需要增加到100MHz或250MHz。

组件规范

　　5e类组件规范的批准促使组件的一致化成为所有工作规范所遵循的一部分。人们期望6类组件规范的批准也将会带来同它前一类组件规范一样的效果。新的安装所使用的“信道解决方案”如果不符合组件一致性将会带来麻烦，因为它的组件不符合TIA 568B标准。

　　TIA之所以要求组件一致化是为了确保能够向后兼容低性能等级的组件。这是为了保证在新安装的6类布线系统中可以使用5e类接插线或其他性能达到或超过最低等级组件的线缆器件。

　　TIA要求组件一致化还有另外一个原因，即保证互用性。这样，安装时即便连接套件来自不同厂家，用户也能在测试之前就知道这些套件组合在一起会通过6类的现场测试。

设计信道

　　标准一般都会列出达标性能的最低等级。

　　若要让安装后的系统性能更高，需要用户的系统内每个连接组件都高出6类组件一致性的达标性能一个等级。更重要的是，这些组件在现场组成一个链接或信道时，每个组件都要达到最佳性能。这种现场测量出来的性能会被用户和安装人员看到，最终也会影响运行在布线系统上的设备性能。

　　满足组件要求的系统解决方案一般总会优于由不同厂家提供的产品所集成的系统。

　　如果安装组件使用最佳安装性能产品，在系统性能具有最大性能余量的同时，每个组件仍满足组件要求。要实现这个目标，需要把所有组件的性能值都调整到TIA测试插头的通用中间值。通过调整到标准定义的中间值，从而得到一个绝对平衡系统。所有插头、接插线面板端口和接插线端接都遵照相同精度的目标值。这样做所带来的系统性能增益可以在实验室环境里看到，也可以在现场观测到。

　　所有类型的安装构型、链接和信道，不论距离长短，只要采用这种平衡，性能就会有所提高，这一点同样也是很重要的。这种平衡必须从一开始就遵循一个统一的目标，所有连接器都必须达到这个指标，目标值不同的插头和接插端口放在一起是不会有好的效果的，这是因为它们都和同样性能等级的接插线连接。实际上，所有其他连接目标值都是建立在和接插线连接的插头的目标值之上。

跳线

　　完美的跳线端接的目标值恰好落在所有插拔测试插头目标值的中间，TIA用这些插头来鉴定连接器和插头是否达标。要鉴定连接器（模块、配线架等）是否达到TIA 6类组件规范，系统组件要分别用低目标值和高目标值测试插头。这种插头的高低两种目标值决定了互用性和向下兼容的限制范围。

　　另外，设计和制造过程需要控制非常严格的公差，这样，每个线缆才能和目标值保持一致。现场测试器用线也是同样要求。在精密控制之下，这样高的连接质量可保持下去，从而大大提高了线缆一致性，它们和按同样插头目标值优化制造的插座和面板一起使用会获得更好的安装性能。

　　为了制造这些高性能的跳缆，制造商在剥离线缆外皮后设法保持线对原来的状态。奥创利的设计方法是在线对要和插头端接时，每个线对都处在不同的象限，因为象限和大多数6类缆的内部星形结构一致。导线在放入打线器之前用一个平衡分线架按插线排列顺序压入插头。这个分线架分隔开每个线对，从而最大限度地降低相邻线对之间的交叉串扰。最后，导线和插头端接，这个插头具有专门的平衡压接线序，位于TIA 6类性能值的中间。采用这种接线技术的端接，一致地位于连接器目标值的中间。双绞线和连接器的连接稍不平衡，就会引入噪声到电路里。在用户进行6类高频（250MHz）测试时，平衡对噪声更敏感。

连接器

　　连接器采用的噪声消除技术对系统的平衡有一定影响，所以频率增加时，连接器的噪声对平衡敏感性也增加。另外，NEXT性能的提高以回损和FEXT的增加为代价。在连接器的模块一端，奥创利开发了双电抗技术。

　　在模块插入的端口里用匹配插头压接分隔和固定，从而补偿插头引起的交叉串扰（NEXT）。这种方法比以前的噪声补偿方法效果要好，以前的补偿降低了连接的平衡等级，诱发回损和FEXT，特别是在更高频率的时候，单个插座和面板端口具有和连接器一样的特性。

　　高性能印刷电路板必须能够在使用传统面板或单个插座时保持已有的插头/插座性能。

　　模块和配线架里的阻抗匹配低噪声IDC（绝缘替换压接）就是用来提供适当的阻抗平衡和噪声抑制。

　　这个中心式系统设计方法意味着不管是插座还是面板，线缆的端接接口都是一样的。当应用上面提到的线缆技术时，取得的效果不论在实验室还是在现场测试都能看到，而且，测试的链路或信道长度越短，这种效果就越明显。

短链接效应

　　在最近几年，TIA已经承认，起初的标准（3、4、5类）环境无法统一定义。所谓的“短链接效应”是由于这些链接相互之间产生的信号不平衡和附加噪声距离过近产生的。这也是制定5e类规范的原因之一，为测量平衡而增加了回波损耗。这也证明了90m链接或100m信道并不是在所有情况下都是最坏的。
　　新的高性能连接器把目标值调整到更小的范围，从而大大降低了短链接效应。新5e类和6类草案组件规定了性能目标值，范围十分狭窄。例如，5e类线对1和3的插拔范围是34.4dB到37.6dB，而6类线对1和3的插拔范围则是36.4dB到37.6dB，6类的范围落在5e类的范围之内。平衡性能提高再加上噪声抑制大大降低了短距离水平线缆产生连接器短链接效应的可能性。

　　综上所述，对于任何评估过程，预估现场使用的可能范围来说，短链接和信道测试与最大长度链接和信道的测试同样重要。

连接调节

　　连接调节是能否提供一个对信号透明的布线线路的关键，奥创利开发的技术正是围绕着连接调节。Clarity的所有部件都调整到TIA连接器目标值的中间位置。

　　标准产品（模块和配线架）的先进技术促使真正的安装人员更重视实践操作，这进一步确保了所安装的布线系统的性能与期望值相符。这样造成的结果是，高性能安装变得容易，因为安装人员可以继承过去系统安装的实践经验。

结论

　　用户的布线系统的所有组件都应满足组件需求，这样，安装后的系统可获得最大的性能余量。把连接器部件调整到TIA指导建议的公共中间值可以使系统获得极佳的平衡性能。模块、配线架、线缆和跳线端接必须具有同样精度的目标值。

摘自《计算机世界报》第27期 D14）