信道傳輸特性

第4章信道傳輸特性4.1信道傳輸特性的概念

4.2電纜信道性能指標(biāo)

4.3光纖信道性能指標(biāo)

4.4提高信道傳輸質(zhì)量的措施

4.1信道傳輸特性的概念

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由終端設(shè)備系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三個(gè)部分組成。其中，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)又由傳輸信道及兩端的數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備而構(gòu)成。由于數(shù)據(jù)通信質(zhì)量不但與傳送的信號(hào)、發(fā)／收兩端設(shè)備的特性有關(guān)，而且還要受到傳輸信道質(zhì)量及噪聲干擾的影響，所以傳輸信道是影響通信質(zhì)量的重要因素之一。因此，在設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)綜合布線系統(tǒng)性能時(shí)，經(jīng)常要用到數(shù)據(jù)通信中的許多基本概念，如信道、帶寬、數(shù)據(jù)傳輸速率等，要涉及信道的傳輸特性，否則就無法衡量其性能的優(yōu)劣。

4.1.1信道和鏈路

1．信道和鏈路的概念

信道（Channel）是通信系統(tǒng)中必不可少的組成部分。通俗地說，信道是指以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的信號(hào)通路。具體地說，信道是指由有線或無線電線路提供的信號(hào)通路；抽象地說，信道是指定的一段頻帶，它讓信號(hào)通過，同時(shí)又給信號(hào)以限制和損害。信道的作用是傳輸信號(hào)。 在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，對(duì)信道可以從下面兩種不同的角度進(jìn)行理解：一種是將傳輸介質(zhì)與完成信號(hào)變換功能的設(shè)備都包含在內(nèi)，統(tǒng)稱為廣義信道。另一種是僅指傳輸介質(zhì)(如對(duì)絞電纜、同軸電纜、光纖、微波、短波等)本身，這類信道稱為狹義信道。 對(duì)信道分類的方法很多，按照信道所采用傳輸介質(zhì)的不同，可將信道分為有線信道和無線信道。 從綜合布線系統(tǒng)的角度講，信道是指連接兩個(gè)應(yīng)用設(shè)備的端到端的傳輸通道，它包括了設(shè)備電纜、設(shè)備光纜和工作區(qū)電纜、工作區(qū)光纜。2．布線系統(tǒng)信道、永久鏈路、CP鏈路構(gòu)成模型

如圖4.1所示是布線系統(tǒng)信道、永久鏈路、CP鏈路構(gòu)成模型。

圖4.1布線系統(tǒng)信道、永久鏈路、CP鏈路構(gòu)成模型3．光纖信道構(gòu)成方式

①光纖信道的第一種構(gòu)成方式是，由水平光纜和主干光纜至樓層電信間的光纖配線設(shè)備經(jīng)光纖跳線連接構(gòu)成，如圖4.2所示。

圖4.2光纜經(jīng)電信間經(jīng)光纖跳線連接 ②光纖信道的第二種構(gòu)成方式是，由水平光纜和主干光纜在樓層電信間做端接(熔接或機(jī)械連接)構(gòu)成，F(xiàn)D只設(shè)光纖之間的連接點(diǎn)，如圖4.3所示。

圖4.3光纜在電信間做端接 ③光纖信道的第三種構(gòu)成方式是，由水平光纜經(jīng)過電信間直接連接至大樓設(shè)備間光配線設(shè)備構(gòu)成，F(xiàn)D安裝于電信間，只作為光纜路徑的場合，如圖4.4所示。

圖4.4光纜經(jīng)電信間直接連接至設(shè)備間

4．信道容量

信息論中的香農(nóng)(C.E.Shannon)定律給出了有擾模擬信道容量的計(jì)算公式。設(shè)信道(調(diào)制信道)的輸入端加入單邊功率譜密度為n0(W/Hz)的加性高斯白噪聲，信道的帶寬為B(Hz)，信號(hào)功率為S(W)，則通過這種信道無差錯(cuò)傳輸?shù)淖畲笮畔鬏斔俾蔆為：令N=n0B，；其中，將S/N稱為信噪比，則C是用bit/s表示的信道容量，稱為香農(nóng)容量。信道容量給出了信道所能傳輸?shù)淖畲笮畔鬏斔俾?即能達(dá)到的最大傳輸能力)與信道帶寬B和信噪比S/N之間的關(guān)系。

由香農(nóng)公式可得出以下結(jié)論：①提高信號(hào)和噪聲功率之比，能增加信道容量。②當(dāng)噪聲功率N→0時(shí)，信道容量C可趨于無窮大。這意味著無干擾信道容量為無窮大。③當(dāng)信道容量C一定時(shí)，可以用不同的帶寬和信噪比的組合(或互換)來傳輸；即信道容量可以通過系統(tǒng)帶寬與信噪比的互換而保持不變。 例4.1考慮一個(gè)極端的噪聲信道，其中信噪比近似于零。換言之，噪聲很強(qiáng)使得信號(hào)很微弱。對(duì)于該信道，計(jì)算它的信道容量如下： 這就是說，該信道容量是零，與帶寬無關(guān)。換言之，在該信道上不能發(fā)送任何數(shù)據(jù)。例4.2計(jì)算常規(guī)電話線路理論上的最高比特率。電話線通常的帶寬是3000Hz(300～3300Hz)；信噪比通常是3162(35dB)。對(duì)于該信道，計(jì)算信道容量如下：這就是說，電話線上的最高比特率是34860bit/s。如果要想更快地發(fā)送數(shù)據(jù)，則應(yīng)該增加線路的帶寬或改善信噪比。

C=Blog2(1+S/N)=Blog2(1+0)=Blog2(1)=B×O=0C=3000log2(1+S/N)=3000log2(1+3162)=3000log2(3163)=3000×11.62=34860bit/s4.1.2數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕笜?biāo)

1.帶寬或吞吐率

帶寬（Bandwidth）本來是指某個(gè)信號(hào)具有的頻帶寬度。由于一個(gè)特定的信號(hào)往往是由許多不同的頻率成份組成的，因此一個(gè)信號(hào)的帶寬是指該信號(hào)的各種不同頻率成份所占據(jù)的頻率范圍。目前常用對(duì)絞電纜帶寬等級(jí)如表4.1所示。

電纜級(jí)別支持帶寬范圍/MHz5類1～1005e類1～1006類1～2507類1～600表4.1對(duì)絞電纜帶寬圖4.5吞吐率2．傳輸速率

(1)調(diào)制速率

調(diào)制速率表示信號(hào)在調(diào)制過程中，單位時(shí)間內(nèi)調(diào)制信號(hào)波形的變換次數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)所能調(diào)制的次數(shù)，簡稱波特率，其單位是波特(Baud)，它是以電報(bào)電碼的發(fā)明者法國人波特(Baud)的名字來命名的。如果一個(gè)單位調(diào)制信號(hào)波的時(shí)間長度為T(s)，那么調(diào)制速率RB定義為：RB(Baud)=1/T(s)(2)數(shù)據(jù)信號(hào)速率

①數(shù)據(jù)信號(hào)速率。數(shù)據(jù)信號(hào)速率，又稱信息速率，通常稱之為傳輸速率。它表示通過信道每秒傳輸?shù)男畔⒘浚瑔挝皇潜忍?秒，用bit/s或bps表示。數(shù)據(jù)信號(hào)速率Rb可定義為： 式中，m表示并行傳輸?shù)耐窋?shù)；Ti表示第i路一個(gè)單位調(diào)制信號(hào)波的時(shí)間長度(用s表示)；Ni表示第i路調(diào)制信號(hào)波的狀態(tài)數(shù)。②比特和比特/秒。③調(diào)制速率與數(shù)據(jù)信號(hào)速率的關(guān)系。Rb=RBlog2M（3）數(shù)據(jù)傳輸速率

數(shù)據(jù)傳輸速率又稱信道速率，是指信源入/出口處單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制脈沖的信息量，單位可以是比特、字符、碼組等；時(shí)間單位可以是秒、分、小時(shí)等；通常用字符/分為單位。數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)信號(hào)速率之間的關(guān)系需要考慮用多少比特來表示一個(gè)字符；另外，如果采用起止同步方式傳輸，還需要考慮在數(shù)據(jù)以外附加傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)。例如：在使用數(shù)據(jù)信號(hào)速率為1200bit/s的傳輸電路時(shí)，按起止同步方式來傳送ASCII碼數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率Rc為：Rc=1200×60/（8＋2）=7200(字符/分)分母括號(hào)中的“2”是在一個(gè)字符的前后分別附加的一個(gè)起始比特和終止比特。3．頻帶利用率

頻帶利用率是描述傳輸速率與帶寬之間關(guān)系的一個(gè)指標(biāo)，這也是一個(gè)與數(shù)據(jù)傳輸效率有關(guān)的指標(biāo)。頻帶利用率定義式如下：

式中，R表示系統(tǒng)的傳輸速率，B表示系統(tǒng)所占的頻帶寬度。當(dāng)傳輸速率采用調(diào)制速率RB時(shí)，其頻帶利用率的單位為Baud/Hz；當(dāng)傳輸速率采用數(shù)據(jù)信號(hào)速率Rb時(shí)，其頻帶利用率的單位為bps/Hz。4．時(shí)延(1)發(fā)送時(shí)延

發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)塊長度/信道帶寬(2)傳播時(shí)延

傳播時(shí)延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速率如圖4.6所示闡釋了傳播時(shí)延這個(gè)概念。圖4.6傳播時(shí)延

(3)排隊(duì)時(shí)延

排隊(duì)時(shí)延是指數(shù)據(jù)在交換節(jié)點(diǎn)的緩存隊(duì)列中排隊(duì)等候發(fā)送所經(jīng)歷的時(shí)間。這種時(shí)延的大小主要取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)流量。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量很大時(shí)，還會(huì)發(fā)生隊(duì)列溢出，使數(shù)據(jù)丟失，這相當(dāng)于排隊(duì)時(shí)延為無窮大。顯然，數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)歷的總時(shí)延是以上三種時(shí)延之和，即：總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延＋傳播時(shí)延＋排隊(duì)時(shí)延

5．波長

波長可由已知的傳播速度與信號(hào)周期來計(jì)算：波長=傳播速度×周期。由于周期與頻率彼此互為倒數(shù)，因此可寫成：波長=傳播速度×(1/頻率)=傳播速度/頻率。如果用λ表示波長，傳播速度用c表示，頻率用f表示，則得到：λ=c/f。通常波長以μm而不是m作為度量單位。例如，空氣中紅光的波長是：λ=c/f=(3×108)/(4×1014)=0.75×10-6m=0.75μm由于光在纜線中的傳播速度比空氣中慢，因而在電纜或光纜中，波長低于0.5μm。4.1.3電磁干擾與電磁兼容性

1．電磁干擾

電磁干擾EMI（ElectroMagneticInterference）也稱為噪聲，指在銅導(dǎo)線中由電磁場引起的電噪聲，是電子系統(tǒng)輻射的寄生電能。2．電磁兼容性 電磁兼容性EMC（ElectroMagneticCompatibility）是指系統(tǒng)發(fā)出的最小輻射和系統(tǒng)能承受的最大外部噪聲，即設(shè)備或者系統(tǒng)在正常情況下運(yùn)行時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生干擾同一空間中其他設(shè)備、系統(tǒng)電信號(hào)的能力。4.2電纜信道性能指標(biāo)

按照國際布線標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11801-2002、ANSI/TIA/EIA568及國家標(biāo)準(zhǔn)GB50311-2007、YD/T1092-2001，描述平衡電纜信道（BalancedCablingLinks）性能的電氣特性參數(shù)有直流環(huán)路電阻、特征阻抗、回波損耗、衰減、串?dāng)_、時(shí)延等，其中與信道長度有關(guān)的參數(shù)，如衰減、直流環(huán)路電阻、時(shí)延等；與對(duì)絞電纜紐距相關(guān)的參數(shù)有：特征阻抗、衰減、串?dāng)_和回波損耗等。按照GB50311-2007關(guān)于綜合布線電纜系統(tǒng)A、B、C、D、E和F的分級(jí)情況，不同布線系統(tǒng)級(jí)別的具體性能指標(biāo)也不相同。4.2.1直流環(huán)路電阻

任何導(dǎo)線都存在電阻。直流環(huán)路電阻是指一對(duì)導(dǎo)線電阻之和，ISO/IEC11801-2002規(guī)定不得大于19.2Ω/100m，每對(duì)對(duì)絞電纜的差異應(yīng)小于0.1Ω。每對(duì)線的直流環(huán)路電阻應(yīng)低于表4.2所列數(shù)值。表4.2直流環(huán)路電阻限值信道級(jí)別ABCDEF最大直流環(huán)路電阻/Ω560170402525254.2.2特征阻抗

特征阻抗（CharacteristicImpedance）描述由電纜及相關(guān)連接器件組成的傳輸信道的主要特性。特征阻抗指鏈路在規(guī)定工作頻率范圍內(nèi)對(duì)通過的信號(hào)的阻礙能力，用歐姆（Ω）來度量。綜合布線系統(tǒng)要求整條電纜的特征阻抗保持為一個(gè)常數(shù)（呈電阻狀態(tài)），如圖4.7所示。與電纜的反射系數(shù)相似，定義比值r：圖4.7特征阻抗計(jì)算4.2.3回波損耗和插入損耗

1．回波損耗

回波損耗(ReturnLoss，RL)又稱反射衰減，簡稱回?fù)p。回波損耗是由于鏈路或信道特性阻抗偏離標(biāo)準(zhǔn)值導(dǎo)致功率反射而引起(布線系統(tǒng)中阻抗不匹配產(chǎn)生的反射能量)的。

圖4.8回波損耗頻率/MHzC級(jí)/dBD級(jí)/dBE級(jí)/dBF級(jí)/dB115.017.019.019.01615.017.018.018.0100-10.012.012.0250--8.08.0600---8.0表4.3信道最小回波損耗值2．插入損耗

一般說來，插入損耗是指發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間，插入電纜或元件產(chǎn)生的信號(hào)損耗，有時(shí)也指衰減。布線系統(tǒng)信道的最大插入損耗值如表4.4所列數(shù)值。頻率/MHzA級(jí)/dBB級(jí)/dBC級(jí)/dBD級(jí)/dBE級(jí)/dBF級(jí)/dB0.116.05.5----1-5.84.24.04.04.016--14.49.18.38.1100---24.021.720.8250----35.933.8600-----54.6表4.4信道最大插入損耗值4.2.4衰減 信號(hào)在信道中傳輸時(shí)，會(huì)隨著傳輸距離的增加而逐漸變小。衰減（Attenuation，ATT）是指信號(hào)沿傳輸鏈路傳輸后幅度減小的程度，單位為分貝（dB）。衰減是指由于絕緣損耗、阻抗不匹配、連接電阻等因素，信號(hào)沿鏈路傳輸損失的能量。如圖4.9所示是信號(hào)衰減的示意圖。圖4.9信號(hào)的衰減當(dāng)電纜特征阻抗與試驗(yàn)儀器特征阻抗匹配時(shí)，可通過以下定義測試電纜的衰減:式中：α表示衰減常數(shù)，dB/100m；P1表示負(fù)載阻抗等于信號(hào)源阻抗時(shí)的輸入功率；P2表示負(fù)載阻抗等于被測電纜特征阻抗時(shí)的輸出功率；L表示試樣長度，單位為m。一般，衰減的具體計(jì)算按以下步驟進(jìn)行：（1）計(jì)算每100m對(duì)絞電纜在不同頻率（f）下的衰減

其中：對(duì)于Cat5：k1=1.967，k2=0.023，k3=0.05，f=1～100MHz；對(duì)于Cat4：k1=2.050，k2=0.043，k3=0.057，f=1～20MHz；對(duì)于Cat3：k1=2.320，k2=0.238，k3=0，f=1～16MHz。（2）連接器件的衰減按照不同頻率（f）范圍，取如表4.5所列連接器件的衰減值。

類別帶寬/MHz/dB1～10MHz>10～31.25MHz>31.25～62.5MHz>62.5MHz51～1000.10.20.30.441～200.10.2表4.5連接器件的衰減（3）計(jì)算鏈路衰減

對(duì)于信道：

對(duì)于永久鏈路：

其中，Length是包括轉(zhuǎn)接線在內(nèi)的鏈路總長度，以m為單位。衰減測量的頻率步長一般為1MHz。

除了電纜會(huì)造成鏈路衰減之外，鏈路中的插座和連接器、配線盤等都對(duì)衰減有影響，在連接過程中不恰當(dāng)?shù)亩私右约白杩共黄ヅ湫纬傻姆瓷湟矔?huì)造成過量的衰減。表4.6中列出了5類對(duì)絞電纜布線系統(tǒng)中基本鏈路和信道允許的衰減值。

頻率/MHz基本鏈路衰減/dB信道衰減/dB1.002.12.54.004.04.58.005.76.310.006.37.016.008.29.220.009.210.325.0010.311.431.2511.512.862.5016.718.5100.0021.624.0長度（m）94100表4.65類水平鏈路及信道衰減4.2.5串?dāng)_ 當(dāng)電流在一條導(dǎo)線中流通時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的電磁場，該電磁場會(huì)干擾相鄰導(dǎo)線上的信號(hào)，信號(hào)頻率越高這種影響就越大。常把這種干擾叫做串?dāng)_（Crosstalk）或串音。1．近端串?dāng)_（NEXT）和遠(yuǎn)端串?dāng)_（FEXT） 圖4.10是近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_的示意圖。近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_的大小分別用近端串?dāng)_損耗和遠(yuǎn)端串?dāng)_（損耗）來表示。圖4.10近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_（1）近端串?dāng)_損耗的定義 在一條鏈路中處于線纜一側(cè)的某發(fā)送線對(duì)，對(duì)于同側(cè)的其他相鄰(接收)線對(duì)通過電磁感應(yīng)所造成的信號(hào)耦合(由發(fā)射機(jī)在近端傳送信號(hào)，在相鄰線對(duì)近端測出的不良信號(hào)耦合)為近端串?dāng)_，如圖4.11所示。近端串?dāng)_值(dB)和導(dǎo)致該串?dāng)_的發(fā)送信號(hào)(參考值定為0)之差值為近端串?dāng)_損耗。圖4.11線對(duì)的信號(hào)耦合頻率最小近端串?dāng)_(dB)(MHz)A級(jí)B級(jí)C級(jí)D級(jí)E級(jí)F級(jí)0.127.040.0----1-25.039.160.065.065.016--19.443.653.265.0100---30.139.962.9250----33.156.9600-----51.2表4.7信道近端串?dāng)_值（2）遠(yuǎn)端串?dāng)_(損耗)的定義 從鏈路或信道近端線纜的一個(gè)線對(duì)發(fā)送信號(hào)，經(jīng)過線路衰減從鏈路遠(yuǎn)端干擾相鄰接收線對(duì)(由發(fā)射機(jī)在遠(yuǎn)端傳送信號(hào)，在相鄰線對(duì)近端測出的不良信號(hào)耦合)為遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)。2．近端串?dāng)_功率和(PSNEXT) 近端串?dāng)_功率和（PowerSumNEXT，PSNEXT）是指：在4對(duì)對(duì)絞電纜一側(cè)測量3個(gè)相鄰線對(duì)對(duì)某線對(duì)近端串?dāng)_總和(所有近端干擾信號(hào)同時(shí)工作時(shí)，在接收線對(duì)上形成的組合串?dāng)_)，單位為分貝（dB）。近端串?dāng)_功率和定義為：

式中：PSj表示第j對(duì)線的近端串?dāng)_功率和。如圖4.12所示是綜合近端串?dāng)_的示意圖。圖4.12綜合近端串?dāng)_布線系統(tǒng)信道的PSNEXT值應(yīng)符合表4.8的規(guī)定。頻率(MHz)最小近端串?dāng)_功率和(dB)D級(jí)E級(jí)F級(jí)157.062.062.01640.650.662.010027.137.159.9250-30.253.9600--48.2表4.8信道近端串?dāng)_功率和值3．等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_ELFEXT 遠(yuǎn)端串?dāng)_FEXT并不是一種很有效的測試指標(biāo)，電纜長度對(duì)測量到的FEXT值的影響很大，這是因?yàn)樾盘?hào)強(qiáng)度與它所產(chǎn)生的串?dāng)_及信號(hào)在發(fā)送端的衰減程度有關(guān)。因此兩條一樣的電纜，會(huì)因長度不同而有不同的FEXT值，因此須以等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_(EqualLevelFEXT，ELFEXT)值的測量來替代FEXT值的測量，并將其定義為：=FEXT-A 式中：P1F表示主串線對(duì)遠(yuǎn)端的輸出功率；P2F表示被串線對(duì)遠(yuǎn)端的串?dāng)_輸出功率。

如圖4.13所示是等電平端串?dāng)_的示意圖。

圖4.13等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_布線系統(tǒng)信道每一線對(duì)的ELFEXT數(shù)值應(yīng)符合表4.9的規(guī)定。注：①與測量的近端串?dāng)_FEXT值對(duì)應(yīng)的ELFEXT值若大于70.0dB則僅供參考；②ELFEXT計(jì)算值大于60.0dB時(shí)均按60.0dB考慮；③ELFEXT計(jì)算值大于65.0dB時(shí)均按65.0dB考慮。表4.9信道等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_ELFEXT的值4．等電平綜合遠(yuǎn)端串?dāng)_功率和（PSELFEXT）

等電平綜合遠(yuǎn)端串?dāng)_功率和（PowerSumELFEXT，PSELFEXT）描述某線對(duì)受其他線對(duì)的等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_的綜合影響程度，單位為分貝（dB）。根據(jù)《綜合布線工程驗(yàn)收規(guī)范》（GB50312-2007），布線系統(tǒng)信道每一線對(duì)的PSELFEXT數(shù)值應(yīng)參考表4.11所列關(guān)鍵頻率的PSELFEXT建議值。

頻率(MHz)最小PSELFEXT(dB)D級(jí)E級(jí)F級(jí)154.460.362.01630.336.254.510014.420.341.4250-12.334.8600--28.3表4.11信道PSELFEXT建議值4.2.6傳播時(shí)延和時(shí)延偏差

1．傳播時(shí)延

傳播時(shí)延又稱鏈路時(shí)延，或稱鏈路延遲，它表征了信號(hào)在線對(duì)中的傳播速度，與額定傳輸速率NVP（NominalVelocityofPropagation）值成正比，一般用納秒（ns）或微妙（μs）作為度量單位。表4.13給出了布線系統(tǒng)信道最大傳播時(shí)延的容限值。頻率/MHzA級(jí)/μsB級(jí)/μsC級(jí)/μsD級(jí)/μsE級(jí)/μsF級(jí)/μs0.120.0005.000----1-5.0000.5800.5800.5800.58016--0.5530.5530.5530.553100---0.5480.5480.548250----0.5460.546600-----0.545表4.13信道最大傳播時(shí)延值2．傳播時(shí)延偏差

傳播時(shí)延偏差是指以同一纜線中信號(hào)傳播時(shí)延最小的線對(duì)作為參考，其余線對(duì)與參考線對(duì)時(shí)延的差值，即最快線對(duì)與最慢線對(duì)信號(hào)傳輸時(shí)延的差值（DelaySkew），以ns或μs作為單位，范圍一般在50ns以內(nèi)。總結(jié)： ①衰減、串?dāng)_等決定了電纜傳輸信道的傳輸帶寬。在確定網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬時(shí)，不能單一的恒量某一指標(biāo)，必須進(jìn)行綜合平衡分析。 ②特征阻抗、回波損耗、結(jié)構(gòu)回波損耗反映了電纜傳輸信道的結(jié)構(gòu)特性以及和系統(tǒng)相匹配的性能。通信電纜與系統(tǒng)的阻抗匹配越好，網(wǎng)絡(luò)中的誤碼就越少；回波損耗和衰減引起的噪音越大、信號(hào)越弱，接收器不能完全譯解真正的數(shù)據(jù)信號(hào)，因此誤碼的機(jī)會(huì)就越大。 ③傳播時(shí)延、時(shí)延偏差決定了數(shù)據(jù)幀的丟失率和完整性。特別是在千兆、萬兆位以太網(wǎng)中，電纜信道須具有良好的傳播時(shí)延特性才可以確保數(shù)據(jù)幀的完整性。

4.3光纖信道性能指標(biāo)

光纖信道性能主要指標(biāo)有光纖的工作波長、光纖信道損耗、光纖信道的通信富裕度、帶寬和反射損耗等；其中，影響光纖信道性能的主要參數(shù)是光纖信道損耗。

4.3.1光纖的工作波長

在綜合布線系統(tǒng)中，光纖的工作波長窗口參數(shù)應(yīng)符合表4.14的規(guī)定。

光纖模式標(biāo)稱波長/nm下限/nm上限/nm基準(zhǔn)試驗(yàn)波長/nm最大光譜寬度(FWHM)/nm多模光纖85079091085050多模光纖1300128513301300150單模光纖131012881339131010單模光纖155015251575155010表4.14光纖工作波長窗口參數(shù)4.3.2光纖信道的損耗

1．光纖自身的衰減 光纖自身的衰減Ac根據(jù)光纖類型不同及導(dǎo)入光波長不同而不同。根據(jù)光纖傳輸衰減系數(shù)公式:

可知，若在L長光纖的信道始端截面，由光信號(hào)發(fā)生器在光信道輸入的光功率為P1，而從光纖信道的末端，光信號(hào)接收器接收到的光功率為P2，則光纖自身衰減的計(jì)算公式為：其中，A（λ）的單位為dB。各等級(jí)的光纖信道衰減值如表4.15所示。信道多模單模850nm1300nm1310nm1550nmOF-3002.551.951.801.800F-5003.252.252.002.00OF-20008.504.503.503.50表4.15各等級(jí)的光纖信道衰減值(dB)2．光纖連接損耗 光纖連接損耗是指節(jié)點(diǎn)至配線架之間的連接損耗，如各種連接器；光纖與光纖互連所產(chǎn)生的耦合損耗，如光纖熔接或機(jī)械連接部分，以及其他損耗等。

表4.16連接器件的損耗連接器件說明損耗單位多模光纖導(dǎo)入波長：850μm3.5～4.0dB/km多模光纖導(dǎo)入波長：1300μm1.0～1.5dB/km單模光纖導(dǎo)入波長：1300μm1.0～2.0dB/km連接器<1.0dB/個(gè)光旁路開關(guān)在未加電的情況下2.5dB/個(gè)熔接點(diǎn)熔接或機(jī)械連接0.5(近似值)dB/個(gè)3．光纖耦合損耗

光纖耦合損耗值A(chǔ)m如表4.17所列。

接收光纖發(fā)送光纖耦合損耗/dB50μmNA=0.2051μmNA=0.2262.5μmNA=0.27585μmNA=0.26100μmNA=0.2950μm，NA=0.2051μm，NA=0.2262.5μm，NA=0.27585μm，NA=0.26100μm，NA=0.290.00.00.00.00.00.40.00.00.00.02.21.60.00.10.03.83.21.00.00.05.74.92.30.80.0表4.17光纖耦合損耗值A(chǔ)m

4．其他原因造成的損耗 其他原因造成的損耗主要有：光纖色散損耗Pd（廠家說明）；信號(hào)源老化損耗Ma，約為1～3dB；熱偏差損耗Mt，約為1dB；以及安全性方面的損耗Ms，約為1～3dB等。5．光纖信道的總損耗 綜合上述，光纖信道總損耗值A(chǔ)的計(jì)算公式如下：

其中，L為光纖信道長度，Nr計(jì)劃個(gè)數(shù)，其余的Nx為各種連接個(gè)數(shù)（x=con，pc，s，m）。4.3.3光纖信道通信富裕度

通常用G表示光信號(hào)增益，其計(jì)算公式表示為： 其中，Pt代表指定的發(fā)送功率，Pr是接收裝置靈敏度，則光纖信道的富裕度M為： 只有當(dāng)M>0時(shí)，光纖通信系統(tǒng)才能正常運(yùn)行。

4.3.4光纖的模式帶寬

綜合布線系統(tǒng)多模光纖的最小模式帶寬應(yīng)符合表4.18的規(guī)定。

光纖類型光纖直徑(μm)最小模式帶寬(MHz·kin)過量發(fā)射帶寬有效光發(fā)射帶寬波長850nm1300nm850nmOml50或62.5200500-0M250或62.5500500-0M35015005002000表4.18多模光纖模式帶寬4.3.5反射損耗

在綜合布線系統(tǒng)中，光纖信道任一接口處光纖的反射損耗，應(yīng)大于表4.19中所列數(shù)值。

多模單模標(biāo)稱波長/nm850130013101550反射損耗/dB20202626表4.19最小的光纖反射損耗限值光纖的相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：（1）多模光纖 多模光纖標(biāo)稱直徑為62.5/125μm或50/125μm。在850nm波長時(shí)最大衰減為3.5dB/km；最小模式帶寬為160MHz·km(62.5/125μm)、400MHz·km(50/125μm)；在1300nm波長時(shí)最大衰減為1.5dB/km，最小模式帶寬為500MHz·km(62.5/125μm，50/125μm)。（2）單模光纖 單模光纖應(yīng)符合IEC793-2、型號(hào)BI和ITU-T