CAT 5E NEXT影响因素 - 简版

wjf5301107
楼主
2007-05-08 16:39:10

我们在生产四对CAT 5E时发现NEXTA有50%不良，哪位大虾可否帮忙解决，我们的绞线节距分别为10，11，12.5，14.

brown
1 楼
2007-05-08 17:17:04
超五类没必要用这么小的节距,怎么解决要看到你的测试图才好说.这样叫别人怎么说啊!
李小龍
2 楼
2007-05-08 18:56:33
節距安排不合理
rhythmboy
3 楼
2007-05-09 08:59:42

请问怎么样安排才合理呢，请大虾们帮下忙～

ＱＣ部门分析可能是延伸率的问题，有点晕了．．．．

ANGEL0928
4 楼
2007-05-09 09:45:30
串音与节距有关，看不到图怎么分析
limingxing
5 楼
2007-05-09 11:21:17

我也认为节距过小，并不是节
距越小越好, 因为节距小会引起生产速度慢、
材料用量增加、铜线的直流电阻增大、电缆衰
减增加．串音来自于线对间的电磁场耦合, 降低串音主
要是降低线对间电容不平衡。绝缘单线的均匀性和
对称性是提高N EXT 和EL FEXT 的基础。另一方
面, 优良的绞对节距设计是提高串音防卫度的有力
措施。5、6 类缆的绞对节距应在9～ 25mm , 且节距
差越大越好, 但也要注意不能导致太大的时延差．（引）

rats
6 楼
2007-05-09 11:34:00
你是哪几对串音?从你给的节距,这个搭配应该有点问题.建议加大.串音一般是节距的问题.
brown
7 楼
2007-05-09 12:15:09

串音和导体的伸率也有关系,节距配的再好,伸率不稳或偏小会引起节距不急定,一样会NEXT不合格.一般导体伸率不要小于18%.

mlship
8 楼
2007-05-09 14:06:37

节距这么小??是UTP还是FTP哦?串音不过那是节距问题.看看绞对后的节距与你设计的节距误差在多大.看看成品线的绞对节距是多少..

最好你把测试报告上传上来看看嘛!

小宗探花
9 楼
2007-10-23 13:30:34
好好学习了
BOGE
10 楼
2007-10-23 13:42:06

你们公司的CAT5E的节距太小了。可以从24-15之间找四个节距。6楼说的很对

阿文
11 楼
2007-10-23 16:51:36

減小串音的方法

保證線材的均勻性和對稱性，使電容均勻穩定是控制串音的基礎。

1. 線間距離

減小串音最根本最經濟的途徑是增加鄰近線對間的距離，使它們儘量脫離耦合作用範圍。但是實際制程上，這一方式受到線材結構，加工和客戶要求的限制。在實際制程允許的情況下，儘量加大鄰近線間的距離（如：CAT6的十字隔，排線等結構）。

2. 絞距差

    當多對線同時開關時，對同一根靜態線的串音噪音將會疊加，幅度加大，很可能超出噪音容限。因此，設計不同的絞距（CAT5-6都有使用），使不同線產生的噪音錯位，可以削弱串音的疊加。 但此方法在高頻段作用不大，反而會影響線間的延時差。因此，此方式適合中低頻，而不適合高頻段。

3．屏蔽

屏蔽原理：通過將屏蔽導體中產生感應電流（渦流）接地，吸收串音能量。沒有被吸收的能量將在屏蔽導體和信號線間來回反射最終吸收。

屏蔽效果：

a. 鋁箔屏蔽： 效果受重迭率的影響，通常需要達到25%以上。鋁箔包的松與緊對屏蔽影響也很大。

 松：易彎曲變形，產生空隙，導致電磁洩露，產生干擾；並使轉移阻抗突變，引起反射和衰減問題；還會使差分信號分量和共模信號分量的傳播速度差異加大，導致遠端串音增加。

緊：容易拉斷鋁箔，影響生產；太緊會壓傷發泡絕緣。引起電容突變。

b. 編織屏蔽：外層編織屏蔽效果受到遮蔽率影響，越高越好，但成本也會增加。

 

謝謝指正

hyxzs
12 楼
2007-10-24 09:19:13

3．屏蔽

屏蔽原理：通過將屏蔽導體中產生感應電流（渦流）接地，吸收串音能量。沒有被吸收的能量將在屏蔽導體和信號線間來回反射最終吸收。

屏蔽效果：

a. 鋁箔屏蔽： 效果受重迭率的影響，通常需要達到25%以上。鋁箔包的松與緊對屏蔽影響也很大。

 松：易彎曲變形，產生空隙，導致電磁洩露，產生干擾；並使轉移阻抗突變，引起反射和衰減問題；還會使差分信號分量和共模信號分量的傳播速度差異加大，導致遠端串音增加。

緊：容易拉斷鋁箔，影響生產；太緊會壓傷發泡絕緣。引起電容突變。

b. 編織屏蔽：外層編織屏蔽效果受到遮蔽率影響，越高越好，但成本也會增加。

 

 

是线对屏蔽还是总屏蔽,应该是线对屏蔽吧,我看过一种线对屏蔽加总屏蔽. 线对屏蔽里没加地线.这样对嘛, 还有,那线对屏蔽铝箔好像是朝外的,与总屏蔽接触可以嘛.

lakehu
13 楼
2007-10-24 11:52:39

呵呵,這麼小的節距,你們公司新開發此種產品吧,將間隔的兩對節距加大吧,這樣節省成本而且能改善NEXT.

风雨123
14 楼
2007-10-30 09:02:46
节距按排不合理,楼主如不想重新设计节距可把节距调整为10,12.5,11,14试试看.
YU761008
15 楼
2007-11-09 23:44:22
10.3, 11.7, 13.3, 15试试看
annalidxdl
16 楼
2007-11-12 16:40:53
节距太小了，
liqingsen
17 楼
2007-11-29 13:26:10
试试这个 10，12.4，16.2，23.5
省壹圆
18 楼
2007-12-12 23:39:50
学习中，
wzy
19 楼
2008-01-10 17:56:52
节距按排不合理,楼主如不想重新设计节距可把节距调整为10,12.5,21.4,24.7试试看.
barry1960
20 楼
2008-01-13 14:16:38

 

 节距配合有一原则:      相临节距差异要越大些越好,

在满足其它性能及设备生产速度的条件下节距要越小越好,

在考虑对绞节距配合的时也要考虑成缆后的加纽

真情
21 楼
2008-03-09 18:36:06

节距小了,主要是节距的配合,串音的主要影响因素是节距的配合

ladeng305
22 楼
2008-04-05 14:40:10

 

6楼的老兄,你好!
请教下:   对绞绞距过大对 NEXT ,有什么影响?  如何改正?

如你上所言:      " 降低串音主要是降低线对间电容不平衡",意思是说, 对间的两绝缘芯线电容若大小相等,会对串音极有帮助.  对不? 是这个意思不?  

谢谢指导!

 

心雨
23 楼
2008-04-06 15:03:32

CAT 5E NEXT不通过

主要是对绞节距      你的 节距 有点小了   铜线线径多少呀？ 用这么小的节距？

 测试报告中  第几对-----第几对 不通过  

就先调整试试看 


 

dazhu0707
24 楼
2008-04-07 09:08:25

试一下我的节距：12.5，17.5，15，19

kaka2004
25 楼
2009-01-11 23:49:47
[quote]麻烦哪位大侠能简单分析一下，万分感谢！[/qu
随着宽带通信接入网建设的兴起，5类和6类数字通信电缆作为信息高速公路最后100m的理想传输媒介而得到广泛的应用。5类电缆近年来广泛应用于智能大楼中作为综合布线，传输数字信息，如高速以太网（100BASE-T）、光纤分布数字接口（FD-DI）和IBM令牌环中，其传输速率在100m时达100Mb/s,6类电缆作为新一代布线，比5类缆性能更优越，应用于千兆比以太网中（1000BASE-T4），四对线全双工，每对线的传输速率可达200～400Mb/s。对称电缆的类别是按照电缆发展顺序和使用频率来划分的，见表1。 表1 各类对称电缆的使用频率、传输速率和用途


水平布线用5类和6类电缆由四对对绞的绝缘导线包封在同一护套内组成的。线中导体为经过韧练的实心软铜线，也可为多股绞合铜线，但一般为前者。导体的直径原IEC-61156-2规定较宽，为0.4～0.8mm,对于6类缆，IEC-51156-5建议值0.5～0.65mm，但最终以电气性能达标为准。5类和6类电缆的结构有无屏蔽对绞线对（UTP）、总屏蔽对绞线对（FTP）和线对单独屏蔽对绞线对（STP）之分。但不管电缆是怎样的结构，只要符合分级的电缆标准就可达标。UTP是一种最常用的结构，它对电磁干扰的防卫是靠对绞线的平衡特性。FTP是金属箔屏蔽对绞线对结构，它通过护套屏蔽层和对绞线的平衡特性共同防卫电磁干扰。STP是对绞线对单独屏蔽结构，它是靠对绞线对的单独屏蔽及对绞线对的平衡特性防卫电磁干扰。
为了确保数字综合布线网的质量，各国和国际标化准组织制定了一系列的有关标准。主要的国际和国内标准有下列诸种：1）EIA/TIA TSB-36是EIA/TIA-586商用建筑电信布线标准的重要补充；2）ISO/IEC-11801：《信息-建筑物综合布线系统》；3）IEC61156 1-4：《数字通信用多芯对/星绞对称电缆》；4）IEC-46C/436，437/CDV文件；5）YD/T1019-1999：《数字通信用实心聚烯烃绝缘水平对绞电缆》。
本文根据这些标准来计算电缆的传输性能。但应该看到，所有标准中规定的参数均是由正弦波激励所得，但由于LAN（局域网）电缆数据通信传输的是方波，含有很多正弦谐波分量，有一定的频带，所以不能简单地由一个单一频率的参数计算一定传输速率下的误码率。本文提出在带宽带内平均信噪比（S/N）AV的概念，定量计算出电缆串音和衰减对传输速率和误码率（BER）的影响，并阐述影响5、6类缆使用长度的因素。
2 近端串音和衰减对5、6类缆传输误码率的影响
在局域网数字通信中，5、6类缆中一般传输4B/5B的非归零码（NRZI），并且基带传输，也就是说传输100Mb/s数据时，实际比特率是125Mb/s。信号的功率谱分布如图1所示，图中，T为二进制符号时间间隔。如只考虑功率谱主瓣，且假设系统的传输带宽利用率为1，即每赫兹传输1bit,则信号的带宽Bd=1/T,传输速率r=1/T。
图1 方波信号的功率谱

若数字信号的发送功率为PT，而接收功率为PR，则接收机所接收到的信号功率为：
PR=PT-a(f)L (dB) (1)
而接收机所接收到的干扰功率PI为:
Pi=Pt+10Lg(10-RSFEXT/10+10-RSFEXT/10)(dB)(2)
式中PSFEXT为电缆内除本线对外,其他线对干扰本系统的远端串音功率和(dB);PSNEXT为电缆内除本线对外,其他线对干扰本系统的近端串音功率和(dB);式(1)右边含对数的项为近端和远端串音衰减的总功率和(dB)。
接收信号的S/N为：
S/N=PR-P1=-10Lg（10-RSFEXT/10 +10-RSFEXT/10）-α(f)L (dB) (3)
YD/T1019-1999标准规定，20℃时5类和6类4对UTP、0.5mm线径的电缆线对的衰减系数a(f)和NEXT（f）与频率f的关系如表2所示。

2.1在高速以太网100BASE-TX中BER的计算
对于高速以太网10BASE-T2或其他应用场合，如FDDI，每一个工作区域放置一根4对5类缆，其中一对用于接收数据，一对发送数据，一对用于语音，一对备用（如图2所示）。在工作站端或集线器（BUB）端，发送线对较大功率的发送信号将对接收线对中经衰减的接收信号形成干扰，即近端串音。近端串音衰减（NEXT(f)）一般表示为：
NEXT(f)=10Lg(PT/P'T)（dB） (4)
图2 100BASE-TX传送模型

式中PT表示发送信号功率， 表示串音功率。NEXT（f）越大，干扰越小。在100BASE-TX和FD-DI应用中，近端串音为主要噪声来源，在不考虑远端串音的情况下，接收信号的S/N为：
S/N=-10Lg(10-NEXT(F)/10)-α（f）L (5)
下面分别计算5、6类缆在此类应用中各种不同传输速率时的误码率。在局域网中由于传输的是矩形波，信号中含有多种频率成分，其功率谱见图1。
所以计算100Mb/S净数据速率时（用4B/5B编码传输速率为125Mb/s）的S/N不能用f=125MHz简单地代入式（3），而应在整个信号频带内求平均，如式（6）所示。

5类缆用于100BASE-T2和FDDI时，一对发送信号，一对接收信号，所以PSNEXT=NEXT（f）,代入式（6）得：

同样地，6类缆用于同样的网络时，



应用MATLAB数学软件对式（7）和式（8）进行数值计算，带宽用Bb=1.25r(r为传输速率),得到5、6类缆在各种不同速率下的（S/N）AV(dB)(见下表3)。


表 3

表3中的S/N还没有将白高斯噪声（AGWN）、符号间干扰（ISI）、语音传输线对的振铃干扰、用户电力线干扰、广播干扰考虑在内，所以要将表3中的（S/N）再扣除1dB的裕度后，代入P（ε）公式（9），得到在不同传输速率下的BER，数值也列于表3中。

（9）

从计算结果可见，5类电缆在100Mb/s传输速率（物理层链路速率）时，BER为10-7，满足数据通信的使用要求（一般为10-6级）。但当速率提高时，BER显著上升，5类缆不能再使用。而6类缆在200Mb/s时的BER相当于5类缆在100Mb/s时的BER，所以6类缆可用到200Mb/s的速率。
上面的计算结果没有考虑信道编码增益，由于4B/5B码的信道编码增益，实际的BER还要低一点。
2.2 千兆比以太网中的计算
在千兆比以太网1000BASE-T中，四对线同时全双工传输，每对线实际传输速度250Mb/s,取消4B/5B编码，而用其他FEC编码，五电平传输，前后两者S/N增益和损耗抵消。1000BASE-T的噪声环境示意如图3所示。下面计算四对线同方向传输时，远端串音对BER的影响。


图3 1000BASE-T近端和远端串音模型
TXM为发送机，RXM为接收机


根据IEC1156-5标准草案，5、6类缆的等电位远端串音，防卫度的功率和（PSELFEXT），即三对线对一对线干扰的总功率为：
5类：PSELFEXT（f）=62.3-20lgf (dB) (10)
6类：PSELFEXT（f）=72.3-20lgf (dB) (11)
在1000BASE-T中，四对线同时在同一方向传输1000Mb/s的数据速率，每对线传输250Mb/s，在这种情况下，远端串音是主要干扰源。IEC61156-5标准草案给出了PSELFEXT指标，根据PSELFEXT的定义，它就是某一线对接收端的S/N，所以，一个线对接收端的平均S/N为（250Mb/s时）：
5类缆：

(12)

考虑还有其它干扰源，如结构回波损耗（SRL）时，扣除3dB裕度，将（S/N）=20dB代入式（9），得BER为4×10-7，满足数据通信的要求。
6类缆：

(13)

同样，扣除3dB裕度后，按式（9）得BER小于10-12。
可见，近端串音的影响要比远端串音大。同时，由于四对线经串/并变换后高速传输同一数据，对四对线的传播时延τ的一致性提出了更高的要求。IEC-46C/436，437/CDV文件中对6类缆规定：任意两对线在4MHz到最高频率范围内，在10±2℃与40±1℃所测得的时延差均不得超过45μs/100m。
3 时延对数据帧丢失的影响
在以太网100BASE-TX等网络中以IEEE 802.3为标准，采用CSMA/CD媒体接入协议。该协议规定数据帧的最小长度为512bits。如帧长小于512bits，就会发生当帧发送完以后（如发生冲突）还检测不到冲突的情况，造成数据帧的丢失（如图4所示）。


图4 链路帧长模型 DTE为数据终端设备

根据YD/T1019-1999标准，5类缆的电磁波传播速度不小于0.65c,c为光在真空中的传播速度。假如传播100m，实际传播速度为0.65c，则传播时间为100/（3×108×0.65）=0.513μs，在这段时间内传输的比特数为100Mb/s×0513μs=51.3bits。考虑包括终端软线在内的循环时间（Round Trip Timing）,所以每米电缆时延为1.112bits。考虑如图5所示的简单网络，终端DTE1到DTE2是最远路径，其跨度为A（100m）+B（5m）+C（100m）。A段和C段的时延1.112×200=222.4bits，每个中继集线器（Repeater Hub）的时延为92bits，终端的发送接收处理（约9.6μs）时延约为100bits。所以从终端DTE1到DTE2的总时延为1.112×200+92×2+5×1.112+100=511.96bits.已接近最小帧长的界限。为了保险起见，ISO11801规范规定从中继器到终端的距离为90m。
4 结构回波损耗（SRL）对传输性能的影响
SRL是由电缆长度上特性阻抗的不均匀引起的，归根到底是由电缆结构的不均匀引起的。由于信号在电缆中不同地点引起反射，从而引起到达接收机的信号脉冲展宽与频率相关的衰减。信号脉冲展宽使接收端脉冲重叠而无法判决，从而限制了系统传输速率的提高；频率相关的衰减会导致接收信号的失真，严重影响正确判决。信号在电缆中的多次反射还导致信号功率的衰减，影响接收端的S/N，从而也限制传输速率。所以YD/T 1019-1999标准对5、6类数字电缆的SRL有明确的要求。5类缆的SRL要求在20MHz以下低于23dB，在20～100MHz不低于23-10lg（f/20）(dB)。
5 提高电缆质量的几项措施
从上面的分析可知，影响数字通信电缆传输质量的主要因素是电缆的结构。电缆结构的对称性和均匀性是电缆生产控制的重点。下面从几个方面介绍提高数字通信电缆质量的措施。
5.1降低衰减的途径
传输线的衰减常数为：



式中R为导体交流回路电阻;C为导体间互电容;G为导体间介质电导;L为导线电感。
一般情况下，由于G很小，后一项可不考虑。所以，减小R和C是减小衰减常数α的有效措施。减小R可通过加大导体直径来实现（在规定的范围内），此时绝缘外径也应成比例增大，以保持电容C不变；减小互电容C可通过加大绝缘层厚度，或采用绝缘层物理发泡，减小相对介电常数εr来实现。
5.2降低线对间串音（提高NEXT和ELFEXT）的措施
串音来自于线对间的电磁场耦合，降低串音主要是降低线对间电容不平衡。绝缘单线的均匀性和对称是提高NEXT和ELFEXT的基础。另一方面，优良的绞对节距设计是提高串音防卫度的有力措施。5、6类缆的绞对节距应在9～25mm，且节距差越大越好，但也要注意不能导致太大的时延差，因为有可能存在同一帧数据的各比特分线对传送（1000BASE-T4）的应用情况。
5.3 提高SRL的措施
要提高线对纵向结构的均匀性，保证电缆长度方向上特性阻抗的均匀一致性。
在单线拉丝绝缘挤出工序中，要保证绝缘外径偏差在±2μm以内，导体直径波动±0.5μm以内，且要求表面光滑圆整，否则，对绞后的线对会有较大的特性阻抗波动。单线挤出工序中另一重要的控制参数是偏心度，偏心度应控制在5%以内。
绞对工序也是影响SRL的重要工序。除了绞对节距的合理设计可提高串音防卫度外，为了消除绝缘单线偏心对特性阻抗的影响，应采用有单线“预扭绞”或“部分退扭”的群绞机或对绞机绞对，以“细分”由于单线不均匀造成的特性阻抗的变化，使线对在总的长度上阻抗的变化如同微见轻拂平静水面形成的细波纹。普通的市话电缆对绞机不具备这样的性能。绞对中还要注意放线张力的精确控制，防止一根导线轻微地缠绕在另一根导线上，导致电阻不平衡、电容不平衡，引起串音。


图5 简单网络示意图 DTE为数据终端设备

5.4 降低时延和时延差的措施
时延是决定5、6类缆使用距离的关键参数，由于相速度vp=1/εr ，所以减小绝缘相对介电常数εr是降低时延的重要途径。5类缆可用实心HDPE（高密度聚乙烯）绝缘，6类缆最好用物理发泡PE或FEP绝缘，以减小εr，并降低时延τ。减小时延差的措施是适当减小线对节距差。
在挤护套工序中，护套内径不能太小，否则过分挤压线对，会导致相对介电常数变大，使电缆的电气性能变坏。
6 结束语
从上面的计论可见，LAN数字通信电缆的各项技术指标，特别是近、远端串音和衰减指标均对通信有重要影响。特性阻抗和时延指标也不能忽视。在高速以太网（100Mb/s以上）中，从CSMA/CD协议看，传输速率与距离成反比，6类缆在200Mb/s速率下，使用距离为100m时，虽然BER允许，但链路长度已超过CSMA/CD的最小帧长，从TCP/IP协议数据链路层上不能保证帧的冲突差错，检测帧的差错将由协议的高层完成，这会影响通信的效率。在目前一对发送，一对接收，一对语音，一对备用的（10BASE-TX和100BASE-TX）使用情况下，近端串音是主要的噪声来源，它主要影响S/N和BER。在千兆比以太网（1000BASE-T中），远端串音是干扰的主要来源。在低速网（16Mb/s及以下）中，串音引起的BER是影响数字通信对绞电缆使用距离的主要因素：在高速网（100Mb/s和1000Mb/s）中，串音和时延以及时延差是限制使用距离的因素。电缆厂家应严格按标准精心生产合格的电缆，保证网络物理层的最小BER，才是保证LAN高速数据传输率的基础。
啦啦
26 楼
2009-01-14 15:42:01

我建议重新调整一下节距

cww
27 楼
2009-02-21 19:01:46
对，是节距问题，世距的设计还可以考虑比楼上的大一点。
carloslei
28 楼
2009-02-22 22:39:25
节距设计不合理，需重新调整。
何去何从
29 楼
2009-02-26 09:20:05
呵呵，学习
wjf5301107
30 楼
2009-02-26 09:31:25

其实这个产品的串音要求比国标高3Db，所以用如此小的节距，谢谢大家的帮助，我也试了几套方案，有点问题，现在我自己试出了一套节距，很稳定的，不过还是感谢大家的帮助。

取个名字难
31 楼
2009-03-01 21:59:04

哈哈 从发帖到现在快2年了!!!

任何一个公司都跟自己的设备有很大的关系!!无论多好的工艺拿到另一个公司也许就用不上了!!象楼主一样自己摸索才会找到最适合自己的方案!! 恭喜下!

浪人传输
32 楼
2009-03-06 15:16:16

不防试一试17      14    19   12这组应该做FTP是可以的

ylz301
33 楼
2009-04-01 16:12:06

1.绞距的选取及排列的不合理；

2.总绞时每对线的张力是否一致？

jby1986310
34 楼
2009-04-02 17:15:32

【哈哈 从发帖到现在快2年了!!!

任何一个公司都跟自己的设备有很大的关系!!无论多好的工艺拿到另一个公司也许就用不上了!!象楼主一样自己摸索才会找到最适合自己的方案!! 恭喜下!】

有道理，首先要有专业理论做基础。再就是很重要的要结合自己的设备

- 本帖结束 -