【电缆测试101问答系列】——了解铜缆的平衡方法

您可能听说过铜缆网络布线被称为平衡双绞线铜缆布线,也许您听过一种被称为直流电阻不平衡的测试参数。但是所有这些平衡相关术语的真正含义是什么?为何应引起您的重视?


平衡是关键


电信号以两种模式传递——共模或差模。差模被认为是“平衡”模式,其中信号在互为参考的两根导线上传递,基本上以相反的力传输。相反,共模或不平衡模式下,信号同时传输,并以地为参考。

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由于平衡电缆搭载互为参考的信号,它们通常具有对称设计,如网络电缆中的双绞线。不平衡电缆包括那些共用一个轴的同轴电缆。注意——理解直流电源和外部电源的电磁噪声以共模方式注入电缆这一点非常重要。

当共模噪声耦合到完美平衡的双绞线中的两根导线上时,这种平衡设计能够抵消信号,实现抗扰性。然而,平衡双绞线电缆从来都不是“完美”平衡的,这就是我们按照行业标准的规定提供平衡性能参数的原因。


PoE难题


那么,现在您了解了共模(不平衡)和差分(平衡)模式之间的不同之处,接下来我们看看这与以太网供电(PoE)应用中通过双绞线布线传输直流电之间的关系。

在4线对应用中同时传输电源与数据时,电源以共模电压传输,该电压被平均分配到线对中的各个导线。这就是平衡起到的另一个重要作用。

如果线对中每根导线的直流电阻完全相等,则电阻没有差别。这就是能够使电源的共模电压平均分配的原因。电阻差异太大会造成数据信号畸变,导致误码,重传甚至数据链路无效。同样,实现完美平衡是不可能的,这也是为什么我们也提供这种类型的平衡的性能参数的原因。


破坏平衡


那么,产生对数据信号有不利影响的这种不平衡的原因是什么呢?不平衡的原因可能在于工艺低劣,端接不一致和电缆质量差。

确保最小弯曲半径和保持双绞线尽可能靠近端接点是保持平衡的关键。为了防止PoE应用中的直流电阻不平衡,单根导线端接的一致性至关重要。

电缆的整体质量和保持适当的物理几何形状对于保持平衡也至关重要。当质量较差的电缆在直径,同心度(圆度),铜导线的周线和平滑度方面存在差异时,则存在较高的不平衡风险。


平衡测试


当涉及旨在保持适当平衡以最大程度降低噪声干扰的电缆认证时,应注意模式转换。电缆不平衡时,噪声以共模模式注入电缆,导致电压不相等并降低网络性能,会出现这种现象。

表示平衡的两种基于标准的模式转换参数横向转换损耗(TCL) 两端等效横向转换损耗(ELTCTL), 通过注入差分模式信号然后测量线对中的共模信号来进行测量。对于这两个参数来说,共模信号越小,平衡越好。

测试电阻差时,应关注直流电阻不平衡,行业标准规定了导线之间的最大直流电阻不平衡。该参数验证线对中的两根导线均具有相等的足够电阻以实现有效支持PoE所需的共模电流,并避免在同一线对上传输的数据信号失真。

幸运的是,DSX CableAnalyzer具有测量差分和共模信号的能力,这表示它能够通过模式转换测试和直流电阻不平衡测试来验证两种类型的平衡。随着数据速度不断提高,越来越多的PoE设备同时传输电源和数据,验证平衡比以往任何时候都更加重要。

 





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