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线外串扰对数据中心网络的影响

  本文主要将阐述线外串扰对数据中心布线的影响。双绞线的线外串扰并不是一个新鲜事物,早在近10年前就有人提出这个概念,当时因为受到测试手段的制约以及当时的网络对线外串扰并不敏感,所以没有得到重视。但随着近年来万兆以太网10Gbase-T在数据中心内得到普遍的应用,线外串扰的影响变得越来越明显。


  一、 什么是线外串扰

  线外串扰即Alien Crosstalk,又名线间串扰。顾名思义,主要指的是是描述成束布放的电缆之间,信号能量耦合现象的术语。其概念与线缆内部的近端串扰(NEXT)极为相似。线外串扰影响最大的就是下图这样的所谓6包1的情况。中间的这根双绞线线缆受到周围6根线缆中耦合过来的能量的干扰。特别是绞距比较大的线对受到的影响更大。



 
  线外串扰又分为ANEXT和AFEXT,如下图所示,ANEXT就是在相邻的2个通道上,一个接收端(RX2)收到了同一端另一根线缆发射端(TX1)耦合过来的能量。AFEXT就是RX4受到了TX1耦合过来的能量

 

  过去对线外串扰不重视的原因是线缆内部的NEXT和FEXT的影响远远大于线外串扰。但是随着DSP技术的进步。无论是NEXT,FEXT,还是RL都可以得到相当的过滤。所以线外串扰这种无法采用有源手段主动消除的干扰就变成了制约信噪比的最大麻烦。


  二、数据中心常用以太网传输编码与信噪比

  我们要理解线外串扰对以太网络传输造成的影响,首先就需要对传输的编码方式与信噪比,误码率的关系作一定的了解。通常数据中心在HDA到PC服务器这一段多采用的是基于双绞线传输的以太网方式,而在数据中心目前最常用的以太网标准是1000Base-T,或者1000Base-TX,部分数据中心已经开始采用10G Base-T。所以本文将主要研究这三种标准与线外串扰之间的关系。本文将从这三种标准的调制方式入手,分析他们的极限信噪比,再对比所用传输介质所能达到的信噪比,最后来看线外串扰对这三种标准的影响到底有多大。

  这三种以太网标准采用的都是PAM(脉冲调幅)调制方式,根据奈奎斯特抽样定律,脉冲符号率至少是频率的2倍,比如一个正电平脉冲符号和一个负电平脉冲符号可以组合成1个正弦波。反过来说,也就是1个正弦波最少可以携带2个脉冲符号。1个脉冲符号可以携带多个bit(也就是计算机里的0和1),但是具体能带多少,则取决于调制和编码的方式(可以脉冲符号bit率这个指标来衡量)。我们将脉冲符号bit率*脉冲符号速率*传输线对数就可以得出整个传输系统的bps了。

  我们知道香农公式(Shannon)可以用来描述给定传输带宽和信噪比的极限传输速率。这样我们知道了脉冲符号bit率,我们就可以计算出所需的极限信噪比。具体公式为:
 



本文章由 正泰电器 于2010年06月30日发布在综合布线分类下,
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