论布线系统信道富余量对传输性能的影响

利用诺顿克隆精灵多点传送服务器软件，把一个248MB的视像文件从服务器传输到客户端。在传输过程中监测传输速和所用时间。利用惠普公司8112A脉冲发生器，在4对信道内相邻对信道近端处引入干扰信号脉冲。
    使用5e类线缆信道的实验结果：

    当连接客户端PC的局域网使用一般厂家CAT5e类信道时，文件传输需要129秒，平均每分钟传输速率为115MB。

    使用GigaSPEED六类线缆信道的实验结果：

    利用GigaSPEED6类信道，文件传输需要72秒，平均每分钟传输速率为206MB。在同样的串扰干扰条件下，同样的信息数量，用GigaSPEED6类信道传输的时间是用5e类信道传输的时间的80%。

    100BASE-TX局域网实验的物理配置

    PulseGenerator：脉冲发生器

    100BASE-TXHub：100BASE-TX集线器

    Server：服务器

    Client：客户终端

    270Mhz串行数字视频的光谱分析图

    2.100BASE-TX局域网视频信号流：

    在局域网上传输多媒体内容需要有足够的传输能力。对于用户的实时浏览而言，从多媒体服务器到终端用户传输大量数据的能力以及纠错能力都非常关键。局域网演示配置也如图1所示，既可以对接收到的数字信号的视频和音频质量做出主观评估，也可以测定比特误码的数量。

    一个56MB、40秒的视频文件，在服务器与客户机间通过一对带有4个连接器的结构化布线信道以15祯/秒的速度进行传输，信道分别使用其他厂家5e类缆线与GigaSPEED6类线缆。通常，计算机视频格式的祯传输速度是15祯/秒。文件使用微软公司的多媒体设备以多点播送模式进行传输。该文件是寄宿生在积雪的山坡滑雪的图像。利用惠普公司8112A脉冲发生器，在4对信道内某一相邻对信道近端处引入干扰脉冲。引入脉冲的大小、周期、上升/下降时间都不相同，从而模拟最差的近端串扰环境。缆线未用端使用100欧姆节线器来终止。使用统计软件来测量发送与丢失的数据包，网络的利用率以及CRC位误码。

    使用其他厂家CAT5e类缆线信道的实验结果：

    在CAT5e类缆线信道里，CRC比特误码导致视频图像变形，例如图像出现凝滞。每个错误都会使数据包无效，导致图像祯的丢失，造成接收画面抖动。

    使用GigaSPEED6类线缆信道的实验结果：

    在相同的近端串扰环境下，使用GigaSPEED线缆不会产生比特误码，因此接收的视频图像质量相当好。

    3.串行数字视频（SDV）：

    SDV传输是基于SMPTE259M标准的。

这个标准广泛应用于动画制作领域，将电影数字化并以270Mb/s的速度非压缩传输。这种系统也可用45Mb/s的压缩视频传输速度来传送的重要影像，以143Mb/s的非压缩视频传输速度来传送电视图像。只有270Mb/s的非压缩视频才可用来传送高质量电影图像。270Mb/s的位流被编辑并传送到广播的前端用来做实况广播。缆线长度一般小于或等于100米。
    SDV来自模拟基带视频与音频信号，要求4.2MHz和20KHz独立的、数字化的、可组合的带宽。在单根75欧姆同轴电缆上以270Mb/sNRZI串行位流传输。视频信号中的亮度与色差元素是分离的。嵌入式数字音频要求3MHz带宽。一般跳动为0.2UI（单位间隔），约为0.5ns。SMPTE259M标准允许大于18分贝的回波损耗。合成的SDV基带信号峰到峰的电压值为0.8V（+/-10%），需要最小的带宽为135MHz，而下面的谱线分析图中有效能量光谱可延展到270MHz。

    SDV的演示配置如图2所示，可以实现比特误码数量和跳动的测量，也可主观评估接收信号的视频和音频质量。实验由Sony和Tektronix公司制造的音频和视频设备组成，用于主观评估和独立的数量测量。它包含传输/接收SDV到UTP适配器，SDV信号在非平衡75欧姆的同轴电缆上传输为270Mb/s，超过了平衡的100欧姆4对UTP线缆。两个SDV信号在相对的方位上传输，即4对线缆中的2和3线对，目的是为了在信道的每端都产生串扰。标准适配器完成自适应均衡，根据形变状态和数量，在信道线缆长度范围内，提供自动补偿的服务。标准适配器被设计成连接插线/插头装置的15个插脚的连接器。多插脚连接器的作用与目前线缆测试装置的作用类似。它可以把任何信道所测定的连接器串扰最小化。信道内不用的线缆用适配器终结，并把每个适配器设为“Y”形式。

    SDV实验的物理结构

    一对四个连接器的结构化布线信道是用市场上其他厂家通用的CAT5e类和SYSTIMAXGigaSPEED6类相关组件构成的。TektronixTSG601SDV信号发生器把16个可选之中的一个SDV测试样本以270Mb/s的速率，以嵌入式AES/EBU数字音频、CRC数据的方式传送到TektronixWFM601MSDV波形监测器。监测器履行实时数字错误侦察，并根据SMPTE标准RP-165汇报CRC误差。

    当检测到以前和现在视频帧之间的CRC位值有所不同时便立即报告错误。跳动可以被精确测定并显示为一个眼状图形。叠加所有可能到达信道接收端的传输脉冲序列，就构成了这个图形。效果图像一个眼的形状。这个眼状图形是评估像SDV这样的基带信号性能的方法。在信道中，当噪音、干扰、或跳动增加时，眼睛的睁开的程度就会减小，睁开的高度表明在噪音环境下裕量存在的程度。TektronixWFM601MSDV波形监测器也可提供一个被动的闭合回路，允许在高分辨率NTSCSony20”显示器上显示接收的视频信号。SonyDVW-510DigitalBetacam(r)Player以嵌入式AES/EBU数字音频方式，通过一个3.5分钟DigitalBetacam格式化磁带，把数字视频传输到高分辨率SDVSony20”显示器。显示器被特别装备以视频和音频串行数字接口，以便于对两者进行自动评估。

    使用其他厂家CAT5e类缆线信道的实验结果：

    最初用单一SDV信号单向传输视频和音频时没有明显的问题。

然而，当在信道中加入第二个SDV信号产生近端串扰时，视频和音频的质量就变的很差。影像出现很多的白斑（雪花）。这个白斑产生的原因是由于比特误码导致的图片元素即像素损失的结果。传输的音频部分存在明显的、令人不满的静电干扰。TektronixWFM601M波形监视器显示红色警报以表明CRC比特误码发生。跳动被显示为眼状图形，测定的结果是962微微秒。当来自于TektronixTSG601SignalGenerator或SonyDigitalBetacamPlayer的传输信号被取消，所有可见的和可听的干扰终止了，跳动减少到592微微秒。CRC比特误码、白斑或静电将不再出现。
    使用GigaSPEED6类线缆信道的实验结果：

    使用6类GigaSPEED信道进行双向传输时，没有监测到任何可视和可听的干扰，也没有记录到CRC比特误码。跳动测定的结果是592微微秒，与在5e类信道中只有一个SDV传输信号时的跳动记录相同。很明显，近端串扰裕量设计给6类GigaSPEED信道带来非常好的传输性能。

    总结

    当文件在结构化布线信道上传输时，很多干扰因素都影响着高速、高带宽密集型网络应用的传输性能，实验清楚地揭示了近端串扰存在的严重影响。目前使用其他厂家的CAT5e类缆线的两类应用程序——文件传输和局域网视频流，在很差的近端串扰环境下，利用GigaSPEED6类缆线取得了显著优越的运行效果。近端串扰附加的10dB富余量，很大程度地改善了6类信道数据传输性能。额外的裕量改善了信噪比，另外，当信道产生的串扰减小时，还可以传输更多的信号。

    最终论证还指出，目前有一些像270Mb/s串行数字视频的应用远远超出了5e类信道的性能。标准明确指出5e类信道性能最高到100MHz，这就出现了明显的不足，因为SDV应用所要求的信道性能要达到250MHz，这是6类信道GigaSPEED才能提供的。像文件传送之类的应用程序可以允许数据包偶尔丢失，并可以花费时间来等待数据包重新发送。然而，诸如视频流和270Mb/sSDV的应用根本不允许任何延迟。视频流程序每次只传输和处理一个数据包。

    结构化布线信道内的传输损失是无法弥补的。由于影像祯和像素的丢失，原始传输影像的质量明显下降了。因此，信道损失很大程度上制约着传输性能。随着高速应用程序以及未来带宽需求的不断增长，这种影响将越来越明显。结构化布线系统信道需要提供充分的裕量来抵制信道损失，以支持超出当前水平的下一代数据速率，达到良好的传输性能。

    1）其他厂家CAT5e类缆线信道结果：由于位误码产生许多白斑

    2）美国康普GigaSPEED6类缆线信道的结果：没有位误码导致的像素损耗