[科普中國(guó)]-串?dāng)_

串?dāng)_是兩條信號(hào)線之間的耦合、信號(hào)線之間的互感和互容引起線上的噪聲。容性耦合引發(fā)耦合電流，而感性耦合引發(fā)耦合電壓。 PCB板層的參數(shù)、信號(hào)線間距、驅(qū)動(dòng)端和接收端的電氣特性及線端接方式對(duì)串?dāng)_都有一定的影響。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)價(jià)格越來越低，性能越來越好，局域網(wǎng)的傳輸速度越來越快，局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)也從同軸電纜轉(zhuǎn)向了雙絞線和光纖，雙絞線從最初的CAT1、CAT3、CAT5發(fā)展到了現(xiàn)在的CAT5E、CAT6、CAT6A、CAT7。

釋義雖然雙絞線性能在一直不斷的提高但是有一個(gè)參數(shù)像幽靈一樣一直伴隨著雙絞線，而且伴隨著雙絞線的發(fā)展，這個(gè)參數(shù)也越來越重要。這個(gè)參數(shù)就是-------串?dāng)_ (Crosstalk)。

串?dāng)_是指一個(gè)信號(hào)在傳輸通道上傳輸時(shí)，因電磁耦合而對(duì)相鄰的傳輸線產(chǎn)生不期望的影響，在被干擾信號(hào)表現(xiàn)為被注入了一定的耦合電壓和耦合電流。過大的串?dāng)_可能引起電路的誤觸發(fā)，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。如圖1的電路，AB之間的門電路稱為干擾源網(wǎng)絡(luò)(Aggressor Line)，CD之間的門電路稱為被干擾源網(wǎng)絡(luò)(Victim Line)。只要干擾源一改變狀態(tài)，我們就可以觀察到受害源處的脈沖串?dāng)_1。

危害串?dāng)_可能是數(shù)據(jù)進(jìn)行高速傳輸中最重要的一個(gè)影響因素了。它是一個(gè)信號(hào)對(duì)另外一個(gè)信號(hào)耦合所產(chǎn)生的一種不受歡迎的能量值。根據(jù)麥克斯韋定律，只要有電流的存在，就會(huì)有磁場(chǎng)存在，磁場(chǎng)之間的干擾就是串?dāng)_的來源。這個(gè)感應(yīng)信號(hào)可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩G失和傳輸錯(cuò)誤。 所以串?dāng)_對(duì)于綜合布線來說，無疑是個(gè)最厲害的天敵2。

表現(xiàn)方式CAT1、CAT3、CAT5、CAT5E、CAT6、CAT6A、CAT7它們之間的區(qū)別就是銅絲直徑越來越粗、扭矩越來越小、2根線纜扭的越來越緊、線對(duì)之間的間隔物越來越多（十字骨架、鋁箔、麥拉、排流線、銅絲編織網(wǎng)）、頻率從16MHz到100MHz、250MHz、500MHz、600MHz等等但是串?dāng)_也跟著發(fā)生著變化從線對(duì)于線對(duì)之間的NEXT、PSNEXT、FEXT、ELFEXT發(fā)展到線纜之間的ANEXT、PSANEXT,這些都是串?dāng)_的延伸,串?dāng)_的表現(xiàn)方式。

在串?dāng)_的測(cè)試中, 高的測(cè)試值（dB）優(yōu)于低的測(cè)試值。因?yàn)榇當(dāng)_的數(shù)值是有用信號(hào)與噪音信號(hào)之間的比值。高的測(cè)試值意味著有用信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于噪音，低的測(cè)試值意味著有用信號(hào)與噪音之間的差別不大，對(duì)于接收方來說，無法正確接收信號(hào)，造成數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象。Crosstalk與頻率有關(guān)，當(dāng)頻率的增加時(shí)，串?dāng)_值變得更低 ，這就需要增大銅絲直徑，增加線纜的扭矩，增加十字骨架將線纜隔開，增加外護(hù)套厚度或增加屏蔽層等等各種生產(chǎn)工藝來解決越來越棘手的串?dāng)_問題。

近端串?dāng)_近端串?dāng)_（NEXT），該串?dāng)_是當(dāng)設(shè)備在發(fā)送端傳輸?shù)男盘?hào)耦合到另一對(duì)線的相鄰接收端引起的。這是傳輸速率小于100Mbps最重要的串?dāng)_。然而隨著傳輸數(shù)據(jù)的速率越來越高，雙絞線所有線對(duì)都需要傳輸數(shù)據(jù)即采用的是平行傳輸模式的方法。LAN 系統(tǒng)還會(huì)受到其他串?dāng)_的影響－遠(yuǎn)端串?dāng)_（FEXT）和等效遠(yuǎn)端串音干擾（ELFEXT）。遠(yuǎn)端串?dāng)_（FEXT）是指由電纜鏈路近端對(duì)別的線對(duì)上的信號(hào)引起的、感應(yīng)到遠(yuǎn)端線對(duì)上的信號(hào)。ELFEXT是由衰減與FEXT相減而得的。相對(duì)于FEXT，ELFEXT更具有實(shí)際意義，因?yàn)殡S著長(zhǎng)度的增加FEXT肯定會(huì)發(fā)生一定的變化，這就意味著，相同的線纜在不同的長(zhǎng)度，測(cè)得的FEXT為不同值，這也就無法衡量線纜的質(zhì)量，但是ELFEXT由于引入了衰減這個(gè)參數(shù)，就使得在線纜測(cè)試時(shí)有更加實(shí)際的意義，所以測(cè)試報(bào)告中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)ELFEXT而不是FEXT這個(gè)參數(shù)。

外部串?dāng)_隨著傳輸速率的提高，比如火熱的802.3an標(biāo)準(zhǔn)10G Base-T中，500MHz的高頻率使得以前可以忽略的線纜與線纜之間的干擾，也被開始考慮在其中，這就是外部串?dāng)_ANEXT（Alien crosstalk），如果這個(gè)參數(shù)不合格，10Gbps的速率就會(huì)大打折扣，甚至無法運(yùn)行。CAT7直截了當(dāng)?shù)姆艞壏瞧帘谓Y(jié)構(gòu)，使用單對(duì)屏蔽加銅絲編織的屏蔽方法來解決線纜內(nèi)部之間的干擾和線纜外部之間的干擾，不得不說，串?dāng)_讓線纜結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜3。

質(zhì)譜串?dāng)_在一個(gè)驗(yàn)證批次中，通過比較 ULOQ 水平的空白+待測(cè)物樣品和空白+內(nèi)標(biāo)樣品來進(jìn)行評(píng)價(jià)。

接受標(biāo)準(zhǔn)ULQC 樣品中，待測(cè)物在內(nèi)標(biāo)通道的干擾峰應(yīng)不大于驗(yàn)證批次中標(biāo)準(zhǔn)樣品和 QC樣品內(nèi)標(biāo)平均平均峰面積的 5%。

空白+內(nèi)標(biāo)樣品中，內(nèi)標(biāo)物在待測(cè)物通道的干擾峰應(yīng)不大于 LLQC 中待測(cè)物峰面積的 20%。

降低措施1、增加信號(hào)路徑之間的間距；

2、用平面作為返回路徑；

3、使耦合長(zhǎng)度盡量短；

4、在帶狀線層布線；

5、減小信號(hào)路徑的特性阻抗；

6、使用介電常數(shù)較低的疊層；

7、在封裝和接插件中不要共用返回引腳；

8、使用兩端和整條線上有短路過孔的防護(hù)布線。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

鄢志丹 - 副教授 - 中國(guó)石油大學(xué)（華東）