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【線對間干擾】-數據電纜測試入門和常見測試問題解答

【線對間干擾】 ?先說說線對之間的相互干擾問題，這是影響網線傳輸能力最主要的參數之一。我們知道，數據網線中通常有四對雙絞線(早期計算機曾使用兩對雙絞線，現在工控網/工業以太網、現場總線等應用場所仍在大量使用)，習慣上將這四對雙絞線稱作 1-2 線對(橙色線對)、3-6 線對(綠色線對)、4-5 線對(藍色線對)和 7-8 線對(棕色線對)。這種線對色標體系是 T568B 規定的。為什么不叫 1-2 線對、3-4 線對、5-6 線對和 7-8 線對呢？這跟水晶頭和連接模塊的打線規定有關。在 T568A 和 T568B 的打線標識體系中，規定了水晶頭的 1-2針、3-6 針、4-5 針和 7-8 針要分別連接一對雙絞線。這樣連接有什么好處？在后面的內容中我們會有解釋說明。

你一定會有這樣的體會，當接聽座機電話時，如果同時有人打手機給你，那么你在座機電話中會聽到“咯咯咯咯”的干擾聲音。這些干擾聲就是手機輻射出的電磁波信號經電磁感應從空中進入電話線后而產生的“噪聲”，這種噪聲進入話機后被話機內部的電子元器件做了一些“二次加工手術”(檢波)，傳到聽筒里就成了這是你能聽到的“咯咯咯咯”噪聲。這是最常見到的一種電磁波輻射感應現象。與此類似，網線中的每對雙絞線都是由兩根互相扭絞起來的銅線組成的。當數據信號在這一線對中傳輸時，根據的電磁輻射感應原理，這對線對的周圍也會有輻射出來的電磁波信號(電磁輻射現象)存在，這些電磁波信號在遇到周圍的金屬物體時，就會在金屬物體上感應出信號(這就是我們常常耳聞的“電磁感應現象”)。所以，網線中的四對雙絞線彼此之間在傳輸數據時是會相互輻射電磁波干擾對方的正常數據傳輸的。這些輻射干擾信號和線對中本身正在傳輸的有用信號會混合、疊加在一起，從而改變原來傳輸的信號波形，這種混合后變形的信號波形進入對端計算機的網卡端口后，網卡端口內的信號接收器端口會因為疊加的無用信號(類似噪聲干擾)過大而引起信號接收器出現誤讀和誤判。例如，1-2 線對在傳輸信號時，會同時將高頻的電磁波信號輻射到線對周圍的空間，自然，也會輻射給鄰近的三個線對：3-6 線對、4-5 線對和 7-8 線對。收到這些輻射信號能量的 3-6 線對本身也在傳輸正常的有用信號。這兩種信號在 3-6 線對上相遇后疊加，改變了 3-6線對中原來傳輸的信號波形，而波形的改變則可能會導致信號接受端的誤讀、誤判，造成誤碼率增加和傳輸出錯。用戶會感覺網速變慢或者連接出現斷續、中斷的現象，有時候設備端口還會莫名其妙地重啟。如果 1-2 線對的輻射信號很強，那么 3-6 線對就可能因為感應的信號過大而完全不能正常傳輸信號，這條鏈路就會出現連接中斷的現象或者干脆不能上網。

1-2 線對除了干擾 3-6 線對外也會同時干擾 4-5 和 7-8 線對。反之，3-6 線對、4-5 線對和 7-8 線對也會同時干擾 1-2 線對的數據傳輸。因此，網線中每對雙絞線在干擾別的三對雙絞線的同時，也被別的三對雙絞線所干擾。也就是說，這種干擾是雙向的，相互的，干擾系數也是彼此等效的。

那么，將每對雙絞線用金屬薄膜屏蔽起來是不是就可以阻止它向外輻射干擾信號呢？答案是肯定的—這是因為電磁波不能穿透金屬(薄膜)，高頻電磁波甚至連金屬網也很難穿越。這就像我們每天都在用的微波爐那樣，由于爐門上有一層金屬網起屏蔽阻隔作用，電磁波無法從爐腔中輻射出來傷害我們，所以微波爐中的食物可以被(700 瓦的)電磁波加熱、煮熟，而我們在靠近爐門觀察爐中的食物時卻不會被燒傷或燙傷。這種采用屏蔽手段來阻止雙絞線向外輻射、泄漏電磁波能量的網線就是我們常說的屏蔽線，七類網線和少數高級的六類網線就是這樣的屏蔽線(FTP)。

需要注意的是，還有一種更常見的屏蔽線，它只是在四對雙絞線的最外面加一層公共的屏蔽薄膜(和/或銅編織網)，就如同將四對雙絞線套在一根金屬(薄膜)管內一樣，金屬薄膜可以阻止四對雙絞線將電磁波輻射到網線之外，這就增加了數據傳輸的安全性和保密性；也能阻值外部電磁干擾進入電纜，減少外來干擾。但由于沒有將每對雙絞線彼此之間進行屏蔽，這樣的屏蔽線(ScTP)顯然還是不能阻止電纜內部各雙絞線線對之間的相互干擾的—而影響網線傳輸能力的主要參數就是線對之間的相互干擾。

電磁波在金屬線對中傳輸時有一個非常重要的現象，那就是，傳輸的數據率越高，電磁波頻率(及頻寬)也越高，電磁波信號輻射到周圍空間的能量也越強。比如，在六類非屏蔽網線中，線對之間的干擾就比七類網線要強 17 倍以上(在 100MHz 頻點上測量)，比三類網線則可高達 100 倍以上。所以，如此強的干擾自然不能用三類網線來傳輸高速數據，否則緊鄰的線對將因干擾信號太強而無法正常工作。因此，我們通常說三類網線因自身串擾較強一般只適于用來傳輸速度較低的以太網 10Mbps 和令牌環 16Mbps 數據；100Mbps 以太網則要采用輻射量較三類網線小的五類網線來傳輸；而要穩定地傳輸 1G Mbps ?的以太網數據則要求用超五類網線(輻射感應和回波比三類線更小)；要穩定地傳輸萬兆以太網(10Gbps)數據則要用線對輻射量比六類網線更小的增強六類線(Cat6a)才行。