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NEXT近端串擾是什么問題？從詩人的角度來闡述

我曾經(jīng)上過一位教授的課，這位教授喜歡用兩種方式來解釋各種概念。首先，他會深入發(fā)掘某個概念背后的數(shù)學理念，在黑板上寫滿各種方程式，并闡述它們之間的關系。他將這稱之為“工程師的視角”。之后，他會再對這個概念做一次解釋，但這次，完全不涉及數(shù)學。他將這稱之為“詩人的視角”。

那么，為什么通訊電纜是雙絞線結(jié)構(gòu)，而輸電電線卻是直的？這完全是出于帶寬的考慮。電力信號的頻率很低，因此無需擔心帶寬，但這卻是通訊電纜需要考慮的問題。沿著電線傳輸?shù)母哳l信號會產(chǎn)生磁場，在臨近電纜中引起感應信號。這些感應信號被稱為“串擾”，因為在使用老式的模擬電話線路時，你經(jīng)?？梢月牭诫娫捴械谋尘皩υ挘@正是感應信號造成的。

想象一下，你電腦的網(wǎng)絡接口正在傳輸一個信號。當一個信號從發(fā)送端線路發(fā)出時，接收端線路會同時產(chǎn)生一個感應信號。這樣麻煩就來了，因為根據(jù)以太網(wǎng)的運行規(guī)則，如果其他人在“發(fā)言”（發(fā)送信號），你就得停止“發(fā)言”。但如果你的計算機每次試圖“發(fā)言”的時候，它都能聽到自己的發(fā)言，所以會立刻停止信號發(fā)送動作。如此一來，連電子郵件都發(fā)送不出去了。

事實上，感應信號的強度要比原始信號小很多倍，如此一來這個問題就沒那么嚴重了。但信號接收器需要非常靈敏。這是因為高頻信號在電纜中傳輸時會發(fā)生衰減。例如，IEEE 802.3標準對1000BASE-T雙絞線的信號規(guī)定最大損耗值為24dB，相當于信號抵達你的計算機以太網(wǎng)接口相比從遠端發(fā)射時的原始強度衰減6%。所以串擾信號不得超過這個水平。距離計算機接口越遠，接收信號的強度就越大，也越不容易受到串擾的影響。這意味著距離發(fā)射器最近的地方串擾問題最嚴重，因此這里的關鍵指標就被稱為近端串擾（NEXT）。

工程師們有很多巧妙的方法來解決近端串擾（NEXT）的問題。首先，數(shù)據(jù)信號會以“差分”模式編碼并輸入電纜,意思是一根導線上的每一個正脈沖都會同相對應的配對導線上的負脈沖形成匹配。這意味著電纜會產(chǎn)生強度相同但極性相反的電磁場，二者會相互抵消，從而消除串擾。但如果只是讓一對電纜彼此間保持平行，其中一根電纜會距離一個磁場更近，因此一根電纜的電磁場會比另一根稍強，最終還是會存在稍許串擾。

第二個方法是把電纜擰成麻花狀。這種方法會令電纜之間的距離發(fā)生變化，時而更靠近正極導線，時而更靠近負極導線。這有利于抵消感應效應，減少甚至消除串擾。但如果線對的絞距相同，則有可能在整個距離中與磁場保持相同的間距，造成更大的串擾。這時就需要引入第三根電纜，讓線對擁有不同的絞距，從而令它們在整個傳輸距離中不會與同一根導線保持相同的距離。

不同的絞距正是當你在使用電纜測試儀測試線對時發(fā)現(xiàn)它們有著不同長度的原因。如果將線對解開，平直地伸展開來，絞距大的電纜要更長一些。長度差異通常在5%或者更多。TIA標準對電纜長度的限制以最短的線對為準。

盡管導線在模塊（RJ-45）連接器中只在一小段距離中呈平行狀態(tài)，但在安裝好的鏈路中，它們通常是最主要的近端串擾致因。而且在安裝連接器時，即使稍稍多解開一點纏繞也可能顯著增強感應效應，導致鏈路認證失敗。

較新的設計方案則通過其他方法來獲得更好的抗串擾性能，包括通過在電纜中使用隔層，更仔細地控制絞距，以及將線對粘合在一起。而一些新的技術，例如10GBASE-T和PoE，對鏈路的要求不僅僅是更優(yōu)秀的抗串擾性能。但在談到優(yōu)質(zhì)布線時，串擾依然是最重要的參數(shù)之一。

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