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(本期不再講解由防雷元器件帶來的分布電容等常規問題)

以太網用電涌保護器，對以太網鏈路三個核心傳輸參數產生重要的影響。一是插入損耗IL，二是線對間串擾NEXT或者FEXT，與回波損耗RL。這是因為以太網電涌保護器，是將以太網原有線路打斷，重新用跳線連接進來的一個線路轉換裝置。該裝置不僅加入了并聯的元器件，同時由于印制電路板走線只能為直線折線、線寬線的截面積與原有CAT6或CAT5e網線，形成了鮮明的阻抗變換點。

一、插入損耗，主要由電涌保護器極間的電阻形成，線徑變換產生的阻抗也有一定影響。同時由于加入了電涌保護器，形成兩個新的RJ45連接點，連接點的接觸阻抗也作用在插入損耗中。這是人為的將整個環路電阻加大。如果插入損耗過大，那么信號將不能傳得很遠，未來工程布線就不可能達到預期的預算距離。

圖1?防雷器的阻抗分布

二、線對間串擾，原本使用的雙絞線、線對間隔離骨架、提高線徑、增加絞結率，甚至線對屏蔽來達到高速傳輸。然而，電涌保護器中線路板，走線不可能做到雙絞，無奈的加入了許多平行線，降低了絞結率。在高速傳輸的線路中，一般要求是解開長度不超過13毫米，這樣才能跑高速網絡，但是電涌保護器不可能只有13毫米的電路板布線。對于串擾是高速網絡中最在意的一個指標，一般在水晶頭打線的時候，短短的幾毫米的平行布線都會被苛刻地考慮在串擾之中，更何況是電涌保護器。

圖2?印制電路板雖然無法達到雙絞線的效果，但合理設計仍能滿足使用要求

三、回波損耗，是對阻抗連續性破壞的結果。這個阻抗和第一節說的阻抗有區別，這里主要將傳輸特性阻抗，雙絞線一般為100-120Ω，受線纜體電感和體電容的比值作用。電涌保護器就是以上所說的電路板平行布線，對整個線路的阻抗連續性的一個嚴重破壞(如圖1)。引入線路中的連接器，同樣要求焊點盡量小，電涌保護器，電路板中的焊點并沒有注意到大小的問題，一個放電管的引腳就足足2mm以上！這些焊點直接破壞了線路體電容。在整個環路中，被反射回來的回波越大證明阻抗突變越大。

特性阻抗公式，可以看出只要傳輸通道形狀改變，特性阻抗必然變化。

在討論完以上三個核心參數之后，同樣要注意另一個參數，叫信噪比ACR。信噪比可以作為修正前三個參數，進行判定時的綜合分析手段。信號強度由插入損耗決定。噪聲強度由串擾和回波決定。串擾和回波帶來的噪聲強，但是插損小信號強度高，在整體信號傳輸中信號不會失真，看作信噪比小，可以判定為合格。反之，插損小，但是串擾回波大，那么信噪比就大，線路傳輸不會合格。

圖3?信噪比示意圖

?電涌保護器會同樣帶來另一個問題，那就是線路不平衡。線對間有一個粗一個細，或者一個線路長一個線路短，這些都是由布線的電路板帶來的差別。因為，接收器是差模放大器，也就是兩個線對間的差模信號進行放大，它們對地的共模信號，無論受多大的干擾，都會被放大器抵消。外來的干擾信號是同時作用在線對的兩條線上，兩條線受到同樣的干擾后，對地的共模干擾信號是同樣的，在差模接收器上就會抵消。但是，兩根線如果長度不同，粗細不同，布線的遠近不同，也就是說相對外來信號的距離不同，那么在兩根線上產生的，共模干擾信號就有高低的差別，信號到達差模接收器上就不會被完全抵消，形成干擾信號。標準委員會的專家們似乎對平衡參數，特別的感興趣，因為它代表了大部分的抗干擾能力。

圖4?線對間不平衡導致干擾無法等量抵消

總之，為了達到防雷目的信道上人為的增加了超級故障點。在網絡工程師的眼中，防雷器是不能支持高速鏈路的。整個網絡驗收時，只要速度跑不快，首先查看有沒有接防雷器？已經成了一個驗收的常規動作。而在防雷工程師眼中，自己的百兆網千兆網的防雷器，經過各種專業設計通訊參數很優異。但是，這種優異只是針對于防雷器本身，相對于一個一百米的信道驗收，防雷器占用了大量的網絡速度資源。

圖5? 參數合格的防雷器也會占用網絡資源

所以防雷器的所有測試參數，在重視測試結果是否合格的同時，要關注連接入整個信道合格判定的余量有多少？余量越大在整體安裝后的工程驗收，就會越趨近于合格。

未完，下期將開始實際測試分析。

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2019/1/3

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