24、传输介质性能分析与优化策略

传输介质性能分析与优化策略

1. 同轴电缆性能分析

1.1 电缆频率响应特性

在频率低于 221 KHz 时，电缆响应较为平坦。高于此频率，集肤效应损耗会与频率的平方根成正比增长，直至达到 5.9 GHz 时出现介电效应。需要注意的是，向介电损耗限制区域的过渡非常宽泛，在该频率两侧各延伸 100 倍的范围。远高于 5.9 GHz 时，损耗斜率逐渐增大，直至以 dB 为单位的损耗与频率成正比增长。电缆在接近 8 GHz 的频率下仍可成功运行，而无需担心激发任何异常的非 TEM 传播模式。

1.2 不同类型同轴电缆性能对比

选取了六种贝尔登同轴电缆，在 25 米固定长度下，对其传输函数和阶跃响应进行了研究，相关频率响应和阶跃响应图如图 1 所示。
|电缆类型|特点|
| ---- | ---- |
|8237 型|传输函数最佳（损耗最小），阶跃响应最佳（上升时间最快）|
|84303 型|在 250 MHz 处衰减比 8237 型大，眼图失真更严重|
|8240 型|在 250 MHz 处衰减比 8237 型大，眼图失真更严重|
|8259 型|性能处于边缘状态|
|84316 型|在 250 MHz 处衰减过大，眼图几乎闭合|
|8216 型|在 250 MHz 处衰减过大，眼图几乎闭合|

在一个运行距离为 25 米、速度为 500 Mbaud 的通信系统中，可通过简单检查传输函数来判断使用这些电缆成功通信的可能性。关键观察点是数据速率一半（250 MHz）时的总衰减（以 dB 为单位）。例如，25 米长的 8237 型电缆在 250 MHz 时衰减明显小