25、通信系统性能区域与频域建模分析

通信系统性能区域与频域建模分析

1. 不同线缆传输性能对比

在通信系统中，光纤布线和铜质线缆在带宽和损耗方面表现出显著差异。光纤布线的带宽和损耗存在巨大的变化范围。例如，一个带宽 - 距离规格为 500 MHz - km 的典型长度电缆，其实际带宽可能比规格高出两到四倍，衰减情况也是如此。现场技术人员的经验表明，光纤系统的传输距离往往比宣传的更远。

而铜质线缆则不同，金属互连的性能在很大程度上受到其物理结构的影响，不过在制造过程中这种物理结构相对容易控制。金属传输系统在距离上有一个相对严格、固定的上限，绝对不能超过这个上限。

2. 线性均衡：长背板走线示例

2.1 传播函数特性

图 3.43 展示了四条不同长度的 50 - Ω 带状线的传播函数。最长的走线（1.5 m）对应于大型背板中可能遇到的最大配置，这里考虑了两端的长子卡走线。这些传播函数呈现出低通滤波器的特性，这是集肤效应和介电损耗效应共同作用的结果：走线越长，3dB 衰减频率越低。

2.2 接收信号幅度与走线长度关系

图 3.44 说明了每条走线远端接收到的信号情况。用于生成该图的信号模式是 1111101111100000100000，以 2.5 Gb/s 的比特率（400 - ps 比特间隔）传输，假设的发射上升/下降时间为比特间隔的 20%。这种特定模式（由单个零中断的最大连续 1 序列，反之亦然）对于许多传输函数像图 3.43 中曲线那样单调下降的系统来说，是一个很好的最坏情况眼图张开测试。

最短的走线（0.1 m）几乎能完美地传输信号。随着走线长度的增加，快速转换（101）的衰减程度逐渐增大，直到 1