50、UTP电缆近端反射与混合电路技术解析

UTP电缆近端反射与混合电路技术解析

1. 近端反射概述

当向隧道呼喊会有回声，同样，向长UTP电缆发送高速数字信号时也会产生回声，这就是近端反射。近端反射包含两种不同类型的回声效应：
- 一种是由电缆过渡点、终端点和连接器处的反射引起的。
- 另一种由电缆回波损耗（RL）决定，与电缆自身缺陷产生的反射有关。

在单向链路中，近端反射无关紧要，因为发送信号时不会监听同一对导体。但在双向全双工系统中，发送和接收使用同一对导体，就会收到自己的回声。例如1983年ROLM设计的数字电话双向全双工数据链路，在一根3类电缆的单对上双向传输256 Kbaud的两级PAM数据。由于数据速率较慢，回声问题较易处理，该系统使用混合电路来实现在本地发射器广播时仍能接收远端信号。

近端反射产生的噪声与远端反射噪声本质相同，但在数量上更显著。因为近端反射到达接收器时只经过一次反射，而远端反射至少经过两次反射被衰减，所以近端反射情况下的信噪比更差。

2. 近端反射噪声幅度示例

假设一个系统，电缆阻抗规定在100Ω ± 10%内，源端和终端端接精度在5%内，电缆两端附近各有一个过渡点。电缆各段衰减和假设阻抗如下：
| 部分 | 衰减 | 假设阻抗 |
| ---- | ---- | ---- |
| J1（短跳线） | -1 dB | 85 Ω |
| S1（长段） | -10 dB | 115 Ω |
| J2（短跳线） | -1 dB | 85 Ω |
| 源端 | - | 105 Ω |
| 终端 | - | 105 Ω |

最坏情况下的反射系数为 -