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(本期不再讲解由防雷元器件带来的分布电容等常规问题)

以太网用电涌保护器，对以太网链路三个核心传输参数产生重要的影响。一是插入损耗IL，二是线对间串扰NEXT或者FEXT，与回波损耗RL。这是因为以太网电涌保护器，是将以太网原有线路打断，重新用跳线连接进来的一个线路转换装置。该装置不仅加入了并联的元器件，同时由于印制电路板走线只能为直线折线、线宽线的截面积与原有CAT6或CAT5e网线，形成了鲜明的阻抗变换点。

一、插入损耗，主要由电涌保护器极间的电阻形成，线径变换产生的阻抗也有一定影响。同时由于加入了电涌保护器，形成两个新的RJ45连接点，连接点的接触阻抗也作用在插入损耗中。这是人为的将整个环路电阻加大。如果插入损耗过大，那么信号将不能传得很远，未来工程布线就不可能达到预期的预算距离。

图1 防雷器的阻抗分布

二、线对间串扰，原本使用的双绞线、线对间隔离骨架、提高线径、增加绞结率，甚至线对屏蔽来达到高速传输。然而，电涌保护器中线路板，走线不可能做到双绞，无奈的加入了许多平行线，降低了绞结率。在高速传输的线路中，一般要求是解开长度不超过13毫米，这样才能跑高速网络，但是电涌保护器不可能只有13毫米的电路板布线。对于串扰是高速网络中最在意的一个指标，一般在水晶头打线的时候，短短的几毫米的平行布线都会被苛刻地考虑在串扰之中，更何况是电涌保护器。

图2 印制电路板虽然无法达到双绞线的效果，但合理设计仍能满足使用要求

三、回波损耗，是对阻抗连续性破坏的结果。这个阻抗和第一节说的阻抗有区别，这里主要将传输特性阻抗，双绞线一般为100-120Ω，受线缆体电感和体电容的比值作用。电涌保护器就是以上所说的电路板平行布线，对整个线路的阻抗连续性的一个严重破坏(如图1)。引入线路中的连接器，同样要求焊点尽量小，电涌保护器，电路板中的焊点并没有注意到大小的问题，一个放电管的引脚就足足2mm以上！这些焊点直接破坏了线路体电容。在整个环路中，被反射回来的回波越大证明阻抗突变越大。

特性阻抗公式，可以看出只要传输通道形状改变，特性阻抗必然变化。

在讨论完以上三个核心参数之后，同样要注意另一个参数，叫信噪比ACR。信噪比可以作为修正前三个参数，进行判定时的综合分析手段。信号强度由插入损耗决定。噪声强度由串扰和回波决定。串扰和回波带来的噪声强，但是插损小信号强度高，在整体信号传输中信号不会失真，看作信噪比小，可以判定为合格。反之，插损小，但是串扰回波大，那么信噪比就大，线路传输不会合格。

图3 信噪比示意图

电涌保护器会同样带来另一个问题，那就是线路不平衡。线对间有一个粗一个细，或者一个线路长一个线路短，这些都是由布线的电路板带来的差别。因为，接收器是差模放大器，也就是两个线对间的差模信号进行放大，它们对地的共模信号，无论受多大的干扰，都会被放大器抵消。外来的干扰信号是同时作用在线对的两条线上，两条线受到同样的干扰后，对地的共模干扰信号是同样的，在差模接收器上就会抵消。但是，两根线如果长度不同，粗细不同，布线的远近不同，也就是说相对外来信号的距离不同，那么在两根线上产生的，共模干扰信号就有高低的差别，信号到达差模接收器上就不会被完全抵消，形成干扰信号。标准委员会的专家们似乎对平衡参数，特别的感兴趣，因为它代表了大部分的抗干扰能力。

图4 线对间不平衡导致干扰无法等量抵消

总之，为了达到防雷目的信道上人为的增加了超级故障点。在网络工程师的眼中，防雷器是不能支持高速链路的。整个网络验收时，只要速度跑不快，首先查看有没有接防雷器？已经成了一个验收的常规动作。而在防雷工程师眼中，自己的百兆网千兆网的防雷器，经过各种专业设计通讯参数很优异。但是，这种优异只是针对于防雷器本身，相对于一个一百米的信道验收，防雷器占用了大量的网络速度资源。

图5  参数合格的防雷器也会占用网络资源

所以防雷器的所有测试参数，在重视测试结果是否合格的同时，要关注连接入整个信道合格判定的余量有多少？余量越大在整体安装后的工程验收，就会越趋近于合格。

未完，下期将开始实际测试分析。

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2019/1/3

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