近端串擾報告的統計方法
近端串擾（NEXT）
大多數用戶在查看一個技術數據表或銷售資料時，會仔細比較其中的數字，并且會根據紙面上顯示的電纜性能數據，做出購買決定。 但是除去這些已經非常明顯的性能數據之外，衰減串擾比（ACR），正慢慢成為衡量非屏蔽雙絞線對電纜性能的新標準。
ACR主要包括兩個部分： 衰減和串擾。 衰減是一個參數，可以用方程式近似計算得出，它在整個電纜中的線對間基本保持不變。 它的曲線可以通過幾個數據點精確地表示出來。 而串擾則無法使用一個曲線精確表示。 當前采用的EIA/TIA TSB-36規范是一個方程式，它表示的是串擾隨頻率增加而遞增的近似值。 但是不同的線對組合在串擾性能上可能會有幾個dB的差別。
許多生產廠家已經紛紛在近期公布了關于電纜串擾性能的標準。 然而，這些檢測結果中，有一些也許并不能精確表示電纜的性能。 下面我們將對串擾問題做簡要說明，并引入一種測量方法，同時我們還將推薦一種精確報告測量結果的方法，它可以更精確地報告產品的串擾性能。
串擾
串擾指的是能量從一個線對到另一個線對的轉移。 這種轉移給網絡系統帶來了噪音干擾，縮短了信號的有效傳輸距離。行業標準對這種能量轉移的測量值稱為近端串擾（NEXT）。 它是由與電纜信號發生器在同一端的接收器測得的從一個線對到另一個線對能量轉移的比率。
目前，EIA/TIA TSB-36和568A草案中列出了11種NEXT頻率。它們有時也被稱為“關鍵”頻率，這是因為在某些編碼方案中，基礎信號也在這些特殊頻率進行傳輸。 但這11個頻率點之間的帶寬上仍傳輸有其他重要信息。 基礎信號周圍信息的信號強度可能會較低，但由于NEXT是功率轉移的比率，因此應將噪音干擾減小到最小，以提高信號的分辨率。
測量技術
在下面的圖例中可以看到，串擾的軌跡是由一系列波峰和波谷組成。 對角線是5類電纜規范。 如果僅僅只按照TSB-36中列出的11個頻率點來測量該電纜，它已經達到了要求。 然而，需要指出的是，該要求中方程式的適用對象是整個帶寬。
許多電纜生產廠商目前都使用網絡分析器來測量電子參數。 網絡分析器在指定的頻率下對帶寬進行取樣，如，201、401、801和1601。它沒有對生產廠家在測試電纜串擾時應選取的數據點的***數量做出規定。 這樣，測試可能使用一個信號發生器和功率測量儀，來生成11個頻率通過電纜傳輸。 而568A計劃書草案中建議每10進制必須至少檢測100個數據點。 10進制表示按照系數為10增加的頻率（例如，從3MHz到30MHz就是一個10進制）。 5類電纜的帶寬有2個10進制，入到下一個10進制中，因此，對于5類電纜就有300個數據點。 當前的EIA/TIA 568和TSB-36文件沒有規定精確測試所需數據點的數量。
評估技術
隨著對ACR的不斷重視，一些電纜生產廠家都紛紛在最近出版了有關他們產品NEXT性能的信息。主要生產廠家之間的測量技術，大體上并沒有什么不同。但是他們對如何統計分析這些數字沒有統一的標準，因而也不可能精確地測量在不同系統配置中的電纜性能。不同的廠商采用不同的方式來表示這些數據。 由于NEXT的特性，這些數據也許不能準確表達已經安裝的電纜的性能。
表格中的11個數據點
報告串擾值的***種方法是采用一個列表，列出11種頻率和測得的相應值。 這個方法有兩個固有缺陷。 首先，每個數據點都是在所選頻率的中間窗口生成。 該窗口可能只有100Hz寬，但客戶可能會將其理解成一個大得多的帶寬。 再回到圖例1，圖例1中的電纜不符合5類要求，但如果僅僅從11個數據點來看，該電纜便已經符合要求。 它的第二個問題在于軌跡中出現的低槽或低谷。 這些波谷是串擾測量技術固有的特性，受樣本長度的影響。電纜的長度不同，其波谷也會在頻率位置移動。 這些波谷可能會減少串擾的峰值，或可能與11個頻率中的一種保持一致，可能得到與實際不符的比周圍帶寬低30dB的理想值。
分布統計
報告串擾的另一個方法是采用分布統計圖表，顯示電纜期望的NEXT余量性能。 這個方法需要從電纜抽樣中創建一個數字庫。 使用一個選擇流程從該庫中生成一個數據庫。然后從這個數據庫對平均和標準的偏離進行計算，并生成一個圖形來模擬電纜性能的分布狀況。 從理論上講，最終用戶可以通過對這些圖表進行分析，預測可以通過所選余量的電纜百分率。 這是一個非常有用的工具，但如果不能使用正確的數據來進行分析，該工具就不能發揮出正常的作用。 為了證明這一點，我們采用了三種不同的方法來對Belden DataTwist 350（產品型號1700A，由兩個不同批次組成）的30個樣本進行分析。
方法1：
統計分析采用66個數據點，與線對到線對相關。
***種方法是在電纜6個可能的線對到線對組合中各選11個數據點，以代表這些“關鍵”頻率。 將每個組合的最差的情況（無論頻率多少）輸入到數據庫中，以生成標準偏差和平均值。假定一個正常的分布狀況，生成累積分布，并用圖形表示。 在這種情況下，數據庫是180個數據點（每個樣本選6點），從1，980個點中選擇（30個樣本中各選66點）。 平均和標準偏差被確定，圖例中用藍線表示的結果表明，50%的電纜都比5類規定的最小余量高11.3dB。
這個方法很容易受到兩個主要因素的影響。 首先，線對到線對組合的NEXT性能可能有8dB的偏差。 如果電纜生產廠家想只使用一套線對，這可能是他們想要的結果。但如果那個特殊線對到線對的組合沒有被使用，或者如果所有4個線對都實施在網絡中，網絡就不會從這個設計改進中獲益。 特別的線對的組合可能會人為增加平均余量值。 其次，該方法沒有考慮到數據點之間的頻率。 因此，它不能準確表示電纜在不同系統配置中的最差情況。
方法2：
統計分析采用66個數據點，與線對到線對無關。
第二種方法可以免受較好線對組合對測量結果的影響。這一次，對11個“關鍵”頻率進行測量，數據庫包含從1，980個點集中抽取的30個號碼。 每個電纜提供一個最差情況號碼（無論那種頻率和線對間組合）。 對平均和標準偏離進行計算，50個百分點的余量超過8.2dB，在圖例2中用灰線表示。這次50個百分點的余量值減少了3.1dB。 比較接近真正的電纜性能，但仍然忽略了所選數據點之間的頻率，根據編碼方案的不同，可能還包含大量的信息。
方法3：
統計分析采用多于300個數據點，與線對到線對無關。
圖例2中的綠線表示同樣的30個電纜樣本，每個線對有超過300的被測頻率。 每個電纜提供一個最差情況號碼（在任何頻率和線對間組合中）。 該數據庫包含從54，000個點集中抽取的30個號碼。 從這30個選出的點中計算平均和標準偏離。 現在，有50個百分點的余量超過6.6dB，比方法1的結果下降了4.7dB。Belden認為這種測量方法準確地表示了電纜的性能。 它使最終用戶能夠確定電纜預期的最差情況下的余量值，無論任何頻率，編碼方案或接線腳引出（如線對終端配置）。
結論
隨著業內對ACR和串擾的日益重視，用來報告電纜性能的新方法也得到了不斷發展。 以往從11頻率點中獲得列表結果的方法，已經沒有多大的價值。 這11個數據點不能對電纜的整體帶寬容量進行準確的測量。 同樣，從宏觀數據分析流程中獲得的分布曲線，對客戶而言也已失去價值。 11數據點的使用會產生與表格相同的錯誤。 此外，如果每個線對組合都提供一個最差的情況點，某些特別線對將會人為提高余量值。 即使增加數據點的數量，也將獲得相似的平均值。帶寬每增加10倍便對100個點進行測量，然后對每個電纜取最差的結果，這樣可以準確地表示電纜的性能，而不受頻率和線對組合的影響。 這種更為嚴謹的方法便是Belden所推薦的。
只有清楚了電纜的評估流程，才能正確的根據紙面上所列的數據選擇所需的電纜。 應該注意的是，“所有頻率”指的是每次測量超過300個數據點還是僅僅只包括11個“關鍵”頻率？ “最差情況”是表示任何線對配置中的最差點還是某些特別線對組合的平均余量？這些問題的答案都會直接影響到電纜的正確選擇。
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