文｜普卡特電氣設(shè)備（北京）有限公司 竇明淳

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理能力越來越強(qiáng)，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量迅速增長，用戶的需求不斷增加，對局域網(wǎng)設(shè)備以及應(yīng)用的要求隨之也越來越高。對用戶來說，不管采用何種技術(shù)、何種應(yīng)用，都需要更寬的傳輸帶寬和更快的傳輸速率。

在綜合布線系統(tǒng)中，只有通過最嚴(yán)格的TIA標(biāo)準(zhǔn)測試，才能保證整個系統(tǒng)的良好性能。一條完整且良好的通道的主要部件包含雙絞線、模塊、配線架、跳線等。在此，我們主要討論一下布線中的信息模塊。

眾所周知，在綜合布線系統(tǒng)中，雙絞線纜在工程施工結(jié)束后很少變動，而跳線、信息模塊部分會根據(jù)使用需求，進(jìn)行插拔與跳接。信息模塊的連接性能與穩(wěn)定性大大影響著信息的傳輸，而信息模塊高性能的穩(wěn)定性，被推到了整個綜合布線系統(tǒng)使用階段的風(fēng)口浪尖中。從功能上來講，信息數(shù)據(jù)模塊的作用是提供布線系統(tǒng)和跳線之間的可靠連接，在整個布線系統(tǒng)元件中，信息模塊體積很小但結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，這是因?yàn)槟K的設(shè)計(jì)不僅僅要考慮為鏈路提供一個接點(diǎn)，它還要完成一項(xiàng)重要的功能——信號補(bǔ)償。由于以太網(wǎng)8芯/4對線是以差動方式為傳輸信號，即一對雙絞線的信號相位相差180度，根據(jù)電磁場理論，這樣會使得線對之間和對外界電磁場的抗干擾性能有很大提高；而在模塊連接處，所有線對均需要開絞，8條線成平行狀態(tài)，高頻傳輸時嚴(yán)重影響信號的抗干擾性能，這不僅表現(xiàn)在線對相互之間發(fā)生串?dāng)_，外部干擾也很容易進(jìn)入鏈路；同時，如果連接部分的特性阻抗與線纜阻抗不匹配，會造成信號衰減、反射等一系列問題。因此，信息模塊性能的好壞，很大程度上影響整個鏈路的性能指標(biāo)。普卡特GigaSUPEX信息模塊采用獨(dú)特的“GES”結(jié)構(gòu)，應(yīng)用環(huán)繞交錯技術(shù)來提升模塊傳輸?shù)目煽糠€(wěn)定性。金針圓形結(jié)構(gòu)，更大程度地保證信息模塊彈性觸針在多次水晶頭插接使用后，仍然具有良好的恢復(fù)能力，以保證模塊與跳線的連接性能。圓形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也更好的保證信息模塊彈性觸針表面鍍金層的穩(wěn)固與持久，使得觸針附著力大大加強(qiáng)，以保證使用的穩(wěn)定性。

電路板設(shè)計(jì)：由于模塊與雙絞線的接口已經(jīng)固定，可更改的部分較少，主要設(shè)計(jì)部分在模塊內(nèi)部，而內(nèi)部核心部件是電路板。標(biāo)準(zhǔn)中有兩個衡量模塊性能的指標(biāo)——插入損耗和回波損耗，在高頻信號傳輸時，模塊與線纜的阻抗匹配狀況影響插入損耗和回波損耗，而PCB板的線路走線決定阻抗匹配。PCB線路特性阻抗是線寬、銅厚、線距和PCB絕緣材質(zhì)的介電性能的函數(shù)，在設(shè)計(jì)PCB時需要根據(jù)特性阻抗值和選取的板材參數(shù)，反算線寬和線距。而評價模塊特性的另一指標(biāo)是抗串?dāng)_能力，分兩種情況分析，跳線水晶頭6類以下模塊插接時，8條傳輸線在水晶頭和模塊連接處為平行狀態(tài)，各傳輸線之間形成互容，這是串?dāng)_產(chǎn)生的主要原因；而對于6類以上的模塊，傳輸信號的波長越來越接近連接器的尺寸，必須考慮互感引起的串?dāng)_。普卡特獨(dú)特的“GES”結(jié)構(gòu)在信息模塊與水晶頭接觸金針部分，應(yīng)最大程度的保證線對間相對電氣平衡特性。加之為降低信號串?dāng)_，PCB電路板的設(shè)計(jì)要考慮電容和電感的補(bǔ)償，同時還要考慮高頻模塊與低頻線路連接時的兼容性問題。普卡特GigaSUPEX信息模塊實(shí)現(xiàn)方法包含：電容補(bǔ)償采用交指電容電路；電感補(bǔ)償采用線對交叉方式；兼容性問題的解決采用電感電容串聯(lián)電路，用螺旋電感和交指電容實(shí)現(xiàn)。

電接觸設(shè)計(jì)：電接觸理論給人的感覺相對簡單，實(shí)際上它是電、材料、力學(xué)方面的交叉學(xué)科，網(wǎng)絡(luò)媒體上能夠看到不少關(guān)于這方面的書籍和論文。對于信息模塊而言，插頭與插座要求良好接觸，減少接觸電阻，標(biāo)準(zhǔn)要求小于20毫歐。理論上，接觸電阻=收縮電阻+膜層電阻，其中膜層電阻與膜層材料及表面氧化膜厚度有關(guān)；收縮電阻與接觸壓力有關(guān)，在一定范圍內(nèi)增大接觸壓力可以使收縮電阻降低。另外，標(biāo)準(zhǔn)要求模塊必須滿足最少750次的插接而不改變電氣性能，因此，金屬材料的選取、電鍍工藝和簧片結(jié)構(gòu)及彈力的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。普卡特信息模塊觸針與電路板的連接，采用無焊接點(diǎn)Press-fit適度壓入技術(shù)，無間隙接觸，避免“冷焊”連接的腐蝕，防止顫動且連接牢固，無鉛環(huán)保RoHS標(biāo)準(zhǔn)，接觸電阻小，在電路板和連接器上無熱應(yīng)力出現(xiàn)，并具有優(yōu)異的一致性和穩(wěn)定性。

普卡特作為全球知名的綜合布線廠家，致力于設(shè)計(jì)和提出推動新一代電氣及通信發(fā)展所需的連接件產(chǎn)品和系統(tǒng)服務(wù)，擁有大量的知識產(chǎn)權(quán)和專利產(chǎn)品。將北美最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)布線連接技術(shù)引入中國市場，以提供最優(yōu)化的產(chǎn)品和完善的解決方案，為中國用戶提供完善的綜合布線解決方案及相應(yīng)的技術(shù)支持服務(wù)。