一文詳解電信端口傳導(dǎo)共模騷擾測試原理

隨著電信端口越來越廣泛地應(yīng)用在各類電子信息產(chǎn)品中，電信端口傳導(dǎo)共模騷擾測試作為電磁兼容檢測中的重要項(xiàng)目顯得愈發(fā)重要。文章介紹了電信端口傳導(dǎo)共模騷擾原理及測試系統(tǒng)，闡述了ISN、傳輸數(shù)據(jù)格式、傳輸流量等與標(biāo)準(zhǔn)測試要求相關(guān)的核心影響因素，通過歸納總結(jié)出規(guī)范的檢測流程，保持了標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的一致性及測試的重復(fù)性。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，電信端口在各類電子信息產(chǎn)品中廣泛出現(xiàn)，按照我國強(qiáng)制性認(rèn)證產(chǎn)品要求，對(duì)于能夠接入互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)的設(shè)備，需要按照GB 9254-2008標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電信端口的傳導(dǎo)共模騷擾電壓或電流測試。電信端口傳導(dǎo)騷擾測試是電磁兼容檢測中的重要項(xiàng)目，目前影響電信端口傳導(dǎo)共模騷擾測試的因素可歸納為兩方面：一方面是被測產(chǎn)品的本身特性；另一方面是與標(biāo)準(zhǔn)測試要求相關(guān)的因素，例如測試時(shí)使用的阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（ISN）類型、測試時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的格式、使用的網(wǎng)絡(luò)傳輸軟件種類以及傳輸流量的大小等。

雖然在標(biāo)準(zhǔn)GB 9254-2008的條款9.6中，對(duì)電信端口傳導(dǎo)騷擾測試有了詳細(xì)規(guī)定，但在標(biāo)準(zhǔn)的具體執(zhí)行過程中還存在很多的爭議。特別是阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的使用類型問題，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定在非屏蔽單一平衡對(duì)線上進(jìn)行騷擾電壓測量時(shí)，應(yīng)使用一個(gè)共兩線使用的ISN，當(dāng)對(duì)含有2組平衡對(duì)線的非屏蔽電纜進(jìn)行測量時(shí)，應(yīng)使用一個(gè)合適的供4線使用的ISN，當(dāng)對(duì)含有4組平衡對(duì)線的非屏蔽電纜進(jìn)行測量時(shí)，應(yīng)使用一個(gè)合適的供8線使用的ISN。即使采用了符合標(biāo)準(zhǔn)的阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，有時(shí)得出的測試數(shù)據(jù)差異很大，直接影響了電信端口傳導(dǎo)騷擾的最終檢測結(jié)果，影響了標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的一致性和檢測的可重復(fù)性。

本文介紹了電信端口傳導(dǎo)共模騷擾原理及測試系統(tǒng)，詳細(xì)說明了影響電信端口傳導(dǎo)共模騷擾檢測結(jié)果因素中與標(biāo)準(zhǔn)測試要求相關(guān)的核心因素，通過研究分析歸納總結(jié)出規(guī)范的檢測流程，以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 電信端口傳導(dǎo)共模騷擾原理及測試系統(tǒng)

1.1 電信端口傳導(dǎo)共模騷擾原理

電子產(chǎn)品內(nèi)部存在的各種電路在正常工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同頻率的信號(hào)，有些信號(hào)是電路正常工作所必需的，有些信號(hào)是電路的非有意產(chǎn)生的。這些信號(hào)通過電源線、信號(hào)線等導(dǎo)體傳播給其他電子產(chǎn)品，產(chǎn)生干擾，此類信號(hào)被稱為傳導(dǎo)騷擾。電信端口傳導(dǎo)共模騷擾是指傳導(dǎo)的干擾電壓和電流在信號(hào)線和地之間傳輸，屬于非對(duì)稱性干擾。此外，電纜和電信端口之間的不匹配或不平衡導(dǎo)致在信號(hào)端口，電纜或網(wǎng)絡(luò)中的差模信號(hào)被部分地轉(zhuǎn)換成共模干擾。

電信端傳導(dǎo)共模騷擾主要有以下來源：（1）相應(yīng)電信電路，例如信號(hào)處理的電信電路板和以太網(wǎng)卡；（2）時(shí)鐘信號(hào)、時(shí)鐘諧波等內(nèi)部源的耦合；（3）電源部分；（4）差模信號(hào)的縱向轉(zhuǎn)換。

1.2 電信端口傳導(dǎo)共模騷擾測試系統(tǒng)

電信端口傳導(dǎo)共模騷擾測試系統(tǒng)主要由測試接收機(jī)、阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（ISN）、受試設(shè)備（equipment under test，EUT）及輔助設(shè)備（AE）組成。測試時(shí)，由EUT通過ISN將EUT的電磁騷擾能量耦合到測試接收機(jī)上。

測試所用的ISN其特性阻抗為150Ω，測試時(shí)應(yīng)依據(jù)使用的通信線纜的種類，選擇適用的ISN，不同類型的ISN具有不同的縱向轉(zhuǎn)換損耗（LCL），其主要特性見表1。ISN的作用為：測量EUT的電信端口共模騷擾電流或電壓；隔離AE的騷擾；端口連接。

2 與標(biāo)準(zhǔn)測試要求相關(guān)的影響因素

標(biāo)準(zhǔn)GB 9254-2008附錄E中詳細(xì)闡述了電信端口傳導(dǎo)共模騷擾的主要影響因素。在實(shí)際測試中，對(duì)檢測結(jié)果主要有以下核心影響因素：

2.1 ISN的影響

目前通用的ISN并未進(jìn)行規(guī)定，ISN的結(jié)構(gòu)類型取決于待測設(shè)備電信端口的具體配置，即取決于EUT正常工作時(shí)所要求的傳輸媒介類型和其電氣特性（實(shí)際由設(shè)備目標(biāo)用途、制造商的設(shè)計(jì)方案確定），表2為平衡對(duì)線電纜的一些特性。對(duì)ISN進(jìn)行選用時(shí)，針對(duì)不同ISN制造商推出的產(chǎn)品，只要其LCL符合標(biāo)準(zhǔn)GB 9254-2008中9.6.2c）中（1～3）的要求，即為適用。

2.1.1 同一廠家不同系列的ISN的影響。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)中采用相同的網(wǎng)絡(luò)傳輸軟件，傳輸模式為1000Mbit全雙工，傳輸數(shù)據(jù)率為15%，使用超五類非屏蔽平衡對(duì)線電纜，選取某一廠家能傳輸8線ISN和只能傳輸4線ISN，對(duì)同一臺(tái)電腦進(jìn)行測試，采用相同的輔助設(shè)備。測試結(jié)果顯示，兩者測試曲線波形趨勢相近，個(gè)別頻點(diǎn)測試值有顯著差異，差異頻點(diǎn)位于“臨界值”附近，影響了對(duì)產(chǎn)品合格與否的判定。

2.1.2 不同廠家的ISN的影響。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)中采用相同的網(wǎng)絡(luò)傳輸軟件，傳輸模式為1000Mbit全雙工，傳輸數(shù)據(jù)率為15%，使用超五類非屏蔽平衡對(duì)線電纜，選取不同廠家的只能傳輸4線的ISN和能傳輸8線的ISN，對(duì)同一臺(tái)電腦進(jìn)行測試，采用相同的輔助設(shè)備，測試結(jié)果差異明顯。選取不同廠家的能傳輸8線的兩臺(tái)ISN進(jìn)行比較，測試結(jié)果幾乎一致。

2.2 流量的影響

標(biāo)準(zhǔn)GB 9254-2008中對(duì)可靠測試的LAN流量有10%以上的規(guī)定，在實(shí)際測試中很難進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的流量傳輸，大量實(shí)驗(yàn)證明，采用同一傳輸軟件，相同測試條件下，網(wǎng)絡(luò)流量從10%變化至99%，測試結(jié)果幾乎相同。采用不同的傳輸軟件，即使流量相同，結(jié)果也有較大差異。

2.3 數(shù)據(jù)格式的影響

目前進(jìn)行電信端口傳導(dǎo)共模騷擾測試時(shí)，EUT與輔助設(shè)備（AE）之間采用專用軟件和無專用軟件方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通過專用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互傳，可以控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧髁堪俜直?，周期性發(fā)送數(shù)據(jù)包。無專用軟件傳輸數(shù)據(jù)，已拷貝文件為主要形式，為非周期性傳輸，具有隨機(jī)性，流量百分比不易控制。

大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，采用不同的軟件對(duì)同一EUT進(jìn)行測試，采用電腦系統(tǒng)“ping”命令，騷擾值最低。采用其他軟件，流量相同的條件下測試，150kHz～5MHz頻段，主要為EUT電源部分的影響，騷擾曲線波形趨向一致。5MHz～30MHz頻段，騷擾波形差異明顯。另外，相對(duì)于同一軟件傳輸，不同傳輸速率下，主要騷擾差異為5MHz～30MHz頻段，且速率越低，騷擾越明顯。

3 影響因素的研究分析及規(guī)范的檢測流程的制定

3.1 影響因素的研究分析

同一廠家的阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（ISN）設(shè)計(jì)相同，測試結(jié)果差異不大，不同廠家的ISN，結(jié)果差異明顯。測試時(shí)應(yīng)選擇合適的ISN，線纜實(shí)際包含的對(duì)線組數(shù)應(yīng)為選擇的依據(jù)，而非實(shí)際“激活的”對(duì)線組數(shù)。所用的設(shè)備參數(shù)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求和有效的校準(zhǔn)，結(jié)果報(bào)告中應(yīng)說明使用ISN的型號(hào)、廠家、校準(zhǔn)等相關(guān)信息。

電信端口依據(jù)傳輸速率來進(jìn)行定義，可以分為十兆端口、百兆端口、千兆端口等。非屏蔽平衡對(duì)線電纜按電氣性能［含縱向轉(zhuǎn)換損耗（LCL）特性］可劃分為三類、五類（含超五類）、六類和七類電纜。測試原則應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品端口所適用的非屏蔽平衡對(duì)線電纜類別和信號(hào)傳輸速率，選擇適用的窄帶電纜進(jìn)行較高傳輸速率的測試。例如某類產(chǎn)品適用超五類和六類雙絞線，數(shù)據(jù)傳輸速率100/1000Mbps可選，實(shí)際測試時(shí)，應(yīng)選擇適用的五類ISN進(jìn)行傳輸速率1000Mbps的測試。

不同傳輸軟件對(duì)電信端傳導(dǎo)共模騷擾影響明顯，數(shù)據(jù)包格式、文件內(nèi)容及ASCII碼流格式的不同，導(dǎo)致不同的干擾試驗(yàn)結(jié)果。建議采用廣泛使用的傳輸軟件，以盡量減少風(fēng)險(xiǎn)，并在報(bào)告中進(jìn)行注明。

相同的傳輸軟件，流量10%以下與10%以上結(jié)果相差相對(duì)明顯，流量在10%以上，結(jié)果差異不明顯。因此測試中傳輸流量至少為正常工作流量的10%以上，如果LAN在空閑狀態(tài)期間還保持傳輸，測試還應(yīng)在空閑狀態(tài)下進(jìn)行。

3.2 規(guī)范的檢測流程的制定

依據(jù)本文的研究分析結(jié)果，日常檢測時(shí)應(yīng)參考標(biāo)準(zhǔn)GB 9254-2008中圖C.6制定出規(guī)范的電信端口傳導(dǎo)共模騷擾檢測流程。重點(diǎn)流程如下：（1）依據(jù)線纜實(shí)際包含的對(duì)線組數(shù)及線纜類別（三、五、六或更好的）使用規(guī)定的ISN ［縱向轉(zhuǎn)換損耗（LCL）特性］；（2）采用被廣泛使用的傳輸軟件，測試中傳輸流量應(yīng)為正常工作流量的10%以上，若LAN在空閑狀態(tài)期間還保持傳輸狀態(tài)，測試還應(yīng)在空閑狀態(tài)下進(jìn)行，選擇適用的窄帶電纜進(jìn)行較高傳輸速率或依據(jù)客戶需求進(jìn)行測試；（3）結(jié)果報(bào)告中應(yīng)說明使用的傳輸軟件種類，使用的ISN廠家、型號(hào)編號(hào)、校準(zhǔn)等信息。

4 結(jié)語

電信端口傳導(dǎo)共模騷擾測試結(jié)果影響因素較多，本文重點(diǎn)介紹了ISN、傳輸數(shù)據(jù)格式及流量等因素的影響，在實(shí)際測試中應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)及客戶需求進(jìn)行試驗(yàn)流程的規(guī)范制定，從而更好地保持標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的一致性及測試的重復(fù)性，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

需要注意的是，除了被測產(chǎn)品的本身特性對(duì)測試結(jié)果所產(chǎn)生的影響外，測試時(shí)應(yīng)選擇性能優(yōu)越的輔助設(shè)備（AE），因?yàn)橛蓸?biāo)準(zhǔn)所推薦的ISN并不能完全隔離性能較差的輔助設(shè)備的影響。