干货 如何使用DSP技术进行网线近端串扰测试

运用DSP技术进行网线近端串扰测试，不仅可以有效的保障网络稳定性，还可以减少故障发生几率，提升网络可靠性。那么，使用数字信号处理技术进行网线的近端串扰测试，其原理是什么？DSP技术又是如何能够完成串扰测试的呢？本文将会通过实际案例的介绍，为大家进行简要分析。

要了解使用DSP技术进行网线近端串扰测试的原理，首先我们需要了解的这种测试的要求是什么。所谓的近端串扰测试，指的是非屏蔽双绞线布线系统传输性能现场测试标准中的一项，即在信号发送端(近端)测量来自其它线对泄漏过来的信号能量，如下图图1所示：

图1近端串扰测试示意图

由于一根网线之中有四个对线，所以在传统的测试过程中，不同的线对之间NEXT测量需要重复进行6次，比较麻烦。国际通用的测试标准TSB67规定了NEXT测试的采样步长（MHz）在1—31.25MHz范围内，最大测试步长为0.15MHz。在31.26—100MHz范围内，最大测试步长为0.25MHz。传统的测试方法比较麻烦且步骤较多，很容易出现测试失误问题。

采用DSP技术的数字测量方法，能够快速有效的完成网线近端的串扰测试。在串扰测试中，一个非周期的脉冲信号是由不同频率的正弦信号组成，通过傅里叶变化就可以求得各频率的模和相位.如下图图2所示：

图2求各频率的模和相位示意图

在DSP测试过程中，我们通过在发送端发送一非周期的脉冲信号，在接收端通过对接收波形的频谱分析求出相应频率的模即可得出NEXT值，其具体的NEXT求值过程如下图3所示：

图3 求相应频率的模和NEXT值示意图

在了解了使用DSP技术进行网线近端串扰测试的具体步骤之后，接下来我们需要了解的，是这种测试方法的实行原理。在这项测试中，对于一个非周期的脉冲信号，它的频谱可以计算为：

由于在测试的过程中，对于一个随机连续信号我们无法直接计算出它的频谱，因此在这里需要利用抽样定理把它转化成离散信号，又由于它只有有限个非零值，所以对它可进行离散傅里叶变换，也就是通常所说的DFT。DFT是有限长度序列的傅里叶表示式，同时它本身也是一个序列，而不是一个连续函数，它相当于把信号的傅里叶变化进行等频率间隔取样。对于一个有限长度序列y（n）≤0≤N-1各等间隔频率点的值可以通过下式计算为：

但是，在测试过程中进行离散傅里叶变换的计算量比较大，加上这种计算每求一个点要进行N2次复乘法，所以我们不妨采用下列方法解决算法工作量。当N为2的整数幂时，y（n）可分解成两个N/2的序列，也就是：

由于：

所以：

通过对上述公式中参数的关系比较，可以得出：

按照同样的分析模式，我们可以将上述公式再分解成两个n/4的序列，即:

按照这种分解的方式，我们可继续将该公式一直分解下去，直至只剩下2点的傅里叶变换，该种方法唯一比较麻烦的一点就是每求一个点都要进行N/2log2N次复乘法。在完成了公式的全部分解过程后，工程师可取NEXT的测量在1—100MHz范围内，最大测试步长都为0.15MHz，则每两对线间NEXT的测量要发送660多次的正弦波信号。由于离散傅里叶变换是一个2π的周期函数，所以参数N相当于对某一带宽信号的等间隔频分数。为便于DFT的简化计算，取N=1024。对于输入信号，它的各频点信号的幅度由（1）式可得：

对于网线近端的输出信号来说，在测试过程中该信号会首先经过一个1—100MHz的带通滤波器，在之类我们可以用200MHz的抽样频率对它进行抽样，抽样次数为N，即1024次。对该序列求离散傅里叶变换即可得出输出信号各频点信号的幅度。以上分析，也就是本文中所介绍的使用DSP技术完成网线近端串扰测试的原理所在。