年少不知回損好，卻把插損當作寶

一博高速先生成員：黃剛

因為本期要講的是插損和回損的關(guān)系，因此本文的開(kāi)頭，我們還是首先回顧下S參數的概念。首先我們需要知道S參數其實(shí)是個(gè)黑匣子，什么是黑匣子呢，那就是我們其實(shí)不需要知道它包含了哪些鏈路結構，不管是多長(cháng)的走線(xiàn)，里面有多少個(gè)過(guò)孔，或者說(shuō)是經(jīng)過(guò)了多少個(gè)連接器，我們只關(guān)心這個(gè)未知鏈路的源端和末端這兩個(gè)位置的表現。以一個(gè)2端口網(wǎng)絡(luò )為例，那我們在其中一個(gè)端口發(fā)送入射波，然后我們分別觀(guān)測另外一個(gè)端口接收的透射波和原來(lái)端口收到的反射波，然后根據對應的比例運算，就能得到S11和S21，其中我們把S11定義為回波損耗，簡(jiǎn)稱(chēng)回損，S21定義為插入損耗，簡(jiǎn)稱(chēng)插損。

那么很多人就會(huì )有如下的認知，那就是既然我們是看接收端的性能，那不就是插損小就ok了嗎？似乎回損在接收端沒(méi)有表現出它的影響吧？的確，從公式上說(shuō)，好像接收端的性能真的和回損沒(méi)什么關(guān)系，因為回損只是考量反射回源端的能量和入射能量的比值而已，對于接收端而言，只要傳到那里的能量越多，那么自然S21就越好，插損越小不就性能越好了嗎？

行，那高速先生今天就做一個(gè)非常非常特別的仿真來(lái)研究回損到底對通道性能有沒(méi)有影響。同樣我們以一個(gè)10Gbps的速率來(lái)通過(guò)要驗證的通道，那么問(wèn)題來(lái)了，在鏈路上一般都是回損越差的時(shí)候插損也會(huì )受到影響而變差，我們有沒(méi)有可能得到一個(gè)插損一樣，但是回損不同的通道參數來(lái)很直觀(guān)的對比回損的影響呢？這樣的參數在實(shí)際鏈路中是不可能有的，但是不要緊，實(shí)際上沒(méi)有，但是高速先生在仿真中可以創(chuàng )造出來(lái)！

高速先生做出插損完全一樣，但是回損分別是-40db（非常好），-20db（很好），-10db（很一般）和-5db（比較差）的四條通道S參數。分別如下所示：插損均為5db左右。

回損分別是前面說(shuō)的，-40db，-20db，-10db和-5db。

是的，剛說(shuō)了，這種差異的通道S參數在實(shí)際鏈路中是沒(méi)有的，只存在于理論研究上，用到的4個(gè)S參數剛好就可以去研究插損不變，單純是回損的影響了。

那我們用一組理想的收發(fā)模型發(fā)送和接收10Gbps速率的碼型，然后中間分別通過(guò)這4個(gè)通道S參數，我們來(lái)看看接收端的表現如何。

首先我們來(lái)比較大家都覺(jué)得最沒(méi)懸念的-40db和-20db的兩個(gè)通道，為什么說(shuō)他們沒(méi)懸念，因為別說(shuō)-40db回損了，在很多高速無(wú)源協(xié)議中，-20db回損都是非常理想的指標啦！那我們就先看這兩個(gè)通道的接收端情況，分別用上面sigrity軟件仿真，對比結果如下：

從眼圖結果上看基本上沒(méi)什么區別，這也證明回損其實(shí)到-20db之后的影響就非常的小了，符合我們的理論。那重點(diǎn)來(lái)了，我們來(lái)看看-10db到-5db這個(gè)回損量級是不是同樣也沒(méi)有影響呢？

那我們先看-10db的情況吧，我們用同樣的10G速率的碼型通過(guò)-10db的通道，仿真結果是這樣的。沒(méi)想到回損去到-10db之后，眼圖的變化就已經(jīng)那么大了，無(wú)論是從眼高還是眼寬，甚至是波形的輪廓都有一定的惡化。

真不敢想象5db通道的眼圖情況是怎么樣的，那我們接著(zhù)往下看吧，同樣的碼型經(jīng)過(guò)-5db通道后結果如下，結果再從-10db回損的眼圖中惡化了一大截，眼高只有不到600mV了。

最后總結一下，上面4種case的眼圖是基于插損完全相同，只是單純回損不同的變化。所以大家以后在設計和仿真高速信號時(shí)，千萬(wàn)不要說(shuō)回損不重要了哦，接收端的結果除了插損要小之外，回損也是需要保證的，并而回損做到板級好的指標后，對通道性能的幫助其實(shí)絲毫不亞于插損的貢獻哈！