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綜合布線測(cè)試參數(shù)詳解

2011-12-21

綜合布線技術(shù)發(fā)展多年來,為滿足設(shè)備對(duì)傳輸介質(zhì)性能更高的要求,綜合布線標(biāo)準(zhǔn)逐步升級(jí),其中布線系統(tǒng)元件性能從 3 類到 5 類、超 5 類、 6 類以及到 7 類的發(fā)展,每次都使鏈路傳輸帶寬有更進(jìn)一步提升。為保證在更高的傳輸速率下系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性能夠維持在良好的水平,每次標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)后對(duì)鏈路本身的傳輸能力有更嚴(yán)格的考量要求。從綜合布線系統(tǒng)及產(chǎn)品的角度出發(fā),標(biāo)準(zhǔn)制定了各種具體的測(cè)試指標(biāo),只有能完整通過標(biāo)準(zhǔn)要求的所有測(cè)試項(xiàng)目的布線系統(tǒng),其鏈路傳輸?shù)哪芰Σ拍艿玫秸J(rèn)可。本人考慮到一般剛進(jìn)進(jìn)布線行業(yè)的技術(shù)員在驗(yàn)收或工程鏈路故障修復(fù)時(shí),面對(duì)分歧格參數(shù)的故障判定或定位無以進(jìn)手,故以此文把各種布線系統(tǒng)測(cè)試參數(shù)匯集說明,以備參考。
、接點(diǎn)圖( Wire Map) 
接線圖的測(cè)試是驗(yàn)證線路兩端 RJ45 插頭的電纜芯連接對(duì)應(yīng)關(guān)系。在接點(diǎn)方面,一般遵循的是 T568A 和T568B 兩種接法,這兩種接法在性能上是沒有區(qū)別的,但工程中要求必須用同一種接法進(jìn)行施工。

接線圖故障有:開路、短路、交叉、錯(cuò)對(duì)及串繞等。

1.1 開路:指 8 芯線纜的端接出現(xiàn)一根及多根芯線連接斷開題目,一般解決方法是檢查模塊及配線架端接、跳線水晶頭壓接情況,該題目是工程中最常見的錯(cuò)誤,可在端接時(shí)避免,跳線盡量采用原裝成型跳線,在多信息點(diǎn)的工程中進(jìn)步實(shí)施的效率。

1.2 短路:是一根或多根芯線互相連通所導(dǎo)致的線路故障。排除方法可以用測(cè)試儀器的時(shí)域反射技術(shù)定位故障點(diǎn),根據(jù)短路點(diǎn)的位置,然后再確定該題目是出現(xiàn)在連接點(diǎn)還是線纜中間,以能迅速排除故障。

1.3 交叉:該題目一般為打線時(shí)疏忽引起的,這種情況在某些品牌的線纜中輕易出現(xiàn),由于這些線纜的芯線副色常為純白,在施工時(shí)輕易把開對(duì)后的白色芯線位置搞混,而 VCOM 線纜嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),副色芯線全部包含主色條紋,可以減少該題目的發(fā)生的機(jī)率。

1.4 錯(cuò)對(duì):指線路兩邊的線對(duì)顏色對(duì)調(diào)了,該題目常出現(xiàn)在一邊采用 T568A ,另一邊采用 T568B 的施工錯(cuò)誤。這里要說明的是在 100Base-TX 網(wǎng)絡(luò)里面,根據(jù)線對(duì)發(fā)送接收的原則,這種接法可以用于雙機(jī)網(wǎng)卡直連,除此之外在工程中不答應(yīng)出現(xiàn)。

1.5 串繞:表現(xiàn)為從不同的繞對(duì)中組合新的傳輸線對(duì),導(dǎo)致其中 3 、 6 傳輸芯線由不同的繞對(duì)組合而成,因這種排法破壞了雙絞線的平衡原理,雖用普通通斷測(cè)試儀連通性測(cè)試正常,但 3、6 芯會(huì)出現(xiàn)極大近端串繞,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)無法連通,該題目常出現(xiàn)在直接手工制作水晶頭的連接鏈路上。 

錯(cuò)對(duì) 串繞


2 、 鏈路長(zhǎng)度 (Length) 

目前綜合布線系統(tǒng)所答應(yīng)的雙絞線鏈路最長(zhǎng)的接線長(zhǎng)度( CHANNEL )是 100 米,假如長(zhǎng)度超過指標(biāo)則衰減和延遲太大,影響網(wǎng)絡(luò)傳輸。而電話系統(tǒng)對(duì)于長(zhǎng)度要求不限于 100 米以內(nèi)。影響長(zhǎng)度測(cè)試的重要因素是 NVP值, NVP 值是“信號(hào)在電纜中傳輸?shù)乃俣扰c真空中光速的百分比”的意思 。為了達(dá)到實(shí)際長(zhǎng)度的精確測(cè)試,該值需要在測(cè)試前取一段該批線纜的實(shí)際丈量長(zhǎng)度樣板對(duì)測(cè)試儀器進(jìn)行校正,該樣板長(zhǎng)度一般為
 25 米。經(jīng)過事先校正過的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,其鏈路長(zhǎng)度比較接近于實(shí)際的線纜外觀尺寸。 

公式:

NVP=信號(hào)在電纜中的傳播速度/光在真空中的傳播速度*100%

3 、衰減
 (Attenuation) 

當(dāng)信號(hào)在電纜上傳播時(shí),信號(hào)強(qiáng)度隨著間隔增大逐漸變小。衰減量與線路長(zhǎng)度、芯線直徑、溫度、阻抗、信號(hào)頻率有關(guān)。這里要夸大的衰減值在同樣測(cè)試條件下是比較固定的,影響該項(xiàng)目性能的因素主要跟線纜的制造工藝有關(guān)。但是為了達(dá)到較好的傳輸效果,布線工程設(shè)計(jì)時(shí)機(jī)房的位置盡量要靠近施工環(huán)境的平面中心,使布線的路由最短化。
 

衰減在不同的布線等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)里要求是不一致的,但在芯線直徑不能大規(guī)模增大情況下,不同性能等級(jí)之間的衰減值規(guī)定并不像串?dāng)_那樣差別巨大。


4 、特性 阻抗 ( Impedance ) 

特性阻抗是指電纜無窮長(zhǎng)時(shí)的阻抗。電纜的特性阻抗是一個(gè)復(fù)雜的特性,它是由電纜的各種物理參數(shù)如:電感、電容、電阻的值決定的。而這些值又取決于導(dǎo)體的外形、同心度、導(dǎo)體之間的間隔以及電纜盡緣層的材料。網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)行取決于整個(gè)系統(tǒng)中一致的阻抗,阻抗的突變會(huì)造成信號(hào)的反射,從而使信號(hào)傳輸發(fā)生畸變,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤。
 

特性阻抗的標(biāo)準(zhǔn)值是 100±20 Ω ,假如能維持在 100±10 Ω 以內(nèi)則比較理想。


5 、 直流電阻 (Resistence)

TSB67 無此參數(shù)。直流環(huán)路電阻會(huì)消耗一部分信號(hào) , 并將其轉(zhuǎn)變成熱量。它是指一對(duì)導(dǎo)線電阻的和 ,ISO/IEC 11801 規(guī)范里雙絞線的直流電阻不得大于 19.2 歐姆。每對(duì)間的差異不能太大 ( 小于 0.1 歐姆 ), 否則表示接觸不良 , 必須檢查連接點(diǎn)。


6 、傳輸延遲( Propagation Delay ) 和延遲偏離( Delay Skew )

1997 年增加的 TIA/EIA568A-1 的附錄中包含了傳輸延遲和延遲偏離的規(guī)范,根據(jù) IEEE 制定的各種網(wǎng)絡(luò)傳輸標(biāo)準(zhǔn),網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t最高值不能超過 570ns, 這就要求綜合布線鏈路的測(cè)試加進(jìn)該項(xiàng)目。不管是 5 類還是6 類,標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳輸延遲的規(guī)定基本上一致,即延遲 550ns ;延遲偏離 50ns 。可以說延遲是制約網(wǎng)絡(luò)銅纜傳輸間隔的最主要因素,所以就算采用增大線徑或信號(hào)強(qiáng)度來增長(zhǎng)傳輸間隔,都沒法改變傳輸延遲的參數(shù),由于它是由導(dǎo)體材質(zhì)影響的,這也是為什么我們?cè)诨卮鹂蛻糇稍儠r(shí)夸大鏈路
 100 米限制的原因。

、近端串?dāng)_( NEXT ) 

近端串?dāng)_損耗(NEXT) 一條鏈路中,處于線纜一側(cè)的某發(fā)送線對(duì)對(duì)于同側(cè)的其他相鄰(接收)線對(duì)通過電磁感應(yīng)所造成的信號(hào)耦合,即近端串?dāng)_。定義近端串?dāng)_值(dB)和導(dǎo)致該串?dāng)_的發(fā)送信號(hào)(參考值定為0dB)之差值(dB)為近端串?dāng)_損耗。越大的NEXT值近端串?dāng)_損耗越大。由于近端串?dāng)_在丈量是對(duì)信號(hào)的拾取是有靈敏度差別的,處于 40 米以外的近端串?dāng)_信號(hào)是不精確的,所以鏈路認(rèn)證測(cè)試在該值上要求兩端測(cè)試。

近端串?dāng)_與線纜種別、連接方式、頻率值、施工工藝有關(guān)。在接點(diǎn)圖正常的情況下,該值假如出現(xiàn)負(fù)數(shù),一般的原因應(yīng)該與線纜質(zhì)量和施工工藝有關(guān)。對(duì)線纜質(zhì)量影響很大的因素是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的,在串連機(jī)上包好盡緣層的芯線其同芯度的偏差;對(duì)絞工序的密度、均勻度、粘合度;成纜時(shí)的綜合絞距、四對(duì)芯線平衡性;包外盡緣層過程中對(duì)四對(duì)纜芯的結(jié)構(gòu)破壞等。一條合格的雙絞電纜,其性能要完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù)要求,生產(chǎn)單位必須在規(guī)格設(shè)定、原材料采購、生產(chǎn)設(shè)備、職員素質(zhì)等各方面都嚴(yán)格把關(guān)。 

對(duì)于出廠前引起的質(zhì)量題目,一般在施工前驗(yàn)收就可以排除。而施工工藝才是與廣大從業(yè)職員最為相關(guān)的部分。為了得到更好的工程余量,我們建議工程實(shí)施時(shí)盡量以標(biāo)準(zhǔn)為依止,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、路由配置、機(jī)房定位時(shí)把可能出題目的因素減少到最??;同時(shí)在指導(dǎo)施工時(shí)控制工人的拉線力度、彎曲半徑、開對(duì)長(zhǎng)度等。假如驗(yàn)收時(shí)出現(xiàn)有信息點(diǎn)近端串?dāng)_值為負(fù)數(shù)的,此時(shí)應(yīng)該從驗(yàn)收測(cè)試的鏈路模型開始考慮,對(duì)于 T568B 及以后的標(biāo)準(zhǔn), Basic Link 基本鏈路已經(jīng)給淘汰了,而替換它的 Permanent Link 永久鏈路在長(zhǎng)度上同樣是控制在 90米的最大限度,超出這一長(zhǎng)度的鏈路各種參數(shù)在測(cè)試時(shí)很輕易就出現(xiàn)負(fù)值,此時(shí)假如采用 Channel 信道測(cè)試則結(jié)果可能還處于正常的范圍。另一方面,檢查配線架及信息模塊的端接情況,把對(duì)絞開對(duì)間隔控制在標(biāo)準(zhǔn)許可的范圍內(nèi)(三類 7CM 、五類以上 1.3CM ),過長(zhǎng)的開對(duì)間隔會(huì)使雙絞線的平衡結(jié)構(gòu)得到極大的破壞,從而產(chǎn)生近端串?dāng)_。


8 、綜合功率近端串?dāng)_( PSNEXT ) 

從超五類布線系統(tǒng)開始,為了支持基于 1000Base-T 的千兆以太網(wǎng)協(xié)議,測(cè)試參數(shù)又多了一個(gè)綜合功率近端串?dāng)_值,該值是考慮在實(shí)施四對(duì)全雙工傳輸時(shí)多對(duì)線對(duì)一對(duì)的近端串?dāng)_總和,對(duì)于千兆傳輸來說,該值至關(guān)重要,其題目的發(fā)生與近端串?dāng)_基本一致,同時(shí)影響更加明顯。

、等效遠(yuǎn)端串?dāng)_( ELFEXT )及遠(yuǎn)端串?dāng)_( FEXT ) 

由發(fā)射機(jī)在遠(yuǎn)端傳送信號(hào),在相鄰線對(duì)近端測(cè)出的不良信號(hào)耦合為遠(yuǎn)端串?dāng)_( FEXT )損耗。遠(yuǎn)端串?dāng)_損耗以接收信號(hào)電平對(duì)應(yīng)的 dB 表示。按照 ASTMD4566-94 電信電信電纜盡緣和護(hù)套電氣參數(shù)性能的測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)當(dāng)丈量電纜和布線所有線對(duì)組合的等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_損耗( ELFEXT )。此外,由于每一對(duì)雙工信道會(huì)受到一對(duì)以上的雙工信道的干擾,所以應(yīng)規(guī)定布線和電纜的綜合功率等效遠(yuǎn)端串?dāng)_( PSELFEXT )。


10 、近端串?dāng)_衰減比( ACR ) 

是同一頻率下近端 串?dāng)_ N E X T 和衰減的差值,用公式可表示為: A C R =衰減的信號(hào) - 近端串?dāng)_的噪音,它不屬于 TIA/EIA-568B 標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,但它對(duì)于表示信號(hào)和噪聲串?dāng)_之間的關(guān)系有著重要的 價(jià)值 。為了達(dá)到 滿足 的誤碼率,近段串?dāng)_以及信號(hào)衰減都要盡可能的小。 ACR 是一個(gè)數(shù)目指數(shù)指示器,表明了在接受真?zhèn)€衰減值與串?dāng)_值的比值。為了得到較好的 性能 , ACR 指數(shù)需要在幾 db 左右。假如 ACR 不是足夠大,那么將會(huì)頻繁出現(xiàn)錯(cuò)誤。在很多情況中,即使是在 ACR 值中的一個(gè)很小的進(jìn)步也能有效地降低整個(gè)線路中的誤碼比率。


11 、回波損耗( Return Loss ) 

回波損耗是布線系統(tǒng)中阻抗不匹配產(chǎn)生的反射能量,回波損耗對(duì)使用向同時(shí)傳輸?shù)膽?yīng)用尤其重要,
 

回波損耗以反射信號(hào)電平的對(duì)應(yīng)分貝( dB )來表示。標(biāo)準(zhǔn)要求 100Ω 的鏈路系統(tǒng)假如其中的元器件的特性阻抗波動(dòng)太大,就會(huì)產(chǎn)生回波損耗。另一方面,施工中不規(guī)范的操縱也會(huì)引起。


12 、外部串?dāng)_( ANEXT ) 

最新的 IEEE 802.3an 已將 10GBASE-T 列為正式標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用銅纜來傳輸萬兆帶寬的各種細(xì)節(jié),由于萬兆非屏蔽銅纜使用的傳輸頻率非常高(需要 500MHz 以上),因此外部線纜近端串?dāng)_(即外來線對(duì)串?dāng)_,ANEXT )題目就更為嚴(yán)重,被以為是增加信道容量的最大限制因素。 ANEXT 被定義為線纜中的一對(duì)線給相臨的另一對(duì)線帶來的干擾。在兩個(gè)相同顏色的線之間的 ANEXT 干擾最明顯,這是由于在這對(duì)線中它們的絞距事實(shí)上是一樣的,更深一層的考慮必須基于綜合線外串?dāng)_,即 PSANEXT ,由于在所有鄰近的線對(duì)之間也存在感應(yīng)噪聲干擾,不僅僅是那些相同顏色的線之間。除了線纜之外,配線架相臨的兩個(gè)端口之間互相也存在著強(qiáng)烈的 ANEXT 干擾影響。該參數(shù)現(xiàn)在尚無成熟可行的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方案。
 

    綜合布線銅纜鏈路測(cè)試參數(shù)到此已經(jīng)基本講完,其中多數(shù)參數(shù)內(nèi)容不在本文深進(jìn)講述,如有需要要對(duì)每個(gè)參數(shù)進(jìn)行深進(jìn)了解,??锤魑蛔x者對(duì)照 TIA/EIA568B 及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究。