綜合布線銅纜鏈路測試參數(shù)跟故障淺析【上】.docx

綜合布線銅纜鏈路測試參數(shù)及故障淺析（上）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)制定了各種詳細(xì)的測試指標(biāo)，只有能完整通過標(biāo)準(zhǔn)要求的所有測試項(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)入布線行業(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)不合格參數(shù)的故障判斷或定位無以入手，故以此文把各種布線系統(tǒng)測試參數(shù)匯集說明，以備參考。1、接點(diǎn)圖（Wire Map）接線圖的測試是驗(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。 T568A T568B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問題，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，該問題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)的工程中提高實(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，然后再確定該問題是出現(xiàn)在連接點(diǎn)還是線纜中間，以能迅速排除故障。1.3交叉：該問題一般為打線時(shí)疏忽引起的，這種情況在某些品牌的線纜中容易出現(xiàn)，由于這些線纜的芯線副色常為純白，在施工時(shí)容易把開對(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，可以減少該問題的發(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，該問題常出現(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允許出現(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，雖用普通通斷測試儀連通性測試正常，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，該問題常出現(xiàn)在直接手工制作水晶頭的連接鏈路上。錯(cuò)對(duì) 串繞2、鏈路長度 (Length)目前綜合布線系統(tǒng)所允許的雙絞線鏈路最長的接線長度（CHANNEL）是100米，如果長度超過指標(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)于長度要求不限于100米以內(nèi)。影響長度測試的重要因素是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)際長度的精確測試，該值需要在測試前取一段該批線纜的實(shí)際丈量長度樣板對(duì)測試儀器進(jìn)行校正，該樣板長度一般為25米。經(jīng)過事先校正過的現(xiàn)場測試，其鏈路長度比較接近于實(shí)際的線纜外觀尺寸。公式： 3、衰減(Attenuation) 當(dāng)信號(hào)在電纜上傳播時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度隨著距離增大逐漸變小。衰減量與線路長度、芯線直徑、溫度、阻抗、信號(hào)頻率有關(guān)。這里要強(qiáng)調(diào)的衰減值在同樣測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限長時(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)體的形狀、同心度、導(dǎo)體之間的距離以及電纜絕緣層的材料。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10020，如果能維持在10010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試加入該項(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)銅纜傳輸距離的最主要因素，所以就算采用增大線徑或信號(hào)強(qiáng)度來增長傳輸距離，都沒法改變傳輸延遲的參數(shù)，因?yàn)樗怯蓪?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)強(qiáng)調(diào)鏈路100米限制的原因。7、近端串?dāng)_（NEXT） 近端串?dāng)_損耗（） 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（）和導(dǎo)致該串?dāng)_的發(fā)送信號(hào)（參考值定為）之差值（）為近端串?dāng)_損耗。越大的值近端串?dāng)_損耗越大。由于近端串?dāng)_在測量是對(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)證測試在該值上要求兩端測試。近端串?dāng)_與線纜類別、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，該值如果出現(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)上包好絕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；包外絕緣層過程中對(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、人員素質(zhì)等各方面都嚴(yán)格把關(guān)。對(duì)于出廠前引起的質(zhì)量問題，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)人員最為相關(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)把可能出問題的因素減少到最??；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)長度等。如果驗(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，而替代它的Permanent Link永久鏈路在長度上同樣是控制在90米的最大限度，超出這一長度的鏈路各種參數(shù)在測試時(shí)很容易就出現(xiàn)負(fù)值，此時(shí)如果采用Channel信道測試則結(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)距離控制在標(biāo)準(zhǔn)許可的范圍內(nèi)（三類7CM、五類以上1.3CM），過長的開對(duì)距離會(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，其問題的發(fā)生與近端串?dāng)_基本一致，同時(shí)影響更加明顯。9、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電信電信電纜絕緣和護(hù)套電氣參數(shù)性能的測方法標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)測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)到滿意的誤碼率，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)量指數(shù)指示器，表明了在接受端的衰減值與串?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。如果ACR不是足夠大，那么將會(huì)頻繁出現(xiàn)錯(cuò)誤。在許多情況中，即使是在ACR值中的一個(gè)很小的提高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100的鏈路系統(tǒng)如果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)范的操作也會(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）問題就更為嚴(yán)重，被認(rèn)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