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)備對傳輸介質(zhì)性能更高的要求，綜合布線標準逐步升級，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，每次標準升級后對鏈路本身的傳輸能力有更嚴格的考量要求。從綜合布線系統(tǒng)及產(chǎn)品的角度出發(fā)，標準制定了各種詳細的測試指標，只有能完整通過標準要求的所有測試項目的布線系統(tǒng)，其鏈路傳輸?shù)哪芰Σ拍艿玫秸J可。本人考慮到一般剛進入布線行業(yè)的技術(shù)員在驗收或工程鏈路故障修復時，面對不合格參數(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、接點圖（Wire Map）接線圖的測試是驗證線路兩端RJ45插頭的電纜芯連接對應關(guān)系。在接點方面，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行施工。 T568A T568B接線圖故障有：開路、短路、交叉、錯對及串繞等。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誤，可在端接時避免，跳線盡量采用原裝成型跳線，在多信息點的工程中提高實施的效率。1.2短路：是一根或多根芯線互相連通所導致的線路故障。排除方法可以用測試儀器的時域反射技術(shù)定位故障點，根據(jù)短路點的位置，然后再確定該問題是出現(xiàn)在連接點還是線纜中間，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，在施工時容易把開對后的白色芯線位置搞混，而VCOM線纜嚴格按照標準設(shè)計，副色芯線全部包含主色條紋，可以減少該問題的發(fā)生的機率。1.4 錯對：指線路兩邊的線對顏色對調(diào)了，該問題常出現(xiàn)在一邊采用T568A，另一邊采用T568B的施工錯誤。這里要說明的是在100Base-TX網(wǎng)絡里面，根據(jù)線對發(fā)送接收的原則，這種接法可以用于雙機網(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)為從不同的繞對中組合新的傳輸線對，導致其中3、6傳輸芯線由不同的繞對組合而成，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芯會出現(xiàn)極大近端串繞，導致網(wǎng)絡無法連通，該問題常出現(xiàn)在直接手工制作水晶頭的連接鏈路上。錯對 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，如果長度超過指標則衰減和延遲太大，影響網(wǎng)絡傳輸。而電話系統(tǒng)對于長度要求不限于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 。為了達到實際長度的精確測試，該值需要在測試前取一段該批線纜的實際丈量長度樣板對測試儀器進行校正，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際的線纜外觀尺寸。公式： 3、衰減(Attenuation) 當信號在電纜上傳播時，信號強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、信號頻率有關(guān)。這里要強調(diào)的衰減值在同樣測試條件下是比較固定的，影響該項目性能的因素主要跟線纜的制造工藝有關(guān)。但是為了達到較好的傳輸效果，布線工程設(shè)計時機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標準里要求是不一致的，但在芯線直徑不能大規(guī)模增大情況下，不同性能等級之間的衰減值規(guī)定并不像串擾那樣差別巨大。4、特性阻抗 ( Impedance )特性阻抗是指電纜無限長時的阻抗。電纜的特性阻抗是一個復雜的特性，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體的形狀、同心度、導體之間的距離以及電纜絕緣層的材料。網(wǎng)絡的良好運行取決于整個系統(tǒng)中一致的阻抗，阻抗的突變會造成信號的反射，從而使信號傳輸發(fā)生畸變，導致網(wǎng)絡錯誤。特性阻抗的標準值是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)路電阻會消耗一部分信號,并將其轉(zhuǎn)變成熱量。它是指一對導線電阻的和,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。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)絡傳輸標準，網(wǎng)絡傳輸?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目。不管是5類還是6類，標準對傳輸延遲的規(guī)定基本上一致，即延遲550ns；延遲偏離50ns?？梢哉f延遲是制約網(wǎng)絡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強度來增長傳輸距離，都沒法改變傳輸延遲的參數(shù)，因為它是由導體材質(zhì)影響的，這也是為什么我們在回答客戶咨詢時強調(diào)鏈路100米限制的原因。7、近端串擾（NEXT） 近端串擾損耗（） 一條鏈路中，處于線纜一側(cè)的某發(fā)送線對對于同側(cè)的其他相鄰（接收）線對通過電磁感應所造成的信號耦合，即近端串擾。定義近端串擾值（）和導致該串擾的發(fā)送信號（參考值定為）之差值（）為近端串擾損耗。越大的值近端串擾損耗越大。由于近端串擾在測量是對信號的拾取是有靈敏度差別的，處于40米以外的近端串擾信號是不精確的，所以鏈路認證測試在該值上要求兩端測試。近端串擾與線纜類別、連接方式、頻率值、施工工藝有關(guān)。在接點圖正常的情況下，該值如果出現(xiàn)負數(shù)，一般的原因應該與線纜質(zhì)量和施工工藝有關(guān)。對線纜質(zhì)量影響很大的因素是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，在串連機上包好絕緣層的芯線其同芯度的偏差；對絞工序的密度、均勻度、粘合度；成纜時的綜合絞距、四對芯線平衡性；包外絕緣層過程中對四對纜芯的結(jié)構(gòu)破壞等。一條合格的雙絞電纜，其性能要完全達到標準規(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)等各方面都嚴格把關(guān)。對于出廠前引起的質(zhì)量問題，一般在施工前驗收就可以排除。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，我們建議工程實施時盡量以標準為依止，在結(jié)構(gòu)設(shè)計、路由配置、機房定位時把可能出問題的因素減少到最??；同時在指導施工時控制工人的拉線力度、彎曲半徑、開對長度等。如果驗收時出現(xiàn)有信息點近端串擾值為負數(shù)的，此時應該從驗收測試的鏈路模型開始考慮，對于T568B及以后的標準，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)在測試時很容易就出現(xiàn)負值，此時如果采用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，把對絞開對距離控制在標準許可的范圍內(nèi)（三類7CM、五類以上1.3CM），過長的開對距離會使雙絞線的平衡結(jié)構(gòu)得到極大的破壞，從而產(chǎn)生近端串擾。8、綜合功率近端串擾（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)又多了一個綜合功率近端串擾值，該值是考慮在實施四對全雙工傳輸時多對線對一對的近端串擾總和，對于千兆傳輸來說，該值至關(guān)重要，其問題的發(fā)生與近端串擾基本一致，同時影響更加明顯。9、等效遠端串擾（ELFEXT）及遠端串擾（FEXT）由發(fā)射機在遠端傳送信號，在相鄰線對近端測出的不良信號耦合為遠端串擾（FEXT）損耗。遠端串擾損耗以接收信號電平對應的dB表示。按照ASTMD4566-94電信電信電纜絕緣和護套電氣參數(shù)性能的測方法標準，應當測量電纜和布線所有線對組合的等電平遠端串擾損耗（ELFEXT）。此外，由于每一對雙工信道會受到一對以上的雙工信道的干擾，所以應規(guī)定布線和電纜的綜合功率等效遠端串擾（PSELFEXT）。10、近端串擾衰減比（ACR）是同一頻率下近端串擾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-近端串擾的噪音，它不屬于TIA/EIA-568B標準的內(nèi)容，但它對于表示信號和噪聲串擾之間的關(guān)系有著重要的價值。為了達到滿意的誤碼率，近段串擾以及信號衰減都要盡可能的小。ACR是一個數(shù)量指數(shù)指示器，表明了在接受端的衰減值與串擾值的比值。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，那么將會頻繁出現(xiàn)錯誤。在許多情況中，即使是在ACR值中的一個很小的提高也能有效地降低整個線路中的誤碼比率。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，回波損耗對使用向同時傳輸?shù)膽糜绕渲匾?，回波損耗以反射信號電平的對應分貝（dB）來表示。標準要求100的鏈路系統(tǒng)如果其中的元器件的特性阻抗波動太大，就會產(chǎn)生回波損耗。另一方面，施工中不規(guī)范的操作也會引起。12、外部串擾（ANEXT）最新的IEEE 802.3an 已將10GBASE-T列為正式標準，該標準規(guī)定了用銅纜來傳輸萬兆帶寬的各種細節(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擾（即外來線對串擾，ANEXT）問題就更為嚴重，被認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線給相臨的另一對線帶來的干擾。在兩個相同顏色的線之間的ANEXT干擾最明顯，這是由于在這對線中它們的絞距事實上是一