《数据电缆测试入门及常见问题解答v1.12_20101104》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据电缆测试入门及常见问题解答v1.12_20101104（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数据电缆测试入门 和常见 测试 问题的解答 Fluke Networks 尹岗 本文 是零起点入门读物。 如果你 遇到可能因双绞线 质量原因 而 导致网络、数据 传输 不通畅、时断时续或者闪断等问题，如果你担心花了高价买来的产品是否实至名归 ， 如果你担心网速升级能否一次成功，或者你 对双绞线 质量不合格的原因了解不多， 也 不了解各项测试参数的含义， 或怀疑施工、 联网 时使用的网线有问题 ，那么 浏览一下 本文会 快速获得 帮助 。 本文将 解释 双绞线 测试中的各种参数含义，并介绍质量保证和故障诊断的基本 知识 。 双绞线 是构成数据电缆的最基本结构。一对 双绞线 常 用于总线 中 ，
2、构成 工业现场总线最基本应用。两对 双绞线 构成的数据电缆既 用于 10/100Base-T 以太网 ，也 常 用于工业以太网和现场 双 总线 结构 。它们 的 基本结构相似， 只是 特性阻抗 规格 略有 不同 (以 100 或 120 欧常见 )， 测试方法 也类 同。 本文 以数据电缆为主介绍双绞线的测试方法和故障诊断基本技术。 数据电 缆外观 上 看 似乎 都差不多， 但 其实它们 的 传输 能力 差别 是 非常 大 的 。比如， 三类线 (Cat3)一般 多用来传 10 兆速度的数据 (10Base-T 以太网 )， 五类线 (Cat5)一般 用来传输 100兆 速度的数据 (100B
3、ase-T 以太网 )， 也 可以 勉强用来 传 输 1000 兆 (1000Base-T 以太网 )的速率 ，超五类线 (Cat5e)则 可以 用来 稳定地传输 1000 兆 速度的数据 (1000Base-T 以太网 )， 六类线 则可以稳定 地 传输 1000 兆速度的数据 (1000Base-Tx、 1000 cell 等 )， 短距离的六类线 (Cat6)可以勉强 传输 万兆 速度的数据 (10G Base-T， 比如 单根 电缆 长度限制 55 米 内 )，增强的六类线 (Cat6a)则可以稳定 地 传输 万兆 速度的数据 (10G Base-T， 100 米 )。 另外 ，还有一
4、些待 进入广泛市场应用的 规格 ，比如 2.5G Base-T、 5G Base-T 等。 除 了专业人员外，常人确实很难从外观上区分这些不同 速率 的网线 有什么 区别。 常见 的 错误 看法 是：只要电脑 或 设备 能连 上网就说明网线 质量 是 合格的 。 此类 用户 既 不考虑网线长短 与 质量 有何 不同、也不考虑是否留有 参数 余量以应对 产品 老化、 环境的 恶化 或 系统 速度 升级 ， 当然也无法预估类似 “ 时有时无 ” 和 “闪断 ”等 类型 的故障是否因为网线本身质量问题 而 造成 。 如果你对数据电缆 的 质量评测 了解很少 ， 那 么 ， 怎么 才能保证 你 买来
5、的网线 和模块 是合格的 而不是假冒伪劣的 呢？你 又 如何 能 知道 恶劣 工作 环境 或 野蛮的 布线 安装施工后 电缆 链路 的 性能 没 被 破坏了 呢？ 作为 甲方 (用户 )， 我们 都 不希望 看到 过去一直 用得 很好 的网线 在 今天 升级到高速 的 应用时 才 发现 有 大批量 严重 的质量 问题 ， 或者由于 电磁环境或 设备参数 变化导致 电缆性能不再能支持正常 稳定 的 应用 。 而 对于布线工程人员和系统集成商 (乙方 )来讲，经常会碰到 如何 解释 各种 网线测试 参数 的 问题，也会经常地 被 要求 处理在施工和工程 验收时遇到的 测试结果不合格 问题 。 有经
6、验的工程人员都知道， 为了保证 布线链路 的 质量 ， 除了选用合格的网线、 连接 模块和跳线外，避开链路附近的强干扰源 和 良好的接地 (屏蔽 系统 )也很重要，否则 即便选用价格昂贵 的高品质产品， 也不 一定 总能 如预期的那样 能正常 、 稳定地 支持 各种应用 。最重要的 一点 还在于 ： 优质的 产品加上 小心精细的施工 才 是保证链路质量的最有效手段。 与上个世纪 的粗放布线施工 相比，比较 可喜的是 ， 已有 相当数量 的集成商 和工程商 在施工 前 、施工 中和施工结束后 会 对综合布线系统 的质量 进行 认证 测试 (进场 测试、 随工测试、 验收测试 等 )， 这样就能
7、提早 或 及时 发现 问题 ， 并 即刻 处理 问题 ， 去除隐患 。 运维 阶段的 “ 可靠性 保障 ” 一般 采取“ 定期检测 +视情检测 +故障 检测 +恢复 前检测 +升级 扩容预检 ”的混合 模式。 对 桌面用户而言， 由于 布线系统需要支持长期 使用，一般都留有参数余量。 除了断路、短路 、线序错误 等一类问题很容易暴露 外， 电缆链路的 其它 质量问题 往往隐藏得比较深，隐藏的时间也比较长。 目前，多数链路的 深层质量 问题 和安装问题 都是在链路验收 测试时 才 被发现的，少数 问题 是在 新增 设备、 调整 拓扑结构、 环境 变化、例行维护、设备老化 时或 网速升级时 才被
8、发现 (比如从 100Base-T 升级 到 1G/10G Base-T 失败 )，只有 少数电缆 链路 的问题是在 开始使用时就 被用户 所 发现 。 而对于 数据中心用户， 问题 暴露的时间 一般 都 很短， 因为一旦 1G/10G 设备 接入，很可能 立刻 就不能正常工作或是 出错 率 高、 设备 重启频繁 。 这是个硬碰硬的问题 ， 含糊的布线质量很可能马上就要 “ 露馅 ” 。 更 经常的情形是： 遇到数据 传输 不稳定 ，时断时续、闪断等故障时 ， 用户 首先 会 试着 重启 设备 、更新驱动、重装系统、重新配置和 更换 设备 模块 (或 整个设备 )， 若 仍不能解决问题时 ，才
9、开始怀疑链路质量本身有质量问题。 (对有问题的链路，用户的经验之一就是 先 试着更换跳线，通常这 也 能解决不少物理层问题 )， 有时 ， 用户 在 接下来的 更换模块或者重新打线 处理 后发现问题消失， 有的 则只能 尝试 用临时 (或 备 用 )的 链路替代 故障 链路。 但 直至 更换链路 后 故障消失， 仍 不清楚真正 的原因是什么。 今天布线，明天上线，五 年后问题才 出现 -这种“故事” 到处 反复 上演 对于 水平链路 的 用户 来讲 ，这是 一个 经常演出的版本 ， 我们已经没有兴趣一再重复这样的检测故事 。 对于数据中心 的 用户来讲 ，则 故障 往往 在一开始就会出现 ，
10、因为数据中心 起始速率就比较高 (比如 1G/10G Base-T)， 假冒伪劣 线缆、模块等会 立现原形。 不管 是什么用户类型， 能否在综合布线系统投入运行前就保证全部链路 都合格呢？ 回答是肯定的 ，而且实施很 简单 -只要按照标准 进行 选型 测试、 进场 测试、 随工 测试 、 监理测试 和 验收测试即可。 时常 遇到的一 个“误会”是： 已经 能跑 100Base-T、 1000Base-T 的以太网， 不就完全能证明这条链路合格吗？ -如果这都不行，那到底要用什么标准来验收布线系统才合适呢？其实 前面已经提到， 如果 你采购的 Cat6a 系统 ，但实际安装的是用 合格 的 Ca
11、t5e 仿冒 Cat6a 的系统， 只是印刷标识 是 Cat6a 而已 。此时 该 系统支持 1000 Base-T 是完全 没有问题 的， 因为它毕竟是合格的 Cat5e 系统。 但 Cat5e 系统 造价与 Cat6a 相比可能差 50% 100%。 另一个 常见例子是， “较 短 ” 的三类线 也能 支持 100Base-T 运行 。 对 布线 链路 的质量进行 检测 验收有专门的 测试 标准， 不光 要检测线序 接续 是否正确、长度是否超标、有无开短路 或 接触不良等现象， 还 需要测试影响 链路 质量 的 多个参数， 比如 直流 电阻 (环路 电阻 )、 线对间 的 相互串扰 (属于
12、电磁 干扰 )、回波 信号 等 等 。 一个 完整的测试报告中可能会 罗列 出 令人眼花缭乱 的 20 多个 参数， 且 只要这些参数都合格，就可以保证链路对应 的质量 等级 是 合格 的 ，而且将来 在应用 速度 升级时也 可以 保证 能 即 启即用 ，满足要求 。下面 我们 就 来 对这 些主要 的 参数做 一些简单 描述和解释 ， 以方便 报告的 解读和理解故障 分析及诊断 的 方法 。 一、 测试参数 及术 语 解释 【线对间 干扰】 先 说说 线对之间的相互干扰问题，这是影响网线传输能力最主 要 的 参数 之一 。 我们知道， 数据 网线 中 通常有四对双绞线 (早期 计算机 曾 使
13、用 两对双绞线 ， 现在工控网 /工业以太网 、现场总线等 应用 场所 仍 在 大量使用 )， 习惯上 将这 四对双绞线 称作 1-2 线对 (橙色线对 )、 3-6 线对 (绿色线对 )、 4-5 线对 (蓝色线对 )和 7-8 线对 (棕色线对 )。 这种线对 色标 体系 是 T568B 规定 的。 为什么不叫 1-2 线对、 3-4 线对、 5-6 线对和 7-8 线对呢？这跟水晶头和连接模块 的打线规定有关。在 T568A 和 T568B 的打线标识体系 中 ， 规 定了水晶头的 1-2针、 3-6 针、 4-5 针和 7-8 针要分别连接一对双绞线。 这样连接有什么好处？ 在后面的内
14、容中我们 会有 解释 说明 。 你 一定会有 这样的体会，当接听座机电话时，如果同时有人打手机给你，那么你在座机电话中会听到“咯咯咯 咯 ”的干扰声音。这 些干扰声 就 是手机辐射出的电磁波信号 经电磁感应 从空中进入 电话线 后 而 产生的“噪声”， 这种 噪声进入话机 后 被 话机内部 的 电子 元 器件做了一些 “二次 加工 手术 ” (检波 )， 传到听筒 里 就成了 这 是 你 能 听 到的 “咯咯咯咯 ”噪声 。这是最 常见 到 的 一种 电磁 波 辐射 感应现象。 与此类似， 网线中的 每对 双绞线 都 是 由两根 互相 扭绞起来 的 铜线组成 的 。 当 数据 信号 在 这一
15、线对中 传输 时 ， 根据 的电磁辐射感应 原理， 这 对 线对的 周围也会有辐射出来的电磁波信号 (电磁辐射现象 )存在 ，这些电磁波信号 在遇到周围的金属物体时，就 会 在金属物体上 感应出信号 (这就是我们 常 常耳闻 的 “ 电磁感应现象 ” )。所以，网线中的 四对 双绞线 彼此之间 在传输数据时是会 相互 辐射 电磁波 干扰 对方 的 正常 数据传输的 。 这些 辐射 干扰信号 和线对中本身正在传输的有用信号 会 混合 、 叠加在一起， 从而改变原来 传输 的 信号波形 ， 这种混合 后 变形 的 信号 波形 进入对端 计算机 的网卡 端口 后， 网卡端口内的 信号 接收器 端 口
16、会 因为 叠加 的 无用 信号 (类似噪声干扰 )过大而 引起信号接收 器 出现 误读和 误判 。例 如 ， 1-2 线对在传输信号 时 ， 会 同时将高频的电磁波信号辐射到 线对 周围的空间，自然，也会 辐射给邻近 的 三个 线对： 3-6 线对 、 4-5 线对和 7-8 线对 。 收到这些辐射信号能量的 3-6 线对本身也在传输 正常 的有用 信号。这两种 信号在 3-6 线对上 相遇后 叠加 ， 改变 了 3-6线对中原来传输的信号波形， 而波形的改变则 可能 会导致 信号 接受端的 误读、误判，造成 误码率增加 和传输出错 。 用户会感觉 网速变慢 或者 连接出现断续 、中断 的 现象 ， 有时候设备 端口 还 会莫名其妙地重启 。如果 1-2 线对 的 辐射 信号 很强 ，那么 3-6 线对就 可能 因为感应的信号过大 而 完全 不能正常传输信号 ，这条链路就会 出现连接 中断 的现象或者干脆不能上网 。 1-2 线对 除了干扰 3-6 线对外 也 会 同时 干扰 4-5 和 7-8 线对。反 之 ，
