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1、10,综合布线系统的测试方案,学习提纲,10.1 测试目的 10.2 测试标准 10.3 测试参数 10.4 测试仪器 10.5 测试方式 10.6 双绞线测试 10.7 光缆测试 10.8 测试分析报告,10.1 测试目的,在综合布线系统工程实施过程中，线缆、铜缆、光缆和接插件以及相应配套的产品一般是施工方和用户共同选定的，但即使这些线缆和接插件都满足ISO11801、EIA/TIA568B、TSB-67等标准，产品均通过了UL认证，由于设计和实施过程中是将这些线缆和接插件有机地结合在一起的，这些因素成为影响计算机网络连接可靠性的“串联”因子，而整个工程过程中也加入了大量的人为因素，这样必将
2、对整个系统在诸如连接正确性、接续可靠性、短路、开路、信号衰减、近端串扰(NEXT)、突发性干扰、误码率及整体性能等方面产生很大的影响。,10.2 测试标准,测试标准概述 TSB-67测试标准 六类系统测试标准,10.2.1 测试标准概述,对于不同的网络类型和网络电缆，其技术标准和所要求的测试参数是不一样的。,网络电缆及对应的测试标准,电缆级别与应用的标准,不同标准所要求的测试参数,10.2.2 TSB-67测试标准,为适应支持高速网络(100 Mb/s)的五类非屏蔽双绞线(UTP)布线工程的实践要求，美国通信工业协会TIA于1995年10月正式颁布EIA /TIA 568布线标准和TSB-67
3、测试标准，它们适用于已安装好的双绞线连接网络，并提供了一个“认证”非屏蔽双绞线电缆是否达到五类线要求的标准。 TSB-67主要是测试五类UTP布线系统传输特性的标准，其主要内容包括： 定义两种“连接”模型；定义要测试参数的内容；定义每一种连接模型及三类、四类和五类链路Pass/Fall测试极限；最少测试报告项目；定义现场测试仪的性能要求和如何验证这些要求；定义现场测试与试验室测试结果的比较方法。,1 两种测试模式,TSB-67标准规定了两种连接测试模型分别是信道(Channel)测试模型和基本链路(Basic Link)测试模型，这是两种测试连接结构。 链路测试模型：固定电缆安装部分，不含两端
4、设备跳线的基本链路(Basic Link)。该链路是建筑物中的固定布线，即从电信间接线架到用户端的墙上信息插座的连线(不含两端的设备连线)，最大长度是90 m。 信道测试模型：从网络设备跳线到工作区跳线间的端到端的通道(Channel)连接。信道测试模型定义了包括端到端的传输要求，含用户末端设备电缆，最大长度是100 m,链路测试模型,信道测试模型,2 布线接线图(Wire Map)规定,接线图用于验证线对连接是否正确。 接线图必须遵照EIA/TIA568A或568B的定义(从信号角度讲这两种标准没有区别，惟一不同的是线的颜色标记不同)。 接线图测试不仅仅是一个简单的逻辑连接测试，而是要确认链
5、路的一端一个针与另一端相应针的连接。 此外，接线图还要确认链路导线的线对是否正确，判断是否有开路、短路、反向、交错和串对五种情况出现。,3 电缆长度规定,电缆长度指连接电缆的物理长度，测量长度的误差极限如下: 信道(Channel)模型：100 m100 m15%=115 m； 基本链路(Basic Link)模型：94 m94 m15%=108.1 m。 线缆如果按信道模型测试，那么理论上最大长度不超过100 m，但实际测试长度可达115 m；如果是按链路模型测试，那么理论上规定最大长度不超过90 m，而实际测试长度最大可达到108.1 m。,4 测试参数内容,TSB-67标准规定了电缆测试
6、的参数和数值以及两个级别的测试精度。 按照TSB-67标准的网络布线系统却可以支持15年以上。一个符合TSB-67标准的非屏蔽双绞线网络不但满足当前计算机网络的信息传输要求，还能支持未来的高速网络的需要。,10.2.3 六类系统测试标准,六类标准对参数PSACR(功率和串扰衰减比)、NEXT(近端串扰)、PSNEXT(综合近端串扰)、PSELFEXT(综合等效远端串扰)、Propagation Delay(传播延迟)、Delay Skew(延迟差异)、Attenuation(衰减)、Return Loss(回波损耗)等都有完整的要求。区分真正的六类系统最重要的是检验布线系统是否可以达到最新六类
7、标准中所有参数的要求。 六类系统标准取消了基本链路模型，采用符合ISO标准的信道模型，保证了测试模型的一致性。 六类系统标准要求采用4连接点100 m的方法进行测试，更符合实际应用时的信道特征。,六类系统测试标准（续）,六类系统标准要求在0250整个频段上和整个长度上有一致的测试指标要求。 六类系统标准要求全线产品都要达到六类性能指标要求，包括模块、配线架、跳线和线缆等组成部件。 六类系统标准提供了对1250 MHz频率范围内实验室和现场测试程序两种方式以检验实际性能。 新的六类标准对100 平衡双绞电缆、连接硬件、跳线、通道和永久链路作了详细的要求。 六类标准还包括提高电磁兼容性时对线缆和连
8、接硬件的平衡建议。,10.3 测试参数, 接线图； 长度测量； 近端串扰(NEXT)； 累加功率NEXT(Power Sum NEXT，PSNEXT)； 衰减量(Attenuation)； 衰减对串扰比(Attenuation Crosstalk Rate，ACR)；, 远端串扰(FEXT)及等电平远端串扰(ELFEXT)； 传播延迟(Propagation Delay)； 延迟差异(Delay Skew)； 结构化回损及回损； 频带宽； 特性阻抗(Impedance)； 直流环路电阻； 杂讯。,10.3.1 接线图,接线图是用来比较判断错误接线的一种直观检测方式。每一条电缆的4对8根线芯的接
9、线图可以表示出： 在每一端点的正确压线位置。 是否与远端导通。 两芯或多芯的短路。 交错线对。交错是指远端的两个线对位置相互对调。 反向线对。反向是指线对的一端极性相反。 分岔线对。分岔指各芯线是以一对一的方式导通的，但物理线对位置分开。 其他各种接线错误。,10.3.2 长度测量,对铜缆长度进行的测量应用了TDR(时域反射计)的测试技术。 时域反射计TDR的工作原理是，测试仪从铜缆一端发出一个脉冲波，在脉冲波行进时如果碰到阻抗的变化，如开路、短路或不正常接线时，就会将部分或全部的脉冲波能量反射回测试仪。依据来回脉冲波的延迟时间及已知的信号在铜缆传播的NVP(额定传播速率)，测试仪就可以计算出
10、脉冲波接收端到该脉冲波返回点的长度。NVP是以光速(c)的百分比来表示的，如0.75c或75c。,长度测量（续）,返回的脉冲波的幅度与阻抗变化的程度成正比，因此在阻抗变化大的地方，如开路或短路处，会返回幅度相对较大的回波。接触不良产生的阻抗变化(阻抗异常)会产生小幅度的回波。 测量的长度是否精确取决于NVP值，因此，应该用一个已知的长度数据(必须在15 m以上)来校正测试仪的NVP值。但TDR的精度很难达到2以内，同时，同一条电缆的各线对间的NVP值也有46的差异。另外，双绞线线对的实际长度也比一条电缆自身要长一些。在较长的电缆里运行的脉冲波会变形成锯齿形，这也会产生几纳秒的误差。这些都是影响
11、TDR测量精度的原因。,长度测量（续）,测试仪发出的脉冲波宽约为20 ns，而传播速率约为3 ns/m，因此该脉冲波行至6 m内可能发生的接线问题(因为还没有回波)。 测试仪也必须能同时显示各线对的长度。如果只能得到一条电缆的长度结果，并不表示各线对都是同样的长度。 早期的一些测试仪不是采用TDR原理测量长度，而是以用频率域方式测量回流损耗的方法来测量阻抗的变化以便计算长度的，这种方法在各对线出现长短不等的情况时会发生误判。,10.3.3 近端串扰（NEXT）,当电流在一条导线中流通时会产生一定的电磁场，该电磁场会干扰相邻导线上的信号，信号频率越高这种影响就越大。 近端串扰(NEXT)是指在与
12、发送端处于同一边的接收端处所感应到的从发送线对感应过来的串扰信号。在串扰信号过大时，接收器将无法判别信号是远端传送来的微弱信号还是串扰杂讯。,10.3.4 衰减(Attenuation),电信号强度会随着电缆长度的增加而逐渐减弱，这种信号减弱就称为衰减。 衰减是以负的分贝数(dB)来表示的，数值越大表示衰减量越大，即-10 dB比-8 dB的信号弱，其中6 dB的差异表示两者的信号强度相差两倍。 例如，-10 dB的信号就比-16 dB的信号强两倍，比-22 dB则强四倍。影响衰减的因素是集肤效应和绝缘损耗。,20时各类线缆在各频率下的衰减极限,10.3.5 衰减对串扰比(ACR),由于衰减效
13、应，接收端所收到的信号是最微弱的，但接收端也是串扰信号最强的地方。对非屏蔽电缆而言，串扰是从本身发送端感应过来的最主要的杂讯。所谓的ACR，就是指串扰与衰减量的差异量。ACR体现的是电缆的性能，也就是在接收端信号的富裕度，因此ACR值越大越好。在ISO及IEEE标准里都规定了ACR指标，但TIA/EIA568A则没有提到它。 由于每对线对的NEXT值都不尽相同，因此每对线对的ACR值也是不同的。测量时以最差的ACR值为该电缆的ACR值，如果是与PSNEXT相比，则以PSACR值来表示。,10.3.6 远端串扰(FEXT)与等效远端串扰(ELFEXT),FEXT类似于NEXT，但信号是从近端发出
14、的，而串扰杂讯则是在远端测量到的。FEXT也必须从链路的两端来进行测量。 因为信号的强度与它所产生的串扰及信号在发送端的衰减程度有关，所以电缆长度对测量到的FEXT值的影响会很大，两条一样的电缆会因为长度不同而有不同的FEXT值。因此，FEXT并不是一种很有效的测试指标，而必须以ELFEXT值的测量来代替FEXT值的测量。ELFEXT值其实就是FEXT值减去衰减量后的值，也可以将ELFEXT理解成远端的ACR。,10.3.7 综合近端串扰(PSNEXT，Power Sum NEXT),PSNEXT实际上是一种计算式，而不是一个测量步骤。PSNEXT值是由3对线对另一对线的串扰的代数和推导出来的
15、。对于像以太网这种必须使用4对线来传输信号的网络来说，PSNEXT与ELFEXT是非常重要的测试参数，在每一条链路上都会有4组PSNEXT值。 与PSNEXT一样，对应于ELFEXT值的是PSELFEXT值。,10.3.8 传播延迟(Propagation Delay),传播延迟是指一个信号从电缆一端传到另一端所需要的时间，它也与NVP值成正比。 一般五类UTP的延迟时间在57 ns/m左右，ISO则规定100 m链路最差的时间延迟为1 s。延迟时间是局域网之所以要有长度限制的主要原因之一。,10.3.9 延迟差异(Delay Skew),延迟差异是一种在UTP电缆里传播延迟最大的与最小的线对
16、之间的传输时间差异。 有些电缆厂家考虑到铜缆材料的缺点，将一对或两对线对换成了其他的材料，这样就会产生较大的时间差异。 尤其在运行千兆以太网的应用时，过大的时间差异会导致同时从4对线对发送的信号无法同时抵达接收端的情况。 一般要求在100 m链路内的最长时间差异为50 ns，但最好在35 ns以内。,10.3.10 结构化回损(SRL),结构化回损(Structural Return Loss，SRL)所测量的是电缆阻抗的一致性。 由于电缆的结构无法完全一致，因此会引起阻抗发生少量变化。阻抗的变化会使信号产生损耗。 结构化回损与电缆的设计及制造有关，而不像NEXT一样常受到施工质量的影响。 SRL以dB表示，其值越高越好。,10.3.11 特性阻抗(Impedance),特性阻抗包括电阻及频率段范围内(如1200 MHz间)的电感抗及电容抗，它与一对电线之间的距离及绝缘体的电气特性有关。 由于技术的发展，综合布线系统的测试标准和测试参数在不断增加。这些新增的参数要求将使以前的仅靠一人监工、几人施工的布线方法成为历史，布线商手中原有的单向五类电缆测试仪器也将进行升级。,
