综合布线概念详释.doc

综合布线概念详释鉴于目前国内结构化综合布线领域的从业人员素质参差不齐，对测试方法和测试标准 的理解存在着偏差，本报将分几期对布线系统测试所涉及的参数及其测试原理进行一些 简要的介绍，以期抛砖引玉，促进国内同业精英各抒高见，共同推动布线行业的发展 如果五类及六类的新的测试标准能够按照 TIA 的原定计划如期在明年第一季度推出的话， 国内的布线产品提供商就将面临一场严峻的考验新的测试标准将增加几项参数，如等 电平远端串扰（ELFEXT） 、回波损耗（Return Loss 简称回损） 、延迟差异（Delay Skew） 等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被淘汰测试将成为一项布线工程不可或缺 的组成部分 按照 TSB－67 标准的要求，在结构化综合布线系统的验证测试指标中需要包含接线图、 长度、衰减、近端串扰等四项参数ISO 还要求增加一项参数，即 ACR（衰减对串扰比） 针对当前网络的发展趋势和六类线的逐渐普及，今年 TIA 对综合布线系统的测试标准和 测试参数做了增补增补后的测试参数包括： 接线图 长度测量 近端串扰(NEXT) 累加功率 NEXT(PowerSum 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 阻抗（Impedance） 直流环路电阻 杂讯 ■接线图 接线图用来表示错误接线的方式。

每一条电缆的四对八根线芯的接线图可以表示： 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 反向线对 分岔线对 其他各种接线错误 反向是指线对的一端极性相反交错是指远端的两个线对位置相互对调分岔指各 芯线是以一对一的方式导通着，但物理线对位置分开特别提醒读者注意，分岔线对是 经常出现的、但是使用简单的通断仪器不能被准确地查找出来的接线故障在 10Base－T 网络中，此种接线故障由于网络对布线系统的要求较宽松而对网络的整体运行 不会产生太大的影响，但是高速以太网测试仪器，如 100Base－TX 测试仪器的接线图测 试功能都必须能发现这种错误由于五类验证仪器价格不菲，用户可选用美国 Microtest 公司生产的局域网侦测仪 MicroScanner，该仪器能全面检测各种接线问题，价格便宜且方 便实用 ■长度测量 对铜缆长度进行的测量应用了一种称为 TDR(时间域反射测量)的测试技术测试仪从铜 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) 速率，测试仪就可以计算出脉冲波接收 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 75％ 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 米以上)来校正测试仪的 NVP 值但 TDR 的精度很难达到 2％以内，同时，在同一条电缆的各线对间的 NVP 值，也有 4—6％的差异另外，双绞线线对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 TDR 测量精度的原因 测试仪发出的脉冲波宽约为 20 纳秒,而传播速率约为 3 纳秒/米，因此该脉冲波行至 6 米 处时才是脉冲波离开测试仪的时间这也就是测试仪在测量长度时的“盲区”，故在测量长 度时将无法发现这 6 米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，这种方法在各对线出现长短不等的情况时会发生 误判。

■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，干扰相邻导线上的信号频率越高 这种影响就越大双绞线就是利用两条导线绞合在一起后，因为相位相差 180 度的原因 而抵消相互间的干扰的绞距越紧则抵消效果越佳，也就越能支持较高的数据传输速率近端串扰是指在与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 需要注意的是，表示低 NEXT 时的值越大(如 45dB)，发送的信号与串扰信号幅度差就 越大，高 NEXT 的值就越小(如 20dB)，而这是要设法避免的 为了符合 5 类规格，在电缆端接处的非绞接部分长度不能超过 13 米通常会产生过量 NEXT 的原因有： 使用不是绞线的跳线 没有按规定压接终端 使用老式的 66 接线块 使用非数据级的连接器 使用语音级的电缆 使用插座对插座的耦合器 另外，要特别注意，在链路两端测量 NEXT 值时，尤其在长度大于 40 米时，远端 的串扰会被链路的衰减所抵消，而无法在近端测量到其 NEXT 值在链路两端测量到的 NEXT 值是不一样的，因此所有的测试标准都要求在链路两端测量 NEXT 值。

■衰减量(ATTENUATION) 电信号强度会随着电缆长度而逐渐减弱，这种信号减弱就称为衰减它是以负的分贝数 (dB)来表示的数值越大表示衰减量越大，即－10dB 比－8dB 的信号弱，其中 6dB 的差 异表示两者的信号强度相差两倍例如，－10dB 的信号就比－16dB 的信号强两倍，比 －22dB 则强四倍影响衰减的因素是集肤效应和绝缘损耗 在频率高的时候，电流在导体中的电流密度不再是平均分布于整个导体中，而是集中在 导体的表面，从而减少了因导体截面而产生的电流损耗集肤效应与频率的平方根值成 正比，因此频率越高，衰减量便越大这也就是为何单股电缆要比多股电缆的导电性能 好的原因 温度对某些电缆的衰减也会产生影响一些绝缘材料会吸收流过导体的电流，特别是 3 类电缆所采用的 PVC 材质，这是因为 PVC 的氯原子会在绝缘材料中产生双极子，而双极 子的震荡会使电信号损失掉一部分电能在温度高的时候这种情况会进一步恶化由于 温度升高会造成双极子更激烈的震荡，所以温度越高，衰减量越大这就是标准中规定 温度为 20℃的原因 在测量衰减量时，必须确定测量是单向进行的，而不是先测量环路的衰减量后，再除以 2 而得到的值。

■衰减对串扰比(ACR) 由于衰减效应，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/EIA 568A 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 ■远端串扰(FEXT)与等电平远端串扰(ELFEXT) FEXT 类似于 NEXT，但信号是从近端发出的，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 可是，FEXT 并不是一种很有效的测试指标电缆长度对测量到的 FEXT 值的影响会很 大，这是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因此两条 一样的电缆，会因为长度不同而有不同的 FEXT 值，所以就必须以 ELFEXT 值的测量来 代替 FEXT 值的测量。

EXFEXT 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当然了，与 PSNEXT 一样，对应于 ELFEXT 值的是 PSELFEXT 值 为了测量 ELFEXT，测试仪的动态量程(灵敏度)必须比所测量的信号低 20dB ■累加功率 NEXT(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PSNEXT 与 ELFEXT 的测量对像千兆以太网这种必须使 用四对线来传输信号的网络来说是非常重要的测试参数在每一条链路上会有四组 PSNEXT 值 ■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 5 类 UTP 的延迟时间在每米 5～7 纳秒(ns)左右ISO 则规定 100 米链路最差的时间 延迟为 1 微秒(us)延迟时间是为何局域网要有长度限制的主要原因之一 ■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它的材料，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四 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 米链路内的最长时间差异 为 50 纳秒，但最好在 35 纳秒以内 ■结构化回损 结构化回损(SRL，Structural Return Loss)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。