1、第8 8章 綜合布線系統測試u 布線系統的測試是一項技術性很強的工作，它不但可以作為布線工程驗收的依據，同時也給工程業主一份質量信心。通過科學、有效的測試，還能使我們及時發現布線故障、分析處理問題，但綜合布線是一個系統工程，需要分析、設計、施工、測試、維護各環節遵守標準，才能獲得全面的質量保障。本章討論了在綜合布線測試中使用的各種標準和測試模型。主要主要內內容容認證測試標認證測試標準準 認證測試參數認證測試參數驗收測試儀表驗收測試儀表測試類測試類型型 認證測試認證測試模型模型光纖鏈路測試 現場認證測試現場認證測試8.1 測試類型u 根據綜合布線系統測試和工程驗收，以及現場施工的需要，通常從工程

2、的角度，將電纜布線系統測試分為電纜的驗證測試和認證測試兩種類型 u 1. 驗證測試u 2. 認證測試8.1 測試類型1 驗證測試n驗證測試又稱為隨工測試，是邊施工邊測試，主要檢測線纜質量和安裝工藝，及時發現并糾正所出現的問題，不至于等到工程完工時才發現問題而重新返工，耗費不必要的人力、物力和財力。 n驗證測試是對永久鏈路的測試。即測試電纜的基本安裝情況：電纜無開路或短路、utp電纜的兩端是否按照有關規定正確連接、同軸電纜的終端匹配電阻是否連接良好、電纜的走向如何等。永久鏈路的測試現場測試的接線示意圖如圖所示。 9.3.1 9.3.1 電纜布線系統的測試類型電纜布線系統的測試類型 永久鏈路驗證測

3、試接線示意圖u u 2.認證測試u認證測試也稱之為驗收測試，是在工程驗收時對布線系統的鏈路連接性能、電氣特性，以及施工質量的全面檢驗，是評價綜合布線工程質量的科學手段。通常將鏈路的認證測試分為連接性能測試與電氣性能測試兩部分。u（1）連接性能測試u連接性能測試確認鏈路的安裝是否符合標準，即測試纜線是否存在物理連接錯誤，鏈路的安裝是否準確，是否符合標準，是否有接線開路、短路、反接、錯對、纏繞等現象。u（2）電氣性能測試u電氣性能測試主要是檢查布線系統中鏈路的電氣性能指標是否符合標準，如衰減、特征阻抗、電阻、近端串擾、串擾衰減比等參數。對于圖像傳輸介質（同軸電纜以及有關的信息端口）的性能測試，采用

4、場強儀、信號發生器等設備，對各圖像信息的信號電平進行測試。 u認證測試接線圖如圖所示。認證測試要以測試標準(ansi/tia/eia 568-a、ansi/tia/eia 568-b、ansi/tia/eia tsb 67)為基礎，對布線系統的物理性能和電氣性能進行嚴格測試。 8.1 測試類型認證測試又分為自我認證測試和第三方認證測試 n自我認證測試 自我認證測試由施工方自行組織，按照設計所要達到的標準對工程所有鏈路進行測試，確保每一條鏈路都符合標準要求。 n第三方認證測試委托第三方對系統進行驗收測試，以確保布線施工的質量。這是對綜合布線系統驗收質量管理的規范化做法。 8.2 驗證測試儀表驗證

5、測試儀表 u驗證測試儀表具有最基本的連通性測試功能，主要檢測電纜通斷、短路、線對交叉等接線圖的故障 1、簡易布線通斷測試儀n最簡單的電纜通斷測試儀，包括主機和遠端機，測試時，線纜兩端分別連接上主機和遠端機，根據顯示燈的閃爍次序就能判斷雙絞線8芯線的通斷情況 8.2 驗證測試儀表驗證測試儀表 2、micromapper（電纜線序檢測儀）n是小型手持式驗證測試儀，可以方便地驗證雙絞線電纜的連通性。包括檢測開路、短路、跨接、反接以及串繞等問題。 8.2 驗證測試儀表驗證測試儀表 3 3、microscanner promicroscanner pro（電纜驗證儀）（電纜驗證儀） n可以檢測電纜的通斷

6、、電纜的連接線序、電纜故障的位置，從而節省了安裝的時間和金錢 8.2 驗證測試儀表驗證測試儀表 4 4、fluke620 fluke620 n是一種單端電纜測試儀，進行電纜測試時不需在電纜的另外一端連接遠端單元即可進行電纜的通斷、距離、串繞等測試 8.3 8.3 認證測試標準認證測試標準u布線系統的測試與布線系統的標準緊密相關。近幾年來布線標準發展很快，主要是由于有像千兆位以太網這樣的應用需求在推動著布線系統性能的提高，導致了對新布線標準的要求加快。布線系統的測試標準隨著計算機網絡技術的發展而不斷變化。先后使用過的標準有：現場測試標準（ansi/tia/eia tsb-67）、現場測試標準（a

7、nsi/tia/eia tsb 95）、5e類纜線的千兆位網絡測試標準（ansi/tia/eia 568-a-5-2000）、建筑與建筑群綜合布線系統工程驗收規范（gb/t 50312-2000）、綜合布線系統工程驗收規范（gb 50312-2007）等。 8.3 8.3 認證測試標準認證測試標準u 2002年6月ansi/tia/eia 568-b.2-1-2002銅纜對絞線6類線標準正式出臺。對于6類布線系統的測試標準，與5類布線系統在許多方面都有較大的超越，提出了更為嚴格、全面的測試指標體系。u 6類布線系統的測試標準對參數psacr（功率和串擾衰減比)、next(近端串擾)、psnex

8、t(綜合近端串擾)、pselfext(綜合等效遠端串擾)、propagation delay(傳播延遲)、delay skew(延遲差異)、attenuation(衰減)、return loss(回波損耗)等都有具體的要求。因此，真正區分6類布線系統最重要的就是檢驗布線系統是否能夠達到最新6類標準中所有參數的要求。u 6類系統標準取消了基本鏈路模型，采用符合iso標準的信道模型，保證了測試模型的一致性。8.3 8.3 認證測試標準認證測試標準u 6類系統標準要求采用4連接點100m的方法進行測試，更符合實際應用時的信道特征。u 6類系統標準要求在0250mhz整個頻段上及整個長度上有一致的測試

9、指標要求。u 6類系統標準要求全線產品都要達到6類性能指標要求，包括模塊、配線架、跳線和纜線等部件。u 6類系統標準提供了1250mhz頻率范圍內實驗室和現場測試程序兩種方式。u 新的6類標準對100平衡對絞線電纜、連接硬件、跳線、信道和永久鏈路作了詳細的要求。u 6類標準還包括提高電磁兼容性時對纜線和連接硬件的平衡建議8.48.4 認證測試模型認證測試模型 在綜合布線工程的測試里我們主要接觸到永久鏈路測試和信道測試兩種測試模型。 永久鏈路測試 永久鏈路測試(permanent link test)一般是指從配線架上的跳線插座算起，到工作區墻面板插座位置，對這段鏈路進行的物理性能測試。見圖所示

10、 8.48.4 認證測試模型認證測試模型測試測試跳跳線線信息信息插插座座測試測試跳跳線線配配線線架架水平水平電纜電纜圖 永久鏈路測試* cp固定連接點(可選) cp cp * * 信道測試 信道測試(channel test)又譯作通道測試，一般是指從交換機端口上設備跳線的rj-45水晶頭算起，到服務器網卡前用戶跳線的rj-45水晶頭結束，對這段鏈路進行的物理性能測試。如圖所示。設備跳線配線架插座用戶跳線cp * cp固定連接點(可選) 圖14-2 信道測試模型8.5 8.5 認證測試參數認證測試參數 表8-1測試參數不同名稱對照表測試參數gb50311-2007和gb50312-2007中的

11、名稱eia/tia等其它名稱next近端串音近端串擾ps next近端串音功率和綜合近端串擾acr衰減串音比衰減串擾比ps acr衰減串音比功率和綜合衰減串擾比fext遠端串音遠端串擾elfext等電平遠端串音等效遠端串擾ps elfext等電平遠端串音功率和綜合等效遠端串擾現場需要測試的參數現場需要測試的參數u所需測試的參數與應用的測試標準有關nwire map接線圖(開路/短路/錯對/串繞)nlength長度ninsertion lose插入損耗/attenuation衰減nnext（近端串音）nps next（近端串音功率和）nreturn loss（反射損耗）nacr（衰減串音比）ne

12、l fext（等電平遠端串音）nps elfext（等電平遠端串音功率和）npropagation delay（傳輸延遲）ndelay skew（延遲偏差）接線圖接線圖wire mapwire mapu正確u開路(open)u短路(short)u錯對(cross)u反接(reverse)u串繞(split)u其它.正確接線正確接線4545t568at568b開路開路短路短路反接反接/ /交叉交叉跨接跨接/ /錯對錯對串繞線對串繞線對 長度長度lengthlengthu測量雙絞線長度時，通常采用tdr（時域反射分析）測試技術u時域反射分析tdr的工作原理是：測試儀從電纜一端發出一個脈沖波，在脈沖

13、波行進時，如果碰到阻抗的變化，如開路、短路或不正常接線時，就會將部分或全部的脈沖能量反射回測試儀。依據來回脈沖波的延遲時間及已知的信號在電纜傳播的nvp（額定傳播速率），測試儀就可以計算出脈沖波接收端到該脈沖返回點的長度 長度長度lengthlengthu時域反射tdrscan pulse開路發射脈沖反射脈沖scan pulsescan pulse短路端接設備發射脈沖發射脈沖反射脈沖(沒有反射)額定傳輸速率額定傳輸速率nvpnvpu nvp是指電信號在該電纜中傳輸的速率與光在真空中的傳輸速率的比值。nnvp=2l/（tc）n式中 l電纜長度，nt信號在傳送端與接收端的時間差nc光在真空中傳播速

14、度，c為3108m/s)u 該值隨不同線纜類型而異。通常，nvp范圍為60%90%，測量準確性取決于nvp值，正式測量前用一個已知長度（必須在15m以上）的電纜來校正測試儀的nvp值，測試樣線愈長，測試結果愈精確。測試時采用延時最短的線對作為參考標準來校正電纜測試儀。u 典型的非屏蔽雙絞線的nvp值從62%72%之間,通常nvp的取值在69%左右。長度測量的報告長度測量的報告u鏈路長度的測量n長度為繞線的長度（并非物理距離）n繞對之間長度可能有細微差別（對絞絞距的差別）u測試限n允許的最大長度測量誤差為10n當測試儀以“*”顯示長度時，則表示為臨界值，表明在測試結果接近極限時長度測試結果不可信

15、，要引起用戶和施工者注意。u長度的標準為100米（通道）和90米（永久鏈路）n不要安裝超過100米的站點n特殊情況要有記錄insertion loseinsertion lose插入損耗插入損耗/attenuation/attenuation衰減衰減u當信號在電纜中傳輸時,由于其所遇到的電阻而導致傳輸信號的減小，信號沿電纜傳輸損失的能量稱為衰減。(以分貝db表示)insertion loseinsertion lose插入損耗插入損耗/attenuation/attenuation衰減衰減u衰減是一種插入損耗，當考慮一條通信鏈路的總插入損耗時，布線鏈路中所有的布線部件都對鏈路的總衰減值有貢獻。

16、一條鏈路的總插入損耗是電纜和布線部件的衰減的總和。衰減量由下述各部分構成。布線電纜對信號的衰減；每個連接器對信號的減量；通道鏈路模型再加上10m跳線對信號的衰減量。u電纜是鏈路衰減的一個主要因素，電纜越長，鏈路的衰減就會越明顯。與電纜鏈路衰減相比，其他布線部件所造成的衰減要小得多。衰減不僅與信號傳輸距離有關，而且由于傳輸信道阻抗存在，它會隨著信號頻率的增加，而使信號的高頻分量衰減加大，這主要由集膚效應所決定，它與頻率的平方根成正比。衰減故障的原因衰減故障的原因u原因n電纜材料的電氣特性和結構n不恰當的端接n阻抗不匹配的反射n電纜過長n溫度u影響n過量衰減會使電纜鏈路傳輸數據不可靠串音串音u串音

17、是同一電纜的一個線對中的信號在傳輸時耦合進其他線對中的能量。是測量來自其它線對泄漏過來的信號串音串音u串音分為近端串音（near end rosstalk，next）和遠端串音（far end crosstalk，fext） nextnextunext是測量來自其它線對泄漏過來的信號unext是在信號發送端(近端)進行測量 nextnext近端串擾近端串擾u近端串擾用近端串擾損耗值db來度量，近端串擾的db值越高越好。u高的近端串擾值意味著耦合過來信號損耗高，只有很少的能量從發送信號線對耦合到同一電纜的其他線對中，u低的近端串擾值即耦合過來信號損耗低，意味著較多的能量從發送信號線對耦合到同一電

18、纜的其他線對中。近端串擾的影響近端串擾的影響u類似噪聲干擾u干擾信號可能足夠大從而：n破壞原來的信號n錯誤地被識別為信號u影響n站點間歇地鎖死n網絡的連接完全失敗u施工注意事項n近端串擾與端接工藝密切相關，雙絞線的兩條導線絞合在一起后，因為相位相差180而抵消而相互間的信號干擾，絞距越緊抵消效果越好，也就越能支持較高的數據傳輸速率。在端接施工時，為減少串擾，打開絞接的長度不能超過13mm。nextnext的測試要求的測試要求u近端串擾測試的采樣步長:0.2531.26-1000.50100-2500.151-31.25最大采樣步長(mhz)頻率段(mhz)ps nextps nextu近端串音

19、是一對發送信號的線對對被測線對在近端的串擾，實際上，在4對雙絞線電纜中，當其他3個線對都發送信號時也會對被測線對產生串擾。因此在4對電纜中，3個發送信號的線對向另一相鄰接收線對產生的總串擾就稱為近端串音功率和（power sum next，）。 u近端串音功率和損耗值只有超5類以上電纜中才要求測試它，這種測試在用多個線對傳送信號的100 base-t4和1000 base-t等高速以太網中非常重要。因為電纜中多個傳送信號的線對把更多的能量耦合到接收線對，在測量中近端串音功率和損耗值要低于同種電纜線對間的近端串音損耗值。ps nextps next電纜電纜工作站工作站hub通訊出口通訊出口配線架

20、配線架“綜合的概念綜合的概念”u一對線感應到其他三對的串擾影響綜合近端串擾綜合近端串擾 ps nextps nextu綜合近端串擾是一個計算值u通常適用于2對或2對以上的線對同時在同一方向上傳輸數據（例如1000base-t）u需要雙向測試 衰減與串擾比(acr)u 通信鏈路在信號傳輸時，衰減和串擾都會存在，串擾反映電纜系統內的噪聲，衰減反映線對本身的傳輸質量，這兩種性能參數的混合效應（信噪比）可以反映出電纜鏈路的實際傳輸質量，用衰減與串擾比來表示這種混合效應，衰減與串擾比定義為：被測線對受相鄰發送線對串擾的近端串擾損耗值與本線對傳輸信號衰減值的差值(單位為db)，即：u acr(db)=ne

21、xt(db)- attenuation (db) elfext與 ps elfext u 與next定義相類似，fext是信號從近端發出，而在鏈路的另一側（遠端），發送信號的線對向其同側其他相鄰(接收)線對通過電磁感應耦合而造成的串擾。u 與next一樣,fext也用遠端串音損耗來度量。u 因為信號的強度與它所產生的串擾及信號的衰減有關，所以電纜長度對測量到的fext值影響很大，fext并不是一種很有效的測試指標，在測量中是用elfext值的測量代替fext值的測量 elfextuelfext是指某線對上遠端串擾損耗與該線路傳輸信號的衰減差。也稱為遠端acr。減去衰減后的fext也稱作同電位遠

22、端串擾，它比較真實地反映在遠端的串擾值。u定義：elfext(db)=fext(db)-a(db)(a為受串擾接收線對的傳輸衰減)，等效遠端串擾等效遠端串擾elfextelfextelfextelfext是相對于衰減的是相對于衰減的fext(fext-attenuation)fext(fext-attenuation)hubfextattenuationelfext電纜電纜工作站工作站通訊出口通訊出口配線架配線架pselfextpselfext（等電平遠端串音功率和等電平遠端串音功率和）u和psnext一樣， pselfext是幾個同時傳輸信號的線對在接收線對形成的elfext總和。對4對ut

23、p而言，它組合了其他3對線對第4對線的elfext影響。 attenuationaffects of all 3 disturbing pairs = power sum信號信號pselfextpselfextfextpsfextelfext(信號的分信號的分貝差貝差)8 8 傳輸延遲傳輸延遲(propagation delay)(propagation delay)和延遲偏離和延遲偏離(delay skew) (delay skew) u 傳輸延遲是信號在電纜線對中傳輸時所需要的時間。傳輸延遲隨著電纜長度的增加而增加，測量標準是指信號在100m電纜上的傳輸時間，單位是納秒（ns），它是衡量信

24、號在電纜中傳輸快慢的物理量。 u 延遲偏離是指同一utp電纜中傳輸速度最快的線對和傳輸速度最慢線對的傳輸延遲差值，它以同一纜線中信號傳播延遲最小的線對的時延值作為參考，其余線對與參考線對都有時延差值。最大的時延差值即是電纜的延遲偏離。 傳輸時延傳輸時延1236123645784578484 ns486 ns494 ns481 ns傳輸時延差傳輸時延差12361236457845783 ns (484 ns)5 ns (486 ns)13 ns (494 ns)0 ns (481 ns) 10 10 回波損耗回波損耗(rl) (rl) u回波損耗是線纜與接插件構成布線鏈路阻抗不匹配導致的一部分能

25、量反射。u當端接阻抗（部件阻抗）與電纜的特性阻抗不一致偏離標準值時，在通信鏈路上就會導致阻抗不匹配。阻抗的不連續性引起鏈路偏移，電信號到達鏈路偏移區時，必須消耗掉一部分來克服鏈路偏移，這樣會導致兩個后果，一個是信號損耗，另一個是少部分能量會被反射回發送端。u被反射到發送端的能量會形成噪聲，導致信號失真，降低了通信鏈路的傳輸性能。 10 10 回波損耗回波損耗(rl) (rl) u 回波損耗=發送信號/反射信號 u回波損耗越大，則反射信號越小，意味著通道采用的電纜和相關連接硬件阻抗一致性越好，傳輸信號越完整，在通道上的噪聲越小。因此回波損耗越大越好 回波損耗回波損耗(return loss)(r

26、eturn loss) 回波損耗由于阻抗不連回波損耗由于阻抗不連續續/ /不匹配所造成的反射不匹配所造成的反射l測量整個頻率范圍信號反射的強度l其結果是特性阻抗之間的偏離l原因n電纜生產廠生產過程的變化n連接頭n安裝回波損耗的影響回波損耗的影響預期的信號預期的信號 = = 從另一端發來經過衰減的信號從另一端發來經過衰減的信號噪聲噪聲 = = 同一線對上反射回來的信號同一線對上反射回來的信號接收接收input發送發送output接收接收input信號信號a to ba to b信號信號b to ab to a系統系統 a a系統系統 b b反射反射8.6 現場認證測試8.6.1 測試儀表的性能要

27、求1測試儀的基本要求 精度是綜合布線測試儀的基礎，所選擇的測試儀既要滿足永久鏈路認證精度，又要滿足信道的認證精度。測試儀的精度是有時間限制的，必須在使用一定時間后進行校準。 具有精確的故障定位和快速的測試速度并帶有遠端器的測試儀。使用6類電纜時，近端串音應進行雙向測試，即對同一條電纜必須測試兩次，而帶有智能遠端器的測試儀可實現雙向測試一次完成。 測試儀結果可以與pc連接在一起，把測試的數據傳送到pc，便于打印輸出與保存。8.6 現場認證測試8.6.1 測試儀表的性能要求2.測試儀的精度要求（1）測試判斷臨界區（2）測試接頭誤差補償（3）自校表 3.測試速度要求nfluke dtx1800電纜認

28、證測試儀，最快9秒完成一條6類鏈路測試。 4. 測試儀故障定位 5.其他要考慮的方面還有：測試儀應支持近端串擾的雙向測試、測試結果可轉儲打印、操作簡單且使用方便，以及支持其他類型電纜的測試。 8.6 現場認證測試8.6.2 認證測試環境要求n無環境干擾 n測試溫度要求綜合布線測試現場的溫度宜在綜合布線測試現場的溫度宜在20203030c c左右，左右，濕度宜在濕度宜在30%30%80% 80% n防靜電措施 8.6 現場認證測試8.6.3 認證測試儀選擇 n目前市場上常用的達到級精度的測試儀主要有：福祿克的fluke dsp-4x00，fluke dtx系列，安捷倫的agilent wires

29、cope350線纜認證測試儀，理想公司的lantek系列等產品。ndtx電纜認證分析儀目前有dtx-lt，dtx-1200，dtx-1800三種型號，前兩種型號測試頻率帶寬為350 mhz，dtx-1800測試帶寬高達900mhz； fluke dtx 1800 主機8.6.4 測試結果描述u測試結果用通過（pass）或失敗（fail）表示。 u長度指標用測量的最短線對的長度表示測試結果；傳輸延遲和延遲偏離用每線對實測結果和比較結果顯示，對于next、psnext、衰減、acr、elfext、pselext、和 rl等用db表示的電氣性能指標，用裕量和最差裕量來表示測試結果。 u所謂裕量(ma

30、rgin),就是各性能指標測量值與測試標準極限值（limit）的差值, 正裕量表示比測試極限值好，結果為pass，負值表示比測試極限值差，結果為fail。裕量越大，說明距離極限值越遠，性能越好。8.6.4 測試結果描述u 最差情況的裕量有兩種情況，一種是在整個測試頻率范圍（5e類至100mhz，6類至250mhz）上距離測試標準極限值最近的點，如左圖所示最差情況的裕量是3.8 db,發生在約2.7mhz處；另一種是所有線對中裕量最差的線對，如右圖所示，最差情況的裕量在12-78線對間，值為6.5 db。最差裕量是綜合兩種情況來考慮。8.6.4 測試結果描述 線纜測試中線纜測試中pass/fai

31、l的評估的評估 綜合布線系統工程的測試綜合布線系統工程的測試 綜合布線系統工程的測試主要針對各個子系統(如水平布線子系統、垂直布線子系統等)當中的物理鏈路進行質量檢測。測試的對象有電纜和光纜。在設備開通時部分用戶會選擇性地進行“信道測試”或者“跳線測試”，以提高鏈路的可靠性。這些測試對象均可以在測試儀器中選定對應的標準進行測試。 測試電纜跳線 永久鏈路作為質量驗收的必測內容被廣泛使用，信道的測試多數在開通用戶時有選擇性地進行。為了既保證信道質量總能合乎要求，又不進行信道測試，用戶只需要重點把握好跳線的質量就可以了。因為只要跳線質量合格，那么合格的永久鏈路加上合格的跳線就幾乎能100%地保證由此構成的信道合格。為此，需要對準備投入使用的跳線進行質量檢測，有時候