綜合布線是什么意思

鑒于目前國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)化綜合布線領(lǐng)域的從業(yè)人員素質(zhì)參差不齊，對(duì)測(cè)試方法和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的理解存在著偏差，本報(bào)將分幾期對(duì)布線系統(tǒng)測(cè)試所涉及的參數(shù)及其測(cè)試原理進(jìn)行一些簡(jiǎn)要的介紹，以期拋磚引玉，促進(jìn)國(guó)內(nèi)同業(yè)精英各抒高見(jiàn)，共同推動(dòng)布線行業(yè)的發(fā)展。
　　如果五類及六類的新的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)能夠按照TIA的原定計(jì)劃如期在明年第一季度推出的話，國(guó)內(nèi)的布線產(chǎn)品提供商就將面臨一場(chǎng)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。新的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)將增加幾項(xiàng)參數(shù)，如等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_（ELFEXT）、回波損耗（Return Loss簡(jiǎn)稱回?fù)p）、延遲差異（Delay Skew）等。這些新增的參數(shù)要求將使以前的僅靠一人監(jiān)工、幾人施工的布線方法成為歷史，布線商手中原有的單向五類電纜測(cè)試儀器也將被淘汰。測(cè)試將成為一項(xiàng)布線工程不可或缺的組成部分。
　　按照TSB－67標(biāo)準(zhǔn)的要求，在結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)的驗(yàn)證測(cè)試指標(biāo)中需要包含接線圖、長(zhǎng)度、衰減、近端串?dāng)_等四項(xiàng)參數(shù)。ISO還要求增加一項(xiàng)參數(shù)，即ACR（衰減對(duì)串?dāng)_比）。針對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)和六類線的逐漸普及，今年TIA對(duì)綜合布線系統(tǒng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試參數(shù)做了增補(bǔ)。增補(bǔ)后的測(cè)試參數(shù)包括：
接線圖
長(zhǎng)度測(cè)量
近端串?dāng)_(NEXT)
　
累加功率NEXT(PowerSum NEXT，PSNEXT)
　
衰減量(Attenuation)
　
衰減對(duì)串?dāng)_比(Attenuation Crosstalk Rate，ACR)
　
遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)及等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_(ELFEXT)
　
傳播延遲(Propagation Delay)
　
延遲差異(Delay Skew)
　
結(jié)構(gòu)化回?fù)p及回?fù)p
頻帶寬
阻抗（Impedance）
直流環(huán)路電阻
雜訊
■接線圖
接線圖用來(lái)表示錯(cuò)誤接線的方式。每一條電纜的四對(duì)八根線芯的接線圖可以表示：
在每一端點(diǎn)的正確壓線位置
是否與遠(yuǎn)端導(dǎo)通
兩芯或多芯的短路
交錯(cuò)線對(duì)
反向線對(duì)
分岔線對(duì)
其他各種接線錯(cuò)誤
　　反向是指線對(duì)的一端極性相反。交錯(cuò)是指遠(yuǎn)端的兩個(gè)線對(duì)位置相互對(duì)調(diào)。分岔指各芯線是以一對(duì)一的方式導(dǎo)通著，但物理線對(duì)位置分開(kāi)。特別提醒讀者注意，分岔線對(duì)是經(jīng)常出現(xiàn)的、但是使用簡(jiǎn)單的通斷儀器不能被準(zhǔn)確地查找出來(lái)的接線故障。在10Base－T網(wǎng)絡(luò)中，此種接線故障由于網(wǎng)絡(luò)對(duì)布線系統(tǒng)的要求較寬松而對(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，但是高速以太網(wǎng)測(cè)試儀器，如100Base－TX測(cè)試儀器的接線圖測(cè)試功能都必須能發(fā)現(xiàn)這種錯(cuò)誤。由于五類驗(yàn)證儀器價(jià)格不菲，用戶可選用美國(guó)Microtest公司生產(chǎn)的局域網(wǎng)偵測(cè)儀MicroScanner，該儀器能全面檢測(cè)各種接線問(wèn)題，價(jià)格便宜且方便實(shí)用。
■長(zhǎng)度測(cè)量
　　對(duì)銅纜長(zhǎng)度進(jìn)行的測(cè)量應(yīng)用了一種稱為TDR(時(shí)間域反射測(cè)量)的測(cè)試技術(shù)。測(cè)試儀從銅纜一端發(fā)出一個(gè)脈沖波，在脈沖波行進(jìn)時(shí)如果碰到阻抗的變化，如開(kāi)路、短路、或不正常接線時(shí)，就會(huì)將部分或全部的脈沖波能量反射回測(cè)試儀。依據(jù)來(lái)回脈沖波的延遲時(shí)間及已知的信號(hào)在銅纜傳播的NVP(額定傳播速率) 速率，測(cè)試儀就可以計(jì)算出脈沖波接收端到該脈沖波返回點(diǎn)的長(zhǎng)度。NVP是以光速(c)的百分比來(lái)表示的，如0.75c或75％。
　　返回的脈沖波的幅度與阻抗變化的程度成正比，因此在阻抗變化大的地方，如開(kāi)路或短路處，會(huì)返回幅度相對(duì)較大的回波。接觸不良產(chǎn)生的阻抗變化(阻抗異常)會(huì)產(chǎn)生小幅度的回波。
　　測(cè)量的長(zhǎng)度是否精確，取決于NVP值。因此，應(yīng)該用一個(gè)已知的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)(必須在15米以上)來(lái)校正測(cè)試儀的NVP值。但TDR的精度很難達(dá)到2％以內(nèi)，同時(shí)，在同一條電纜的各線對(duì)間的NVP值，也有4—6％的差異。另外，雙絞線線對(duì)實(shí)際長(zhǎng)度也比一條電纜自身要長(zhǎng)一些。在較長(zhǎng)的電纜里運(yùn)行的脈沖波會(huì)變形成鋸齒形，這也會(huì)產(chǎn)生幾納秒的誤差。這些都是影響TDR測(cè)量精度的原因。
　　測(cè)試儀發(fā)出的脈沖波寬約為20納秒,而傳播速率約為3納秒/米，因此該脈沖波行至6米處時(shí)才是脈沖波離開(kāi)測(cè)試儀的時(shí)間。這也就是測(cè)試儀在測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)的“盲區(qū)”，故在測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)將無(wú)法發(fā)現(xiàn)這6米內(nèi)可能發(fā)生的接線問(wèn)題(因?yàn)檫€沒(méi)有回波)。
　　測(cè)試儀也必須能同時(shí)顯示各線對(duì)的長(zhǎng)度。如果只能得到一條電纜的長(zhǎng)度結(jié)果，并不表示各線對(duì)都是同樣的長(zhǎng)度。
　　早期的一些測(cè)試儀不是采用TDR原理測(cè)量長(zhǎng)度，而是以用頻率域方式測(cè)量回流損耗的方法來(lái)測(cè)量阻抗的變化以便計(jì)算長(zhǎng)度，這種方法在各對(duì)線出現(xiàn)長(zhǎng)短不等的情況時(shí)會(huì)發(fā)生誤判。
■近端串?dāng)_(NEXT)
　　當(dāng)電流在一條導(dǎo)線中流通時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的電磁場(chǎng)，干擾相鄰導(dǎo)線上的信號(hào)。頻率越高這種影響就越大。雙絞線就是利用兩條導(dǎo)線絞合在一起后，因?yàn)橄辔幌嗖?80度的原因而抵消相互間的干擾的。絞距越緊則抵消效果越佳，也就越能支持較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
　　近端串?dāng)_是指在與發(fā)送端處于同一邊的接收端處所感應(yīng)到的從發(fā)送線對(duì)感應(yīng)過(guò)來(lái)的串?dāng)_信號(hào)。在串?dāng)_信號(hào)過(guò)大時(shí)，接收器將無(wú)法判別信號(hào)是遠(yuǎn)端傳送來(lái)的微弱信號(hào)還是串?dāng)_雜訊。
需要注意的是，表示低NEXT時(shí)的值越大(如45dB)，發(fā)送的信號(hào)與串?dāng)_信號(hào)幅度差就越大，高NEXT的值就越小(如20dB)，而這是要設(shè)法避免的。
　　為了符合5類規(guī)格，在電纜端接處的非絞接部分長(zhǎng)度不能超過(guò)13米。通常會(huì)產(chǎn)生過(guò)量NEXT的原因有：
使用不是絞線的跳線。
沒(méi)有按規(guī)定壓接終端。
使用老式的66接線塊。
使用非數(shù)據(jù)級(jí)的連接器。
使用語(yǔ)音級(jí)的電纜。
使用插座對(duì)插座的耦合器。
　　另外，要特別注意，在鏈路兩端測(cè)量NEXT值時(shí)，尤其在長(zhǎng)度大于40米時(shí)，遠(yuǎn)端的串?dāng)_會(huì)被鏈路的衰減所抵消，而無(wú)法在近端測(cè)量到其NEXT值。在鏈路兩端測(cè)量到的NEXT值是不一樣的，因此所有的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)都要求在鏈路兩端測(cè)量NEXT值。
■衰減量(ATTENUATION)
　　電信號(hào)強(qiáng)度會(huì)隨著電纜長(zhǎng)度而逐漸減弱，這種信號(hào)減弱就稱為衰減。它是以負(fù)的分貝數(shù)(dB)來(lái)表示的。數(shù)值越大表示衰減量越大，即－10dB比－8dB的信號(hào)弱，其中6dB的差異表示兩者的信號(hào)強(qiáng)度相差兩倍。例如，－10dB的信號(hào)就比－16dB的信號(hào)強(qiáng)兩倍，比－22dB則強(qiáng)四倍。影響衰減的因素是集膚效應(yīng)和絕緣損耗。
　　在頻率高的時(shí)候，電流在導(dǎo)體中的電流密度不再是平均分布于整個(gè)導(dǎo)體中，而是集中在導(dǎo)體的表面，從而減少了因?qū)w截面而產(chǎn)生的電流損耗。集膚效應(yīng)與頻率的平方根值成正比，因此頻率越高，衰減量便越大。這也就是為何單股電纜要比多股電纜的導(dǎo)電性能好的原因。
　　溫度對(duì)某些電纜的衰減也會(huì)產(chǎn)生影響。一些絕緣材料會(huì)吸收流過(guò)導(dǎo)體的電流，特別是3類電纜所采用的PVC材質(zhì)，這是因?yàn)镻VC的氯原子會(huì)在絕緣材料中產(chǎn)生雙極子，而雙極子的震蕩會(huì)使電信號(hào)損失掉一部分電能。在溫度高的時(shí)候這種情況會(huì)進(jìn)一步惡化。由于溫度升高會(huì)造成雙極子更激烈的震蕩，所以溫度越高，衰減量越大。這就是標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定溫度為20℃的原因。
在測(cè)量衰減量時(shí)，必須確定測(cè)量是單向進(jìn)行的，而不是先測(cè)量環(huán)路的衰減量后，再除以2而得到的值。
■衰減對(duì)串?dāng)_比(ACR)
　　由于衰減效應(yīng)，接收端所收到的信號(hào)是最微弱的，但接收端也是串?dāng)_信號(hào)最強(qiáng)的地方。對(duì)非屏蔽電纜而言，串?dāng)_是從本身發(fā)送端感應(yīng)過(guò)來(lái)的最主要的雜訊。所謂的ACR就是指串?dāng)_與衰減量的差異量。ACR體現(xiàn)的是電纜的性能，也就是在接收端信號(hào)的富裕度，因此ACR值越大越好。在ISO及IEEE標(biāo)準(zhǔn)里都規(guī)定了ACR指標(biāo)，但TIA/EIA 568A則沒(méi)有提到它。
　　由于每對(duì)線對(duì)的NEXT值都不盡相同，因此每對(duì)線對(duì)的ACR值也是不同的。測(cè)量時(shí)以最差的ACR值為該電纜的ACR值。如果是與PSNEXT相比，則以PSACR值來(lái)表示。
■遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)與等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_(ELFEXT)
　　FEXT類似于NEXT，但信號(hào)是從近端發(fā)出的，而串?dāng)_雜訊則是在遠(yuǎn)端測(cè)量到的。FEXT也必須從鏈路的兩端來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
　　可是，F(xiàn)EXT并不是一種很有效的測(cè)試指標(biāo)。電纜長(zhǎng)度對(duì)測(cè)量到的FEXT值的影響會(huì)很大，這是因?yàn)樾盘?hào)的強(qiáng)度與它所產(chǎn)生的串?dāng)_及信號(hào)在發(fā)送端的衰減程度有關(guān)。因此兩條一樣的電纜，會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)度不同而有不同的FEXT值，所以就必須以ELFEXT值的測(cè)量來(lái)代替FEXT值的測(cè)量。EXFEXT值其實(shí)就是FEXT值減去衰減量后的值，也可以將ELFEXT理解成遠(yuǎn)端的ACR。當(dāng)然了，與PSNEXT一樣，對(duì)應(yīng)于ELFEXT值的是PSELFEXT值。
為了測(cè)量ELFEXT，測(cè)試儀的動(dòng)態(tài)量程(靈敏度)必須比所測(cè)量的信號(hào)低20dB。
■累加功率NEXT(Power Sum NEXT)
　　PSNEXT實(shí)際上是一種計(jì)算式，而不是一個(gè)測(cè)量步驟。PSNEXT值是由3對(duì)線對(duì)另一對(duì)線的串?dāng)_的代數(shù)和推導(dǎo)出來(lái)的。PSNEXT與ELFEXT的測(cè)量對(duì)像千兆以太網(wǎng)這種必須使用四對(duì)線來(lái)傳輸信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是非常重要的測(cè)試參數(shù)。在每一條鏈路上會(huì)有四組PSNEXT值。
■傳播延遲(Propagation Delay)
　　傳播延遲是指一個(gè)信號(hào)從電纜一端傳到另一端所需要的時(shí)間，它也與NVP值成正比。一般5類UTP的延遲時(shí)間在每米5～7納秒(ns)左右。ISO則規(guī)定100米鏈路最差的時(shí)間延遲為1微秒(us)。延遲時(shí)間是為何局域網(wǎng)要有長(zhǎng)度限制的主要原因之一。
■延遲差異(Delay Skew)
　　延遲差異是一種在UTP電纜里傳播延遲最大的與最小的線對(duì)之間的傳輸時(shí)間差異。有些電纜廠家考慮到銅纜材料的缺點(diǎn)，將一對(duì)或兩對(duì)線對(duì)換成了其它的材料，這樣就會(huì)產(chǎn)生較大的時(shí)間差異。尤其在運(yùn)行千兆以太網(wǎng)的應(yīng)用時(shí)，過(guò)大的時(shí)間差異會(huì)導(dǎo)致同時(shí)從四線對(duì)發(fā)送的信號(hào)無(wú)法同時(shí)抵達(dá)接收端的情況。一般要求在100米鏈路內(nèi)的最長(zhǎng)時(shí)間差異為50納秒，但最好在35納秒以內(nèi)。
■結(jié)構(gòu)化回?fù)p
　　結(jié)構(gòu)化回?fù)p(SRL，Structural Return Loss)所測(cè)量的是電纜阻抗的一致性。由于電纜的結(jié)構(gòu)無(wú)法完全一致，因此會(huì)引起阻抗發(fā)生少量變化。阻抗的變化會(huì)使信號(hào)產(chǎn)生損耗。結(jié)構(gòu)化回?fù)p與電纜的設(shè)計(jì)及制造有關(guān)，而不像NEXT一樣常受到施工質(zhì)量的影響。SRL以dB表示，其值越高越好。