综合布线系统测试.ppt

第8章 综合布线系统测试,布线系统的测试是一项技术性很强的工作，它不但可以作为布线工程验收的依据，同时也给工程业主一份质量信心。通过科学、有效的测试，还能使我们及时发现布线故障、分析处理问题，但综合布线是一个系统工程，需要分析、设计、施工、测试、维护各环节遵守标准，才能获得全面的质量保障。本章讨论了在综合布线测试中使用的各种标准和测试模型。,主要内容,认证测试标准,认证测试参数,验收测试仪表,测试类型,认证测试模型,现场认证测试,8.1 测试类型,根据综合布线系统测试和工程验收，以及现场施工的需要，通常从工程的角度，将电缆布线系统测试分为电缆的验证测试和认证测试两种类型 1. 验证测试 2. 认证测试,8.1 测试类型,1 验证测试 验证测试又称为随工测试，是边施工边测试，主要检测线缆质量和安装工艺，及时发现并纠正所出现的问题，不至于等到工程完工时才发现问题而重新返工，耗费不必要的人力、物力和财力。 验证测试是对永久链路的测试。即测试电缆的基本安装情况：电缆无开路或短路、UTP电缆的两端是否按照有关规定正确连接、同轴电缆的终端匹配电阻是否连接良好、电缆的走向如何等。永久链路的测试现场测试的接线示意图如图所示。,9.3.1 电缆布线系统的测试类型,永久链路验证测试接线示意图,2.认证测试 认证测试也称之为验收测试，是在工程验收时对布线系统的链路连接性能、电气特性，以及施工质量的全面检验，是评价综合布线工程质量的科学手段。通常将链路的认证测试分为连接性能测试与电气性能测试两部分。 （1）连接性能测试 连接性能测试确认链路的安装是否符合标准，即测试缆线是否存在物理连接错误，链路的安装是否准确，是否符合标准，是否有接线开路、短路、反接、错对、缠绕等现象。 （2）电气性能测试 电气性能测试主要是检查布线系统中链路的电气性能指标是否符合标准，如衰减、特征阻抗、电阻、近端串扰、串扰衰减比等参数。对于图像传输介质（同轴电缆以及有关的信息端口）的性能测试，采用场强仪、信号发生器等设备，对各图像信息的信号电平进行测试。,认证测试接线图如图所示。认证测试要以测试标准(ANSI/TIA/EIA 568-A、ANSI/TIA/EIA 568-B、ANSI/TIA/EIA TSB 67)为基础，对布线系统的物理性能和电气性能进行严格测试。,图 信道认证测试接线示意图,8.1 测试类型,认证测试又分为自我认证测试和第三方认证测试 自我认证测试 自我认证测试由施工方自行组织，按照设计所要达到的标准对工程所有链路进行测试，确保每一条链路都符合标准要求。 第三方认证测试 委托第三方对系统进行验收测试，以确保布线施工的质量。这是对综合布线系统验收质量管理的规范化做法。,8.2 验证测试仪表,验证测试仪表具有最基本的连通性测试功能，主要检测电缆通断、短路、线对交叉等接线图的故障 1、简易布线通断测试仪 最简单的电缆通断测试仪， 包括主机和远端机，测试时， 线缆两端分别连接上主机和 远端机，根据显示灯的闪烁 次序就能判断双绞线8芯线 的通断情况,8.2 验证测试仪表,2、MicroMapper（电缆线序检测仪） 是小型手持式验证测试仪，可以方便地验证双绞线电缆的连通性。包括检测开路、短路、跨接、反接以及串绕等问题。,8.2 验证测试仪表,3、MicroScanner Pro（电缆验证仪） 可以检测电缆的通断、电缆的连接线序、电缆故障的位置，从而节省了安装的时间和金钱,8.2 验证测试仪表,4、FLUKE620 是一种单端电缆测试仪，进行电缆测试时不需在电缆的另外一端连接远端单元即可进行电缆的通断、距离、串绕等测试,8.3 认证测试标准,布线系统的测试与布线系统的标准紧密相关。近几年来布线标准发展很快，主要是由于有像千兆位以太网这样的应用需求在推动着布线系统性能的提高，导致了对新布线标准的要求加快。布线系统的测试标准随着计算机网络技术的发展而不断变化。先后使用过的标准有：现场测试标准（ANSI/TIA/EIA TSB-67）、现场测试标准（ANSI/TIA/EIA TSB 95）、5e类缆线的千兆位网络测试标准（ANSI/TIA/EIA 568-A-5-2000）、建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范（GB/T 50312-2000）、综合布线系统工程验收规范（GB 50312-2007）等。,8.3 认证测试标准,2002年6月ANSI/TIA/EIA 568-B.2-1-2002铜缆对绞线6类线标准正式出台。对于6类布线系统的测试标准，与5类布线系统在许多方面都有较大的超越，提出了更为严格、全面的测试指标体系。 6类布线系统的测试标准对参数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)等都有具体的要求。因此，真正区分6类布线系统最重要的就是检验布线系统是否能够达到最新6类标准中所有参数的要求。 6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。,8.3 认证测试标准,6类系统标准要求采用4连接点100m的方法进行测试，更符合实际应用时的信道特征。 6类系统标准要求在0250MHz整个频段上及整个长度上有一致的测试指标要求。 6类系统标准要求全线产品都要达到6类性能指标要求，包括模块、配线架、跳线和缆线等部件。 6类系统标准提供了1250MHz频率范围内实验室和现场测试程序两种方式。 新的6类标准对100平衡对绞线电缆、连接硬件、跳线、信道和永久链路作了详细的要求。 6类标准还包括提高电磁兼容性时对缆线和连接硬件的平衡建议,8.4 认证测试模型,在综合布线工程的测试里我们主要接触到永久链路测试和信道测试两种测试模型。 永久链路测试 永久链路测试(Permanent Link Test)一般是指从配线架上的跳线插座算起，到工作区墙面板插座位置，对这段链路进行的物理性能测试。见图所示,8.4 认证测试模型, 信道测试 信道测试(Channel Test)又译作通道测试，一般是指从交换机端口上设备跳线的RJ-45水晶头算起，到服务器网卡前用户跳线的RJ-45水晶头结束，对这段链路进行的物理性能测试。如图所示。,8.5 认证测试参数,表8-1测试参数不同名称对照表,现场需要测试的参数,所需测试的参数与应用的测试标准有关 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT（近端串音） PS NEXT（近端串音功率和） Return Loss（反射损耗） ACR（衰减串音比） EL FEXT（等电平远端串音） PS ELFEXT（等电平远端串音功率和） Propagation Delay（传输延迟） Delay Skew（延迟偏差）,接线图Wire Map,正确 开路(open) 短路(short) 错对(cross) 反接(reverse) 串绕(split) 其它.,正确接线,T568A,T568B,开路,短路,反接/交叉,跨接/错对,串绕线对,长度Length,测量双绞线长度时，通常采用TDR（时域反射分析）测试技术 时域反射分析TDR的工作原理是：测试仪从电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电缆传播的NVP（额定传播速率），测试仪就可以计算出脉冲波接收端到该脉冲返回点的长度,长度Length,时域反射TDR,(没有反射),额定传输速率NVP,NVP是指电信号在该电缆中传输的速率与光在真空中的传输速率的比值。 NVP=2L/（Tc） 式中 L电缆长度， T信号在传送端与接收端的时间差 C光在真空中传播速度，C为3108m/s) 该值随不同线缆类型而异。通常，NVP范围为60%90%，测量准确性取决于NVP值，正式测量前用一个已知长度（必须在15m以上）的电缆来校正测试仪的NVP值，测试样线愈长，测试结果愈精确。测试时采用延时最短的线对作为参考标准来校正电缆测试仪。 典型的非屏蔽双绞线的NVP值从62%72%之间,通常NVP的取值在69%左右。,长度测量的报告,链路长度的测量 长度为绕线的长度（并非物理距离） 绕对之间长度可能有细微差别（对绞绞距的差别） 测试限 允许的最大长度测量误差为10 当测试仪以“*”显示长度时，则表示为临界值，表明在测试结果接近极限时长度测试结果不可信，要引起用户和施工者注意。 长度的标准为100米（通道）和90米（永久链路） 不要安装超过100米的站点 特殊情况要有记录,Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减,当信号在电缆中传输时,由于其所遇到的电阻而导致传输信号的减小，信号沿电缆传输损失的能量称为衰减。(以分贝dB表示),dB Loss,信号源,信号接 收器,Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减,衰减是一种插入损耗，当考虑一条通信链路的总插入损耗时，布线链路中所有的布线部件都对链路的总衰减值有贡献。一条链路的总插入损耗是电缆和布线部件的衰减的总和。衰减量由下述各部分构成。 布线电缆对信号的衰减； 每个连接器对信号的减量； 通道链路模型再加上10m跳线对信号的衰减量。 电缆是链路衰减的一个主要因素，电缆越长，链路的衰减就会越明显。与电缆链路衰减相比，其他布线部件所造成的衰减要小得多。衰减不仅与信号传输距离有关，而且由于传输信道阻抗存在，它会随着信号频率的增加，而使信号的高频分量衰减加大，这主要由集肤效应所决定，它与频率的平方根成正比。,衰减故障的原因,原因 电缆材料的电气特性和结构 不恰当的端接 阻抗不匹配的反射 电缆过长 温度 影响 过量衰减会使电缆链路传输数据不可靠,串音,串音是同一电缆的一个线对中的信号在传输时耦合进其他线对中的能量。是测量来自其它线对泄漏过来的信号,串音,串音分为近端串音（Near End rosstalk，NEXT）和远端串音（Far End Crosstalk，FEXT）,NEXT,NEXT是测量来自其它线对泄漏过来的信号 NEXT是在信号发送端(近端)进行测量,NEXT近端串扰,近端串扰用近端串扰损耗值dB来度量，近端串扰的dB值越高越好。 高的近端串扰值意味着耦合过来信号损耗高，只有很少的能量从发送信号线对耦合到同一电缆的其他线对中， 低的近端串扰值即耦合过来信号损耗低，意味着较多的能量从发送信号线对耦合到同一电缆的其他线对中。,近端串扰的影响,类似噪声干扰 干扰信号可能足够大从而： 破坏原来的信号 错误地被识别为信号 影响 站点间歇地锁死 网络的连接完全失败 施工注意事项 近端串扰与端接工艺密切相关，双绞线的两条导线绞合在一起后，因为相位相差180而抵消而相互间的信号干扰，绞距越紧抵消效果越好，也就越能支持较高的数据传输速率。在端接施工时，为减少串扰，打开绞接的长度不能超过13mm。,NEXT的测试要求,近端串扰测试的采样步长:,0.25,31.26-100,0.50,100-250,0.15,1-31.25,最大采样步长(MHz),频率段(MHz),PS NEXT,近端串音是一对发送信号的线对对被测线对在近端的串扰，实际上，在4对双绞线电缆中，当其他3个线对都发送信号时也会对被测线对产生串扰。因此在4对电缆中，3个发送信号的线对向另一相邻接收线对产生的总串扰就称为近端串音功率和（Power Sum NEXT，）。 近端串音功率和损耗值只有超5类以上电缆中才要求测试它，这种测试在用多个线对传送信号的100 Base-T4和1000 Base-T等高速以太网中非常重要。因为电缆中多个传送信号的线对把更多的能量耦合到接收线对，在测量中近端串音功率和损耗值要低于同种电缆线对间的近端串音损耗值。,PS NEXT,电缆,工作站,Hub,通讯出口,配线架,“综合的概念”,一对线感应到其他三对的串扰影响,综合近端串扰 PS NEXT,综合近端串扰是一个计算值 通常适用于2对或2对以上的线对同时在同一方向上传输数据（例如1000Base-T） 需要双向测试,衰减与串扰比(ACR),通信链路在信号传输时，衰减和串扰都会存在，串扰反映电缆系统内的噪声，衰减反映线对本身的传输质量，这两种性能参数的混合效应（信噪比）可以反映出电缆链路的实际传输质量，用衰减与串扰比来表示这种混合效应，衰减与串扰比定义为：被测线对受相邻发送线对串扰的近端串扰损耗值与本线对传输信号衰减值的差值(单位为dB)，即： ACR(dB)=NEXT(dB)- Attenuation (dB),ELFEXT与 PS ELFEXT,与NEXT定义相类似，FEXT是信号从近端发出，而在链路的另一侧（远端），发送信号的线对向其同侧其他相邻(接收)线对通过电磁感应耦合而造成的串扰。 与NEXT一样,FEXT也用远端串音损耗来度量。 因为信号的强度与它所产生的串扰及信号的衰减有关，所以电缆长度对测量到的FEXT值影响很大，FEXT并不是一种很有效的测试指标，在测量中是用ELFEXT值的测量代替FEXT值的测量,ELFEXT,ELFEXT是指某线对上远端串扰损耗与该线路传输信号的衰减差。也称为远端ACR。减去衰减后的FEXT也称作同电位远端串扰，它比较真实地反映在远端的串扰值。 定义：ELFEXT(dB)=FEXT(dB)-A(dB)(A为受串扰接收线对的传输衰减)，,等效远端串扰ELFEXT,ELFEXT是相对于衰减的FEXT(FEXT-attenuation),Hub,ELFEXT,电缆,工作站,通讯出口,配线架,PSELFEXT（等电平远端串音功率和）,和PSNEXT一样， PSELFEXT是几个同时传输信号的线对在接收线对形成的ELFEXT总和。对4对UTP而言，它组合了其他3对线对第4对线的ELFEXT影响。,Affects of all 3 disturbing pairs = Power Sum,PSELFEXT,PSFEXT,8 传输延迟(Propagation Delay) 和延迟偏离(Delay skew),传输延迟是信号在电缆线对中传输时所需要的时间。传输延迟随着电缆长度的增加而增加，测量标准是指信号在100m电缆上的传输时间，单位是纳秒（ns），它是衡量信号在电缆中传输快慢的物理量。 延迟偏离是指同一UTP电缆中传输速度最快的线对和传输速度最慢线对的传输延迟差值，它以同一缆线中信号传播延迟最小的线对的时延值作为参考，其余线对与参考线对都有时延差值。最大的时延差值即是电缆的延迟偏离。,传输时延,1 2 3 6,1 2 3 6,4 5 7 8,4 5 7 8,484 ns,486 ns,494 ns,481 ns,传输时延差,1 2 3 6,1 2 3 6,4 5 7 8,4 5 7 8,3 ns (484 ns),5 ns (486 ns),13 ns (494 ns),0 ns (481 ns),10 回波损耗(RL),回波损耗是线缆与接插件构成布线链路阻抗不匹配导致的一部分能量反射。 当端接阻抗（部件阻抗）与电缆的特性阻抗不一致偏离标准值时，在通信链路上就会导致阻抗不匹配。阻抗的不连续性引起链路偏移，电信号到达链路偏移区时，必须消耗掉一部分来克服链路偏移，这样会导致两个后果，一个是信号损耗，另一个是少部分能量会被反射回发送端。 被反射到发送端的能量会形成噪声，导致信号失真，降低了通信链路的传输性能。,10 回波损耗(RL),回波损耗=发送信号/反射信号 回波损耗越大，则反射信号越小，意味着通道采用的电缆和相关连接硬件阻抗一致性越好，传输信号越完整，在通道上的噪声越小。因此回波损耗越大越好,回波损耗(Return Loss),回波损耗由于阻抗不连续/不匹配所造成的反射,测量整个频率范围信号反射的强度 其结果是特性阻抗之间的偏离 原因 电缆生产厂生产过程的变化 连接头 安装,回波损耗的影响,预期的信号 = 从另一端发来经过衰减的信号 噪声 = 同一线对上反射回来的信号,信号B to A,系统 A,系统 B,8.6 现场认证测试,8.6.1 测试仪表的性能要求 1测试仪的基本要求 精度是综合布线测试仪的基础，所选择的测试仪既要满足永久链路认证精度，又要满足信道的认证精度。测试仪的精度是有时间限制的，必须在使用一定时间后进行校准。 具有精确的故障定位和快速的测试速度并带有远端器的测试仪。使用6类电缆时，近端串音应进行双向测试，即对同一条电缆必须测试两次，而带有智能远端器的测试仪可实现双向测试一次完成。 测试仪结果可以与PC连接在一起，把测试的数据传送到PC，便于打印输出与保存。,8.6 现场认证测试,8.6.1 测试仪表的性能要求 2.测试仪的精度要求 （1）测试判断临界区 （2）测试接头误差补偿 （3）自校表 3.测试速度要求 FLUKE DTX1800电缆认证测试仪，最快9秒完成一条6类链路测试。 4. 测试仪故障定位 5.其他要考虑的方面还有：测试仪应支持近端串扰的双向测试、测试结果可转储打印、操作简单且使用方便，以及支持其他类型电缆的测试。,8.6 现场认证测试,8.6.2 认证测试环境要求 无环境干扰 测试温度要求 综合布线测试现场的温度宜在2030C左右，湿度宜在30%80% 防静电措施,8.6 现场认证测试,8.6.3 认证测试仪选择 目前市场上常用的达到级精度的测试仪主要有：福禄克的Fluke DSP-4x00，Fluke DTX系列，安捷伦的Agilent WireScope350线缆认证测试仪，理想公司的LANTEK系列等产品。 DTX电缆认证分析仪目前有DTX-LT，DTX-1200，DTX-1800三种型号，前两种型号测试频率带宽为350 MHz，DTX-1800测试带宽高达900MHz；,FLUKE DTX 1800 主机,8.6.4 测试结果描述,测试结果用通过（PASS）或失败（FAIL）表示。 长度指标用测量的最短线对的长度表示测试结果；传输延迟和延迟偏离用每线对实测结果和比较结果显示，对于NEXT、PSNEXT、衰减、ACR、ELFEXT、PSELEXT、和 RL等用dB表示的电气性能指标，用裕量和最差裕量来表示测试结果。 所谓裕量(Margin),就是各性能指标测量值与测试标准极限值（Limit）的差值, 正裕量表示比测试极限值好，结果为PASS，负值表示比测试极限值差，结果为FAIL。裕量越大，说明距离极限值越远，性能越好。,8.6.4 测试结果描述,最差情况的裕量有两种情况，一种是在整个测试频率范围（5E类至100MHz，6类至250MHz）上距离测试标准极限值最近的点，如左图所示最差情况的裕量是3.8 dB,发生在约2.7MHz处；另一种是所有线对中裕量最差的线对，如右图所示，最差情况的裕量在12-78线对间，值为6.5 dB。最差裕量是综合两种情况来考虑。,8.6.4 测试结果描述,线缆测试中Pass/Fail的评估, 综合布线系统工程的测试,综合布线系统工程的测试主要针对各个子系统(如水平布线子系统、垂直布线子系统等)当中的物理链路进行质量检测。测试的对象有电缆和光缆。在设备开通时部分用户会选择性地进行“信道测试”或者“跳线测试”，以提高链路的可靠性。这些测试对象均可以在测试仪器中选定对应的标准进行测试。, 测试电缆跳线 永久链路作为质量验收的必测内容被广泛使用，信道的测试多数在开通用户时有选择性地进行。为了既保证信道质量总能合乎要求，又不进行信道测试，用户只需要重点把握好跳线的质量就可以了。因为只要跳线质量合格，那么合格的永久链路加上合格的跳线就几乎能100%地保证由此构成的信道合格。为此，需要对准备投入使用的跳线进行质量检测，有时候这种测试还是以批量的方式进行的，使用跳线测试适配器即可轻松地进行。, 测试整卷线 整卷线购入后有时需要做进货验收，此时可以使用整卷线测试适配器进行测试。方法很简单，更换测试适配器(如LABA/MN)，将整卷线的四个线对