网线端接标准与故障排查

网络电缆终端标准与故障诊断物理媒体层是网络通信的基础，网络硬件接口的终端是物理层连接的基础，故障率占网络故障总体的80%以上。 无论是工程施工还是直接用户，对电缆末端连接问题都有很多误解和误认，本文通过回顾相关的标准发展过程，希望仪表与工程实际应用相结合，有助于明确一些基本概念和技术问题。有关电缆终端连接的常见问题：如何制作网络电缆的连接器？ 终端时是否采用T568A或T568B方式？ T568B比T568A性能高吗？ T568B是否比T568A兼容？ 为什么RJ45连接器不能按顺序布线，而且需要将3/6缆线传递到4/5缆线的两端？ 为什么连接性测试通过了，但无法连接到网络？ 连接性测试仪表的选择方法在回答上述问题之前，先从“头”开始说一、RJ45和RJ11RJ-45用作双绞线以太网设备的接口，通称为“水晶头”。 RJ-45是指标准上由IEC (60)603-7定义的8针模块插孔或插头。 RJ是“登录插孔”的简称，来自贝尔公司的USOC (universalserviceorderingcodes )通用服务分类代码，被FCC (federalcommunicationscommission )控制。图1-1 RJ-45插头RJ-11通常指6针模块插孔或插头，通常用于电话网络，是由西部电子公司(Western Electric Co.)开发的连接器的通用名称，在FCC (美国联邦通信委员会)代表美国政府发表的文件中规定了RJ-11，但是没有标准化RJ11可以用作2芯或4芯连接器，因为RJ11也称为4针模块的连接器，所以容易混淆。 RJ-11仍在使用，但RJ-45倾向于完全取代RJ-11。由于机械尺寸的关系，无法将RJ-45插头插入RJ-11插口，但相反，由于物理上可能，两者被误认为可以或者协作。 事实上，相关标准支持基于RJ-45接口的数据与语音网络的兼容性，但是无法支持RJ-11与RJ-45的协作和兼容性(详细信息请参见第4节“如何实现T568A/B与USOC的兼容性”一节)。 由于RJ-11未标准化，其大小、插入力、插入角度等没有统一的设计要求，因此无法确保兼容性，RJ-11插头小于RJ-45插口，插头两侧的塑料部分也可能损坏RJ-45插口内的金属引脚。 我建议不要混合。二、T568是什么？说到网络电缆的末端连接，也称作T568A和T568B的末端连接方式、电缆图，两个末端连接的具体规定最早见于美国通信业/电子行业协会于2002年6月正式公布的TIA/EIA 568-B标准中，4对双绞线(8个核心)为RJ-45图2-1在实际的布线工程中，工作区的信息插座、布线架、连接计算机和信息插座的跳线可以选择其中一个来终止，形成“直接连接”。 为了规范化，要求同一工程只能使用同一终端方式。图2-2直接连接如果电缆的一端使用T568A，另一端使用T568B (如图2-3所示)，则形成“交叉线”，这些电缆仅用于级联网络设备。 例如，集线器和集线器是级联的。 此外，如果两台PC通过网络端口连接(不通过集线器或交换机)，也必须通过“交叉线”连接。 “交叉线”的应用事实也反证了，即必然存在两种终端方式。图2-3交叉线因为T568B已在TIA/EIA 568-B中提出，所以TIA/EIA 568-B(2002年2月公布)是TIA/EIA 568-A(1994年1月公布)的修订版，T568B比T568A出现得晚，容易错认为T568B的性能高于T568A。 实际情况如何？三、T568B的由来计算机网络开始发展的1985年，ATT公司根据现有的电话系统(在USOC的定义中终止接口)开发了与其向后兼容的新计算机网络，ATT公司使用的终止方式为258A方式。 此后，258A终端方式广泛应用于网络，特别是北美地区。 从图3-1可看出，T568B的前身。图3-1 ATT公司的258A终端方式同一时期，美国通信业许多公司提出需要第三方机构来统一布线标准，行业管理机构ccia (计算机通信委员会)指出第一准则草案EIA/TIA-568于1991年7月之前公布。 提出了T568A端子连接方式，2对双绞线支持与1对双绞线向后兼容的电话系统。 经过多次修订，1994年1月正式公布了EIA/TIA-568A标准。 经过10次修订，TIA/EIA 568-B于2002年公布，将ATT的258A放入其中，更名为T568B。 T568A与T568B同样，采用国际标准(ISO 11801:2002 )，成为全球通用的终端方式。a和b方式的唯一区别是橙色的线对和绿色的线对的位置调换，为了操作者容易识别线对而采用了色标，由此可知电气性能在a和b上没有本质的差异，也没有优劣的差异。 由于上述历史性原因，b方式比a方式更早，这也是T568B方式被更多使用的理由。 然而，考虑到与USOC的色标兼容性，倾向于以T568A作为新建工程的优先级，到达双线对ISDN系统，并支持高速数据传输的目的。 由于a和b方式的导通性没有差别，所以在用b方式安装的系统中，没有必要进行再改造。 同样地，在采用b方式的水平配线的系统中，还可以使用a方式的跳线连接终端，不影响网络性能。需要说明的一点是，T568A和T568B已经成为特指终端方式专用的术语，不是TIA/EIA 568-A、TIA/EIA 568-B标准代码的简称，而是被ISO和各个地区或国家的标准所引用，请不要混淆。 在TIA/EIA 568-B被发布之后，完全取代TIA/EIA 568-A，因此当网络电缆终止时，严格来说应称为“采用T568A方法或T568B方法”，而不应称为“采用T568A或T568B标准”。 因为568A标准已经被废除。四、T568A/B与USOC的兼容性USOC (universalserviceorderingcodes，通用服务分类码)通用服务分类码是长期使用最常用的电话系统的基本规格，采用相同的RJ-45物理接口，但线对端定义与T568A/B不同， 不支持数据的仅仅是语音传输(原因见下文)，换句话说，T568A在分支点或电源上与USOC兼容，T568B不同于USOC分支点，但是电连接兼容，反之则不支持。当使用不同的规定来终止电缆的两侧时，其形式不同，USOC规定电缆两侧的接头终止顺序左右对称，如图4-1所示，两侧为镜像这一点与T568A/B的情况不同。图4-1 USOC电话线路与网线分支点的对应关系将两端连接的电缆直接连接后，如图4-2 (金属接触片为上、按钮为下)所示，其差异变得容易理解： USOC线直接连接，T568A/B在空间上扭曲180度。图4-2 USOC与T568A核心配置的比较简单地说，在使用RJ-45连接器的前提下，传统的语音系统使用4/5线对，而10/100M以太网使用1/2、3/6线对，并且两者都能够同时使用是兼容的。 五、电信号的传输目前，使用标准RJ-45连接器的非屏蔽双绞线(UTP )通道带宽达到500MHz(TIA/EIA 6a级/ISO Ea级)，最高传输速率达到10gbps，更高级的连接器(TERA /GG45/EC7) 采用的SFTP (金属薄屏幕组织双屏蔽双绞线，ISO F级)链路带宽达到600MHz (试验电缆已经达到1G-1.2GHz )。 电缆生产技术的改进使得支持带宽增加了几十倍，但是其基础结合是线中心对相互扭曲并且传输差分信号(这也是“对比线”或“对比线”的名称的由来)。 以差动方式在双绞线内传送的电信号抵消所产生的电磁场(图5-1 )，将来自外部的干扰抑制为最小限度，来自外部电磁场的共模噪声也有效地抑制。 为了减小信号耦合，同一鞘内的4对线芯进一步减小了彼此的扭转间距不同、线对间串扰。图51电信号在双绞线中产生的磁场被抵消标准终端色标的规定仅仅使得人眼的识别变得容易，就确保了连接器的向后兼容性(4/5线对传输语音)以及差分信号能够由双绞线对传输(3/6线对需要横跨在4/5两侧)。 观察标准终端方式(图2-1、图2-2 )，出现虚线和实线的色标的间隔，也是为了更明确地识别线的顺序。 然而，错误依然存在。单线路图的故障可以分为开路、短路、反向连接、错误对和串联(也称为分支线对、隔离线对、分割线对) 5种(图5-2 )，由于可能发生多个故障的组合，实际情况更加复杂。图5-2接线图的故障类型上述故障中最难发现的是“串”故障，其破坏了线对的扭曲特性，差分信号相当于传输平行线(图5-3 )，串扰在原线对的扭曲关系中变得更加严重。图5-3串行故障如上所述，RJ-45端子方式并非按顺序排列，而是最容易发生串联故障的4/5和3/6对(错误地按照1/2、3/4、5/6、7/8的顺序)。 因为电气导通性不变，所以只用直流检查连接性的仪表无法检测出这样的故障。 在应用于低速网络的情况中，可以尽管信号串扰较大但仍然能够进行通信。 另外，通信中断，用户多怀疑有源设备和软件的故障，不能马上引起故障。六、检查串联故障掌握末端标准的要求，认识色标，认真操作，避免错误，除此之外，检查串取决于功能强大的仪表，这些仪表一般具有以下功能之一1 .测量容量分析线对结构，绞合的线对是分布电容远大于相同长度且彼此接近的平行线对。 因此，以导通性正确为前提，测定4个线对的分布电容，通过与期待值进行比较，可知有无串联故障。图6-1典型的完整功能(可测试所有接线图故障)验证仪表测量线对分布容量除了可以判别串故障以外，还可以用于线对长度(线对总容量值除以单位长度容量值)的计算，也可以定位断点。2 .测量阻抗类似地，当线对结构改变时，其特性阻抗也改变，从而可以确定是否出现绕组。3 .近端串扰测量(NEXT )近端串扰(NEXT )是评估电缆传输