第8章 综合布线系统测试

综合布线技术与工程

第8章综合布线系统测试

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

认证测试模型光纤链路测试

现场认证测试学习目标正确认识验证测试和认证测试。正确理解基本链路、永久链路和信道的概念及它们的关系。了解测试标准。熟悉双绞线和光纤测试的性能指标。熟悉双绞线链路故障类型了解光纤OTDR测试的方法。能熟练使用验证测试仪表和认证测试仪表测双绞线链路。会用HDTDX和HDTDR分析NEXT和RL故障。会用光功率计等仪表测光纤衰减。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。验证测试不需要使用复杂的测试仪，只要能测试接线图和线缆长度的测试仪。2认证测试认证测试又称为验收测试，是所有测试工作中最重要的环节，是在工程验收时对布线系统的全面检验，是评价综合布线工程质量的科学手段。8.1测试类型2认证测试认证测试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、MicroScannerPro（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认证测试标准以TIA/EIA为例1995年:TSB—67定义了现场测试用的两种测试链路结构。定义了3、4、5类链路需要测试的传输技术参数（包括4个参数：接线图、长度、衰减和近端串音损耗）。定义了在两种测试链路下各技术参数的标准值（阈值）。定义了对现场测试仪的技术和精度要求。现场测试仪测试结果与试验室测试仪器测试结果的比较。8.3认证测试标准2.1999年10月:TSB—95为了保证5类电缆信道能支持千兆以太网,TSB—95《100  4对5类线附加传输性能指南》提出了回波损耗、等电平远端串音、等电平远端串音功率和、传播时延和时延偏差等千兆以太网所要求的指标。3.1999年11月:568-A5(568-A5—2000)定义增强5类布线568-A5—2000的所有测试参数都是强制性的，而不是像TSB-95那样是推荐性的引入了3 dB原则，3 dB原则就是当回波损耗小于3 dB时，可以忽略回波损耗（RL）。这一原则适用于TIA和ISO的标准。同时，当衰减小于4dB时,可以忽略近端串扰值，但这一原则只适用于ISO11801:2002标准。8.3认证测试标准4.568-B把参数“衰减”改名为“插入损耗”把测试模型中的“基本链路”（BasicLink）重新定义为“永久链路”（PermanentLink）568-B标准不认可4对4类双绞线和5类双绞线电缆。接插线、设备线与跳线距离变化安装规则5.568-B增编如B.2—10标准中列出了6A类布线从1～500MHz带宽的范围内信道的插入损耗、NEXT、PSNEXT、FEXT、ELFEXT、PSELFEXT、回波损耗、ANEXT、PSANEXT、PSAELFEXT等指标参数值。8.4

认证测试模型

1、基本链路模型（90+2+2=94m）-承包商链路

8.4

认证测试模型

2、通道模型（100m）---用户链路

B+C<=90m,A+D+E<=10m,A+B+C+D+E<=100m

8.4

认证测试模型

3、永久链路模型（90m）

8.5认证测试参数测试参数名称本教材采用GB50311-2007和GB50312-2007参数名

表8-1测试参数不同名称对照表测试参数GB50311-2007和GB50312-2007中的名称EIA/TIA等其它名称NEXT近端串音近端串扰PSNEXT近端串音功率和综合近端串扰ACR衰减串音比衰减串扰比PSACR衰减串音比功率和综合衰减串扰比FEXT远端串音远端串扰ELFEXT等电平远端串音等效远端串扰PSELFEXT等电平远端串音功率和综合等效远端串扰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WireMap接线图(开路/短路/错对/串绕)Length长度InsertionLose插入损耗/Attenuation衰减 NEXTPSNEXTReturnLossACRELFEXTPSELFEXTPropagationDelayDelaySkew接线图WireMap正确开路(open)短路(short)错对(cross)反接(reverse)串绕(split)其它...正确接线4545T568AT568B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TDRScanPulse开路发射脉冲反射脉冲ScanPulseScanPulse短路端接设备发射脉冲发射脉冲反射脉冲(没有反射)额定传输速率NVPNVP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=2×L/（T×c）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3×108m/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InsertionLose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)dBLoss信号源信号接收器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。能量有损失衰减是频率的函数标准极限值衰减实测结果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（NearEndCrosstalk，NEXT）远端串音（FarEndCrosstalk，FEXT）NEXTNEXT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。线对间的近端串扰测量共计6种组合ABACADBCBDCDABCDNEXT是频率的复杂函数NEXT实测曲线极限值NEXT的测试要求近端串扰测试的采样步长:0.2531.26-1000.50100-2500.151-31.25最大采样步长(MHz)频率段(MHz)PSNEXT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（PowerSumNEXT，）。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100Base-T4和1000Base-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。PSNEXT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PSNEXT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）4dB原则同样适用需要双向测试综合近端串扰PSNEXTPSNEXT实测曲线极限值

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)

衰减串扰比(ACR)衰减串扰比或衰减与串扰的差(以分贝表示)类似信号噪声比对双绞线系统“可用”带宽的表示衰减串扰比ACR=近端串扰-衰减(dB)数值越大越好信号－被衰减噪声－近端串绕经过衰减的信号和噪声的比信号－被衰减噪声－近端串绕ELFEXT与PSELFEXT

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

ELFEXTELFEXT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ELFEXTELFEXT是相对于衰减的FEXT(FEXT-attenuation)HubFEXTattenuationELFEXT电缆工作站通讯出口配线架PSELFEXT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。

AttenuationAffectsofall3disturbingpairs=PowerSum信号PSELFEXTFEXTPSFEXTELFEXT(信号的分贝差)传输延迟(PropagationDelay)

和延迟偏离(Delayskew)

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1236123645784578484ns486ns494ns481ns传输时延差12361236457845783ns

(484ns)5ns

(486ns)13ns

(494ns)0ns

(481ns)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。

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(ReturnLoss)

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接收Input发送Output接收Input信号AtoB信号BtoA系统A系统B反射各种内部噪声接收端收到的噪声NEXT(其它三对线)ELFEXT(其它三对线)ReturnLoss(自身绕对)接收器必须能够从噪声中获取经过衰减的信号发射Output接收InputTransmitOutputANEXT、PSANEXT串音不仅干扰相邻线芯的信号传输，同样也会干扰线缆外部其他线缆传送的信号。由于通常在布线过程中使用同一厂商的线缆，同种颜色的线芯其几何结构（线对的扭绞率）几乎一致，所以同颜色线芯间的干扰尤其严重。在测试中用外部近端串音（Alien-NEXT）和外部远端串音(Alien-FEXT)，缩写为ANEXT和AFEXT。来考察这类干扰的程度。同样也存在外部近端串音功率和(PSANEXT)及外部远端串音功率和（PSAFEXT)。这些参数定义来自相邻数据线缆中串音分贝数，对于运行10G速率的非屏蔽线缆而言，有非常重大的意义。ANEXT、PSANEXT8.6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①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。②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。③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FLUKEDTX1800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Ⅲ级精度的测试仪主要有：福禄克的FlukeDSP-4x00，FlukeDTX系列，安捷伦的AgilentWireScope350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350MHz，DTX-1800测试带宽高达900MHz；FLUKEDTX1800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，用余量和最差余量来表示测试结果。所谓余量(Margin),就是各性能指标测量值与测试标准极限值（Limit）的差值,正余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，余量越大，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余量有两种情况，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余量是3.8dB,发生在约2.7MHz处；另一种是所有线对中余量最差的线对，如右图所示，最差情况的裕量在12-78线对间，值为6.5dB。最差余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8.6.5使用DTX测试双绞线链路选择TIA/EIA标准、测试UTPCAT6

永久链路为例介绍测试过程。1连接被测链路。将测试仪主机和远端机连上被测链路，因为永久链路测试，就必须用永久链路适配器连接，如左图为永久链路测试连接方式，如果是信道测试，就使用原跳线连接仪表，如右图为信道测试连接方式。

2按绿键启动DTX，如图（左）所示，并选择中文或中英文界面。3选择双绞线、测试类型和标准。（1）将旋钮转至SETUP，如图（中）所示；（2）选择“TwistedPair”；（3）选择“CableType”；（4）选择“UTP”；（5）选择“Cat6UTP”；（6）选择“TestLimit”；（7）选择“TIACat6Perm.Link”，如图（右）所示。4按TEST键，启动自动测试，最快9秒钟完成一条正确链路的测试。5在DTX系列测试仪中为测试结果命名。测试结果名称可以是：（1）通过LinkWare预先下载；（2）手动输入；（3）自动递增；（4）自动序列，如图所示。6保存测试结果。测试通过后，按“SAVE”键保存测试结果，结果可保存于内部存储器和MMC多媒体卡。7故障诊断。测试中出现“失败”时，要进行相应的故障诊断测试。按故障信息键”（F1