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DSX5000功能展示：直流電阻不平衡測試：為您的 PoE 系統提供簡單而經濟的保證

雖然 10/100BASE-T（即 10 和 100 Mbps）應用只需要兩根雙絞線進行傳輸，剩下一根四對絞線中的兩根備用的雙絞線供 PoE 使用，但千兆以太網需要所有四根雙絞線才能進行雙向傳輸。在這種情況下，PoE 通過同時傳輸數據的雙絞線實現。

這通常稱為幻像供電，實現方式是在一根四對以太網線纜的兩根雙絞線之間施加一個共模電壓，PoE 不能干擾數據傳輸。但是，PoE 連接中的直流電阻不平衡可能會產生嚴重問題。雖然 TIA 性能現場測試中并不要求進行電阻不平衡測試，但 IEEE 的 PoE 標準中指定了該測試，而為了保證設備獲得所需的電力和數據，還需要很多努力使該測試成為現場測試要求。

了解 PoE 和直流電阻不平衡

IEEE 802.3af PoE 標準是為了通過雙絞數據線為設備提供遠程低電壓而開發的。電力通過電源設備 (PSE) 注入，這通常是一種啟用了 PoE 的開關或一種中跨電力設備。電力可由另一端的多種用電設備 (PD) 使用，包括語音電話、無線接入點 (WAP)、掛鐘、傳感器、攝像機、訪問控制面板等。

原始 IEEE 802.3af 標準通過雙絞線最高可提供 15.4 W（13 W 可用）功率，而最新的 IEEE 802.3at PoE Plus 標準將最大功率值提高到 30 W（25.5 W 可用）。PoE Plus 是為需要更高功率的設備而開發的，如較高功率 WAP、泛傾斜變焦照相機、LED 顯示屏等。實際上，為實現更復雜的信號處理和需要 PoE Plus 的更高幀速率，最新的 802.11ac 千兆 WiFi 標準有更高的功率要求。

IEEE 標準為 PSE 指定了兩種使用一根四對數據線纜中的兩根雙絞線來提供電力的方法—方法 A 和 B。在方法 B 中，電力是通過備用雙絞線使用雙絞線 1 和 4 提供的。這與僅使用兩根雙絞線（雙絞線 2 和 3）的數據信號兼容，包括 10/100BASE-T 應用。在方法 A 中，電力與數據同時通過雙絞線 2 和 3 提供，兼容兩對和四對應用，包括 10/100BASE-T 和 1000BASE-T。

在方法 A 中，電力通過應用共模電壓經數據線對傳輸。電力通過 PD 變壓器的中心分路器接收和返回，拆分雙絞線中各導線之間的電流。雙絞線中每條線的電阻相等時，直流電阻不平衡（兩導線之間的電阻差）為零，電流均分，即為共模電流。

雖然設備可以承受輕微的直流電阻不平衡，但過大的不平衡可能導致變壓器飽和。這最終會使以太網數據信號的波形變形，導致位錯誤、重復傳輸，甚至數據鏈路故障。

什么導致直流電阻不平衡？

可因多種原因在 PoE 數據鏈路中發生直流電阻不平衡。雖然 PSE 和終端設備都可能會發生中心分路器偏移之類的變壓器問題，但直流電阻不平衡更經常是因為工藝差、端子不一致和線纜質量不達標引起的。

長期以來，不良安裝實踐一直是網絡性能問題的關鍵。保證最小彎曲半徑和保持對絞靠近端點是實現性能參數的關鍵，對于 1000BASE-T 等較高頻率應用更是如此。相對高頻率傳輸特性來說 PoE 更依賴于特定長度線纜的直流電阻，因而某些安裝實踐會產生影響。

各個導線終端的一致性對于避免直流電阻不平衡有重要意義。將各個導線壓到網絡插座中正確的 IDC 塔中以去除導線絕緣、露出銅，然后完成連接。在該實踐過程中保持正確且一致的安插并不一定是件容易的事。插入導線需要一定的力度，不熟練、手部疲勞和較大的導線尺寸都會對一致性產生影響。當一對 PoE 線中的兩根導線終端不一致時，就會發生直流電阻不平衡。使用正確的終端工具有助于提高 PoE 系統中終端的一致性并避免直流電阻不平衡（見側欄上的終端工具）。

除合格的終端外，還要有精密的制造流程，因為線纜和連接的整體質量也會影響直流電阻不平衡。制造高質量 UTP 線纜時需要仔細選擇銅導線并通過嚴格的控制措施保持線纜的正確外形。如果低質量線纜的銅導線在直徑、同心度（圓度）、輪廓和平滑度上出現差異，則 PoE 系統中出現直流電阻不平衡的可能性就會更高。

目前業界越來越關心的一個問題就是有大量含銅鍍鋁 (CCA)、銅鍍鋼和其他非標準導線冒充 5e 類甚至 6 類線。雖然這些雙絞線于那些尋找經濟型網絡解決方案的人很有吸引力，但 CCA 線不符合行業標準，也不支持 PoE 應用，因為它們的直流電阻較大，會比相同直徑的實心銅導線高 55%。線的電阻越高發熱就越大，所驅動設備獲得的電壓就越小。

遺憾的是，測試直流電阻并不足以確定是否支持 PoE，因為部分 CCA 線在短鏈路中可以通過直流環路電阻測試。但是，無論鏈路長度如何，CCA 線的雙絞線通常都會有直流電阻不平衡，因為它們導線之間缺乏一致性（見側欄上直流環路電阻和直流電阻不平衡）。關于 CCA 線纜還有一些其他問題—它們的安裝是非法的，達不到國家電氣規范消防安全評級，因而違規并更容易引起火災。

直流電阻不平衡測試

IEEE 標準 802.3-2012 規定導線之間的直流電阻不平衡最高為 3%，這意味著兩根導線之間的直流電阻差不能超過一根雙絞線總直流環路電阻的 3%。但是 TIA 和 IEC 標準都不要求將直流電阻不平衡作為現場測量。沒有現場測試要求是因為沒有能夠測試直流電阻不平衡的現場測試儀，于是這最終成了僅實驗室可以執行的測量。但有了 DSX-5000 CableAnalyzer 情況就不同了。

直流電阻不平衡測試可以驗證雙絞線中的兩根導線有相同的電阻，從而提供所需的共模電流以有效地支持 PoE 并避免同一雙絞線上傳輸的數據信號發生失真。與僅測試直流環路電阻的其他現場測試儀不同，DSX-5000 可同時測量直流環路電阻和直流電阻不平衡。

另外如下面的圖 1 所示，DSX-5000 測量的直流環路電阻是一根雙絞線中的兩根導線的電阻和，而直流電阻不平衡測量的是兩根導線的電阻差。

圖 1

雖然現場測試不要求，但 TIA 和 ISO/IEC 標準中均包含電阻不平衡測試極限（值），只是 TIA 標準僅為通道提供這些極限（值），如下面表 1 所示。

如果您要對永久性鏈路進行測量，則測量仍然使用 DSX-5000，但 TIA 測試不使用“通過/失敗”標準，如圖 2 所示。如果您發現 PoE 問題并希望排除線纜原因，則這會是有用的信息。

圖 2

現在 TIA 現場測試標準已開放審查，我們可能有正當的理由將直流電阻不平衡測試設定為一種現場測試要求，從而幫助解決與 CCA 線相關的問題，以及更好地保證滿足 IEEE 標準的強制 PoE 要求。

隨著更多的企業部署千兆以太網，更多的 PoE 設備使用 IEEE 的方法 A 同時提供電力與數據，直流電阻不平衡測試將成為更加重要的問題。隨著 PoE Plus 部署的不斷增長，特別是需要它的 802.11ac WAP 的問世，直流電阻不平衡將成為更加重要的問題，因為更多的電流經過導線會使 PoE 更容易受到直流電阻和電阻不平衡的影響。而且，將來還會考慮更高功率的 PoE 以為需要 30 到 50 瓦的設備提供電力。

別讓您的 PoE 系統受到平衡的影響。通過 DSX-5000 進行直流電阻不平衡測試是現今和未來 PoE 系統的簡便、低成本的保證。

使用正確的終端工具提高終端一致性

使用正確的終端工具jackrapid有助于提高 PoE 系統中終端的一致性并避免直流電阻不平衡。為電信線制作終端的打線工具有三種—手動、沖壓和多線。手動打線工具的力量大部分來自人力，這會使線對中兩根導線間更容易產生不一致。您很難每次為每根導線都使用相同的力，特別是手部疲勞時。

對安裝人員力量需要較少的沖壓工具是更好的選擇，但這些工具仍會造成導線間的終端不一致。保證終端一致的最佳選擇是多線工具，如一次擠壓便可為所有線對制作終端的 JackRapid，可對所有導線提供相同的力量。多線工具也可緩解手部疲勞，與使用單線終端工具相比制作接頭的速度提高八倍，從而顯著減少了安裝時間。更快、更可靠且一致的終端組合可以減少高達 80% 的返工和成本。

直流環路電阻與直流電阻不平衡

直流環路電阻和直流電阻不平衡之間經常會產生混淆。提供特定的功率的能力取決于特定長度線纜的總直流環路電阻。直流環路電阻的計算方法是線對中兩根導線的電阻和。根據 IEEE 標準，線對的通道直流環路電阻必須為 25 Ω 或以下，而恒定直流環路電阻必須為 21 Ω 或以下。