我們先看看回波損耗定義,由于阻抗不連續或不匹配所造成的信號的反射,其測量是在整個頻率范圍內進行的。產生阻抗不連續的因素可能來自于線纜和連接器本身,也可能來自于安裝工藝。那么,我們首先要理解,什么是阻抗或特性阻抗。
我們知道,局域網網傳輸的是高頻信號。對于高頻信號的傳輸,我們必須了解傳輸高頻信號的物理介質(比如雙絞線、同軸線)的傳輸特性。這種傳輸特性與傳輸介質的材料、幾何形狀、分布電感、分布電容、導電系數、絕緣材料的介電常數等都有關系。用來衡量這些相關性的,是一個比較復雜的與電磁感應分布參數密切相關的等效參數,只不過,由于這個參數等效計算的結果正好是以歐姆為單位,所以我們把這個參數叫做特性阻抗,有時簡稱阻抗。具體的,雙絞線的阻抗是一個復雜的特性,它是由雙絞線的各種物理參數如:電感、電容、電阻的值決定的。而這些值又取決于導體的形狀、同心度、導體之間的距離以及電纜絕緣層的材料。綜合布線中,特性阻抗的標準值是100Ω,如果能維持在100±10Ω以內則比較理想。值得注意的是,特性阻抗和歐姆定律中的電阻完全是兩個概念,雖然計量單位都是歐姆,但并不相同。特性阻抗是分布感應參數的等效值,它不隨傳輸線的長度改變而發生變化,而電阻只是與傳輸線的長度密切相關的一個參數而已。傳輸線越長,電阻值通常也越大。
對于雙絞線的阻抗分析,我們利用微積分來計算等效阻抗:在均勻長線中取出一微段,等效為一個含電阻、分布電感、分布電容等參數的“四端網絡”,將其沿著長度方向積分即可計算出長線的等效阻抗。由于實際制造的所謂長線是不均勻的,所以每一點上面的特性阻抗值都是不相等的,即不連續。
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插入損耗,或者說沿整條光纖鏈路長度發生的信號損耗,以dB表示,應始終為正數。但是,這種損耗有可能是負數,出現這種情況并不是好現象。
回波損耗,測量反射回光源的光量,也用dB表示,并且也應始終為正數。高回波損耗通常會伴隨低插入損耗。
反射率,同樣測量反射,也用dB表示,為負數。高反射率并不是好現象。
感覺困惑?別緊張,雖然我們討論的可能是四年級的數學,但即便是博士也會感到困惑。即使是業內最有經驗的專業人員對于所有這些正數、負數、較高和較低的dB結果都會感到困惑以及產生分歧。
對于光纖鏈路,最常測量的性能參數是插入損耗。這是任何類型的傳輸電或數據都會發生的一種自然現象。電纜越長,損耗越大。損耗還會發生在任何連接點上,例如連接器或熔接點。
插入損耗以分貝或dB表示,并且應為正數,因為其通過將輸入功率與輸出功率進行比較來表示損失的信號量。換句話說,輸出的信號總是小于輸入的信號。該數字越小,則插入損耗性能越佳,比如0.2dB的插入損耗優于0.4dB的插入損耗。
然而,有時插入損耗可能表現為負值。但是負值不是表示信號的增益嗎?這怎么可能呢?插入損耗負值表示存在問題,其中一個原因通常是參考設置不正確。例如,如果設置零值參考時參考光纖較臟,然后在測試前對其進行了清潔,那么插入損耗可能會顯示為增益,并可能用負數表示。
由于所連接光纖的不同,也可能出現負損耗或增益現象。如果兩根光纖具有不同的逆向散射系數,表示光纖相對逆向散射水平的術語,則在連接點之后比連接點之前逆向散射更多光量。如果只在一個方向進行測量,則可能會導致OTDR顯示的損耗值小于實際值,可能會顯示為負值。
但是,只要有增益就會有衰減。單方向傳輸時可能造成增益現象,當在另一個方向進行測量時,連接點之后的逆向散射少,則測得的損耗高于實際損耗。這正是行業標準要求在兩個方向進行測量的原因,即雙向測試。將兩個測量值進行平均,即得到實際損耗。福祿克網絡的OptiFiber? Pro具有SmartLoop功能,可自動執行上述操作。
光纖連接的另一項常測性能參數是回波損耗,是將從光源注入的光量與反射回光源的光量進行比較而得出的測量值。該值表示為正數,單位為dB,數字越大,則回波損耗的性能越佳——60dB的回波損耗優于30dB的回波損耗。請記住,回波損耗值越高越好,如果沒有從源信號注入的光被反射回來,則會有無限大的回波損耗。
接下來就是反射率,該值測量反射事件即連接器相對于注入的光量而產生的反射量——實際上是回波損耗的倒數。該值同樣以dB表示,但是是負數。數字越低(請記住我們這里說的是負值),則反射率越佳,比如 -60dB的反射率優于-30dB的反射率。OTDR通常用負值表示連接反射。
不僅僅是回波損耗的正dB值和反射率的負dB值會引起混淆。術語本身也存在很多混淆之處,因為這兩個術語經常被錯誤地互換使用。這是因為回波損耗和反射率都描述連接器對的反射現象。但是,這兩者的符號不同。查看其計算方法時,可以看出:
回波損耗 = 10 * log(入射功率/反射功率),單位為+ dB
反射率 = 10 * log(反射功率/入射功率),單位為-dB
正數的回波損耗與負數的反射率之間混淆表現為您可能會看到,制造商將回波損耗規定為負值,而其實際上是想表示反射率。當說回波損耗值較高時,您可能會認為這意味著連接器具有較高的反射率,尤其是當在我們業內聽到某項數值“較高”時,我們傾向于認為這意味著情況更糟。
這正是我們建議在采用dB為單位時避免使用“較高”或“較低”字樣的原因,尤其是因為dB是一種用于表示比率的度量單位。我們真正應該用“更好”或“更差”來描述上述數值。
簡言之,對于插入損耗來說,數字越接近零越好,而對于回波損耗和反射率來說,數字的絕對值越遠離零越好,您并不需要考慮實際數值,福祿克網絡的CertiFiber? Pro和OptiFiber? Pro會告訴您結果是好還是壞,即更好或更差。
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光損耗(針對連接器而言),有時被稱為衰減,僅僅是指由于光通過諸如一對光纖連接器之類的介質進行傳輸時引起的光功率的降低。回波損耗是指光纖鏈路中單個斷點(如連接器對)反射的光量。回波損耗也被稱為反射。對于完美傳輸而言,光損耗和反射功率應為零。
光損耗,回波損耗和反射的公式如下:
光損耗 = 10*log(輸入功率/輸出功率),用+dB表示
回波損耗 = 10*log(入射功率/反射功率),用+dB表示
反射 = 10*log(反射功率/入射功率),用-dB表示
回波損耗和反射均用于描述連接器對的逆向反射。但是,一個dB值的符號為負,一個dB值的符號為正。也許這是因為反射本身源于電氣領域,而具有負號的回波損耗更適合被叫做反射系數。
今年5月份,一份關于測試MPO端接光纖布線的技術報告(IEC/TR 61282-15)發布。最近,TIA內部的小組委員會(TR42.11)決定在其正在進行更新的結構化布線標準(TIA 568.3-D)中引用該技術報告。TIA雖然同意引用該技術報告,但他們指出了一個關于回波損耗的錯誤,我們來簡單回顧一下。
在IEC/TR 61282-15中,關于光學回波損耗和反射的條款指出:“但是,所有單模MPO插頭的APC端面都具有典型的低回波損耗(例如> 50 dB)。并且,“采用物理接觸(PC)端面端接的多模MPO插頭通常具有高回波損耗(例如20dB)”。
爭論的焦點在于大于50 dB的回波損耗應該被視為高值而非低值。同樣,20 dB的回波損耗應該被視為低回波損耗,而非高回波損耗。引起混淆的原因是因為我們傾向于認為20 dB回波損耗或-20 dB反射為是較大百分比的反射功率,因此我們在這種情況下采用高字來表述。這種表述在技術層面上來說是不正確的,連接器制造商會很快意識到問題的關鍵點。
這個問題令人感到困惑的地方在于反射是一個負值(例如-20dB),采用的是不同的表達方式。例如,-20 dB被視為高反射,而-50被視為低反射。除了符號不同,回波損耗和反射其實是一回事。正值通常用于定義連接的回波損耗(兩個對接在一起的連接器)。負值用于定義連接的反射。OTDR通常用負值表示連接反射。
例如,開放式連接器端面可能具有-14dB的反射或+14dB的回波損耗。如果反射的功率很大,比如說某個開放式連接器反射了4%的功率,則反射的計算為[10 * log (0.04)],根據產生比例為4%(即0.04)的反射比例,計算得出的回波損耗為+ 14dB,或-14dB的反射。
關于已安裝光纖布線中的連接,必須記住最好保持低插入損耗,50dB的回波損耗優于20dB的回波損耗,-50dB的反射優于-20 dB的反射。如果您希望獲得良好性能,請盡量選擇額定值為50 dB或-50 dB,插入損耗接近于0 dB的連接器。
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福祿克DTX-1800里面回波損耗測試界面
綜合布線過程中的解決方法:
回波損耗是線纜鏈路中阻抗不連續或是匹配不佳造成的造成 RL的原因有:
–跳線特性阻抗不是 100Ω
線纜線對的絞結被破壞或是有紐絞 – 要保持線纜的原始絞結
–連接器不良
–線纜阻抗不恒定
–線纜不是 100Ω 的(例如使用了120 Ω線纜)
線纜廠解決方法:
實際上應用技術的發展還需要測量新的參數。回波損耗,以分貝(dB)形式表示,是由于特性阻抗不匹配造成的一部分信號的反射。回波損耗是在試圖獲得更好 UTP 系統性能時越來越重要的參數。高性能 UTP 的生產商都會特別注意以確保線纜中特性阻抗的一致性,還有所有的元件都要有很好的匹配性。所以在剛開發 5 類系統時回波損耗還不是個大問題,而在超 5 類和 6 類布線系統中就是非常重要的。
解決方法:確保線纜中特性阻抗的一致性即芯線外徑的均勻性(包括芯線的同心度等)
參考閱讀:http://www.whjsdny.com/archives/fluke_95.html
]]>案例分析:千兆網卡工作的時候4對電纜都要參與傳輸數據。由于跳線的1/2線對制作質量差,回波損耗大——這個回波信號會破壞接收到的信號,也會破壞自身向前傳輸的后續信號。單向拷貝文件時,一方數據量大(主要是數據幀長),另一方數據量小(只是請求和確認幀——短幀)。數據量小(短幀)的一方落入破壞范圍的時間概率小,比如1518字節的數據幀和64字節的數據幀網絡占時相差近20多倍,被破壞的概率也相差近20倍左右,這就會造成數據傳輸雙向傳輸不對等的現象。
解決辦法:去除回波損耗不合格的故障點。本例故障的原因是因為劣質跳線造成的,更換合格跳線后雙向傳輸能力就基本對等了。福祿克網絡的Cable IQ(CIQ)可以測試電纜鏈路的長度,定位開路、短路的物理位置,識別串繞線,鑒別鏈路支持的各種應用(10M/VoIP/100M/1000M)。
]]>福祿克資深工程師回答:該換插座了,另外檢查一下是否已經多次更換過插座,一般支持更換20-30次(依使用的野蠻程度定)。
客戶問:沒有那么多 ,最多換過3-5次
福祿克資深工程師回答:如果只有3-5次,可以先看看適配器與機器借口是否有松動,打開DTX1800適配器看看插座接口是否有松動,打開適配器還是要注意防靜電的,南方用戶這個季節可忽略靜電問題。(夏季)
客戶問:1、跳線測試和通道測試均出現上面所說的現象;2、其中跳線測試有換過很5、6次JACK,通道測試沒有換過JACK;3、適配器與機器接口未見到有松動。請問還有什么故障可嫌疑的嗎?
福祿克資深工程師回答:1。被測鏈路/跳線有多長?短鏈路不要用通道適配器進行測試。2。(拆開)跳線適配器Jack基座檢查否?有無松動?
大家可以嘗試以上方法自己排除問題,如果還不能解決請聯系連訊福祿克維修中心。
]]>在福祿克DTX-1800,DTX-1200,DTX-LT測試過程中,我們會發現在五類線測試過程中并沒有回波損耗這項參數,因為在低速參數過程中回波損耗影響并是關鍵,所以測試不會出現這項參數。
而在用福祿克DTX系列測試5E,6類線時候,會有這項參數。回波損耗:信號發送過去,返回的波對信號的干擾成為回波損耗。
現實測試過程中,回波損耗通不過,往往跟線材質量有很大關系,如果整批都通不過,應該就可以斷定是線材質量問題了。
福祿克網絡推薦產品:Fluke DTX-1800(dtx1800ms,dtx-1800-m,dtx-1800-s),DTX-1200,DTX-LT,DTX-CLT,Microscanner,MS2(MS2-100),CableIQ(CIQ-100),MT-8200-60A,OPtifiber(OTDR),OF-500-MS,Nettool(NTS2-PRO),SimpliFiber(FTK1450,FTK1000),Fiber QuickMap ,Fiber OneShot Pro ,LinkRunner PRO(lrpro-1000,lrpro-kit),ES2網絡通(ES2-LAN,ES2-PRO)
如果您對儀器感興趣,或在儀器使用過程中有任何問題,都可以聯系連訊,我們將竭誠為您服務。
]]>?????? 回波損耗是一種與特性阻抗變異有關的故障現象,通常發生在線纜特性阻抗不合格或連接器與線纜/線纜與線纜特性阻抗不匹配的情況下。過去5類電纜標準是允許有20%的偏差,即80歐姆到120歐姆的特性阻抗都算合格,現在提高到15%。同時新的跳線標準規定更嚴格了,不超過5%的偏差才算合格。在這種情況下,測試中工程師會發現特性阻抗不通過的現象多了。這個時候,您所使用的測試儀器的分析能力就非常重要了,只有能快速分析定位故障的儀器,才能幫助測試工程師盡快排除故障,完成測試任務。下面,我們就結合美國福祿克公司生產的DTX系列(DTX-1800,DTX-1200,DTX-LT)和DSP-4000系列(DSP-4300,DSP4000)電纜認證測試儀來對一些回波損耗的故障進行分析,希望能對我們現場的工作人員提供一些建議,幫助他們提高工程質量。? ?
? ?? ?首先,我們可以按照正常的測試程序對鏈路進行自動測試,當發現有回波損耗故障的時候,我們可以先通過分析回波損耗頻率曲線的方法大致估計一下故障的類型。一般來說,發生在高頻區域的回波損耗故障預示的是連接器的問題,而發生在低頻區域的故障一般與電纜的特性阻抗變異有關。所以我們可以先通過回波損耗測試值與標準值的對比來確定故障的類型。
? ?? ?但是,這些信息還不足以用來給故障排除提供參考。現場工作人員需要知道的是發生故障的具體位置。因此DTX系列(DTX-1800,DTX-1200,DTX-LT)和DSP-4000系列(DSP-4300,DSP4000)的HDTDR分析功能就非常適時了。
? ?? ?通過HDTDR,可以知道具體故障的位置。為了避免同一種故障反復出現,可以根據HDTDR波形的形狀對故障現象做進一步的分析。
一、單極性尖峰
???????有一個單極的尖峰(即只有正或負的尖峰,不越過0線的)。這種波形一般伴隨著另一個反向的尖峰。這里的反射有9%。這種故障,通常是同一鏈路中所用的電纜特性阻抗不匹配,1%的反射一般代表2歐姆的阻抗變異。這里兩段電纜的阻抗差異大約是19.8歐姆,這意味著中間所用的電纜是120歐姆的,和標準100歐姆電纜有差異,需要將不匹配的電纜換掉。
? ?? ?尖峰的百分比所對應的歐姆值不一定都是2歐姆,有時候由于線纜上的各種信號,會破壞分辨率。?
二、對稱性波形
? ?? ?如果測試的HDTDR波形中有正負幅度對稱的尖峰,那么就是由于連接器引起的阻抗變化。這里先有負尖峰再有正尖峰,就是連接器的阻抗小于100歐姆,如果先有正尖峰再有負尖峰,就是連接器的阻抗大于100歐姆。具體阻抗的差異可以根據上面尖峰百分比與歐姆值的對照表來計算。如果信號反射的幅度超過可以允許的范圍,就會發生回波損耗不通過的現象,這時就需要重新安裝連接器。
三、不對稱波形分析
? ?? ?如果發生不對稱的波形,除了3%由于連接器引起的信號發射以外,還有額外的3%反射是由于電纜和連接器阻抗不匹配造成的。因此在這個案例中,除了元器件的問題外還有施工質量的問題。如果信號反射超過了標準允許的范圍,就是回波損耗不合格,就需要重新安裝連接器了。? ?
? ?? ?在實際測試中,實際信號反射的幅度可能沒有那么明顯,DSP-4000在HDTDR波形測試中提供了一個放大的功能,即4X快捷鍵,可以讓我們看的更清楚,而且還可以通過隨機免費贈送的LINKWARE軟件把波形下載下來,在電腦上可以看得更清楚。如果在測試中有大量的數據需要分析,還可以購買LINWARE STATS 選件,可以快速把成千上萬條的測試數據進行分析,得出結論。
附:深圳連訊達電子技術開發有限公司? 專業福祿克銷售:DTX-1800,DTX-1200,DTX-LT,DTX-CLT,ES2-LAN,Linkrunner PRO,Nettool網絡萬用表(NTS2-NSKIT,NTS2-PRO,NT-PRO),IntelliTone(MT-8200-60A,MT-8200-50A)智能數字查線儀,MS2-100線纜檢查儀,CIQ-100線纜鑒定儀,福祿克OTDR,福祿克光纖測試儀,Simplifiber Pro(FTK1450,FTK1000),DTX-MFM2,DTX-SFM2,DTX-GFM2,跳線適配器,
]]>我公司銷售的DTX-1800測試參數中,能測試回波損耗的參數。當回波損耗通不過時,我們就可以大體分析其故障原因,在工程驗收時尤其重要。
DTX-1800除了能測試回波損耗外,還能測試接線圖,阻抗,插入損耗,NEXT等線纜常用參數。
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幾乎很少有人關注短鏈路問題。眾所周知,銅纜長度越長,測試的參數越低,性能越差。短鏈路問題是指鏈路越短時,測試的參數越低,通過測試的可能性越低。尤其是鏈路長度低于15米時,近端串擾(NEXT)和回波損耗(RL)這兩個重要的參數性能急劇下降。根據TIA/EIA標準,把“短鏈路”定義為連接器之間小于或等于15米的水平電纜鏈路。短鏈路問題則定義為當兩個連接器之間的水平電纜距離足夠短于標準時,第二個連接器的NEXT和回波損耗效應沒有被完全衰減。
在信號傳輸過程中,信號碰到特性阻抗不連續的地方(端接模塊、線纜扭曲擠壓),會有較強的反射信號回來。如果鏈路較短,強烈的反射信號得不到足夠的衰減,在信號發送端就會檢測到較強的回波信號,大的反射信號可能會被看成接收的信號,這種效應會產生誤碼,測試也就會造成回波損耗測試失敗。就像粗水管的水進入細水管時,水流會倒回。標準委員會注意到了此現象,在TIA組織發布了568B六類布線標準之后,緊接著發布了TIA 568B.2-3。在附錄中對短鏈路的插入損耗、回波損耗的判斷做了修訂,引入3dB原則。當被測的鏈路插入損耗小于3dB時,回波損耗性能可以忽略,不作為判斷鏈路總體性能的通過與否的依據。
近端串擾(NEXT)是另外一個比較重要的參數,它是接收的正確信號與近端串擾信號之間的一個比值。在信號傳輸過程中,高頻率的電子時鐘使得信號之間的互相干擾比較強烈。如果在施工過程中出現開絞距離過大時,就會造成近端串擾測試不通過現象。在短鏈路中遠端產生的NEXT信號沒有經過有效的衰減,傳達到近端,導致測試結果失敗。ISO組織在ISO11801標準中,引入4dB原則,即當被測的鏈路插入損耗小于4dB時,NEXT性能可以忽略,不作為判定鏈路總體性能通過與否的依據。該原則僅適合于ISO標準,不適合于TIA標準。
普通建筑內部的短鏈路較少但是數據中心機房的布線系統短鏈路居多,可見短鏈路問題和長鏈路問題同樣值得關注。可以通過以下措施解決短鏈路問題:
1、避免發生在設計和施工過程中,盡量減少短鏈路現象的發生,盡量使鏈路長度長于15米但是并不推薦無謂的增加鏈路長度。
2、保證施工過程中不出現線纜過度扭曲,拒絕野蠻施工
3、良好的模塊、配線架端接。
4、在施工過程中,及時發現 ,盡早解決。
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