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TCTL-數據電纜測試入門和常見測試問題解答

深圳連訊 — Mon, 18 Sep 2017 05:26:16 +0000

【TCTL】 ?如果雙絞線不平衡，例如因為制造原因一根芯線粗，一根芯線細，則因種種原因耦合到雙絞線中的共模干擾信號就有可能在到達雙絞線的對端時出現累積的差信號(也就是兩根線上的共信號值變得不一樣，有了差值—-因為細芯線損耗大而粗芯線損耗小)。這個差信號送到設備接收端口內的差分信號放大器，就會將原來共模信號的影響以差信號的方式經放大器放大后引入到系統中來，從而造成對系統信號處理過程的干擾。如果雙絞線是很“平衡”的，則共模干擾信號不會演變為累積差信號，也就不會干擾系統了。TCTL 的測試方法是在一端輸入差模信號(DSA)，到另一端去測量共模信號(CMV)，然后相除。

其定義是： ?TCTL = CMV/DSA

【為什么是雙絞線而不是平行線結構？】-數據電纜測試入門和常見測試問題解答

深圳連訊 — Fri, 15 Sep 2017 01:40:46 +0000

【為什么是雙絞線而不是平行線結構？】 ?由上所述，信號的平衡傳輸模式在“抵御”外來輻射的共模干擾、地電平波動等造成的相對共模干擾等方面非常有效，實現把有用信號傳送到遠方。但如果線對是平行線的話，外來輻射干擾就不能被完全消除。這是因為，外來輻射源(比如 10 厘米遠處的變頻電機)相對于線對中的兩根芯線 A、B 的距離總有一根會離得更近些(那怕只近 1mm)。離得近的這根芯線就會比離得遠的那根芯線感應的電磁波能量稍多(微量)。線對越長，累積下來的“微能量差”就越大，這樣到達接收端口處就會有數量可觀的累積“差信號”出現。接著就會被下一級入口處的差分放大器將其放大。如此一來，外來輻射信號就堂而皇之地進入了下一級信號處理系統—這就相當于外來輻射干擾成功“入侵”了系統—-而這是需要絕對避免的。避免“入侵”的徹底方法就是將每對線對都各自獨立地屏蔽起來(例如七類線)，不讓輻射干擾信號進入線對。這種方法效果很好，但會增加線纜成本和接地成本(屏蔽需要接地才能有顯著效果)；另一種廉價且有效的方法就是不用屏蔽，而是將線對絞起來(此即“平衡傳輸線”的基本結構)，這樣 A、B 芯線成互絞結構，造成各自與輻射干擾源之間的距離“輪番靠近”、交替遠離，因此差信號的累積現象就不會出現了。也就是說，外來輻射干擾被“輪番靠近”這種雙絞線特有的結構給抵消掉了。這就是雙絞線能抵消外來干擾的“秘密”。

很容易理解，雙絞線絞得越密，這種“輪番靠近”式的抵消效果就越好，所以六類線比五類線絞接率高，五類線比三類線絞接率高。

【線對中的信號是什么樣的？—信號的平衡傳輸】-數據電纜測試入門和常見測試問題解答

深圳連訊 — Thu, 14 Sep 2017 01:32:26 +0000

【線對中的信號是什么樣的？—信號的平衡傳輸】 ?信號發送端和信號接受端通常有一定的物理距離，這就很容易造成兩端的“地電位”天然地不一樣。距離越遠，不一樣的概率就越大。特別是兩端各自有高頻信號通過感應或輻射進入兩端各自的信號處理系統(地回路)時，必然導致兩端的交流地電位不相等、不同相，這也是普遍存在的必然現象。為了去除這種兩端“地電位”不同的影響，信號發送端普遍采用平衡信號發送的方式，也就是成對地使用金屬線來傳輸信號。向兩根金屬芯線上發送的信號有什么特點呢？—他們是波形完全相同且時間同步的信號波形，唯一的差別是兩根線上信號波形的極性正好相反(也就是互為顛倒的“對稱信號”)。用示波器觀察就是兩根芯線上是基于“中心電平”完全對稱的信號波形(這個中心電平值可以是零，也可以不是零，無關緊要)。如果兩根互絞的芯線也是平衡的(結構完全一致且對稱絞結)，則信號波形沿線對傳輸很長一段距離后，從兩跟芯線上看他們仍是相對于“中心電平”對稱的波形。因為對稱，所以這個波形在設備輸入端看來實際上就是一個對稱的差電壓波形。線對的兩根金屬線上有差電壓時，就表示有信號在傳輸。

信號接收端內置的放大器被稱作差信號放大器，又稱差分放大器、差電壓放大器、差模放大器。顧名思義，它只放大兩根芯線上信號波形的“差電壓”，不放大兩根芯線上的“共電壓”。所以，如果這對芯線上還有因外來輻射感應而疊加上的共電壓(也稱共模電壓、共模信號、共軛信號)，則將被此差分放大器擋住，不會進入下一級信號處理系統內，但原來線對上的對稱差電壓則可以“通行無阻”，被送去進一步做放大、處理。這就實現了將有用的差信號(平衡信號)傳送至遠處的目的。而共信號將被差分放大器直接抑制掉了。

那么，共信號是從哪里來的呢？共信號除了由外來輻射進入線對中，再就是因兩端設備的地電壓不等或波動“相對”引入的。為什么說是相對引入呢？這是因為地電壓波動“相對于”兩根信號輸入芯線來講是“共信號”—-它將無法通過差分放大器進入下一級系統內。

【不平衡電阻】-數據電纜測試入門和常見測試問題解答

深圳連訊 — Wed, 13 Sep 2017 01:32:02 +0000

【不平衡電阻】一對雙絞線每根線的電阻值可能不同。一方面，如果差異過大，則會造成線對支持 PoE 時每根銅線的直流供電電流不等(PoE 分成兩路向遠端設備供電)，這會造成用電設備信號輸入端口內的信號輸入耦合磁芯(起變壓器作用)的“磁偏置”飽和或低效，造成信號耦合能力低效或失效。導致信號不能有效地耦合到設備，該設備就不能正常工作。另一方面，就是對平衡參數 TCL、ELTCTL 有不良影響(在后面介紹)。標準 ISO11801:2010 規定一對線的“阻值差”永久鏈路不應超過 0.15 歐姆，信道 0.2 歐姆，或 3%。TIA568C:2010 規定通道不超過 0.2 歐姆或 3%。

不平衡電阻測試設備推薦：DSX-5000與DSX-8000。

【為什么許多參數前面都有 PS】-數據電纜測試入門和常見測試問題解答

深圳連訊 — Mon, 11 Sep 2017 06:53:45 +0000

【為什么許多參數前面都有 PS】前面已經提及，PS 是英文 Power Sum 的縮寫，意思是“功率和”。例如，某線對實際工作中受到的是來自其它三條線對 NEXT 干擾，總的干擾功率就是三個 NEXT 的功率之和，故由單線對測量得到的 NEXT 推算定義出了 PS NEXT(綜合近端串擾，或稱為“近端串擾功率和”)這個參數。類似地，也有 PS ?ACR(綜合衰減串擾比，或稱為衰減近端串擾功率和之比，后面的參數命名可以此類推，略去不表)，PS ACR-F(綜合衰減遠端串擾比)等參數。對于 Cat6/Cat6A 要求的外部串擾測試，當然也有 PS ANEXT(綜合外部近端串擾)和 PS ?AACR(綜合外部衰減串擾比)、PS ?AACR-F(綜合外部衰減遠端串擾比)等參數。這其中的計算時都會用到 PS NEXT 和 PS FEXT 作為干擾信號功率。?“見到 PS，就是多擾一”。表示接收的是多個干擾信號功率之和—這更接近真實狀況。

【結構化布線的好處】-數據電纜測試入門和常見測試問題解答

深圳連訊 — Wed, 06 Sep 2017 02:08:23 +0000

【結構化布線的好處】 ?綜合布線已經有 30 多年的歷史。在七十年代人們就發現，一些建成時間稍長的大廈內可能有高達 90％的電纜都是報廢不用的。因為每上一種新應用或設備(那是多數是非標應用和非標設備)，設備供應商就鼓動用戶鋪設新的電纜，并聲稱如果不用他們指定規格的電纜，就不能保證新上的設備一定能穩定可靠地使用。多數用戶被迫大量投資安裝新規格非標電纜系統，10～20 年后這些電纜因為設備的更新換代而不得不被廢棄，造成巨大的浪費。并且，廢棄不用的電纜被留在了建筑物的天花板和豎井中，成為嚴重的火災快速蔓延的助燃隱患。隨后，人們開始轉而期望用一種通用的、部署靈活的結構化布線系統來代替所有的信息電纜和控制電纜—-一次布線終身使用。結構化布線的核心概念是模塊化。不管以后上什么新設備和新應用，都可以使用這種布線系統，無須重新鋪設電纜，僅僅將跳線重新跳接到合適的設備上即可。結構化布線(銅纜)的進展速度在近 20 年非常驚人，從最早僅僅用于語音的 Class A 電纜，到帶寬達到 4MHz 的 Class B 類電纜，再到 16MHz 的 Cat3，20MHz 的 Cat4，突破性的 100MHz ?Cat5 和 Cat5e，繼續向穩定的千兆以上速度突進的 Cat6和支持萬兆的 Cat6a，還有帶寬達到 600MHz/1000MHz，支持更高速率容量的 Class ?F/FA。人們不光考慮支持單個用戶的大數據率傳輸需求，也考慮使用電纜來支持骨干鏈路高速率應用。結構化布線的好處僅是在誕生后的短短 10 年內就被人們普遍認識并接受，它的優點是那樣的鮮明—-任何網絡拓撲結構的改變今后都只需要在設備間通過改動一下連接設備的跳線就可以輕松地完成，無需再去更換前期勞神、費錢敷設的電纜。

IP 協議的大量使用也為結構化布線的普及起到強大推動作用，在水平電纜的數量不足以支持所用的設備種類和數量時，人們不需要增加非結構化布線的數量，而只需要簡單地將各種設備的工作協議統一到 IP 協議上即可，消除了多種協議和多種接口的連接、轉換等帶來的巨大浪費。這在工業以太網中表現得非常明顯。

【為什么更重視永久鏈路的質量？】-數據電纜測試入門和常見測試問題解答

深圳連訊 — Tue, 05 Sep 2017 02:02:53 +0000

【為什么更重視永久鏈路的質量？】 ?有的讀者會問，用戶的“在用鏈路”的質量實際上是受“信道”的質量決定的，因為信道才是用戶真正在用的“真實”鏈路，但為什么工程驗收（DTX-1800，DTX-1500，DSX-5000，DSX-5000，DSX-600）卻經常采用“永久鏈路”來進行驗收測試？測試標準也似乎對永久鏈路的質量更關注！

原因之一：布線工程完工后會產生工程費用結算的問題(給布線商付款)，而此時大部分鏈路都還不是信道—因為用戶跳線和設備跳線還沒有接上(有的鏈路甚至 20 年內也不會上跳線)—如果按信道驗收此時無法執行，自然也無法結算工程款項。那么，可不可以用準信道模式來進行驗收呢？所謂“準信道”就是用仿真的用戶跳線或仿真的設備跳線分別接在永久鏈路的兩端構成“仿真信道”來進行驗收測試。由于模擬信道使用的測試跳線和今后(也許 20 年后)真正使用的用戶跳線和設備跳線可能是完全不同的，所以仿真信道的測試結果并不能代表今后的“真實信道”，這種測試方法是不能等效的，而且，因每根跳線和水晶頭連接的結構都不相同，導致每次換跳線后的“仿真測試”結果也不同(其實是需要一根參數穩定的標準跳線來測試)，測試結果是離散數據分布的。那么，用這個不穩定的仿真測試結果作為永久存檔的驗收數據是否合適呢？答案是：否！不靠譜。

原因之二，信道不合格有兩個原因，一是構成信道的永久鏈路不合格，一是跳線不合格(信道 ?= ?永久鏈路 ?+ ?跳線)。如果跳線不合格，修改起來很方便—只需更換合格的跳線即可。但如果永久鏈路不合格，則修改起來很困難—因為永久鏈路可能已經經過管槽橋架系統并捆扎成束。所以，只要永久鏈路合格，就不太擔心信道不合格的問題(即便不合格，也很好矯正—換跟跳線而已)。在鏈路的使用過程中，跳線甚至會被多次更換。所以，永久鏈路的質量和跳線的質量相比起來，用戶自然更關注永久鏈路的質量—一次過關，終身受用，其測試結果非常適合作為工程驗收后的永久性存檔資料。

原因之三，對于合格的永久鏈路，如果今后在開通應用時配用的是“合格跳線”的話，則標準可以保證不需進行信道測試，通道也將是 100%合格(標準給信道留的余量相對永久鏈路而言是比較寬松的)。為保證總是使用“合格跳線”，可用跳線適配器做進貨測試后再入庫，隨時備用。

對于要求比較嚴格的用戶，則驗收時必須使用永久鏈路標準進行測試(須永久保存驗收文檔備案)，而在開通應用時再用信道標準做一次開通測試(不必存檔—因為信道結構和參數可能會多次因跳線的更換改變—-而永久鏈路則不會變，否則用戶要多次更新信道測試結果并保存之)。更好的辦法是開通前測試擬用跳線，保證跳線 100%合格且兼容。

原因之四：這是最重要的，信道(又叫通道)的測試標準中規定測試結果不包含信道兩端的水晶頭參數。這意味著如果通道測試合格，并不完全代表通道接上設備后誤碼率真的可以達標—-因為兩端的水晶頭可能正好不合格。

高可靠性用戶的推薦做法：永久鏈路測試 ?+ ?跳線測試 ?> ?通道測試

【為什么鏈路長度超過 90 米就被判為不合格？】 -數據電纜測試入門和常見測試問題解答

深圳連訊 — Mon, 04 Sep 2017 01:59:18 +0000

【為什么鏈路長度超過 90 米就被判為不合格？】 ?根據上面的講述內容得知，驗收對象多數是驗收永久鏈路，而標準規定永久鏈路不得超過 90 米，所以長度超過 90 米的永久鏈路會被判為不合格(如 TIA568C 標準，但允許上浮 10%，可達 99 米長度上限)。

【什么是信道？什么是永久鏈路？】-數據電纜測試入門和常見測試問題解答

深圳連訊 — Thu, 31 Aug 2017 08:54:58 +0000

【什么是信道？什么是永久鏈路？】 ?信道基本上就是在用或擬用的鏈路：一條鏈路通常由水平電纜和兩端的用戶跳線及設備跳線組成，這條完整的鏈路就被稱作信道。信道又俗稱“通道”，信道的總長度通常被限制為不超過 100 米。但經常遇到的情形是，在布線系統驗收時還沒有上設備，所以兩邊并沒有設備跳線或用戶跳線存在，因此這個沒有跳線的長度是不到100 米的。對此，標準規定這個不包含兩端設備跳線和用戶跳線在內的鏈路長度最長不應超過 90 米，也就是說，兩邊的跳線長度加起來可以最多達到 10 米。如果用戶跳線為 3 米，則設備跳線可以長至 7 米(此段跳線可允許跳接兩次，如“3+4=7”米)。

關于這個最長不超過 90 米的水平電纜，有一個專門的名稱，以前叫固定鏈路，現在叫“永久鏈路”。它是英文 Permanent ?Link 的中文名，常常縮寫為 PL，意指布放好以后基本上(永久)不會再去更改的鏈路。為什么不會更改呢？因為即便要我們想更改網絡的拓撲結構，也只需要去更改設備跳線和用戶跳線，將其連接到不同的網絡設備上即可，以此就能達到靈活改變鏈路應用的種類和任意變更網絡拓撲結構的目的。而無論鏈路的應用和拓撲結構怎樣千變萬化，這條 PL(經常地還是安裝在墻里的)布線鏈路是不會變的—因為改變起來難度會比較大(鑿開墻壁、割開線束、重新穿管或走橋架槽道等)—這也是為什么將其改名為“永久鏈路”的一個原因。

【串擾大就一定不能用嗎？】 -數據電纜測試入門和常見測試問題解答

深圳連訊 — Thu, 31 Aug 2017 08:50:30 +0000

【串擾大就一定不能用嗎？】 ?“我布的是六類線，驗收的時候發現近端串擾和回波損耗這兩個參數有近 15％的鏈路都不合格，但跑 100Base-T 的速度卻非常快，下載大文件時速度似乎不受任何影響。這是為什么？為了驗證它的最大傳輸能力，我們用一對 ES2 網絡通或Onetcouch AT(1TG 2-1500)(均為測試儀)進行千兆傳輸能力測試，結果那些不合格鏈路的吞吐率也都在 99％以上，我們對這個測試結果還是比較滿意的。”(用戶語)

其實，這個問題被換成了兩個問題：我的六類線鏈路能支持千兆以太網應用嗎？我的六類線鏈路合格嗎？

六類鏈路不合格并不表明就不能支持千兆以太網，如果改用超五類鏈路的測試標準來重新驗收這些六類鏈路，結果可能 100％都合格—因為超五類鏈路的驗收指標比六類鏈路的參數要求低。而超五類鏈路本身就完全能支持千兆以太網應用(1000Base-T)，根本用不著等級更高的六類鏈路！所以，不合格的六類系統仍有可能完全達到超五類系統的品質標準(例如用 Cat5e 的線假冒的 Cat6 線)，支持 1000Base-T 千兆以太網應用是沒有問題。如此，用戶的問題進一步變成了兩個新問題：首先，我花了 100％六類系統的錢，卻只建成了 85％的六類系統(15％ ?Cat6 不達標)！它到底是個合格的六類系統還是超五類系統？其次，我現在只需要最高用到超五類系統，比如現在先上的是千兆以太網，以后才有可能上在六類系統上跑的各種應用(也許 5～10 年內也不會安裝這類應用)，那么我現在能否確認今后上真正的六類應用時保證不會出問題嗎？

答案是：此非合格的六類系統(GB50312-2016要求 100% Cat6 達標，抽檢時須 99%以上達標)。但很可能是一個 100%達標的 Cat5e。

為了深入一些討論這個問題，我們先來看看信噪比這個術語—在通信系統中常用信噪比、失真度、抖動等參數來描述信號的質量。

信噪比就是信號與噪聲的能量強度之比(即信噪比 s/n = signal/noise)。如果信號的強度是10，噪聲的強度是 1，則信噪比 s/n 為 s/n ?= ?10:1=10(換算為 10dB)。此時，信號比噪聲要強很多(10 倍于噪聲)。所以，設備的接收端口能夠很容易地識別出信號來，傳輸的可靠性很高。但如果信號強度為 1，噪聲強度也是 1，那么信噪比 s/n 就是 s/n ?= ?1:1 ?= ?1(換算為 0dB)。想想看，在計算機網卡的接收端口上收到了信噪比為 0dB 的真實混合信號，此時網卡可能根本就區分不出哪個是信號哪個是噪聲，這會造成誤碼率的大幅增加甚至完全無法進行數據識別、提取和傳輸。所以，通信設備通常都規定接收信號的信噪比要達到一定水平，否則傳輸的誤碼率就肯定達不到要求，數據傳輸的出錯率就會超標。

假設一條鏈路為 A-B，由于網線越長，衰減越大，則信號從網線的 A 端傳到 B 端時強度就會變得越弱。A 端和 B 端的設備上都分別有信號收發端口 ?(如，計算機的 100Base-T 百兆以太網卡上 1-2 線對是用來發信號的，3-6 線對是用來接收信號的，它們都在同一個 RJ-45插座內。位于對端的交換機則正好相反，1-2 線對用來接收信號，3-6 線對用來發送信號，這樣，計算機和交換機之間由于收發端口對應，就可以順利地進行全雙工通信了)。位于 B端的接收器在收到這個強度變弱的信號的同時，也會收到 B 端發送器(它連接到鄰近線對上)產生的干擾信號 NEXT，從而干擾處在 B 端的接收器。還有，由 A 端發送器產生的干擾信號 FEXT(請參閱本文前面介紹過的 NEXT 和 FEXT 術語)也會到達 B 端接收器，干擾收到的有用信號，所以，B 端接收器實際收到的是一個混合信號，即：“(衰減過的)有用信號”+“NEXT”+“FEXT”

信噪比表達式應該是：

s/n = (衰減過的有用信號功率)/(NEXT 功率+FEXT 功率)

但在標準中都沒有采用這種表述方法，而是將 NEXT 和 FEXT 的干擾影響拆開來分別考察的。即測試參數 ACR 和 ELFEXT：

(衰減過的有用信號功率)/(NEXT 功率) ?＝ ?ACR

(衰減過的有用信號功率)/(FEXT 功率) ?＝ ?ELFEXT (注：ACR = Attenuation Crosstalk Ratio 衰減串擾比；ELFEXT = Equal Level FEXT 等效遠端串擾)

衰減串擾比(ACR)對應由 NEXT 引起的信噪比，等效遠端串擾(ELFEXT)對應由 FEXT引起的信噪比。ELFEXT 在有些資料中又直譯做“等電平遠端串擾”。后來的標準中將等效遠端串擾 ELFEXT 命名為 ACR-F(即“衰減遠端串擾比”，ELFEXT=ACR-F)。

所以：

近端串擾 NEXT 越大→信噪比(ACR)越小→信號識別越困難→誤碼率升高。

遠端串擾 FEXT 越大→信噪比(ACR-F)越小→信號識別越困難→誤碼率升高。

類似地：

鏈路短→衰減小→收到的信號強→信噪比(ACR)大→信號識別越容易→誤碼率降低。

鏈路短→衰減小→收到的信號強→信噪比(ACR-F)大→信號識別越容易，誤碼率降低。

由此而知，短鏈路雖然噪聲 NEXT 和 FEXT 不合格，但信噪比 ACR 和 ACR-F 卻仍有可能合格。這就是為什么有些工程商會考慮將質量較差的布線產品用在短鏈路中的緣故。