2011中职竞赛培训 （综合布线验收测试与故障检测）

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1 2011中职竞赛培训 （综合布线验收测试与故障检测）
主讲：黄定铖

2 布线系统测试标准 现场链路级测试常用方式和测试模型 现场测试参数 测试结果分析 故障诊断 光缆测试简介
课程安排: 布线系统测试标准 现场链路级测试常用方式和测试模型 现场测试参数 测试结果分析 故障诊断 光缆测试简介

3 布线系统测试标准

4 综合布线测试标准的分类 元件标准 链路标准 网络标准(应用)
定义电缆/连接器/硬件的性能和级别，例如ISO Patch Cord Cat5e、TIA C6CABLE 100m、TIA C6CABLE SPOOL、TIA CAT5E Connecter等。 链路标准 永久链路和通道链路测量标准，例如TIA CAT6 Perm.Link、ISO11801 Channel Class E等。 网络标准(应用) 定义一个网络所需的所有元素的性能例如100BASE-TX、1000BASE-T等。 4

5 综合布线系统测试标准区别 } 元件测试 } 链路测试 } 应用测试 元器件测试 链路测试 应用测试 如何能识别假冒伪劣产品?
模块(Jack) 跳线(Patch Cord) 线缆(Cable) 链路测试 永久链路(Permanent Link) 通道(Channel) 应用测试 如10/100Base-T、ATM155 1000Base-T 1000Base-Tx、1G Cell 10G Base-T …… } 元件测试 } 链路测试 } 应用测试 …… f NEXT 模块limits 线材limits 跳线limits PL CH 参数分布比较图举例

6 元件级测试—305米整箱线参考测试 测试连线方法1：直接连接适配器 单端快速检测(305m) 只测试NEXT/RL，建议自建修正参考值表
测试连线方法2：二次跳连适配器，可以增长适配器寿命 适合于生产预检、选型测试、进货验收参考测试

7 元件质量检测—数据电缆质量验收测试(100m)
按照ISO/IEC 11801:2009认证线缆 按照下图的方法进行测试，最大的问题是适配器的连接头包含在测试结果中 此处，任何线对绞结松动和开绞误差都会额外增加回波损耗 同时，如果线对之间距离太近也会增加近端串扰

8 ISO/IEC 11801:2009 按照此标准认证线缆需要 DTX-1800 线缆分析仪
DTX-LABA/MN 实验室分析适配器 (2个) DTX-REFMOD 适配器校准模块 DTX-LABA/MN测试适配器 DTX-REFMOD短路校准模块

9 元件质量检测—跳线认证测试 跳线质量将直接影响到链路质量 我们需要一种方法去测试跳线 水晶头质量、电缆质量
匹配性、工艺、一致性、稳定性均有难度，手工制作习惯性不稳定 偏差呈随机分布 我们需要一种方法去测试跳线 IEC 是一个跳线认证方式的标准 ISO/IEC 11801包含常用的一些测试极限 ANSI/TIA/EIA-568-C包含了测试极限和认证方式

10 可以使用通道适配器去测试跳线？ 通道终点 通道起点 不可以！ 标准规定通道测试不包括与适配器相连接的那部分参数(被剔除)
它不包括RJ45插头，但这却是跳线被我们最关心的地方 通道终点 通道起点 通道测试

11 6A跳线认证测试方案 DTX-LABA/SET + DTX-REFMOD 适配器/插座连线示意图(使用粘合线)
DTX-LABA/MN DTX-LABA/SR DTX-LABA/SET + DTX-REFMOD 适配器/插座连线示意图(使用粘合线) 适合于生产测试、选型测试、进货验收测试

12 IT Generic Cabling for Customer Premises
世界范围内有关布线的常用标准 ISO/IEC 11801:2002 IT Generic Cabling for Customer Premises ISO/IEC11801:2009 ANSI/TIA/EIA 568-B Commercial Building Telecommunications Wiring Standard ISO/IEC 11801:2002 International standard for generic cabling. Often quoted by manufacturers offering 15 year warranties to Class F - 600MHz. Cable testing is only defined to Class E 250 MHz/ EN50173 :2002 Considered as the European version of ISO/IEC It Includes issues specific to Europe such as safety and EMC. ANSI/TIA/EIA 568-B Series The series comes in three parts: ANSI/TIA/EIA 568-B.1 -Commercial Building Telecommunications Cabling Standard ANSI/TIA/EIA 568-B Ohm Twisted Pair Cabling Standard ANSI/TIA/EIA 568-B.3 - Optical Fiber Standards These standards incorporate and refine the technical content of: TIA/EIA TSB67 TIA/EIA TSB72 TIA/EIA TSB75 ANSI/TIA/EIA-568-A-1 - Delay & Delay Skew ANSI/TIA/EIA-568-A-2 - Misc. changes ANSI/TIA/EIA-568-A-3 - Hybrid and Bundled Cables ANSI/TIA/EIA-568-A-4 - Patch Cords ANSI/TIA/EIA-568-A-5 - Category 5e TIA/EIA/IS-729 – Technical Specifications for 100 Ohm Screened Twisted-Pair Cabling These are the addendums added since the original publication of the now obsolete ANSI/TIA/EIA 568-A in 1995. TIA/EIA568-C:2009 EN50173:2002 Performance Requirements Of Generic Cabling Systems EN50173:2007

13 相关标准委员会 ISO 国际标准化组织 ANSI 美国国家标准委员会 TIA 通讯工业委员会 EIA 电气工业委员会标准
GB 中国标准化委员会

14 中国国家与行业标准（测试） GB/T50312-2000（GB50312-2007新标准已经发布） 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范
定义了 CAT5/5E类 定义至100MHz CAT6类 定义至250MHz CAT7类 定义至600MHz 标准的极限取值基本参考ISO11801最新的一些标准

15 ISO /IEC 11801的发展史 D级（相当于5类） 1995年发布 D级（相当于超5类） 2000年发布 定义至100MHz
支持千兆以太网 E级（相当于6类） 2002年发布 定义至250MHz 参数的指标更加严格 Ea级（超六类） 定义至500MHz 参数更加严格 F级（7类）--Fa级（2009最新） 定义至600MHz

16 ANSI/TIA/EIA-568测试标准的发展
Cat 5：1995年10月发布 Cat 5E：2000年1月发布 定义至100MHz 支持千兆以太网 Cat 6：2002年6月发布 定义至250MHz 参数的指标更加严格 Cat6a：2009年 定义至500MHz

17 现场链路级测试常用方式和测试模型

18 为什么进行现场测试？ 安装的电缆系统是否符合当前或将来网络传输性能的标准 受下列因素影响 元件的性能 电缆 连接元件 施工工艺
电磁干扰EMI 线缆路由 线缆位置

19 链路质量检测 有关标准定义了测试参数和测试限的数值(公式) 定义两种链路的性能指标 永久链路(Permanent Link)
通道(Channel) 定义现场测试仪和网络分析仪进行结果比较的方法 性能的测试限基于 元件的性能指标 并受元件互连的“实际情况”和安装工艺的影响 19

20 实际安装的链路——通道 HUB 或交换机 CP * 插座 跳线 水平电缆 跳线 站点 配线架 配线间 工作区 * 固定连接点（可选的）

21 链路测试模型之一--通道(Channel,信道)
CP * 插座 通道起点 设备跳线 通道终点 水平电缆 用户跳线 站点 配线架 工作区 配线间 * 汇聚点(可选的)

22 TIA568C文本中定义的通道模型 C Channel under test F B WA CP C2 Legend Work area
equipment Equipment In TR Cables and cords Work area cord Optional transition cabling Horizontal Cabling A C1, C2 Connection hardware Telecommunications outset’ Optional Transition/consolidation Horizontal cross-connector connector point connector interconnect Maximum length B + C 90 m (295 ft) D E C1 A + B + C 10 m (32.8 ft) Patch cord or Jumper cable Telecommunications room equipment cord 本图摘自TIA568C

23 链路测试模型--永久链路 配线架 水平电缆 配线间 工作区 CP * 插座 * 汇聚点(可选的) 测试跳线 测试跳线 永久链路终点
永久链路起点 测试跳线 水平电缆 配线间 工作区 * 汇聚点(可选的)

24 TIA568C文本中定义的永久链路模型 C Permanent Link under test F B WA CP C1 Legend
instrument Cables and cords Test equipment cord Optional Transition Cable Horizontal Cabling Connection hardware Telecommunications outset’ Optional Transition/consolidation Horizontal cross-connector connector point connector interconnect Maximum length B + C 90 m (295 ft) 本图摘自TIA568C

25 从另一种角度看测试模型的差别 C1 C2 (PP) CP TO 通道 包含可选的固定连接点 C2 (PP) CP TO 永久链路
通道终点 通道起点 通道 (cross-connect) 包含可选的固定连接点 OK C2 (PP) CP TO 永久链路 永久链 路终点 永久链 路终点 不包含测试跳线 25

26 测试模型的选择 元件级测试请使用相应适配器(电缆、跳线、插座) 利用用户跳线进行通道测试 IEEE 对布线安装的说明
TIA, ISO, EN 对布线安装的说明 端到端的测试 通常是布线系统的用户所关心的 实际使用中跳线可能多次被更换 建议采用“永久链路测试”+“跳线测试”≥“通道测试” 的方式 对已安装电缆进行永久链路的测试 TIA-568C、ISO、EN 等标准化组织已定义了永久链路 通常用于综合布线完成时对集成商的验收 何为“永久链路测试”+“跳线测试”≥“通道测试”？ 由于链路标准是最终包容性标准，允许各个段之间有所补偿，比如，如果永久链路测试不合格，则换上质量很好的跳线以后用通道测试模型进行测试则可能通过；反之，如果跳线质量很差，但永久链路质量很高，则使用通道测试的结果也可能是“通过”。由于跳线可能在今后几年甚至几十年内随着设备的更换或者拓扑结构的调整被多次更换，潜伏的问题可能就会在此时出现，这对高可靠性网络来说是不允许的。 工程验收的时候使用永久链路模式，实际开通之前测试跳线质量，这样的测试模式比测试通道更能保证每个“段”产品的质量--为每个“段”都是合格的。 26

27 仿真/兼容性测试中的“三长三连”、“三长四连”
选型或进场测试中需要搭建仿真链路验证产品的兼容性 六类及以上产品必须兼容 超五类产品偶尔出现不兼容情况 “三长三连”永久链路 90米、50米、20米，三种长度的仿真链路 包含：配架模块、CP模块、用户插座TO模块等三个模块 “三长四连”通道链路 100米、50米、20米，三种长度的仿真链路 包含：配架模块、二次跳接模块、CP模块、用户插座TO等4个模块 100米代表最长链路，通常考察的是插入损耗、ACR(衰减串扰比)等参数。 50米代表最常用的链路长度，综合考察NEXT等参数。 20米代表短链路，重点考察RL(回波损耗)参数。

28 现场测试参数

29 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 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度
Propagation Delay传输时延 Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

30 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

31 接线图Wire Map 端端连通性 开路(open) 短路(short) 错对(cross) 反接(reverse) 串绕(split)
其它...

32 正确接线 4 5 T568A T568B

33 开路

34 短路

35 跨接/错对

36 反接/交叉

37 串绕 会引起很大的串扰

38 接线故障的定位 与线序有关的故障：错对，反接，跨接等通过测试结果屏幕直接发现问题 与阻抗有关的故障：开路，短路等使用HDTDR定位
与串扰有关的故障：串绕使用HDTDX定位

39 练习测试接线图 旋钮转至SINGLE TEST 移动光标选择接线图 按TEST键 观察测试结果 图示结果及选择的打线标准 分别测试几条故障线

40 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

41 长度Length 时域反射TDR Scan Pulse 开路 发射脉冲 反射脉冲 短路 端接设备 (没有反射)

42 额定传输速度NVP Nominal Velocity of Propagation（NVP）
信号在电缆中传输的速度与光在真空中的速度的比值（以百分比表示） 通常NVP的取值在69%左右 信号在电缆中的传输速度 NVP = X 100% 光在真空中的速度

43 Setting the NVP Incorrect setting can lead to length errors 43

44 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
允许的最大长度判决误差为10％ 计算最短的电气时延 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

45 长度测试实例（一） 选用的是TIA永久链路标准，在长度测试中，出现如下屏幕，为什么测试总结果都是通过的？

46 长度测试实例（二） 使用ISO/IEC 11801:2002标准测试一条链路，其中长度的结果出现如下屏幕，既无通过与失败的判断，也没有极限值，请问怎样解释？

47 长度故障的定位技术——TDR DTX/DSP系列都能够报告电缆“异常” ： 仪器检测到“严重的信号反射” 在设置中可确定反射的门限值
反射表示在被测的链路中有阻抗的改变 仪器可报告异常的距离(位置)

48 练习测试长度 旋钮转至SINGLE TEST 移动光标选择长度 按TEST键 观察测试结果 数值结果与极限值 分别测试长度不同的几条链路
注意同一链路中不同线对的长度差异

49 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

50 Propagation Delay传输时延
最大 555 ns 信号在发送端发出后到达接收端所需要的时间

51 Propagation Delay传输时延
传输时延测试结果

52 练习测试传输时延 旋钮转至SINGLE TEST 移动光标选择传输时延 按TEST键 观察测试结果 数值结果与极限值

53 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

54 Delay Skew 时延偏离 由于不同线对间的绞结率的微小差别会造成传输时延的偏差 最大50ns

55 Delay Skew 时延偏离 时延偏离测试结果 延时偏离的指标对于 1000BASE-T千兆应用 布线系统是至关重要的。

56 练习测试时延偏离 旋钮转至SINGLE TEST 移动光标选择时延偏离 按TEST键 观察测试结果 数值结果与极限值

57 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

58 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减
链路中传输所造成的信号损耗(以分贝dB表示) 信号源 信号接 收器 dB Loss

59 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减
能量有损失

60 衰减是频率的函数 标准极限值 衰减实测结果

61 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 影响 过量衰减会使电缆链路传输数据不可靠

62 衰减故障的定位 不可能直接对衰减进行故障定位 辅助手段： 测试长度是否超长 直流环路电阻 阻抗是否匹配

63 练习测试衰减 旋钮转至SINGLE TEST 移动光标选择插入损耗 按TEST 观察测试结果 数值结果 曲线结果

64 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

65 串扰 串扰是测量来自其它线对泄漏过来的信号

66 NEXT近端串扰 NEXT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

67 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

68 近端串扰与噪声 近端串扰是线缆系统内部产生的噪声 DTX/DSP系列都可发现是否有外部噪声 如果有外部噪声， 噪声源必须用其它设备查找并排除

69 线对间的近端串扰测量 共计6种组合 AB A C A D B C B D C D A B C D

70 NEXT是频率的复杂函数 NEXT实测曲线 极限值

71 NEXT的测试要求 近端串扰测试的采样步长: 频率段(MHz) 最大采样步长(MHz) 1-31.25 0.15 31.26-100
0.25 0.50

72 因此：传统NEXT测量3500多次 F1 F2 As mentioned before, when measuring NEXT, a signal is put into one pair and the voltage is measured on the adjacent pair. There are four pairs normally in Cat5 cable, giving 6 different NEXT combinations. Pair 1,2 & 4,5 Pair 1,2 & 3,6 Pair 1,2 & 7,8 Pair 3,6 & 4,5 Pair 3,6 & 7,8 Pair 4,5 & 7,8 A frequency is chosen, say 1MHz, this signal is fired into one pair and the voltage measured on the adjacent pair. The frequency is then increased to say 1.15MHz and the measurement then repeated. This is done all the way to 100MHz for all 6 combinations. This is the traditional way of making measurements there is an alternative...... F3 72

73 + = + + . 正弦波和脉冲波 The alternative is........
Every square pulse is made up of an infinite number of added sine waves. Knowing this, wouldn’t it be nice to get these sine waves out as we could then carry out NEXT measurements very quickly. This can be done by using something call Fourier Analysis. This is a mathematical method of extracting the sine waves. + + . 73

74 数字式NEXT测量 74

75 测量NEXT 从近端（主机端）检查问题：问题靠近主机端 近端 远端 1 2 3 6 1 2 3 6 100 发送线对 接收线对

76 测量NEXT 从远端（智能远端）检查问题：问题靠近远端 近端 远端 结论：由于受到衰减的影响，NEXT必须进行双向测试 发送线对 接收线对
近端 远端 1 2 3 6 发送线对 100 100 接收线对

77 4dB原则 当衰减小于4dB时,可以忽略近端串扰值 这一原则只适用于ISO11801:2002标准
4-5线对在68.0MHz处的衰减是4dB

78 NEXT故障的定位 使用HDTDX技术定位NEXT的具体位置 HDTDX是基于数字信号处理技术（DSP）。
本例中问题主要在连接器处，有位置标记

79 练习测试NEXT 旋钮转至SINGLE TEST 移动光标选择NEXT 按TEST 观察测试结果 数值结果 曲线结果

80 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

81 综合近端串扰PS NEXT 综合近端串扰是一对线感应到的所有其它绕对对其的近端串扰的总和 工作站 通讯出口 电缆 配线架 Hub

82 “综合的概念” 一对线感应到其他三对的串扰影响

83 综合近端串扰PS NEXT 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

84 综合近端串扰PS NEXT PS NEXT实测算曲线 极限值

85 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

86 链路 回波损耗Return Loss R/2 R R/2 回波损耗——由于阻抗不连续/不匹配所造成的反射 测量整个频率范围内信号反射的强度
产生原因是特性阻抗之间的偏离 线缆在生产过程中的变化 连接器件 安装 源端的 输入信号 链路 负载端的 信号衰减 R/2 R R/2 源端的 反射信号 负载端的 反射信号

87 ∫ 什么是特性阻抗？ f(ℓ) Zc= f(ℓ)dℓ or (Ω) 双绞线的阻抗 等效阻抗(均匀长线Ω) 电缆微段等效电路(四端网络)
不是电阻，而是描述传输高频信号时电缆的电磁感应分布特性的一个特殊参数 电缆中每个微分段(△ℓ)的电阻、电容、电感的分布感应值都是不一样的 分析方法：计算微分电缆段的感应值分布函数，换算成四端网络参数等效值f(ℓ) 等效值的单位碰巧是“欧姆” 不是集总参数----需用高频、微波和长线、微带线、带状线甚至波导、天线等传输理论进行特性分析 比如路和场的分析方法或者路/场相结合的分析方法 △ℓ 软铜电阻系数R0= Ω(mm)2/m f(ℓ) C0 L0 R0 △ℓ G0 C’ L’ R’ △ℓ G’ ∫ +∞ Zc= f(ℓ)dℓ or (Ω) 等效阻抗(均匀长线Ω) 电缆微段等效电路(四端网络)

88 √ √ ( ) σ - 平行双线 同轴线 µ D ㏑ π d µ 2D-d ㏑ 电感L’(H/m) d 2D-d ㏑ π ε d D ㏑ π
影响双线特性阻抗的分布参数运算公式 平行双线 同轴线 2π d µ D ㏑ π d µ 2D-d ㏑ 电感L’(H/m) d 2D-d ㏑ π ε d D ㏑ π ε 2 电容C’ (F/m) √ πd µ 2σ c ω √ π f σ 1 + d D - ( ) 电阻R’ (Ω /m) c d 2D-d ㏑ π σ d D ㏑ π σ 2 电导G’ (Ω /m) 88

89 注意这些公式存在的共同点 通过分析上面的计算公式，我们可以得出大体上影响特性阻抗的因素包括：导体中心距，导体直径和绝缘材料的等效介电常数。
D:表示两导体中心距 d:表示中心导体直径 ε:绝缘材料等效介电参数 通过分析上面的计算公式，我们可以得出大体上影响特性阻抗的因素包括：导体中心距，导体直径和绝缘材料的等效介电常数。 Impedance measures the resistance that opposes the flow of alternating current (ac)—and network data is a type of high-frequency ac. Values are determined by physical parameters such as the size of the conductors, the distance between conductors, and the properties of the cable’s insulation material. Proper signal transmission and network operation requires a constant characteristic impedance throughout a cabling link (the system’s cables and connectors) for each frequency. UTP/FTP cables specified for LAN use shall have a characteristic impedance of 100W ±15% in the frequency range from 1 MHz up to the highest referenced frequency (when measured in accordance with ASTM D 4566 Method 3). At low frequencies, the characteristic impedance of a UTP/FTP link tends to be high (up to 115W at 1 MHz) at the higher frequencies, the characteristic impedance tends to be low (as low as 85W at 100 MHz). Abrupt changes in characteristic impedance (which are called impedance discontinuities or impedance anomalies) will cause signal reflections. If the signal travelling along a link encounters a sudden change in characteristic impedance, part of this signal is reflected and bounces back in the direction from which it came. You can compare this to a wave on the surface of a pond or lake that bumps into an object; the wave is reflected by this object. The reflected signal is superimposed on the oncoming signals and corrupts the signal fidelity (more precisely, it creates signal jitter). Jitter and the other effects of reflections may cause problems when the receiver circuits attempt to decode such signals. A receiver or decoding failure results in network communications faults. The Fluke DSP Series testers measure characteristic impedance. This measurement is an input impedance measurement which provides an average value for the characteristic impedance of an installed cabling link with the prime objective to detect signal reflections and impedance anomalies. Characteristic Impedance is no longer required for current standards such as ANSI/TIA/EIA-568-B and ISO/IEC 11801:2002. 89

90 双绞线的RL缺陷 线对结构的缺陷 粘合线对的均匀结构 90

91 跳线经过缠绕和扭曲处理后 非粘合线对RL性能曲线 粘合线对RL性能曲线 91

92 跳线回波损耗的缺陷 使用跳线的目的是为网络设备与布线系统提供灵活的连接，但其结构造成了对RL性能影响。对于稳定的回波损耗最重要的参数之一是每个导体的整体对称性 92

93 多股细线在整条导线上形成或高或低的坑洼点，使导体间距产生变化，导致回波损耗性能变差
93

94 回波损耗Return Loss 用回波损耗表示特性阻抗的影响更准确，Return Loss (RL)测量沿线路上所有位置上由于阻抗不匹配引起反射. Return Loss (dB): 对反射信号的总计。 The impact of incorrect characteristic impedance values is more accurately measured and represented by the quantity called return loss. Return Loss (RL) is a measure of all reflections that are caused by the impedance mismatches at all locations along the link and is expressed in decibel (dB). A good match between characteristic impedance and termination resistance in the equipment provides for a good transfer of power to and from the link and minimises reflections. The return loss measurement varies significantly with frequency. One source of return loss is due to (small) variations in the value of the characteristic impedance along the cable. The property Structural Return Loss (SRL) summarises the uniformity in cable construction. SRL is to be measured and controlled during the cable manufacturing process. Another source is caused by reflections from inside the installed link, mainly from connectors. Mismatches predominantly occur at locations where connectors are present, but can also occur in cable where variations in characteristic impedance along the length of the cable are excessive. The main impact of return loss is not on loss of signal strength but rather the introduction of signal jitter. Signal reflections truly cause loss of signal strength but generally this loss due to return loss does not create a significant problem. The DSP Series testers also show the wire pair and frequency where the worst-case return loss margin was measured. The cursor may be moved along the frequency axis in the display by using the left/right arrow keys on the front panel of the instrument. The line in the display below the figure updates the numeric value for the margin at the frequency at which the cursor has been positioned. 94

95 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 站点 网络设备 接收端 输入 接收器 接收器
发送端 输出 反射信号 发送端 输出 站点 网络设备 接收端 输入 接收端 输入

96 3dB原则 当衰减小于3dB时,可以忽略回波损耗值。这一原则适用于TIA和ISO的标准
实例：为什么在46.5MHz处余量已经是-2.5dB，而测试总结果是PASS？（测试标准选用的是ISO11801 Channel Class E）

97 回波损耗的故障定位 接收到的在不同位置发生的反射信号的时间是不同的

98 回波损耗的故障定位——HDTDR

99 练习测试回波损耗 旋钮转至SINGLE TEST 移动光标选择回波损耗 按TEST 观察测试结果 数值结果 曲线结果

100 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比(ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

101 ACR 衰减串扰比(ACR-N) 信号－被衰减 经过衰减的信号和噪声的比 噪声－近端串绕 衰减串扰比或衰减与串扰的差(以dB表示)
类似信号噪声比 对双绞线系统“可用”带宽的表示 信号－被衰减 噪声－近端串绕 经过衰减的信号和噪声的比 衰减串扰比ACR =近端串扰-衰减 (dB) 数值越大越好

102 ACR=传统的信噪比 站点 局域网设备 信号 发送 接收 (Output) (Input) 信号 接收 发送 (Input)
信号：来自另一端的经过衰减的有用信号 噪声：NEXT+外部噪声（此处忽略） 外部噪声 站点 局域网设备 信号 发送 (Output) 接收 (Input) 接收 (Input) NEXT 信号 发送 (Output)

103 ACR 衰减串扰比 看看这里和那里！ 我们需要衰减过的信号（蓝色，粉色）比NEXT（灰色）多 网络设备 信号 （从本地至远端）
从远端至本地） 发送端 输出 接收端输入 站点 看看这里和那里！ 发送端 输出 接收端 输入 网络设备 NEXT （本地） （远端）

104 ACR的故障定位 参考NEXT和衰减的故障定位方法 在ISO标准中是必测值（左图，有通过/失败判断）
TIA标准中仅作为参考（右图，无通过/失败判断）

105 练习测试ACR 旋钮转至SINGLE TEST 移动光标选择ACR 按TEST 观察测试结果 数值结果 曲线结果

106 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

107 串扰 串扰是测量来自其它线对泄漏过来的信号

108 远端串扰FEXT FEXT是测量来自其它线对泄漏过来的信号 FEXT是在信号接收端(远端)进行测量

109 ELFEXT 等效远端串扰 测试远端串扰 类似于测试近端串扰 测试衰减 等效远端串扰(ACR-F远端衰减串扰比） 远端串扰减去衰减(dB)
局域网信噪比的另一种表示方式，即两个以上的信号朝同一方向传输时的情况(例如:1000Base-T)

110 EL FEXT 等效远端串扰 不同线对同时在相同的方向上传输信号 信号：来自另一端的经过衰减的有用信号 噪声：FEXT+外部噪声（此处忽略）
发送端 输出 接收端 输入 FEXT 站点 网络设备 信号 发送端 输出 接收 输入端

111 EL FEXT 等效远端串扰 看看这里！ 我们需要衰减过的信号（蓝色，粉色）比FEXT（灰色）多 网络设备 信号 （从本地致远端） 发送端
输出 输入端接收 站点 发送端输出 输入端 接收 网络设备 看看这里！ FEXT

112 等效远端串扰ELFEXT的故障定位 FEXT发生在离发送端较近的位置

113 等效远端串扰ELFEXT的故障定位 FEXT发生在离发送端较远的位置 两个FEXT信号 几乎在同时到达

114 等效远端串扰ELFEXT的故障定位 时间差别非常小（取决于时延偏离），所以要直接的定位FEXT的故障是不可能的，也是不准确的
如果NEXT和FEXT都没有通过测试，先用HDTDX定位并排除NEXT的故障 如果NEXT没有问题，只是FEXT不通过测试，请检查连接器（线缆中的NEXT和FEXT是直接相关联的，如果FEXT有问题而NEXT是正常的，问题就一定出在连接器上

115 练习测试ELFEXT（ACR-F) 旋钮转至SINGLE TEST 移动光标选择ELFEXT 按TEST 观察测试结果 数值结果 曲线结果

116 现场需要测试的参数 Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕) Length长度 Propagation Delay传输时延
Delay Skew 时延偏离 Insertion Lose插入损耗/Attenuation衰减 NEXT近端串扰 PS NEXT 综合近端串扰 Return Loss 回波损耗 ACR 衰减串扰比（最新标准参数名称修改ACR-N) EL FEXT 等效远端串扰(最新标准参数名称修改ACR-F) PS ELFEXT综合等效远端串扰(最新标准参数名称修改PS ACR-F)

117 综合等效远端串扰PS ELFEXT（PS ACR-F)
信号 ELFEXT (信号的分贝差ACR-F) FEXT PSFEXT Attenuation

118 综合等效远端串扰PS ELFEXT PSELFEXT实测曲线 极限值

119 综合等效远端串扰PS ELFEXT 综合等效远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）

120 布线系统中的信号噪声比 影响高性能网络传输的重要因素 都来自于布线系统本身 回波损耗RL 衰减串扰比ACR 等效远端串扰ELFEXT

121 测试结果分析

122 测试报告中有关通过/失败的规定 测试结果 评估结果 所有测试都通过 一项或多项 通过* 一项或多项 失败* 一项或多项测试是失败
通过和通过*都是标准认可的通过 失败和失败*都是需要修复并重新测试的 测试结果 评估结果 所有测试都通过 通过 一项或多项 通过* 所有其它测试都通过 一项或多项 失败* 其它所有测试都通过 失败 一项或多项测试是失败

123 最差余量与最差值 标准要求同时报告最差余量与最差值 余量：实际测试值与极限值的差值 最差值：全频率量程范围内测量到的最差值
最差余量：在测试通过时全频率量程范围内实际测试值与极限值最接近点处的差值，如测试不通过，就是差值的绝对值最大值 最差值：全频率量程范围内测量到的最差值

124 最差余量与最差值：测试通过

125 最差余量与最差值：测试失败

126 故障诊断 126

127 HDTDX和HDTDR HDTDX：高精度时域串扰分析 FLUKE网络公司专利技术 用于解决与NEXT有关的故障定位
在一对线上发信号，在另一对线上测量时域内的近端串扰幅值 HDTDR：高精度时域反射分析 通用技术 用于解决与特性阻抗不匹配有关的故障定位 在一对线上发信号，在同一对线上测量时域内的反射值

128 HDTDX 3,6-4,5线对间NEXT不合格，HDTDX显示在3米处NEXT不合格

129 HDTDX 如何从HDTDX屏幕看出NEXT是否有问题？ 首先必须明白哪些地方NEXT指标最容易不通过。（连接器）
对于Cat 6和Cat5e，好的连接器位置典型HDTDX值应<17.5，当>17.5的时候这些连接器耦合有一些问题。（可能原因：水晶体质量，压线压得不好，双绞打开太多等） 符合要求的连接点将能为永久链路和通道满足布线标准的要求提供保障。

130 HDTDR 3,6线对回波损耗不合格，HDTDR显示在23.2米处特性阻抗有不连续现象 TDR进行故障定位时异常反射门限规定值 是15％

131 如何解读标准数据 Limit_Lines_for_DTX_CableAnalyzer**.pdf 131

132 光缆的测试

133 (Fiber Distributed Data Interface)
常见的光缆连接器的类型 SC（Subscriber Connector） MT-RJ VF45 ST（Straight Tip） FDDI (Fiber Distributed Data Interface) OPTIJACK FC（Fiber Connector) LC(Lucent Connector）

134 光缆的接合 机械式 快速 一般不需特殊设备 新技术和连接器改善了接合的损耗(小于 0.1 dB) 应急，少量 熔结 需要特殊设备
长距离链路的唯一方法

135 光缆通常成对使用 Fiber #1 Source Detector Detector Source Fiber #2

136 光源 LED 发光二极管 波长通常为 660nm，850nm或1300nm 窄的光谱(50nm) 低功率 相对便宜 激光光源
大功率 价格昂贵

137 激光产品的级别 Class I － 无危险 Class IIa － 观看时间小于1000秒则安全 Class II － 长期观看有危险
Class IIIa － 直接观看有严重危害 Class IIIb － 直接辐射对眼睛和皮肤有严重伤害 Class IV － 直接观看或散射对眼睛和皮肤有严重伤害

138 光缆的测试标准

139 散射限制光缆的长度 光的传输速度与光缆材料有关 传输速度与波长和模式有关
散射的测量是以单位长度内的脉冲宽度（时间），常用单位是nsec/km 高速数据时散射非常重要 在损耗测试之前，散射限制了多模光缆的长度 检测已安装光缆的长度以保证正常工作是很重要的

140 光缆链路的损耗 如果损耗过高，抵达接收端的信号过小而使通讯不可靠 检测安装链路的损耗以确保可靠传输 光缆越长，连接点和接合点越多则损耗越大
如果有损坏的光缆，连接头等则损耗大于正常情况

141 光缆链路的测试标准 通用标准 与应用无关的安装光缆的标准 基于电缆长度，适配器以及接合的可变标准
例如：TIA/EIA-568-B.3, ISO11801, EN50173 LAN应用标准 特定应用的标准 每种应用的测试标准是固定的 例如：10BASE-FL，Token Ring，100BASE-FX, 1000BASE-SX，1000BASE-LX，ATM，Fiber Channel

142 光缆测试 对于光缆测试，有两种情况： 水平光缆 从设备间到工作区的光缆 最大长度: 100m
ANSI/EIA/TIA 568 B.1标准的要求: “需要在一个波长…… 一个方向进行测试” 主干光缆 设备间到设备间的光缆 ANSI/EIA/TIA 568 B.1标准的要求： “需要在一个方向和两个波长上进行测试”

143 TIA TSB140标准 已于2004年2月批准 对光缆定义了两个级别（Tier）的测试： Tier 1： Tier 2： 测试长度与衰减
使用光损耗测试仪或VFL验证极性 Tier 2： Tier 1再加上OTDR曲线 证明光缆的安装没有造成性能下降的问题(例如弯曲，连接头，熔接问题)

144 损耗极限值标准（局域网光纤） 常见测试标准标准：TIA 568B (MM 1300nm) MM 850 单位损耗 单位损耗
单位损耗 单位损耗 光缆损耗： 1.5dB/km dB/km 适配器损耗： 0.75dB dB 光缆接合损耗： 0.3dB dB TIA 568B (SM 1310nm&1550nm) 光缆损耗： 1.0dB/km 适配器损耗： 0.75dB 光缆接合损耗： 0.3dB

145 IEEE 802.3z(Gigabit Ethernet)
1000BASE-SX (850 nm 激光) 损耗 距离 62.5 微米多模光纤: 3.2 dB m 50 微米多模光纤: 3.9 dB m 1000BASE-LX (1300 nm 激光) 62.5微米多模光纤: 4.0 dB m 50 微米多模光纤: dB m 8/125单模光纤: dB m

146 光缆链路的损耗 光缆接合损耗 连接器损耗 连接器损耗 光源 光功率计 光缆损耗 光缆损耗 连接光缆的 损耗几乎为零 连接光缆的 损耗几乎为零

147 损耗极限值的计算 + = 实例： 测试标准标准： TIA 568B (1300nm) 单位损耗 数量 损耗
单位损耗 数量 损耗 光缆损耗： 1.5dB/km 0.5km 0.75dB 适配器损耗： 0.75dB dB 光缆接合损耗： 0.3dB 0 0 总损耗： dB + =

148 损耗(衰减)测试 光功率损耗或衰减 测量通过光缆后能量的损耗 包括光缆的通断 光源 功率计 dB Loss

149 损耗测量是测量功率的差 1. 测量无被测光缆时的功率（设置参考值） 2. 连接被测光缆后重新测量(增加了一个适配器)
1. 测量无被测光缆时的功率（设置参考值） 例如： 测量值为-20dBm 此为参考功率（零损耗） 发射端 连接电缆 接收端 连接电缆 光源 光功率计 2. 连接被测光缆后重新测量(增加了一个适配器) 测量值为-23dBm 发射端 连接电缆 接收端 连接电缆 光源 光功率计 增加了一个适配器 3. 损耗是测量值与参考值的差值（本例为3dB）

150 光缆故障的原因 光缆熔接不良(有空气) 光缆断裂或受到挤压 接头处抛光不良 接头处接触不良 光缆过长 核心直径不匹配 填充物直径不匹配
弯曲过度(弯曲半径过小)

151 连接不洁净的损耗 低损耗光缆的大敌是不洁净的连接 灰尘阻碍光传输 手指的油污影响光传输 不洁净光缆连接器可扩散至其它连接器 每次连接时要清洁
使用光缆检测器(Fiber Scope)检查连接头表面的清洁度

152 耦合损耗——核心直径不匹配 光缆接合，连接以及测试仪器的接口的损耗 截面不匹配 间隙损耗 轴心不匹配 角度不匹配

153 光缆的弯曲 光缆对弯曲非常敏感 如果弯曲半径大于2倍的光缆外径，大部分光保留在光缆核心内 单模光缆比多模光缆更敏感

154 DTX-FTM 现有两种类型的模块 DTX-MFM2多模光缆模块 DTX-SFM2单模光缆模块 波长为：850nm/1300nm
双向测试能力 LED 光源 集成 VFL DTX-SFM2单模光缆模块 波长为1310nm/1550nm 双向测试能力 激光光源 集成 VFL Fluke Networks All Rights Reserved

155 损耗测试 – 测试设置 The Smart Remote mode simultaneously tests two fibers, records individual test results for each and will identify failures on either fiber. This method is preferred as it allows the DSP to isolate faults on each of the fibers tested. Conducts tests in duplex fiber arrangements that adhere to TIA/EIA=568-B requirements. (0.75dB per connector in each direction)

156 损耗测试 – 测试设置

157 智能的信息提示

158 总结

159 今天我们介绍了： 布线系统测试标准 现场链路测试方式、参数、结果分析、故障诊断等 光纤链路测试

160 答疑时间