綜合布線工程檢測淺談
計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和自動控制技術(shù)的飛速發(fā)展，使得智能建筑和家居智能化迅速的進(jìn)入到人們的工作和生活之中。給人們的生活和工作帶來了更多的便利，而且功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用越來越豐富。在這其中，布線系統(tǒng)扮演著一個十分重要的角色。無論是智能建筑還是家居智能化，甚至是一般簡單的網(wǎng)絡(luò)辦公和應(yīng)用，都要用到網(wǎng)絡(luò)布線。綜合布線質(zhì)量的好壞對整個網(wǎng)絡(luò)工程以及今后的各種應(yīng)用，都將產(chǎn)生很大的影響。可以這么說，綜合布線的質(zhì)量是整個智能化建筑發(fā)展的基石。
在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，綜合布線似乎并不引人注意。人們對綜合布線這項(xiàng)比較新的技術(shù)了解較少，也不夠重視。綜合布線的投入一般只占整個網(wǎng)絡(luò)工程的5％左右，而綜合布線檢測的投入更是少得可憐，往往只占到整個網(wǎng)絡(luò)工程的3‰左右，這在一定程度上影響了網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和使用。正是這3‰左右的投入，卻可以在***程度上避免在今后的使用中即架設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和開始網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用后的各種因?yàn)椴季€工程質(zhì)量所造成的故障出現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，在所有網(wǎng)絡(luò)故障中，有70％的故障與布線鏈路有關(guān)。所以，要保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行和后期應(yīng)用，綜合布線工程必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。綜合布線工程檢測也就顯得十分必要和重要了。
綜合布線工程的測試一般分為兩類：驗(yàn)證測試和認(rèn)證測試。驗(yàn)證測試是指在施工過程中由施工人員邊施工邊測試，以保證所完成的每個連接的正確性；認(rèn)證測試是指對布線系統(tǒng)按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐項(xiàng)檢測，以確定布線是否能達(dá)到設(shè)計要求。其中認(rèn)證測試必須是由具有相應(yīng)資質(zhì)的第三方中立檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)在接受委托方的委托請求后，依照標(biāo)準(zhǔn)對布線系統(tǒng)工程的質(zhì)量作出具有法律效應(yīng)的質(zhì)量判定。
在認(rèn)證測試中，最主要的就是標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)既是認(rèn)證測試的方法，也是測試的評判依據(jù)。目前，制定布線標(biāo)準(zhǔn)的組織主要包括：國際標(biāo)準(zhǔn)化委員會ISO/IEC，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會CENELEC和北美的工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會TIA/EIA。我國主要參考執(zhí)行的是美國TIA/EIA 568-B.2（商業(yè)建筑通信布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)）和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IEC 11801（用戶房屋綜合布線標(biāo)準(zhǔn)）。我國編制的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD-T1013-1999（綜合布線系統(tǒng)電氣性能測試方法），是根據(jù)我國樓宇綜合布線系統(tǒng)的驗(yàn)收測試需要和實(shí)際情況制定出的一部測試標(biāo)準(zhǔn)。
該標(biāo)準(zhǔn)于1999年4月發(fā)布，10月1日起實(shí)施。它對綜合布線系統(tǒng)的驗(yàn)收測試提供了具體測試指導(dǎo)和測試方法。與此相關(guān)的國家規(guī)范也已經(jīng)推出，GB/T 50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》；GB/T 50312-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》；GB 50339-2003《智能建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。其中的GB/T 50311-2000和GB/T 50312-2000這兩個規(guī)范只制定到100M 5類布線系統(tǒng)，并沒有涉及與Cat.5e以上的布線系統(tǒng)。2007年4月，新的GB 50311-2007和GB 50312-2007已經(jīng)頒布，已于2007年10月1日起開始實(shí)施，其中將增補(bǔ)對Cat.5e和Cat.5e以上的布線系統(tǒng)的內(nèi)容。
在目前情況下，我們在針對Cat.5e或其以上的布線系統(tǒng)檢測時，就只能采用TIA/EIA 568-B.2了。所以，今年頒布和即將實(shí)施的GB 50311-2007和GB 50312-2007，對我們綜合布線的檢測將提供更明確的參考和依據(jù)。
隨著布線工藝和技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的檢測基本上都是針對Cat.5e或其以上的布線系統(tǒng)。在現(xiàn)有國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)缺失的情況下，我們就按照TIA/EIA 568-B.2進(jìn)行測試。測試的指標(biāo)為12項(xiàng)：
◆ Wiremap（接線圖）；
◆ Length（長度）；
◆ Propagation Delay（傳輸時延）；
◆ Delay Skew（時延差）；
◆ Return Loss（回波損耗）；
◆ Attenuation（衰減）；
◆ (Pair to Pair) NEXT（線對間近端串?dāng)_）；
◆ (Power Sum) NEXT（綜合近端串?dāng)_）；
◆ (Pair to Pair) ELFEXT（線對間等效遠(yuǎn)端串?dāng)_）；
◆ (Power Sum) ELFEXT（綜合等效遠(yuǎn)端串?dāng)_）；
◆ ACR（衰減串?dāng)_比）；
◆ PS ACR（綜合衰減串?dāng)_比）。
接線圖Wiremap指的是布線連接線序。連接正確的線序是保證網(wǎng)絡(luò)性能的基本條件。通常在檢測中遇到的故障為：
◆ 短路（Short）；
◆ 斷路（Open）；
◆ 反向線對（Reverse）；
◆ 交叉線對（Cross Pair）；
◆ 分拆線對（Split Pair）。
短路、斷路、反接、交叉線對這四個故障（如圖1、2、3、4），是比較容易在施工階段的驗(yàn)證測試中就發(fā)現(xiàn)的。其中需要注意的是分拆線對，分拆線對指的是3、4使用一對，5、6使用一對（如圖5）。
分拆線對是很難發(fā)現(xiàn)的。因?yàn)榉植鹁€對只有通過測量NEXT來間接檢測，而且分拆線對通過使用或能手測試儀的測試，基本上都是顯現(xiàn)不出問題的。當(dāng)NEXT測量值較大時，就有可能存在分拆線對差錯（因?yàn)榉植鹁€對會產(chǎn)生NEXT）。分拆線對通常只能支持10M的網(wǎng)絡(luò)，不能達(dá)到100M應(yīng)用。因此，分拆線對的問題只有通過要求安裝人員進(jìn)一步熟悉雙絞線連接和仔細(xì)安裝來避免。
長度Length是測量電纜中每個線對的長度。端至端通道（Channel）的長度應(yīng)小于100m，基本鏈路應(yīng)小于90m。
傳輸時延Propagation Delay是電信號從電纜一端到另一端所必需的時間，是在長度測試中傳輸往返時間的一半。我們在測試中要求這個傳輸延遲不要大于555ns。
延遲偏離Delay Skew在千兆網(wǎng)的應(yīng)用比傳輸時延重要許多。從鏈路的一端到另一端的傳輸，每一對的傳輸時間之間都維持著一定的聯(lián)系，即傳輸最快的線對的傳輸時間和其他三對的傳輸時間之間的差距不能太大。因?yàn)榍д拙W(wǎng)使用四對線同時傳輸一組數(shù)據(jù)，在發(fā)射端拆成四組，在接收端再組成一組。所以如果線對之間的傳輸時間差很大的話，接收端就會丟失數(shù)據(jù)。我們在測試中要求這個差不要大于50ns。
回波損耗Return Loss是由于鏈路阻抗不匹配造成的信號反射，是一對線自身的反射。由于在千兆以太網(wǎng)中用到了雙絞線中的四對線同時雙向傳輸（全雙工），因此被反射的信號會被誤認(rèn)為是收到的信號而產(chǎn)生混亂。回?fù)p用于測量電纜對上因阻抗變化引起的多余噪音。回?fù)p用輸入的測試信號水平與同一電纜端同一線對上反射的噪音信號水平間的比率來表示。回?fù)p比率用dB來測量。回?fù)p的dB值越大，則因電纜中阻抗變化引起的噪音越小（性能越好）。回?fù)p的超標(biāo)主要是因?yàn)檫B接器處的不匹配，也可能發(fā)生于電纜中特性抗阻發(fā)生變化的地方，所以施工的質(zhì)量控制是減少回波損耗的關(guān)鍵。
衰減Attenuation，也稱作插入損耗，指信號幅度沿鏈路傳輸?shù)臏p弱，它是由于電纜的電阻所造成的電能損耗以及電纜絕緣材料所造成的電能泄漏，信號的衰減同現(xiàn)場的溫度、濕度、頻率、電纜長度都有關(guān)系。衰減比率用dB來測量，dB值越小，則衰減越小（所有dB測量值中唯一一個值越小性能越好的）。低的衰減值表示鏈路的性能好，而鏈路越長，頻率越高，衰減就越大。出現(xiàn)此類問題通常是由于使用不合格線纜、插座引起的，經(jīng)常是使用3類線假冒5類線、5類線假冒超5類線，或者使用不配套插座造成的。癥狀表現(xiàn)為近端串?dāng)_、綜合衰減、回波損耗超差，F(xiàn)CS（Frame Check Sequence幀校驗(yàn)）出錯幀超標(biāo)。解決辦法是更換不合格的線纜和插座。
近端串?dāng)_NEXT是Near End Crosstalk的首字母縮寫詞。用于測量因臨近線對間信號耦合引起的噪音。“近端串?dāng)_”通過在一個電纜對上輸入一個已知的測試信號，然后測量同一電纜端另一線對上因多余信號耦合引起的噪音進(jìn)行測量。NEXT用輸入的測試信號水平與同一電纜端另一線對上出現(xiàn)的耦合噪音信號水平間的比率來表示。NEXT比率用dB來測量，dB值越大，則NEXT越少（性能越好）。NEXT需要在UTP（Unshieded Twisted Pair非屏蔽雙絞線）鏈路的所有繞對之間進(jìn)行測試以及從鏈路的兩端進(jìn)行，這相當(dāng)于12對電纜對組合的測量，即“一發(fā)三監(jiān)聽”：
◆ 在1線對上發(fā)送信號，在2、3、4線對上監(jiān)聽信號；
◆ 在2線對上發(fā)送信號，在3、4線對上監(jiān)聽信號；
◆ 在3線對上發(fā)送信號，在4線對上監(jiān)聽信號。
以上六種組合乘以2（包括鏈路的兩端），這樣就有12對電纜繞對組合的測量。串?dāng)_可以通過電纜的絞結(jié)被***限度的減少，這樣信號耦合是“互相抑制的”的。串?dāng)_是因兩個不同的繞對重新組成新的發(fā)送或接受繞對而破壞了絞結(jié)所具有的消除串?dāng)_作用。對于10M的網(wǎng)絡(luò)傳輸來說，如果距離不長，串?dāng)_的影響并不明顯甚至覺察不出來，但對于100M和1000M的網(wǎng)絡(luò)傳輸，串?dāng)_的存在是致命的。近端串?dāng)_故障常見于鏈路中的接插件部位，如接頭超過推薦的13mm等。另外，很可能由于接頭部分不嚴(yán)格，再加上網(wǎng)絡(luò)附近大功率電氣或大功率通訊設(shè)備的使用，因?yàn)楫a(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾。當(dāng)然，一段不合格的電纜同樣會導(dǎo)致串?dāng)_的不合格。
遠(yuǎn)端串?dāng)_FEXT（Far End Crosstalk）和近端串?dāng)_如同孿生兄弟，但性格相反。當(dāng)一對線發(fā)送信號時，近端串?dāng)_從其它對向回反射而遠(yuǎn)端串?dāng)_則從其它對向遠(yuǎn)端反射，所以遠(yuǎn)端串?dāng)_和發(fā)送的信號所走距離和所用時間幾乎相同。但是，千兆網(wǎng)關(guān)心的不是遠(yuǎn)端串?dāng)_，而是等效遠(yuǎn)端串?dāng)_ELFEXT（Equal Level Far End Crosstalk）和綜合等效遠(yuǎn)端串?dāng)_PS ELFEXT。等效遠(yuǎn)端串?dāng)_是遠(yuǎn)端串?dāng)_和衰減信號的比，它通過在一個電纜對的近端輸入一個已知的測試信號，然后測量同一電纜另一端另一線對上的耦合噪音來進(jìn)行測量。PS ELFEXT是Power Sum Equal Level Far End Crosstalk（功率總和等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_）的首字母縮寫詞，用于測量因三個臨近線對上遠(yuǎn)端信號的多余耦合引起的任何電纜對上的噪音。任何線對的“功率總和ELFEXT”通過在該線對和三個其它線對之間測量的ELFEXT的功率總和來計算。ELFEXT和PS ELFEXT比率都是用dB來測算，都是dB值越大，電纜對間的信號耦合越少（性能越好）。
衰減串?dāng)_比ACR（Attenuation-to-Crosstalk Ratio衰減/串?dāng)_比）和綜合衰減串?dāng)_比PS ACR（Power Sum Attenuation-to-Crosstalk Ration功率總和衰減/串?dāng)_比）都是用于比較相對于任何線對因近端串?dāng)_（NEXT和PS NEXT）引起的噪音的信號強(qiáng)度。ACR和PS ACR均不是另外的測量，而是衰減和串?dāng)_的計算結(jié)果：
ACR＝NEXT－attenuation（dB）
PS ACR＝PS NEXT－attenuation（dB）
兩者都是用dB來測量，都是值越大越好。（綜合）衰減串?dāng)_比類似于信噪比，計算出來的值是試圖回答這樣的問題：在傳輸線對上發(fā)送信號時，在接收端收到的衰減過的信號中有多少來自于串?dāng)_的噪聲影響。（綜合）衰減串?dāng)_比直接影響誤碼率，從而決定是否需要重發(fā)。當(dāng)其測試結(jié)果越接近零dB，則鏈路就越不可能正常工作；當(dāng)測試值結(jié)果等于零dB時，表明此時接收到的衰減后的信號和串?dāng)_的信號幅值相等。
綜合布線是一項(xiàng)要求較高的工程，其中的技術(shù)指標(biāo)繁多，全部控制好這些指標(biāo)不是一項(xiàng)簡單的事情。綜合布線檢測的目的就在于此。既可幫助施工方控制綜合布線工程的質(zhì)量，減少在整改的方面投資，優(yōu)質(zhì)的完成工程，又能讓使用方或投資方能夠得到符合設(shè)計要求的應(yīng)用。
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