綜合布線是什么意思

鑒于目前國內結構化綜合布線領域的從業人員素質參差不齊，對測試方法和測試標準的理解存在著偏差，本報將分幾期對布線系統測試所涉及的參數及其測試原理進行一些簡要的介紹，以期拋磚引玉，促進國內同業精英各抒高見，共同推動布線行業的發展。
　　如果五類及六類的新的測試標準能夠按照TIA的原定計劃如期在明年第一季度推出的話，國內的布線產品提供商就將面臨一場嚴峻的考驗。新的測試標準將增加幾項參數，如等電平遠端串擾（ELFEXT）、回波損耗（Return Loss簡稱回損）、延遲差異（Delay Skew）等。這些新增的參數要求將使以前的僅靠一人監工、幾人施工的布線方法成為歷史，布線商手中原有的單向五類電纜測試儀器也將被淘汰。測試將成為一項布線工程不可或缺的組成部分。
　　按照TSB－67標準的要求，在結構化綜合布線系統的驗證測試指標中需要包含接線圖、長度、衰減、近端串擾等四項參數。ISO還要求增加一項參數，即ACR（衰減對串擾比）。針對當前網絡的發展趨勢和六類線的逐漸普及，今年TIA對綜合布線系統的測試標準和測試參數做了增補。增補后的測試參數包括：
接線圖
長度測量
近端串擾(NEXT)
　
累加功率NEXT(PowerSum NEXT，PSNEXT)
　
衰減量(Attenuation)
　
衰減對串擾比(Attenuation Crosstalk Rate，ACR)
　
遠端串擾(FEXT)及等電平遠端串擾(ELFEXT)
　
傳播延遲(Propagation Delay)
　
延遲差異(Delay Skew)
　
結構化回損及回損
頻帶寬
阻抗（Impedance）
直流環路電阻
雜訊
■接線圖
接線圖用來表示錯誤接線的方式。每一條電纜的四對八根線芯的接線圖可以表示：
在每一端點的正確壓線位置
是否與遠端導通
兩芯或多芯的短路
交錯線對
反向線對
分岔線對
其他各種接線錯誤
　　反向是指線對的一端極性相反。交錯是指遠端的兩個線對位置相互對調。分岔指各芯線是以一對一的方式導通著，但物理線對位置分開。特別提醒讀者注意，分岔線對是經常出現的、但是使用簡單的通斷儀器不能被準確地查找出來的接線故障。在10Base－T網絡中，此種接線故障由于網絡對布線系統的要求較寬松而對網絡的整體運行不會產生太大的影響，但是高速以太網測試儀器，如100Base－TX測試儀器的接線圖測試功能都必須能發現這種錯誤。由于五類驗證儀器價格不菲，用戶可選用美國Microtest公司生產的局域網偵測儀MicroScanner，該儀器能全面檢測各種接線問題，價格便宜且方便實用。
■長度測量
　　對銅纜長度進行的測量應用了一種稱為TDR(時間域反射測量)的測試技術。測試儀從銅纜一端發出一個脈沖波，在脈沖波行進時如果碰到阻抗的變化，如開路、短路、或不正常接線時，就會將部分或全部的脈沖波能量反射回測試儀。依據來回脈沖波的延遲時間及已知的信號在銅纜傳播的NVP(額定傳播速率) 速率，測試儀就可以計算出脈沖波接收端到該脈沖波返回點的長度。NVP是以光速(c)的百分比來表示的，如0.75c或75％。
　　返回的脈沖波的幅度與阻抗變化的程度成正比，因此在阻抗變化大的地方，如開路或短路處，會返回幅度相對較大的回波。接觸不良產生的阻抗變化(阻抗異常)會產生小幅度的回波。
　　測量的長度是否精確，取決于NVP值。因此，應該用一個已知的長度數據(必須在15米以上)來校正測試儀的NVP值。但TDR的精度很難達到2％以內，同時，在同一條電纜的各線對間的NVP值，也有4—6％的差異。另外，雙絞線線對實際長度也比一條電纜自身要長一些。在較長的電纜里運行的脈沖波會變形成鋸齒形，這也會產生幾納秒的誤差。這些都是影響TDR測量精度的原因。
　　測試儀發出的脈沖波寬約為20納秒,而傳播速率約為3納秒/米，因此該脈沖波行至6米處時才是脈沖波離開測試儀的時間。這也就是測試儀在測量長度時的“盲區”，故在測量長度時將無法發現這6米內可能發生的接線問題(因為還沒有回波)。
　　測試儀也必須能同時顯示各線對的長度。如果只能得到一條電纜的長度結果，并不表示各線對都是同樣的長度。
　　早期的一些測試儀不是采用TDR原理測量長度，而是以用頻率域方式測量回流損耗的方法來測量阻抗的變化以便計算長度，這種方法在各對線出現長短不等的情況時會發生誤判。
■近端串擾(NEXT)
　　當電流在一條導線中流通時，會產生一定的電磁場，干擾相鄰導線上的信號。頻率越高這種影響就越大。雙絞線就是利用兩條導線絞合在一起后，因為相位相差180度的原因而抵消相互間的干擾的。絞距越緊則抵消效果越佳，也就越能支持較高的數據傳輸速率。
　　近端串擾是指在與發送端處于同一邊的接收端處所感應到的從發送線對感應過來的串擾信號。在串擾信號過大時，接收器將無法判別信號是遠端傳送來的微弱信號還是串擾雜訊。
需要注意的是，表示低NEXT時的值越大(如45dB)，發送的信號與串擾信號幅度差就越大，高NEXT的值就越小(如20dB)，而這是要設法避免的。
　　為了符合5類規格，在電纜端接處的非絞接部分長度不能超過13米。通常會產生過量NEXT的原因有：
使用不是絞線的跳線。
沒有按規定壓接終端。
使用老式的66接線塊。
使用非數據級的連接器。
使用語音級的電纜。
使用插座對插座的耦合器。
　　另外，要特別注意，在鏈路兩端測量NEXT值時，尤其在長度大于40米時，遠端的串擾會被鏈路的衰減所抵消，而無法在近端測量到其NEXT值。在鏈路兩端測量到的NEXT值是不一樣的，因此所有的測試標準都要求在鏈路兩端測量NEXT值。
■衰減量(ATTENUATION)
　　電信號強度會隨著電纜長度而逐漸減弱，這種信號減弱就稱為衰減。它是以負的分貝數(dB)來表示的。數值越大表示衰減量越大，即－10dB比－8dB的信號弱，其中6dB的差異表示兩者的信號強度相差兩倍。例如，－10dB的信號就比－16dB的信號強兩倍，比－22dB則強四倍。影響衰減的因素是集膚效應和絕緣損耗。
　　在頻率高的時候，電流在導體中的電流密度不再是平均分布于整個導體中，而是集中在導體的表面，從而減少了因導體截面而產生的電流損耗。集膚效應與頻率的平方根值成正比，因此頻率越高，衰減量便越大。這也就是為何單股電纜要比多股電纜的導電性能好的原因。
　　溫度對某些電纜的衰減也會產生影響。一些絕緣材料會吸收流過導體的電流，特別是3類電纜所采用的PVC材質，這是因為PVC的氯原子會在絕緣材料中產生雙極子，而雙極子的震蕩會使電信號損失掉一部分電能。在溫度高的時候這種情況會進一步惡化。由于溫度升高會造成雙極子更激烈的震蕩，所以溫度越高，衰減量越大。這就是標準中規定溫度為20℃的原因。
在測量衰減量時，必須確定測量是單向進行的，而不是先測量環路的衰減量后，再除以2而得到的值。
■衰減對串擾比(ACR)
　　由于衰減效應，接收端所收到的信號是最微弱的，但接收端也是串擾信號最強的地方。對非屏蔽電纜而言，串擾是從本身發送端感應過來的最主要的雜訊。所謂的ACR就是指串擾與衰減量的差異量。ACR體現的是電纜的性能，也就是在接收端信號的富裕度，因此ACR值越大越好。在ISO及IEEE標準里都規定了ACR指標，但TIA/EIA 568A則沒有提到它。
　　由于每對線對的NEXT值都不盡相同，因此每對線對的ACR值也是不同的。測量時以最差的ACR值為該電纜的ACR值。如果是與PSNEXT相比，則以PSACR值來表示。
■遠端串擾(FEXT)與等電平遠端串擾(ELFEXT)
　　FEXT類似于NEXT，但信號是從近端發出的，而串擾雜訊則是在遠端測量到的。FEXT也必須從鏈路的兩端來進行測量。
　　可是，FEXT并不是一種很有效的測試指標。電纜長度對測量到的FEXT值的影響會很大，這是因為信號的強度與它所產生的串擾及信號在發送端的衰減程度有關。因此兩條一樣的電纜，會因為長度不同而有不同的FEXT值，所以就必須以ELFEXT值的測量來代替FEXT值的測量。EXFEXT值其實就是FEXT值減去衰減量后的值，也可以將ELFEXT理解成遠端的ACR。當然了，與PSNEXT一樣，對應于ELFEXT值的是PSELFEXT值。
為了測量ELFEXT，測試儀的動態量程(靈敏度)必須比所測量的信號低20dB。
■累加功率NEXT(Power Sum NEXT)
　　PSNEXT實際上是一種計算式，而不是一個測量步驟。PSNEXT值是由3對線對另一對線的串擾的代數和推導出來的。PSNEXT與ELFEXT的測量對像千兆以太網這種必須使用四對線來傳輸信號的網絡來說是非常重要的測試參數。在每一條鏈路上會有四組PSNEXT值。
■傳播延遲(Propagation Delay)
　　傳播延遲是指一個信號從電纜一端傳到另一端所需要的時間，它也與NVP值成正比。一般5類UTP的延遲時間在每米5～7納秒(ns)左右。ISO則規定100米鏈路最差的時間延遲為1微秒(us)。延遲時間是為何局域網要有長度限制的主要原因之一。
■延遲差異(Delay Skew)
　　延遲差異是一種在UTP電纜里傳播延遲最大的與最小的線對之間的傳輸時間差異。有些電纜廠家考慮到銅纜材料的缺點，將一對或兩對線對換成了其它的材料，這樣就會產生較大的時間差異。尤其在運行千兆以太網的應用時，過大的時間差異會導致同時從四線對發送的信號無法同時抵達接收端的情況。一般要求在100米鏈路內的最長時間差異為50納秒，但最好在35納秒以內。
■結構化回損
　　結構化回損(SRL，Structural Return Loss)所測量的是電纜阻抗的一致性。由于電纜的結構無法完全一致，因此會引起阻抗發生少量變化。阻抗的變化會使信號產生損耗。結構化回損與電纜的設計及制造有關，而不像NEXT一樣常受到施工質量的影響。SRL以dB表示，其值越高越好。