《网络综合布线系统与施工技术》课程教学资源（学习资料）第9章 测试与测试的有关技术

下载 第9章测试与测试的有关技术 9.1测试概述 9.1.1测试内容 测试内容主要包括 1)工作间到设备间的连通状况 2)主干线连通状况 3)跳线测试 4)信息传输速率、衰减、距离、接线图、近端串扰等 这里主要介绍对双绞线的测试 9.1.2测试有关标准 由于所有的高速网络都定义了支持5类双绞线,所以用户要找一个方法来确定他们的电缆 系统是否满足5类双绞线规范。为了满足用户的需要,EIA(美国的电子工业协会)制定了 EIA586和TSB-67标准,它适用于已安装好的双绞线连接网络,并提供一个用于“认证”双绞 线电缆是否达到5类线所要求的标准。由于确定了电缆布线满足新的标准,用户就可以确信他 们现在的布线系统能否支持未来的高速网络(100Mbps)。随着TSB-67的最后通过(1995年10 月已正式通过),它对电缆测试仪的生产商提出了更严格的要求。 对网络电缆和不同标准所要求的测试参数如表9-1、表92或表9-3所示 表9-1网络电缆及对应的标准 电缆类型 网络类型 令牌环4Mbps IEEE 802.5 for 4Mbps UTP 令牌环16Mbps IEEE 802.5 for 16Mbps 以太网 IEEE 802. 3 for 10Base-T RG58/RG58 Foam 以太网 EEE 802.3 for 10Base2 RG58 以太网 IEEE 802.3 for 10Base5 快速以太网 UTP 快速以太网 IEEE 802.3 for 10Base-T UTP 快速以太网 IEEE 802. 3 for 100Base-T4 3,4,5类电缆现场认证 TIA 568.TSB-67 但是,随着局域网络发展的需要,标准也会不断更新内容,读者应注意这方面的信息。 表92不同标准所要求的测试参数 测试标准 接线图 长度 特性阻抗近端串扰衰减 EIA/TIA568A.TSB-67 lObate.T

下载 第9章 测试与测试的有关技术 9.1 测试概述 9.1.1 测试内容 测试内容主要包括： 1) 工作间到设备间的连通状况； 2) 主干线连通状况； 3) 跳线测试； 4) 信息传输速率、衰减、距离、接线图、近端串扰等。 这里主要介绍对双绞线的测试。 9.1.2 测试有关标准 由于所有的高速网络都定义了支持 5类双绞线，所以用户要找一个方法来确定他们的电缆 系统是否满足 5类双绞线规范。为了满足用户的需要， E I A（美国的电子工业协会）制定了 E I A 5 8 6和T S B - 6 7标准，它适用于已安装好的双绞线连接网络，并提供一个用于“认证”双绞 线电缆是否达到5类线所要求的标准。由于确定了电缆布线满足新的标准，用户就可以确信他 们现在的布线系统能否支持未来的高速网络（ 1 0 0 M b p s）。随着T S B - 6 7的最后通过（1 9 9 5年1 0 月已正式通过），它对电缆测试仪的生产商提出了更严格的要求。 对网络电缆和不同标准所要求的测试参数如表 9 - 1、表9 - 2或表9 - 3所示。 表9-1 网络电缆及对应的标准 电缆类型 网络类型 标准 U T P 令牌环4 M b p s IEEE 802.5 for 4Mbps U T P 令牌环1 6 M b p s IEEE 802.5 for 16Mbps U T P 以太网 IEEE 802.3 for 10Base-T RG58/RG58 Foam 以太网 IEEE 802.3 for 10Base2 R G 5 8 以太网 IEEE 802.3 for 10Base5 U T P 快速以太网 IEEE 802.12 U T P 快速以太网 IEEE 802.3 for 10Base-T U T P 快速以太网 IEEE 802.3 for 100Base-T4 U R P 3，4，5类电缆现场认证 TIA 568,TSB-67 但是，随着局域网络发展的需要，标准也会不断更新内容，读者应注意这方面的信息。 表9-2 不同标准所要求的测试参数 测试标准 接线图 电阻 长度 特性阻抗 近端串扰 衰减 E I A / T I A 5 6 8 A , T S B - 6 7 * * * 1 0 b a s e - T * * * * *

274b4brAmrerKHkChinapub.com 下载 (续) 测试标准 接线图 电阻 长度 特性阻抗近端串扰衰减 10Base5 IEEE 802.5 for 4Mbps IEEE 802.5 for 16Mbp 100Base-T IEEE 802. 12 100Base VG 表93电缆级别与应用的标准 频率量程 EEE8025Mbps令牌环 IEEE 802.3 for 10Base-T EE 802.12 100Base. VG EEE8023for10Base-T4以太网 ATM5184/25.92/12.96Mbps 1-20MHZ EE 802.5 16Mbps 1-l00MHz IEEE8023100 Base.T快速以太网 ATM 155Mbps 600MHZ 注*表示国际标准化组织还没有通过正式标准 (1)TSB-67测试的主要内容 TSB-67包含了验证TIA568标准定义的UTP布线中的电缆与连接硬件的规范。对UTP链路 测试的主要内容有: 1.接线图( Wire Map) 这一测试是确认链路的连接。这不仅是一个简单的逻辑连接测试,而是要确认链路一端的 每一个针与另一端相应的针连接,而不是连在任何其他导体或屏幕上。此外, Wire Map测试要 确认链路缆线的线对正确,而且不能产生仼何串绕( Split Paires)。保持线对正确绞接是非常 重要的测试项目。 如图9-1所示,端到端测试会显示正确的连接(用万用表就可以测试),但这种连接会产生 极高的串扰,使数据传输产生错误 图91分离线对配线 正确的连线图要求端到端相应的针连接是:1对1,2对2,3对3,4对4,5对5,6对6,7对7, 8对8,如表94所示

（续） 测试标准 接线图 电阻 长度 特性阻抗 近端串扰 衰减 1 0 B a s e 2 * * * 1 0 B a s e 5 * * * IEEE 802.5 for 4Mbps * * * * * IEEE 802.5 for 16Mbps * * * * 1 0 0 B a s e - T * * * * * IEEE 802.12 100Base-VG * * * * * 表9-3 电缆级别与应用的标准 级 别 频率量程 应 用 3 1～1 6 M H z IEEE 802.5 Mbps 令牌环 IEEE 802.3 for 10Base-T IEEE 802.12 100Base-VG IEEE 802.3 for 10Base-T4以太网 ATM 51.84/25.92/12.96Mbps 4 1～2 0 M H z IEEE 802.5 16Mbps 5 1～1 0 0 M H z IEEE 802.3 100Base-T快速以太网 ATM 155Mbps 6 * 2 0 0 M H z 7 * 6 0 0 M H z 注 *表示国际标准化组织还没有通过正式标准。 (1) TSB-67测试的主要内容 T S B - 6 7包含了验证T I A / 5 6 8标准定义的U T P布线中的电缆与连接硬件的规范。对 U T P链路 测试的主要内容有： 1. 接线图（Wire Map） 这一测试是确认链路的连接。这不仅是一个简单的逻辑连接测试，而是要确认链路一端的 每一个针与另一端相应的针连接，而不是连在任何其他导体或屏幕上。此外， Wire Map测试要 确认链路缆线的线对正确，而且不能产生任何串绕（ Split Paires）。保持线对正确绞接是非常 重要的测试项目。 如图9 - 1所示，端到端测试会显示正确的连接（用万用表就可以测试），但这种连接会产生 极高的串扰，使数据传输产生错误。 图9-1 分离线对配线 正确的连线图要求端到端相应的针连接是：1对1，2对2，3对3，4对4，5对5，6对6，7对7， 8对8，如表9 - 4所示。 274计计网络综合布线系统与施工技术 下载

第9章测试与测试的有关技术 275 表94正确的接线 7 如果接错,便有开路、短路、反向、交错和串对等5种情况出现 2.链路长度 每一个链路长度都应记录在管理系统中(参见TIA/EIA606标准)。链路的长度可以用电子 长度测量来估算,电子长度测量是基于链路的传输延迟和电缆的NVP(额定传播速率 Nominal Velocity of Propagation)值而实现的。NVP表示电信号在电缆中传输速度与光在真空中传输速 度之比值。当测量了一个信号在链路往返一次的时间后,就得知电缆的NVP值,从而计算出链 路的电子长度。这里要进一步说明,处理NVP的不确定性时,实际上至少有10%的误差。为了 正确解决这一问题,必须以一已知长度的典型电缆来校验NVP值。 Basic link的最大长度是 90m,外加4m的测试仪误差,专用电缆区的长度为94m, Channel是最大长度是100m。 计入电缆厂商所规定的NVP值的最大误差和长度测量的TDR(时域反射, Time domain Reflectometry)技术的误差,测量长度的误差极限如下 Channel100m+15%×100m=115m Basic Link 94m+15%x94m=1081m 如果长度超过指标,则信号损耗较大 时线缆长度的测量方法有两种规格: Basic link和 hannel. channel也称为 User link,将 在本章测试工具一节中介绍 NVP的计算公式如下 NVP=(2×L)/(T×c) 电缆长度 T—信号传送与接收之间的时间差; c真空状态下的光速(30000000m/s) 般UTP的NVP值为72%,但不同厂家的产品会稍有差别 3.衰减 衰减是沿又一个的信号损失度量,是指信号在一定长度的线缆中的损耗。衰减与线缆的长 度有关,随着长度增加,信号衰减也随之增加,衰减也是用“dB”作为单位,同时,衰减随 频率而变化,所以应测量应用范围内全部频率上的衰减。比如,测量5类线缆的 Channel的衰减 要从1~100MHz以最大步长为IMHz来进行。对于3类线缆测试频率范围是1~16MHz,4类 缆频率测试范围是1~20MHz TSB-67定义了一个链路衰减的公式。TSB-67还附加了一个 Basic link和 Channel.衰减允 许值表。该表定义了在20℃时的允许值。随着温度的增加衰减也增加:对于3类线缆每增加1℃ 衰减增加1.5%,对于4类和5类线缆每增加1℃,衰减增加0.4%,当电缆安装在金属管道内时链 路的衰减增加2%~3% 现场测试设备应测量出安装的每一对线的衰减最严重情况,并且通过将衰减最大值与衰减

表9-4 正确的接线 1— —1 2— —2 3— —3 4— —4 5— —5 6— —6 7— —7 8— —8 如果接错，便有开路、短路、反向、交错和串对等 5种情况出现。 2. 链路长度 每一个链路长度都应记录在管理系统中（参见 TIA/EIA 606标准）。链路的长度可以用电子 长度测量来估算，电子长度测量是基于链路的传输延迟和电缆的 N V P（额定传播速率N o m i n a l Velocity of Propagation）值而实现的。N V P表示电信号在电缆中传输速度与光在真空中传输速 度之比值。当测量了一个信号在链路往返一次的时间后，就得知电缆的 N V P值，从而计算出链 路的电子长度。这里要进一步说明，处理 N V P的不确定性时，实际上至少有1 0％的误差。为了 正确解决这一问题，必须以一已知长度的典型电缆来校验 N V P值。Basic Link的最大长度是 9 0 m，外加4 m的测试仪误差，专用电缆区的长度为9 4 m，C h a n n e l是最大长度是1 0 0 m。 计入电缆厂商所规定的 N V P值的最大误差和长度测量的 T D R（时域反射， Time Domain R e f l e c t o m e t r y）技术的误差，测量长度的误差极限如下： Channel 100m+15％×1 0 0 m = 11 5 m Basic Link 94m+15％×9 4 m = 1 0 8 . 1 m 如果长度超过指标，则信号损耗较大。 对线缆长度的测量方法有两种规格： Basic Link和C h a n n e l。C h a n n e l也称为User Link，将 在本章测试工具一节中介绍。 N V P的计算公式如下： N V P＝（2×L）/（T×c） 其中：L—电缆长度； T—信号传送与接收之间的时间差； c—真空状态下的光速（300 000 000m/s）。 一般U T P的N V P值为7 2％，但不同厂家的产品会稍有差别。 3. 衰减 衰减是沿又一个的信号损失度量，是指信号在一定长度的线缆中的损耗。衰减与线缆的长 度有关，随着长度增加，信号衰减也随之增加，衰减也是用“ d B”作为单位，同时，衰减随 频率而变化，所以应测量应用范围内全部频率上的衰减。比如，测量5类线缆的C h a n n e l的衰减， 要从1～1 0 0 M H z以最大步长为1 M H z来进行。对于3类线缆测试频率范围是 1～1 6 M H z，4类线 缆频率测试范围是1～2 0 M H z。 T S B - 6 7定义了一个链路衰减的公式。 T S B - 6 7还附加了一个Basic Link和C h a n n e l的衰减允 许值表。该表定义了在2 0℃时的允许值。随着温度的增加衰减也增加：对于3类线缆每增加1℃， 衰减增加1 . 5％，对于4类和5类线缆每增加1℃，衰减增加0 . 4％，当电缆安装在金属管道内时链 路的衰减增加2％～3％。 现场测试设备应测量出安装的每一对线的衰减最严重情况，并且通过将衰减最大值与衰减 第9章计测试与测试的有关技术计计275 下载

2768C(b 下载 允许值比较后,给出合格(Pass)或不合格(Fail)的结论。如果合格,则给出处于可用频宽 内(5类缆是1~100MHz)的最大衰减值:如果不合格,则给出不合格时的衰减值、测试允许 值及所在点的频率。早期的TSB-67版本所列的是最差情况的百分比限值。 如果测量结果接近测试极限,测试仪不能确定是Pas或是Fail,则此结果用Pass表示,若 结果处于测试极限的错误侧,则只记上Fail Pass/Fail的测试极限是按链路的最大允许长度( Channel是100 m Basic link是94m)设定的 而不是按长度分摊。然而,若测量出的值大于链路实际长度的预定极限,则报告中前者往往带 有星号,以作为对用户警告。请注意:分摊极限与被测量长度有关,由于NVP的不确定性,所 以是很不精确的。 衰减步长一般最大为MHz。 4.近端串扰NEXT损耗(Near- End Crosstalk loss) NEXT损耗是测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号耦合,是对性能评估的最主 要的标准,是传送信号与接收同时进行的时候产生干扰的信号。对于UTP链路这是一个关键的 性能指标,也是最难精确测量的一个指标,尤其是随着信号频率的增加其测量难度就更大。 TSB-67中定义对于5类线缆链路必须在1~100MHz的频宽内测试。同衰减测试一样,3类链路 是1~16MHz,4类是1~20MHz NEXT测量的最大频率步长如表9-5所示 表95NEXT测量的最大频率步长 频率(MHz) 最大步长(kHz) 1~31.15 150 31.25~100 250 图9-2示出了一个典型的NEXT曲线。从曲线的不规则形状可以看出,除非沿频率范围测试 很多点,否则峰值情况(最坏点)可能很容易漏过。所以,TSB-67定义了NEXT测试时的最大 频率步长。 图92NEXT曲线 在一条UTP的链路上,NEXT损耗的测试需要在每一对线之间进行。也就是说对于典型的4 对UTP来说要有6对线关系的组合,即测试6次 串扰分近端串扰和远端串扰(FEXT),测试仪主要是测量NEXT,由于线路损耗,FEXT 的量值影响较小

允许值比较后，给出合格（ P a s s）或不合格（F a i l）的结论。如果合格，则给出处于可用频宽 内（5类缆是1～1 0 0 M H z）的最大衰减值；如果不合格，则给出不合格时的衰减值、测试允许 值及所在点的频率。早期的T S B - 6 7版本所列的是最差情况的百分比限值。 如果测量结果接近测试极限，测试仪不能确定是 P a s s或是F a i l，则此结果用P a s s表示，若 结果处于测试极限的错误侧，则只记上F a i l。 P a s s / F a i l的测试极限是按链路的最大允许长度（C h a n n e l是100m,Basic Link是9 4 m）设定的， 而不是按长度分摊。然而，若测量出的值大于链路实际长度的预定极限，则报告中前者往往带 有星号，以作为对用户警告。请注意：分摊极限与被测量长度有关，由于 N V P的不确定性，所 以是很不精确的。 衰减步长一般最大为1 M H z。 4. 近端串扰N E X T损耗（N e a r-End Crosstalk Loss） N E X T损耗是测量一条U T P链路中从一对线到另一对线的信号耦合，是对性能评估的最主 要的标准，是传送信号与接收同时进行的时候产生干扰的信号。对于 U T P链路这是一个关键的 性能指标，也是最难精确测量的一个指标，尤其是随着信号频率的增加其测量难度就更大。 T S B - 6 7中定义对于5类线缆链路必须在 1～1 0 0 M H z的频宽内测试。同衰减测试一样， 3类链路 是1～1 6 M H z，4类是1～2 0 M H z。 N E X T测量的最大频率步长如表9 - 5所示。 表9-5 NEXT测量的最大频率步长 频率（M H z） 最大步长（k H z） 1～3 1 . 1 5 1 5 0 3 1 . 2 5～1 0 0 2 5 0 图9 - 2示出了一个典型的N E X T曲线。从曲线的不规则形状可以看出，除非沿频率范围测试 很多点，否则峰值情况（最坏点）可能很容易漏过。所以， T S B - 6 7定义了N E X T测试时的最大 频率步长。 图9-2 NEXT曲线 在一条U T P的链路上，N E X T损耗的测试需要在每一对线之间进行。也就是说对于典型的 4 对U T P来说要有6对线关系的组合，即测试6次。 串扰分近端串扰和远端串扰（ F E X T），测试仪主要是测量 N E X T，由于线路损耗， F E X T 的量值影响较小。 276计计网络综合布线系统与施工技术 下载

inapub.com 第9章测试与测试的有关技术 277 NEXT并不表示在近端点所产生的串扰值,它只是表示在所在端点所测量的串扰数值。该 量值会随电缆长度的增长而衰减变小。同时发送端的信号也衰减,对其他线对的串扰也相对变 小。实验证明,只有在40m内测得的NEXT是较真实的,如果另一端是远于40m的信息插座, 它会产生一定程度的串扰,但测试器可能没法测试到该串扰值。基于这个理由,对NEXT最好 在两个端点都要进行测量。现在的测试仪都有能在一端同时进行两端的NEXT的测量 NEXT测试的参照表如表9-6和表9-7所示。 表9-620℃时各类线缆在各频率下的衰减极 频率(MHz) 3类 4类 5类 3类 4类 5类 3.2 2.2 11.5 8.2 0.3 25 114 18.5 24 表9-7特定频率下的NEXT测试极限 最小NEXT 信道 连路 频率(MHz) 3类 40.1 50.6 30.7 45.1 38.6 31.4 39.0 40.7 39.1 31.25 37 上面所述是TSB-67测试的主要内容,但某些型号的测试仪还给出直流环路电阻、特性 抗、衰减串扰比。现介绍如下 Ⅰ)直流环路电阻(TSB-67没有此参数):直流环路电阻会消耗一部分信号能量并转变成热 量,它是指一对电线电阻的和,ISO11801规定不得大于19.292。每对间的差异不能太大(小于 0.19),否则表示接触不良,必须检查连接点。 2)特性阻抗:与环路直流电阻不同,特性阻抗包括电阻及频率1~100MHz间的电感抗及 电容抗,它与一对电线之间的距离及绝缘体的电气特性有关。各种电缆有不同的特性阻抗,对

N E X T并不表示在近端点所产生的串扰值，它只是表示在所在端点所测量的串扰数值。该 量值会随电缆长度的增长而衰减变小。同时发送端的信号也衰减，对其他线对的串扰也相对变 小。实验证明，只有在 4 0 m内测得的N E X T是较真实的，如果另一端是远于 4 0 m的信息插座， 它会产生一定程度的串扰，但测试器可能没法测试到该串扰值。基于这个理由，对 N E X T最好 在两个端点都要进行测量。现在的测试仪都有能在一端同时进行两端的 N E X T的测量。 N E X T测试的参照表如表9 - 6和表9 - 7所示。 表9-6 20℃时各类线缆在各频率下的衰减极限 2 0℃ 信道1 0 0 m 链路9 4 m 频率（M H z） 3类 4类 5类 3类 4类 5类 1 4 . 2 2 . 6 2 . 5 3 . 2 2 . 2 2 . 1 4 7 . 3 4 . 8 4 . 5 6 . 1 4 . 3 4 . 0 8 1 0 . 2 6 . 7 6 . 3 8 . 8 6 5 . 7 1 0 11 . 5 7 . 5 7 . 0 1 0 6 . 8 6 . 3 1 6 1 4 . 9 9 . 9 9 . 2 1 3 . 2 8 . 8 8 . 2 2 0 11 1 0 . 3 9 . 9 9 . 2 2 5 11 . 4 1 0 . 3 3 1 . 2 5 1 2 . 8 11 . 5 6 2 . 5 1 8 . 5 1 6 . 7 1 0 0 2 4 2 1 . 6 表9-7 特定频率下的N E X T测试极限 2 0℃ 最小N E X T 信道 链路 频率（M H z） 3类 4类 5类 3类 4类 5类 1 3 9 . 1 5 3 . 3 6 0 . 0 4 0 . 1 5 4 . 7 6 0 . 0 4 2 9 . 3 4 3 . 3 5 0 . 6 3 0 . 7 4 5 . 1 5 1 . 8 8 2 4 . 3 3 8 . 2 4 5 . 6 2 5 . 9 4 0 . 2 4 7 . 1 1 0 2 2 . 7 3 6 . 6 4 4 . 0 2 4 . 3 3 8 . 6 4 5 . 5 1 6 1 9 . 3 3 3 . 1 4 0 . 6 2 1 . 0 3 5 . 3 4 2 . 3 2 0 3 1 . 4 3 9 . 0 3 3 . 7 4 0 . 7 2 5 3 7 . 4 3 9 . 1 3 1 . 2 5 3 5 . 7 3 7 . 6 6 2 . 5 3 0 . 6 3 2 . 7 1 0 0 2 7 . 1 2 9 . 3 上面所述是T S B - 6 7测试的主要内容，但某些型号的测试仪还给出直流环路电阻、特性阻 抗、衰减串扰比。现介绍如下： 1) 直流环路电阻（T S B - 6 7没有此参数）：直流环路电阻会消耗一部分信号能量并转变成热 量，它是指一对电线电阻的和， I S O 11 8 0 1规定不得大于1 9 . 2 W。每对间的差异不能太大（小于 0 . 1 W），否则表示接触不良，必须检查连接点。 2) 特性阻抗：与环路直流电阻不同，特性阻抗包括电阻及频率 1～1 0 0 M H z间的电感抗及 电容抗，它与一对电线之间的距离及绝缘体的电气特性有关。各种电缆有不同的特性阻抗，对 第9章计测试与测试的有关技术计计277 下载