双绞线和同轴线的现场测试
2010-10-08 10:06:04
作者:ZHOU
责任编辑: zhouzycps
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未经检测的双绞线和同轴电缆不能保证支持高速应用，也不能保证延迟、丢包率等参数是否达标并保持稳定。对于需要精确控制丢包率和时延的应用来说，这可能会引发灾难性后果。布线系统只要遵循严格的设计、施工规范进行安装，并依据标准进行检测，就可以保证很高的可靠性和可用度。本文将分两部分介绍双绞线和同轴电缆的现场测试方法和测试标准，正确评估安装链路的参数和质量，并介绍故障快速定位的方法。
2. 线间干扰
如果线缆安装的时候电缆束很大(比如将48根电缆捆扎在一起)，加上捆扎过紧、过密，则相邻电缆之间的串扰也会较大，同样也会破环线对中正常传输信号。线间干扰又被称作外部串扰，需要对干扰源进行测试(比如TSB-155标准)以便确定是否超标。解决这个问题较好的办法是使用屏蔽线，并保证屏蔽层良好的接地。
标准中常用与外部串扰相关的参数来衡量这些辐射串扰，比如外部近端串扰ANEXT、外部衰减串扰比AACR等等。
3. 环境电磁干扰
由于电缆周围可能存在各种用电设备和信号发射设备，以及其它产生辐射干扰信号的自然现象，这些电磁辐射能量也会进入电缆干扰线对中正常传输的信号。工业环境中需要设法避免或减弱这些辐射能量，比如将电缆与干扰源保持一定的空间距离，采用屏蔽线并良好接地，使用光纤等。
4. 阻抗连续性与回波损耗(RL)
千兆以太网技术有一个特点，就是在一对线中可以同时从两端对发信号，也就是说用一对线对实现双向信号传输。这些信号频率比较高，所占用的物理带宽(MHz)很宽。高频信号传输时与低频信号的传输有很大不同---如果传输信号的介质(比如铜导体)突然改变尺寸，比如将粗细不同的线对进行连接，则很可能会在尺寸改变处产生信号能量的反射(回波)，反射的信号和原来线对中对端传输过来的信号相叠加，就会破坏原来的信号脉冲波形，导致接收端错误识别信号，使得线路误码率上升。
为了测试反射(回波)的能量，我们会计算一对线对的两根导体之间的电磁场分布和感应的关系(分布电容、分布电感、微量电阻)，结果发现我们可以用一个等效的混合参数来代表这种分布感应的关系(分析过程此略)，这个等效参数就叫“特性阻抗”。如果线对的几何结构沿长度方向一直保持均匀不变，则信号能量就一直都不会发生反射，这个特点就叫阻抗的连续性。
类似地，如果突然拉开线对中两根导体之间的间距、或者改变导体间的绝缘层的厚度，那么信号能量在此处也会发生反射。所以，绞结不均匀、导体粗细不均匀、绝缘层厚度不均匀的线对反射现象比较强，也就是存在阻抗不连续问题。同样地，仔细观察一下在电缆与水晶头、水晶头与插座模块、插座模块与电缆等的“机械连接”处，通常也是几何尺寸的突变点，也就是较强的信号能量反射点，阻抗不连续点。
阻抗连续性是我们极力想追求的目标，但实际的电缆链路却常常是阻抗不连续的。通过良好的产品设计可以尽量减小或补偿阻抗异常的点(匹配)。我们需要测试阻抗不连续的程度，以此来了解回波的能量大小，并确保回波能量不会明显干扰正常传输的信号。
标准中常用回波损耗RL这个参数来检验阻抗的连续性，在部分早期标准中则使用等效阻抗这个参数来考察链路中信号反射的程度。因此，测试回波损耗(RL)是一个非常重要的核心参数测试项目。
如果安装工艺比较粗糙(比如过度弯曲、解开双绞线、捆扎过紧等)，或者电缆受到损伤，这些都会破坏电缆链路的阻抗连续性。如果连路中使用了不匹配的模块、水晶头或者跳线，也会造成回波损耗参数的不合格。
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