综合布线系统的通信链路是否符合设计标准,是否满足当前或将来网络传输性能的要求,主要受3个因素的影响:一是布线元器件的性能,包括线缆和连接件;二是安装施工工艺;三是系统周围的EMI。从布线产品的生产角度来讲,各个部件的生产(包括电缆及接插件等)都有严格的标准,布线工程首先要使用符合制造元件标准的布线产品,如果这个环节有问题,那么从根本上就不能使布线工程达到设计要求。对于布线元件质量的检测,要使用实验室设备按照相应的国际标准进行。国内有很多专业的检测机构,如线缆的研究机构和技术监督局等质检机构,都装备有昂贵的实验室检测设备,用于对布线的元件进行性能检测。
这类检测原则上不能由现场测试仪器代替。
综合布线系统测试是对布线链路整体性能的检测。在下面的讨论中若未特别说明,都是指对双绞线链路的测试。
8.1 测试类型
综合布线系统测试分认证测试和验证测试。认证测试使用专门的认证测试仪,验证测试用简单的验证测试仪。
从布线工程角度讲,用户最终需要整个通信链路合格。所以,工程验收的一项重要内容就是要以链路标准对布线链路进行测试,符合标准的工程合格,不符合标准的不合格,这种测试称为认证测试。认证测试又称为验收测试,是对布线系统的安装、电气特性、传输性能、设计、选材及施工质量的全面检验,是评价综合布线工程质量的科学手段。为保证测试数据科学、准确和公正,认证测试工作应选择有丰富测试经验的第三方专门测试机构,按照国际、国家或行业标准对布线系统工程质量测试验收。
为了保障认证测试工作的顺利进行,在认证测试前要进行验证测试,验证测试又叫随工测试。随工测试是边施工边测试,主要监督线缆、接插件质量和安装工艺,及时发现并纠正所出现的问题,不至于等到工程完工时发现问题再重新返工,耗费不必要的人力、物力和财力。验证测试不需要使用复杂的测试仪,只要能测试接线图和线缆长度的测试仪。
在验证测试和认证测试之间,还有一种测试称为鉴定测试。鉴定测试是在验证测试的基础上再加上对布线链路上一些网络应用情况的基本检测。鉴定测试仪功能比验证测试仪更全,使得网络工程师可在其帮助下诊断现有布线系统和对交换机端口进行维护。鉴定测试仪除具有验证测试仪的功能外,它的最主要的功能是判定被测试链路所能承载的网络信息量的大小。例如,有两根链路,链路A 和链路B,都通过了接线图验证测试,但不知道它们的传输能力。鉴定测试仪可测出链路A 最高只能支持10Base-T,链路B能支持千兆以太网。鉴定测试仪能生成测试报告,可用于安装布线系统时文档备案和管理。这类测试仪还有一个独特的功能,可以诊断常见的可导致布线系统传输能力受限制的线缆故障,该功能远远超出了验证测试仪的基本连通性测试功能,带有一定的网络管理功能。但无论如何它们在功能上与线缆认证测试仪都是无法相比的,也是不可能替代线缆认证测试仪的。
8.2 验证测试仪
验证测试仪具有最基本的连通性测试功能,主要检测电缆通断、短路、线对交叉等接线图的故障。验证测试仪在现场环境中随处可见,简单易用,价格便宜,通常作为解决线缆故障的入门级仪器。有些验证测试仪还有其他一些附加功能,例如用于测试线缆长度或对故障定位的TDR(时域反射)技术。对于光缆来说,VFL可看成故障定位仪或验证测试仪,因为它能够验证光缆的连续性和极性。
下面介绍4种典型的验证测试仪。其中后3种是国际知名网络测试仪供应商——美国FLUKE公司的Micro Tools系列产品。
1.简易布线通断测试仪
是最简单的电缆通断测试仪,包括主机和远端机,测试时,线缆两端分别连接上主机和远端机,根据显示灯的闪烁次序能够判断双绞线8芯线的通断情况。该测试仪不能定位故障点的位置。简易布线通断测试仪是布线工程现场使用最多的现场验证测试仪,它价格便宜,易于操作。该测试仪根据接口的配置情况,能测试RJ-45头、RJ11头的双绞线,以及同轴电缆。
2.Micro Mapper(电缆线序检测仪)
是小型手持式验证测试仪,可以方便地验证双绞线电缆的连通性。包括检测开路、短路、跨接、反接及串绕等问题。只需按动测试(TEST)按键,线序仪可以自动地扫描所有线对并发现所有存在的线缆问题。当与音频探头(Micro Probe)配合使用时,Micro Mapper内置的音频发生器可追踪到穿过墙壁、地板、天花板的电缆。电缆线序检测仪还配一个远端,因此一个人就可以方便地完成电缆和用户跳线的测试。
3.Micro Scanner Pro(电缆验证仪)
专为防止及解决电缆安装问题而设计的工具,它可以检测电缆的通断、电缆的连接线序、电缆故障的位置,从而节省了安装的时间和金钱。Micro Scanner Pro可以测试同轴线(RG6,RG59等CATV/CCTV 电缆)及双绞线(UTP/STP/ScTP),并可诊断其他类型的电缆,例如语音传输电缆、网络安全电缆或电话线。它产生4种音调确定墙壁中、天花板上或配线间中电缆的位置。
4.FLUKE620(单端电缆测试仪)
进行电缆测试时不需在电缆的另外一端连接远端单元即可进行电缆的通断、距离、串绕等测试。这样不必等到电缆全部安装完毕就可以开始测试,发现故障可以立即得到纠正,省时又省力。如果使用远端单元还可查出接线错误及电缆的走向等。
8.3 认证测试
8.3.1 认证测试标准
认证测试是以综合布线链路标准为依据,对布线链路进行测试。因此选择测试标准是认证测试的关键。国际上制订测试标准的两大组织是ISO/IEC和TIA/EIA,其他国际标准还有欧洲标准EN50173:2002。国家标准是《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000。目前综合布线工程中主要是5e类布线系统和6类布线系统,由于GB/T50312-2000只定义到5类布线系统,最新的5e类布线系统和6类布线系统国家标准正在制定中,所以认证测试链路标准主要采用ISO/IEC和TIA/EIA 的标准。另一个原因是我国最早是从美国引进综合布线系统的,所以认证测试工程技术人员习惯采用TIA/EIA 标准。
ISO/IEC和TIA/EIA 标准定义的是布线链路标准,从应用的角度看,测试标准还有IEEE802等网络技术标准,如IEEE802.3ab定义的1000BASE-T等。
以下介绍TIA/EIA 测试标准的发展。
1.TSB-67
国际上第一部综合布线系统现场测试的技术规范是由TIA/EIA 委员会在1995年10月发布的TSB-67《现场测试非屏蔽双绞线(UTP)电缆布线系统传输性能技术规范》,它叙述和规定了电缆布线的现场测试内容、方法和对仪表精度要求。TSB-67规范包括以下内容:
①定义了现场测试用基本链路和通道两种测试链路结构;
②定义了3、4、5类链路需要测试的传输技术参数(具体说有4个参数:接线图、长度、衰减、近端串扰);
③定义了在两种测试链路下各技术参数的标准值(阈值);
④定义了对现场测试仪的技术和精度要求;
⑤现场测试仪测试结果与试验室测试仪测试结果的比较。
涉及的布线系统,通常是在一条线缆的两对线上传输数据,可利用最大带宽为100MHz,最高支持100Base-T以太网。
2.TSB-95
自从TSB-67推出以来,网络传输速度和综合布线技术进入高速发展时期,综合布线测试标准也在不断修订和完善过程中。比如:为了保证5类电缆通道能支持1000Base-T 以太网,1999年10月发布的TIA/EIATSB-95《100Ω4对5类线附加传输性能指南》提出了回波损耗、等效远端串扰、综合远端串扰、传输延迟与延迟偏离等千兆以太网所要求的指标。
3.EIA/TIA568A5
随着“超5类”(Cat.5e)布线系统的广泛应用,1999年11月TIA/EIA 又推出了TIA/EIA568A5《100Ω4对增强5类布线传输性能规范》,这个现场测试标准称为TIA/EIA568A52000。
TIA/EIA568A52000的所有测试参数都是强制性的,而不是像TSB-95为推荐性的,它包括对现场测试仪精度要求,即Ⅱe级精度,由于在测试中经常出现回波损耗失败的情况,所以在这个标准中引入了3dB原则,3dB原则就是当回波损耗小于3dB时,可以忽略回波损耗(Return Loss)值。这一原则都适用于TIA 和ISO 的标准。
4.EIA/TIA568B
2002年6月TIA/EIA发布了支持6类(Cat.6)布线标准的TIA/EIA568B,标志着综合布线测试标准进入一个新的阶段。该标准包括B.1、B.2和B.3共3大部分。B.1为商用建筑物电信布线标准总则,包括布线子系统定义、安装实践、链路/通道测试模型及指标;B.2为平衡双绞线部分,包含了组件规范、传输性能、系统模型及用户验证电信布线系统的测量程序相关的内容;B.3为光纤布线部分,包括光纤、光纤连接件、跳线、现场测试仪的规格要求。
TIA/EIA568B.2-1是TIA/EIA568B.2的增编,它对综合布线测试模型、测试参数及测试仪的要求都比5类标准严格,除了对测试内容增加和细化以外,还做了如下较大的改动。
1)新术语
把参数“衰减”改名为“插入损耗”;测试模型中的基本链路(Basic Link)重新定义为永久链路(Permanent Link)等。
2)介质类型
①水平电缆为4对100Ω3类UTP或SCTP;4对100Ω的超5类UTP或SCTP;4对100Ω的6类UTP或SCTP,2条或多条62.5/125μm或50/125μm多模光纤;②主干电缆为3类或更高的100Ω双绞线;62.5/125μm或50/125μm多模光纤、单模光纤。
③568-B标准不认可4对4类双绞线和5类双绞线电缆。
④150Ω屏蔽双绞线是认可的介质类型,然而,不建议在安装新设备时使用。
⑤混合与多股电缆允许用于水平布线,但每条电缆都必须符合相应等级要求,并符合混合与多股电缆的特殊要求。
3)接插线、设备线与跳线
①对于24AWG(0.51 mm)多股导线组成的UTP 跳接线与设备线的额定衰减率为20%。采用26AWG (0.4mm)导线的SCTP线缆的衰减率为50%。
②多股线缆由于具有更大的柔韧性,建议用于跳接线装置。
4)距离变化
①对于UTP跳接线与设备线,水平永久链路的两端最长为5m,以达到100m的总信道距离。
②对于二级干线,中间跳接到水平跳接(IC到HC)的距离减为300m。从主跳接到水平跳接(MC到HC)的干线总距离仍遵循568-A 标准的规定。
③中间跳接中与其他干线布线类型相连接的设备线和跳接线从“不应”超过20m改为“不得”超过20m。
5)安装规则
①4对SCTP电缆在非重压条件下的弯曲半径规定为电缆直径的8倍。
②2股或4股光纤的弯曲半径在非重压条件下是25mm,在拉伸过程中为50mm。
③电缆生产商应确定光纤主干线的弯曲半径要求。如果无法从生产商获得弯曲半径信息,则建筑物内部电缆在非重压条件下的弯曲半径是电缆直径的10倍,在重压条件下是15倍。在非重压/重压条件下,建筑物间电缆的弯曲半径应与建筑物内电缆的弯曲半径相同。
④电缆生产商应确定对多对光纤主干线的牵拉力。
⑤2芯或4芯光纤的牵拉力是222N。
⑥超5类双绞线开绞距离距端接点应保持在13mm以内,3类双绞线应保持在75mm以内。
国 际标准化委员会ISO/IEC推出的布线测试标准有:
ISO/IEC11801∶1995
ISO/IEC11801∶2000
ISO/IEC11801∶2002
ISO/IEC11801∶2002和TIA/EIA568B标准相比,主要内容大体一致,名词称谓有些差别,个别性能要求不同。如4dB 原则,当回波损耗小于4dB 时,可以忽略近端串扰(NEXT)值。这一原则只适用于ISO-118012002。
8.3.2 认证测试模型
1.基本链路模型
在TSB-67中定义了基本链路(Basic Link)和通道(Channel)两种认证测试模型。基本链路包括3部分:最长为90m的建筑物中固定的水平布线电缆、水平电缆两端的接插件(一端为工作区信息插座,另一端为楼层配线架)和两条与现场测试仪相连的2m测试设备跳线。F是信息插座至配线架之间的电缆,G、H 是测试设备跳线。F是综合布线承包商负责安装的,链路质量由他们负责,所以基本链路又称为承包商链路。