论综合布线系统的检测

论综合布线系统的检测

严俊龙

(暨南大学信息技术研究所,广东广州

摘

要:

510075)

详细介绍了综合布线检测的标准、测试类型、测试模型、测试过程以及结

果的判定。在分析和讨论测试过程中所存在问题的基础上,给出了测试过程中应注意的有关问题和事项,并提出了解决问题的方法。

关键词:

综合布线;测试内容;测试标准;智能建筑

严俊龙(1979),男,

中图分类号:TU855文献标志码:B文章编号:16748417(2010)07001405

助理工程师,研究方向为智能建筑、信息化检测。

0引言

证测试、鉴定测试和认证测试。

1.2.1验证测试

验证测试是在施工过程中及验收前,由施工者对所铺设的传输链路进行施工连通测试。测试重点为检验传输链路连通性,发现问题之后及时处理和对施工后的链路参数进行预测,做到工程质量心中有数,以便验收顺利通过。每完成一个楼层后,对该水平线及信息插座进行测试。

使用电缆测试仪(如DSP4000

[45]

随着计算机技术和通信网络信息技术的迅猛发展,建筑智能化成为建筑设计的关注热点。智能建筑是信息时代的必然产物,综合布线系统是智能建筑信息传输、管理与控制的基础,对实

[1]

现智能建筑系统的功能具有重要意义。综合布线系统的整体质量直接关系着整个智能化系统的质量和性能。

)或用单端

1综合布线系统检测

1.1综合布线标准

目前,制定综合布线标准的组织主要包括国际标准化委员会ISO/IEC、欧洲标准化委员会CENELEC和北美的工业技术标准化委员会TIA/EIA。我国主要参考执行的是美国TIA/EIA568B.2!商业建筑通信电缆布线系统标准。现行国内使用的综合布线系统检测标准如下:GB503392003!智能建筑工程质量验收规范;YD/T1013

1999!综合布线系统电气特性

通用测试方法;ANSI/EIA/TIA568B!商业建筑通信电缆布线系统标准;ANSI/EIA/TIA568BB.3!光纤布线部件标准;GB50312!综合布线系统工程验收规范。1.2综合布线测试类型

综合布线系统的测试类型可分为3类

14

[3]

[2]

电缆测试仪(如F620)进行随工测试及阶段施工情况测试,规范中指明有基本链路和信道两种测试连接方法。验证测试仪器具有最基本的连通测试功能(如接线图测试),解决线缆连接是否正

确,测试缆线及连接部件性能,包括开路、短路。有些测试仪器还具有附加功能,可测试缆线长度或对故障进行定位。验证测试仪器应在现场环境中随工使用,操作简便。

1.2.2鉴定测试

鉴定测试仪不仅具有验证测试仪的功能,最主要的一个能力为判定被测试链路所能承载的网络信息量的大小。TIA568B标准中规定,链路鉴定通过测试链路来判定布线系统所能够支持的网络应用技术(如100BaseTx、相线等)。鉴定测试仪能生成测试报告,可用于安装布线系统时的文档备案和管理。该测试仪有一个独特的

:验

能力,就是可以诊断常见的可导致布线系统传输

2007

综合布线

能力受的线缆故障,该功能远超出了验证测试仪的基本连通性测试。1.2.3认证测试

验证测试仪和鉴定测试仪通常是以通道模型进行测试。认证测试仪还可以测试永久链路模式。永久链路模型是综合布线时最常用的安装模式。另外,认证测试仪通常还支持光缆测试,提供先进的图形终端能力和内容丰富的报告。而且只有认证测试仪具有判定一条链路是括设备电缆、设备光缆和工作区电缆、工作区光缆。其组成结构如图1所示。

#通过或#失败的能力。

(1)对缆线传输信道的测试包括布线系统工程的施工、安装操作、缆线及连接硬件质量等方面综合布线系统的整体指标,按标准所要求的各项参数、指标进行逐项测试和比较判断是否达到某类或某级(如超5类、6类、D级)国家或国际标准的要求。认证测试是缆线置信度测试中最严格的一项。

(2)认证测试分为基本测试项目和任选测试项目。对于5类线系统基本测试项目有长度、接线图、衰减、近端串音损耗。任选项目有衰减对串扰比、环境噪声干扰强度、传播时延、回波损耗、特性阻抗、直流环路电阻等。这些内容根据工程的规模、用户的要求及测试的功能条件进行选择。

(3)超5类/D级系统、6类以上布线系统测试内容应按照ANSI/EIA/TIA568B、GB503122007标准要求的测试内容进行测试。

(4)3类大对数电缆(垂直主干线)的测试内容按照GB50312

2007中规定执行。

(5)屏蔽布线系统的测试。应在现场对屏蔽电缆屏蔽层两端进行导通测试,检验屏蔽层连接性是否完好。全屏蔽的直流电阻应小于式(1)计算值:

R(D)=62.5/D

(1)

式中

R(D)

总屏蔽电阻(

/km)

D总屏蔽外径(mm)

1.3综合布线测试模型

[7]

综合布线中有两个测试模型:永久链路和信道,也就是通常工程验收中采用最多的两种测试方式。根据国家标准GB50312

2007!综合布线

系统工程验收规范中对信道的定义,连接两个应用设备的端到端的传输通道即为信道,信道包

图1信道方式

永久链路是指信息点与楼层配线设备之间的传输线路。它不包括工作区缆线和连接楼层配线设备的设备缆线、跳线,但可以包括一个CP链路。其组成结构如图2所示。

图2永久链路方式根据上面两个定义可以看出,信道与永久链路的明显区别是信道包括设备跳线、设备光跳线和工作区的用户跳线、工作区的用户光跳线,而永久链路则不包括。

1.4测试参考指标及其故障分析

[8]

随着布线工艺和技术的发展,现在的检测基本上都是针对Ca.t5e或其以上的布线系统,按照GB503122007进行测试。测试的指标为12项:Wiremap(接线图)、Length(长度)、PropagationDelay(传输时延)、DelaySkew(时延差)、ReturnLoss(回波损耗)、Attenuation(衰减)、PairtoPairNEXT(线对间近端串扰)、PowerSumNEXT(综合近端串扰)、PairtoPairELFEXT(线对间等效远端串扰)、ACR(衰减串扰比)、PowerSumELFEXT(综合等效远端串扰)、PSACR(综合衰减串扰比)。

(1)接线图(Wiremap)指的是布线连接线序。正确的连接线序是保证网络性能的基本条件。通常在检测中遇到的故障为:短路(Short)、断路(Open)、反向线对(Reverse)、交叉线对

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综合布线

(CrossPair)、分拆线对(SplitPair)。短路、断路、反接、交叉线对这4个故障是比较容易在施工阶段的验证测试中发现的。其中需要注意的是分拆线对,分拆线对指的是3、4使用一对,5、6使用一对。

(2)长度(Length)是测量电缆中每个线对的长度。端至端通道(Channel)的长度应小于为近端串扰、综合衰减、回波损耗超差、帧校验(FrameCheckSequence,FCS)出错、帧超标,解决办法是更换不合格的线缆和插座。

(7)近端串扰(NearEndCrosstalk,NEXT)用于测量因邻近线对间信号耦合引起的噪声。近端串扰通过在一个电缆对上输入一个已知的测试信号,然后测量同一电缆端另一线对上因多余100m,基本链路应小于90m。

(3)传输时延(PropagationDelay)是电信号从电缆一端到另一端所必需的时间,是长度测试中传输往返时间的1/2。在测试中要求传输延迟不大于555ns。

(4)延迟偏离(DelaySkew)在千兆网的应用比传输时延重要许多。从链路的一端到另一端的传输,每一对的传输时间之间都维持着一定的联系,即传输最快的线对的传输时间和其他3对的传输时间之间的差距不能太大。因为千兆网使用4对线同时传输1组数据,在发射端拆成4组,在接收端再组成1组,所以,如果线对之间的传输时间差很大,接收端就会丢失数据。在测试中要求这个传输时间差不大于50ns。

(5)回波损耗(ReturnLoss)是由于链路阻抗不匹配造成的信号反射,是一对线自身的反射。回波损耗用于测量电缆对上因阻抗变化引起的多余噪声。回波损耗用输入的测试信号水平与同一电缆端同一线对上反射的噪声信号水平间的比率来表示。回损的分贝值越大,则因电缆中阻抗变化引起的噪声越小(性能越好)。回波损耗的超标主要是因为连接器处不匹配,也可能发生于电缆中特性抗阻发生变化的地方,所以,施工的质量控制是减少回波损耗的关键。

(6)衰减(Attenuation)也称作插入损耗,指信号幅度沿链路传输的减弱。它是由于电缆的电阻所造成的电能损耗以及电缆绝缘材料所造成的电能泄漏。信号的衰减与现场的温度、湿度、频率、电缆长度有关。衰减比率dB值越小,则衰减越小(所有dB测量值中唯一一个值越小性能越好的)。衰减值越低表示链路的性能越好,而链路越长,频率越高,衰减就越大。出现该类问题通常是由于使用不合格线缆、插座引起的,经常是使用3类线假冒5类线、5类线假冒超5类线,或者使用不配套插座造成的。症状表现

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信号耦合引起的噪声。NEXT用输入的测试信号水平与同一电缆端另一线对上出现的耦合噪声信号水平间的比率来表示。NEXT比率用dB来衡量,dB值越大,则NEXT越小,性能越好。NEXT需要在非屏蔽双绞线(UnshiededTwistedPair,UTP)链路的所有绕对之间进行测试,从链路的两端进行,这相当于12对电缆对组合的测量,即#一发三监听:%在1线对上发送信号,在2、3、4线对上监听信号;&在2线对上发送信号,在3、4线对上监听信号;在3线对上发送信号,在4线对上监听信号。

以上6种组合乘以2(包括链路的两端),就有12对电缆绕对组合的测量。串扰可以通过电缆的绞结被最大限度地减少,这样信号耦合是互相抑制的。串扰是因两个不同的绕对重新组成新的发送或接收绕对而破坏了绞结所具有的消除串扰的作用。对于10m的网络传输来说,如果距离不长,串扰的影响并不明显甚至觉察不出,但对于100m和1000m的网络传输,串扰的存在是致命的。

近端串扰故障常见于链路中的接插件部位,如接头超过推荐的13mm等。另外,很可能由于接头部分不严格,再加上网络附近大功率电气或大功率通信设备的使用,产生较强的电磁干扰。当然,一段不合格的电缆同样会导致串扰的不合格。

(8)远端串扰(FarEndCrosstalk,FEXT)和近端串扰如同孪生兄弟,但性格相反。当一对线发送信号时,近端串扰从其他对向回反射,而远端串扰则从其他对向远端反射,所以远端串扰和发送的信号所走距离和所用时间几乎相同。但是,千兆网关心的不是远端串扰,而是等效远端串扰(EqualLevelFarEndCrosstalk,ELFEXT)和综合等效远端串扰(PSELFEXT)。等效远端串扰是远端串扰和衰减信号的比,它通过在一个电缆

综合布线

对的近端输入已知的测试信号,然后测量同一电缆另一端另一线对上的耦合噪声来进行测量。功率总和等电平远端串扰(PowerSumEqualLevelFarEndCrosstalk)用于测量因3个邻近线对上远端信号的多余耦合引起的任何电缆对上的噪声。任何线对的功率总和ELFEXT通过在该线对和3个其他线对之间测量的ELFEXT的功率总和来计算。ELFEXT和PSELFEXT比率都用是必不可少的,综合布线系统抽测的比例通常为10%~20%。1.5.2合格标准

(1)个体合格判据:

%对绞电缆布线。若某一链路有一项内容不合格,则该链路判为不合格。

&光缆布线检测时,如果系统中有一条光纤链路光衰减值不合格,则判为不合格。

dB来测算,dB值越大,电缆对间的信号耦合越少(性能越好)。

(9)衰减串扰比(AttenuationtoCrosstalkRatio,ACR)和综合衰减串扰比(PowerSumAttenuationtoCrosstalkRation,PSACR)都是用于比较相对于任何线对因近端串扰(NEXT和PSNEXT)引起的噪声的信号强度。ACR和PSACR均不是另外的测量,而是衰减和串扰的计算结果。

ACR=NEXTattenuation(dB)

PSACR=PSNEXTattenuation(dB)

两者都是用dB来衡量,都是值越大越好。(综合)衰减串扰比类似于信噪比,计算值表示在传输线对上发送信号时,在接收端收到的衰减过的信号中有多少来自于串扰的噪声影响。(综合)衰减串扰比直接影响误码率,从而决定是否需要重发。当其测试结果越接近0dB时,链路就越不可能正常工作;当测试值结果等于0dB时,表明此时接收到的衰减后的信号和串扰的信号幅值相等。1.5测试过程及结果的判定1.5.1测试过程

(1)通断测试是基础。通断测试是测试的基础,是对线路施工的一种最基本的检测。虽然此时只测试线缆的通断和线缆的打线方法是否正确,但该步骤不可缺少。可以使用能手测试仪进行测试,通常这是给布线施工工人使用的一般性线缆检测工具。

(2)认证测试最关键。当线缆布线施工完成后,需要对全部电缆系统进行认证测试。此时要根据国际或国家标准,对线缆系统进行全面测试,以保证所安装的电缆系统符合所设计的标准。

(3)抽查测试不可少。施工完毕,需要由第三方检测单位对综合布线系统进行抽测。抽测

允许未通过检测的信息点、线对、光纤链路经修复后复检。

(2)综合合格判据:

%光缆布线检测时,如果系统中有一条光纤链路无法修复,则判为不合格。

&对绞电缆布线抽样检测时,被抽样检测点(线对)不合格比例(1%,则视为抽样检测通过;不合格点(线对)必须予以修复并复检。

对绞电缆布线全部检测时,如果有下面两种情况之一,则判为不合格:无法修复的信息点数目超过信息点总数的1%;不合格线对数目超过线对总数的1%。

)检测或抽样检测的结论为合格,则系统检测合格;否则,为不合格。

2综合布线系统测试注意的问题

(1)对检测环境的要求。综合布线测试现场应无电焊、电钻和产生强磁干扰的设备作业,被测综合布线系统应是无源网络,测试时应断开与之相连的有源、无源通信设备。综合布线测试现场的温度约为20~30

,湿度宜约为30%~

85%,由于衰减指标的测试受测试环境影响较大,因此当测试环境温度超出上述范围时,需按相关规定测试标准进行修正

[9]

。

(2)屏蔽对绞电缆测试[10]

。通常进行屏蔽电缆屏蔽层两端导通现场的测试,并结合全屏蔽直流电阻的要求,确保达到良好的屏蔽效果。如果施工中未做到所有屏蔽接地点的可靠接地,不但不能发挥屏蔽作用,而且屏蔽可能造成更大的干扰。

(3)大对数主干(垂直)电缆系统的测试内容。关于3类大对数电缆及超5类垂直干线电缆系统的测试内容和标准,应选择上述相应标准执行,注意区分测试结果及分析。100m以内5

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综合布线

类布线的大对数主干电缆及所连接的配线模块可按布线系统的类别,以4对线为组进行长度、接线图、衰减的测试;对于近端串音,所测结果不得低于5类4对对绞电缆布线系统所规定的数值。

4结语

综合布线的测试不是仅对一段电缆的测试,而是对整个链路的测试,包括电缆、配线架线和信息插座等。由于第三方专业检测具备专业的

3综合布线失败的原因分析及故障排除

3.1原因分析

凡是经过测试认定为不合格的综合布线系

统,其失败的原因主要有以下几点:

(1)通常是由于使用不合格的线缆、插座引起的。

(2)线缆和插座,阻抗不匹配引起的回波损耗而导致不合格。

(3)面板连接不紧的配线或接头连接不规范引起的近端串扰过大。

(4)错误的连接。

(5)电缆长度问题,如开路、短路、超长等。3.2故障排除

如果在测试过程中出现以上问题,可以从以下几个方面着手分析,然后逐一排除故障。

(1)近端串扰未通过。原因可能是近端连接点的问题,或是因为串对、外部干扰、远端连接点短路、链路电缆和连接硬件性能问题、不是同一类产品以及电缆的端接质量问题等。

(2)接线图未通过。原因可能是两端的接头有断路、短路、交叉或破裂,或跨接错误等。

(3)衰减未通过。原因可能是线缆过长或温度过高,或是连接点问题,也可能是链路电缆和连接硬件的性能问题,或不是同一类产品,还有可能是电缆的端接质量问题等。

(4)长度未通过。原因可能是线缆过长、开路或短路,或设备连线及跨接线的总长度过长等。

(5)测试仪故障。原因可能是测试仪不启动(可采用更换电池或充电的方法解决),测试仪不能工作或不能进行远端校准,测试仪设置为不正确的电缆类型或不正确的链路结构、测试仪不能存储自动测试结果以及测试仪不能打印存储的自动测试结果等。

18

检测设备,采用最新的检测标准、专业的检测技术队伍、规范的操作流程,同时根据检测结果能给施工单位提供专业问题诊断结论,既可帮助施工方控制综合布线工程的质量,减少在整改方面的投资,优质地完成工程,又能让使用方或投资方能够得到符合设计要求的应用。第三方专业检测机构的引入,在很大程度上保证了综合布线的整体质量的提高。只有通过严格的测试,今后的网络系统才能稳定、可靠地进行数据传输。

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收稿日期:2010-03-10

(下转第23页)

综合布线

测试连接跳线连接测试和被测系统(该跳线应在购买测试仪时由测试仪厂商提供)。

)测试仪设置为不正确的电缆类型。应重新设置测试仪的参数、类别、阻抗及标称传输率。+测试仪设置为不正确的链路结构。按要求重新设置为基本链路或通道。

,测试仪不能储存自动测试结果。确认所选测试结果的名字是唯一的,或检查可使用的自由内存的容量。

测试仪不能打印已存储的自动测试结果。应确定打印机和测试仪的接口参数是否设置成一样,或确认测试结果已被选送到打印输出。.测试仪校准。为保证测试结果准确,现场测试仪应定期校准NVP值,详情请参说明书。

[2][3][1]

谢社初.综合布线系统施工[M].北京:机械工业出版社,2006.

刘国林.综合布线系统工程设计[M/.北京:电子工业出版社,1998.GB50311[S].

收稿日期:2010-06-22

2007

综合布线系统工程设计规范

能建筑的#信息高速公路,其质量的好坏直接影响到工程的投资和系统的运行。综合布线工程的测试是保证布线系统质量的重要环节,应引起工程施工和检测人员的高度重视。

4结语

综合布线是现代建筑的重要组成部分,是智

TestofCableTransmissionChannelintheGenericCablingProjeet

XIEShechu

(HunanUrbanConstructionCollege,Xiangtan411101,China)

Abstract:Thetestofcabletransmissionchannelisanimportantlinktoensurethequalityofgenericcablingproject.Thetestincludedverificationtestofcabletransmissionlinkandcertificationtestofcabletransmissionchanne.lTheteststandards,testessentialsandtestmethodsweredescribedindetai.lProblemsthatexistedintheprogressoftestweregiven,andrelatedreasonswereanalyzed,atlastthesolvingschemeswerealsoputforward.

Keywords:genericcabling;cabletransmissionchanne;lverificationtest;certificationtest

(上接第18页)

DiscussionaboutGenericCablingSystemTest

YANJunlong

(InstituteofInformationTechnology,JinanUniversity,Guangzhou510075,China)

Abstract:Thestandard,typemode,ltheprocess,theresultdeterminationofgenericcablingtestwereintroducedindatailOnthebasisofdiscussionandanalysisoftheproblemsexistedintheprogressoftest,relatedproblemsanditemsthatshouldbepaidattentiontoweregiven,andthesolvingmethodswerealsoputforward.

Keywords:genericcabling;testcontent;

teststandard;intelligentbuilding

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