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[技术资料] 试析六类布线系统采用线路测试的优点
P:2007-04-04 22:24:11
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为什么6类布线系统连接要比5类布线系统连接更不容易通过连接测试呢？不确定附加近端串扰（NEXT）和往返损耗的影响是根本原因，而这种影响在连接测试的模型没有考虑。然而，按照6类布线系统标准设计的线路测试却能获得相对要好的结果。线路测试根本不用线路连接部分，而是测试所有插入式电缆的性能。使用这种测试模型现场测试6类布线系统电缆可以避免象连接模型那样的问题，并增加通过测试的可能性。使用线路模型的一个有说服力的论据是，连接模型假设在电缆上除了在两端以外没有连接点（CP），以此模型测试限制值的计算的假设前提是，连接一个90米长的电缆的任意一端，但该模型也允许在靠近电缆一端（TO）的地方有一个CP，来迁就标准组件设备和开放式办公室设计。这种“额外”的连接点离开TO的最远距离可以是 2米，在这种情况下，测试就会承受两个连接点的NEXT和往返损失，而模型是建立在一个连接点的假设基础上的。这样，在某些情况下，这个没有考虑到的连接点可以让一个合格的连接不能通过测试。
这种电缆通常是不弯曲的电缆，其中缆线都是双绞屏蔽线，这样可以把串绕和测量误差减少到最小。对于5类布线系统和6类布线系统的测量来说，测试电缆的NEXT可以看作是零。
关于在电缆的TO端的测量，为简便起见，模型认为没有CP。最先产生NEXT和产生值最大的地方是在TO连接处。既然，NEXT必须流经两米长的测试电缆，那么在它被测到之前已经被消弱了。在基本连接模型中，NEXT的信号衰减是正常的，也是所期望的，这样，基于基本连接模型的测试里面记录的NEXT要小于在TO处的NEXT，差值等于NEXT在测试电缆里往返衰减量。
但是在永久连接模型里面，测量点发生了变化，以至于两个现场测试器必须"恢复"在TO处的信号原来的幅度。现在，先进的测试仪很容易做到这一点，虽然测试电缆降低了大约2dB的NEXT，但是网络效应抵消了这种有益的减少。这一切意味着什么呢？既然模型条件没有变化，就意味着当从6类布线系统第5草案转向第6或第7草案时（这意味着转向了永久连接模型），将比用基本连接测试时降低2dB（在高频段）。考虑到刚开始余量就这么少，这对后面的测试无疑是雪上加霜。
关于NEXT的真实情况
TIA的测试模型假定所有的NEXT都是由NEXT耦合产生的，但真实情况并非如此。远端串扰（FEXT）由于往返损耗效应而分成两路反射回测量点，这种反射回来的FEXT有可能是附加不确定（但确实存在）的NEXT主要来源，但要由连接器的特性，电缆以及反射的距离决定。这个串扰源虽确实存在且不容忽视，但在TIA的模型里没有考虑到它。
前面已经提过，TIA模型假设NEXT耦合只是由不同的NEXT耦合而来。如果任一个连接元件不能很好的平衡，就会产生“普通到不同模式”的串扰转换，表现在测量端口处为附加不确定（但确实存在）的NEXT。这是第二个被TIA模型忽略的串扰源。
以上是使用线路测试方法测试6类布线系统连接的动机，另外，连接器件的可互用性降低了连接性能，这也是采用线路测试的一个原因。众所周知，6类布线系统实际上还没有实现完全的可互用性。尽管一切正在朝这个方向，出现了许多来自不同厂家的自称是第6类插头和插座的产品，但一旦连在一起，整体只能达到第5类的性能。
当做永久连接测试的时候，除非用的是和测试电缆相匹配的插头（匹配插头由电缆提供厂家指定），否则得到连接性能很可能会下降。不然，就要配置多线适配器，不过随之带来的是费用增加、设备笨重，不方便等问题。
线路测试模型可以测得更多的性能余量。如上所述，永久连接测试得到的性能余量非常小，有时，甚至是负余量。这是由于，尽管所有的元件都可能是符合6类布线系统标准的产品，问题在于连接模型的不完整，而不是电缆或是连接器。当然，如果选择线路测试，这些问题的大部分都可以避免，或大大的减少。线路构型可以获得比永久连接更多的性能余量，这本身就是一个主要原因。
需要考虑的是性能
但是为什么要进行线路测试而非永久连接测试呢？一个原因是6类布线系统线路性能。
6类布线系统标准的最新草案正在批准当中，委员会是在巨大的压力之下公布它的。即使被批准后，新草案也不会和现在的草案有太大的差别。这里讨论的问题是否存在并不是争论的重点，而这些问题带来的影响有多大才是人们讨论的中心。而且，连接的限制已经和国际标准接轨，所以不要指望会对这些限制有什么调整。很可能以后我们对付的还是现在这些限制。
所以，如果你是6类布线系统用户或者是活跃的设备制造商，你肯定会对线路性能表示出浓厚的兴趣的。只有测试了线路，你才能够肯定你的设备会运行良好。因为插入式电缆在性能上差异很大，所以很可能通过了永久连接测试，而线路却是有故障的。而线路测试可以向用户最大限度的保证，经过线路测试的系统就是好的。
再者说，大多数6类布线系统的质量保证都是基于线路性能的。如果你要检查核对保证的细节，你会发现他们大都是基于线路的，这也是很恰当的，因为这正是布线系统用户所需要的。如果你保证的是线路性能，不就是要证明线路性能吗？
其实，国际标准制订机构也认识到了这些问题，并且已经推荐了用于测试的线路限制。在IS11801第二版的最新草案中有明确的承认，永久连接模型可能不足以反映出所安装的6类布线系统连接的性能。在草案的附录E的第E.3.2节说明了这点。它说，某种程度上，在永久连接上有第三个连接点（CP）时，有可能永久连接的模型不太合适。在这种情况下，线路的NEXT损失限制值可能不合适用来评价性能。
如果需要测试的产品包括一个符合6类布线系统标准的适配器，那么线路测试就是唯一的选择了。这意味着在测试时这个适配器必须隔离其他连接，只保留测量用的插入式电缆。有一个方法可以实现这种意图，就是使用自适应的矢量消除技术（AVC），该技术能自动消除任何匹配的线路连接里的NEXT和往返损失。
总之，如果你安装或在维护6类结构化布线系统，线路测试具有许多优点：
*通过测试的可能性更高；
*对布线系统用户更有用的证明报告；
*绝对符合系统保证内容；
*耗费低（不需附加连接适配器）；
*长期可重复性（不需顾及是否装有连接适配器）；
*符合TIA和国际结构化布线标准。
这种电缆通常是不弯曲的电缆，其中缆线都是双绞屏蔽线，这样可以把串绕和测量误差减少到最小。对于5类布线系统和6类布线系统的测量来说，测试电缆的NEXT可以看作是零。
关于在电缆的TO端的测量，为简便起见，模型认为没有CP。最先产生NEXT和产生值最大的地方是在TO连接处。既然，NEXT必须流经两米长的测试电缆，那么在它被测到之前已经被消弱了。在基本连接模型中，NEXT的信号衰减是正常的，也是所期望的，这样，基于基本连接模型的测试里面记录的NEXT要小于在TO处的NEXT，差值等于NEXT在测试电缆里往返衰减量。
但是在永久连接模型里面，测量点发生了变化，以至于两个现场测试器必须"恢复"在TO处的信号原来的幅度。现在，先进的测试仪很容易做到这一点，虽然测试电缆降低了大约2dB的NEXT，但是网络效应抵消了这种有益的减少。这一切意味着什么呢？既然模型条件没有变化，就意味着当从6类布线系统第5草案转向第6或第7草案时（这意味着转向了永久连接模型），将比用基本连接测试时降低2dB（在高频段）。考虑到刚开始余量就这么少，这对后面的测试无疑是雪上加霜。
关于NEXT的真实情况
TIA的测试模型假定所有的NEXT都是由NEXT耦合产生的，但真实情况并非如此。远端串扰（FEXT）由于往返损耗效应而分成两路反射回测量点，这种反射回来的FEXT有可能是附加不确定（但确实存在）的NEXT主要来源，但要由连接器的特性，电缆以及反射的距离决定。这个串扰源虽确实存在且不容忽视，但在TIA的模型里没有考虑到它。
前面已经提过，TIA模型假设NEXT耦合只是由不同的NEXT耦合而来。如果任一个连接元件不能很好的平衡，就会产生“普通到不同模式”的串扰转换，表现在测量端口处为附加不确定（但确实存在）的NEXT。这是第二个被TIA模型忽略的串扰源。
以上是使用线路测试方法测试6类布线系统连接的动机，另外，连接器件的可互用性降低了连接性能，这也是采用线路测试的一个原因。众所周知，6类布线系统实际上还没有实现完全的可互用性。尽管一切正在朝这个方向，出现了许多来自不同厂家的自称是第6类插头和插座的产品，但一旦连在一起，整体只能达到第5类的性能。
当做永久连接测试的时候，除非用的是和测试电缆相匹配的插头（匹配插头由电缆提供厂家指定），否则得到连接性能很可能会下降。不然，就要配置多线适配器，不过随之带来的是费用增加、设备笨重，不方便等问题。
线路测试模型可以测得更多的性能余量。如上所述，永久连接测试得到的性能余量非常小，有时，甚至是负余量。这是由于，尽管所有的元件都可能是符合6类布线系统标准的产品，问题在于连接模型的不完整，而不是电缆或是连接器。当然，如果选择线路测试，这些问题的大部分都可以避免，或大大的减少。线路构型可以获得比永久连接更多的性能余量，这本身就是一个主要原因。
需要考虑的是性能
但是为什么要进行线路测试而非永久连接测试呢？一个原因是6类布线系统线路性能。
6类布线系统标准的最新草案正在批准当中，委员会是在巨大的压力之下公布它的。即使被批准后，新草案也不会和现在的草案有太大的差别。这里讨论的问题是否存在并不是争论的重点，而这些问题带来的影响有多大才是人们讨论的中心。而且，连接的限制已经和国际标准接轨，所以不要指望会对这些限制有什么调整。很可能以后我们对付的还是现在这些限制。
所以，如果你是6类布线系统用户或者是活跃的设备制造商，你肯定会对线路性能表示出浓厚的兴趣的。只有测试了线路，你才能够肯定你的设备会运行良好。因为插入式电缆在性能上差异很大，所以很可能通过了永久连接测试，而线路却是有故障的。而线路测试可以向用户最大限度的保证，经过线路测试的系统就是好的。
再者说，大多数6类布线系统的质量保证都是基于线路性能的。如果你要检查核对保证的细节，你会发现他们大都是基于线路的，这也是很恰当的，因为这正是布线系统用户所需要的。如果你保证的是线路性能，不就是要证明线路性能吗？
其实，国际标准制订机构也认识到了这些问题，并且已经推荐了用于测试的线路限制。在IS11801第二版的最新草案中有明确的承认，永久连接模型可能不足以反映出所安装的6类布线系统连接的性能。在草案的附录E的第E.3.2节说明了这点。它说，某种程度上，在永久连接上有第三个连接点（CP）时，有可能永久连接的模型不太合适。在这种情况下，线路的NEXT损失限制值可能不合适用来评价性能。
如果需要测试的产品包括一个符合6类布线系统标准的适配器，那么线路测试就是唯一的选择了。这意味着在测试时这个适配器必须隔离其他连接，只保留测量用的插入式电缆。有一个方法可以实现这种意图，就是使用自适应的矢量消除技术（AVC），该技术能自动消除任何匹配的线路连接里的NEXT和往返损失。
总之，如果你安装或在维护6类结构化布线系统，线路测试具有许多优点：
*通过测试的可能性更高；
*对布线系统用户更有用的证明报告；
*绝对符合系统保证内容；
*耗费低（不需附加连接适配器）；
*长期可重复性（不需顾及是否装有连接适配器）；
*符合TIA和国际结构化布线标准。
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