文｜美國福祿克公司 尹 崗

綜合布線系統(tǒng)的進(jìn)場測試

文｜美國福祿克公司 尹 崗

1 為什么要做進(jìn)場測試

進(jìn)場測試是指采購貨物進(jìn)入施工現(xiàn)場或進(jìn)入現(xiàn)場的物料倉庫時(shí)進(jìn)行驗(yàn)貨測試，目的是保證施工中所使用的產(chǎn)品均為合格產(chǎn)品，及時(shí)發(fā)現(xiàn)供應(yīng)商產(chǎn)品不同批次存在的質(zhì)量問題（比如不同OEM產(chǎn)地的質(zhì)量問題、不兼容問題等）或產(chǎn)品在運(yùn)輸保管過程中受到的損傷（比如過度堆壓、雨淋等），并避免假冒偽劣產(chǎn)品在此環(huán)節(jié)混入施工現(xiàn)場。因此在安裝工作完成，進(jìn)入驗(yàn)收測試環(huán)節(jié)時(shí)才發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在質(zhì)量問題，無論如何補(bǔ)救也是為時(shí)太晚，停工、延誤工期、返工，損失無法避免。選型/采購過程中的入庫測試有時(shí)也被當(dāng)作進(jìn)場測試，如圖1所示。

進(jìn)場測試的方法主要是對電纜、跳線、插座等布線產(chǎn)品進(jìn)行元件級測試。由于早期的電纜主要是Cat.5/Cat.5e，對兼容性要求不高，故少數(shù)用戶會(huì)采用鏈路級仿真測試方法來代替元件測試，也就是搭建三長三連或三長四連仿真鏈路進(jìn)行測試。但隨著不兼容的Cat.6系統(tǒng)的逐漸普及，以及Cat.6A開始進(jìn)入市場，關(guān)注元件本身質(zhì)量的元件級測試和關(guān)注互換性的兼容性測試變得越來越重要。

在進(jìn)行選型測試和進(jìn)場測試的過程中，業(yè)界長期存在著三個(gè)錯(cuò)誤的測試方法，這些方法流行甚廣，危害較深，使得很多建成的網(wǎng)絡(luò)長期帶病運(yùn)行。我們先來回顧一下這三個(gè)流行的錯(cuò)誤測試方法是如何進(jìn)行選型測試或進(jìn)場測試的：

錯(cuò)誤方法一，從整箱線中截下100m，兩端打上水晶頭，然后用電纜測試儀（信道模型）進(jìn)行測試，例如Cat.5e電纜，選擇TIA Cat.5e Channel信道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，如果測試合格，則判定電纜合格，可以入庫，如圖2所示。

有部分用戶和集成商意識到這種測試方法的不合理性，提出了改進(jìn)的測試方法即在兩端打上模塊以后再進(jìn)行測試。

錯(cuò)誤方法二，從整箱線中截下90m，兩端打上模塊，接上跳線，用信道模式進(jìn)行測試，如果通過，則判定電纜合格，可以入庫。這種方法由于增加2個(gè)模塊，并且使用兩根跳線，鏈路中的元件數(shù)量從方法一中的3個(gè)增加到9個(gè)，所以測試結(jié)果要比方法一的結(jié)果參數(shù)要“差”一些，如圖3所示。

錯(cuò)誤方法三，從整箱線中截下90m，兩端打上模塊，用永久鏈路模型進(jìn)行測試，如果合格，則判定電纜合格，可以入庫。這種方法和方法二相似，只是測試的標(biāo)準(zhǔn)不是信道標(biāo)準(zhǔn)，而是永久鏈路的標(biāo)準(zhǔn)。由于永久鏈路的參數(shù)要求比信道要嚴(yán)格許多，所以這種測試方法所得的參數(shù)可能會(huì)“更差”一些，此鏈路中有5個(gè)元件（包含兩端的兩個(gè)永久鏈路測試插頭），如圖4所示。

下面來談?wù)勥@三種方法錯(cuò)在哪里。一般來講，一條鏈路中串接的元件數(shù)量越多，則參數(shù)下降越多，鏈路質(zhì)量就越差，所以，鏈路中的元件數(shù)量越少，參數(shù)就越好。方法一中使用最少的元件，即便電纜本身質(zhì)量很差（不合格），但由于總共只有3個(gè)元件串聯(lián)，采用的又是要求最松的信道標(biāo)準(zhǔn)來測試，所以測試結(jié)果可能還是“很不錯(cuò)”的。

方法二中使用了9個(gè)元件串聯(lián)（兩個(gè)連接器模塊/插座），參數(shù)下降較多，但由于使用的信道標(biāo)準(zhǔn)允許最多使用4個(gè)連接器相連。所以，這條“被檢鏈路”還有2個(gè)連接器余量和一條跳線的余量沒有用完，因此即便方法二中的電纜（或者模塊/跳線）不合格，總的結(jié)果卻仍有可能是合格的。

方法三中使用了5個(gè)元件（兩個(gè)模塊，一段電纜，加上兩端各一個(gè)測試插頭），但由于永久鏈路允許最多使用3個(gè)連接器（中間可以增加1個(gè)CP點(diǎn)），所以方法三中總的鏈路元件數(shù)量仍沒有達(dá)到“滿載”。如果測試結(jié)果合格，并不代表該鏈路中的電纜（或者模塊、跳線等）也合格。不過，由于永久鏈路的元件數(shù)量最接近真實(shí)值，所以用方法三測試的結(jié)果比方法二更接近于元器件真實(shí)的“綜合值”。

那么，是不是可以將方法二中的鏈路再加上兩個(gè)連接器（一個(gè)CP，一個(gè)二次跳接點(diǎn)）來進(jìn)行仿真測試？原則上是可以的，只是僅測試100m的四連接器信道不具備廣泛的代表性。所以，改進(jìn)的方針測試方法是在增加兩個(gè)長度：一個(gè)50m，一個(gè)20m。這就是我們常說的“三長四連”仿真測試法（三長：20/50/100m三個(gè)長度，四連：配架模塊，二次跳接模塊，匯聚點(diǎn)CP模塊，用戶插座TO模塊等四個(gè)連接器）。100m代表最長鏈路，通?？疾斓氖遣迦霌p耗、ACR（衰減串?dāng)_比）等參數(shù)；50m代表最常用的鏈路長度，綜合考察NEXT等參數(shù)；20m代表短鏈路，重點(diǎn)考察RL（回波損耗）參數(shù)。

同樣，將方法三中的90m鏈永久鏈路再加上一個(gè)CP模塊，就構(gòu)成了三連接器的永久鏈路。如果再取20/50/90m三個(gè)長度進(jìn)行測試，則就是我們常說的“三長三連”仿真測試法。

“三長三連”或“三長四連”測試法因?yàn)殒溌穮?shù)能夠達(dá)到合格，由此合理“推斷”相當(dāng)數(shù)量的元件應(yīng)該是合格的。不過，由于元件之間存在拉高現(xiàn)象（即一個(gè)性能好的元件可以將與其串聯(lián)的性能差的元件引起的參數(shù)下降補(bǔ)償回來一部分），這個(gè)合理“推斷”是不甚嚴(yán)密的，但對于考察鏈路的兼容性來講，這仍不失為一個(gè)不錯(cuò)的考察方法。

比較好的進(jìn)場測試方法是：將元件級測試和鏈路級仿真測試項(xiàng)結(jié)合，這樣就可以非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜疾煸馁|(zhì)量和由此構(gòu)成鏈路的兼容性。

圖5是元件級測試、鏈路級測試和應(yīng)用級測試三者的關(guān)系圖。

其中，由于鏈路是有多個(gè)獨(dú)立的元件串聯(lián)而成，所以參數(shù)曲線要求最高的自然是元件級測試，如圖5中最上面的3條曲線；其次則是鏈路級測試（也就是信道CH和永久鏈路PL）；由于應(yīng)用的開發(fā)者都是在現(xiàn)有的電纜鏈路上開發(fā)新應(yīng)用，因此應(yīng)用級測試要求最低，它一定不能超過對應(yīng)等級的鏈路級測試標(biāo)準(zhǔn)。

例如，1000Base-T是IEEE 802.3中的千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，它是在Cat.5e鏈路基礎(chǔ)上開發(fā)的，所以，它的參數(shù)一定是低于Cat.5e的鏈路參數(shù)的（TIA 568B.1 Cat.5e CH和PL）。而Cat.5e鏈路（CH或PL）是由Cat.5e元件串聯(lián)而成，所以它一定低于Cat.5e的元件標(biāo)準(zhǔn)（TIA 568B.2 Cat.5e）。

進(jìn)場測試如果進(jìn)行元件級測試，則可以保證所進(jìn)貨物本身是符合產(chǎn)品規(guī)范要求的。一般，我們將鏈路元件分成三種：電纜、跳線、模塊，在上面的舉例中我們都是將水晶頭作為一個(gè)單獨(dú)元件來看待。但在實(shí)際測試中，總是把水晶頭劃到跳線的參數(shù)當(dāng)中，也就是說，我們是把跳線作為一個(gè)元件來看待（而不把它當(dāng)中的水晶頭作為單獨(dú)元件來對待）。

2 如何測試100m電纜

進(jìn)場測試時(shí)對電纜的正式認(rèn)證測試是截取100m電纜（兩邊不要打水晶頭），兩端剝?nèi)ソ^緣膠皮約1cm，然后將其插入電纜測試適配器的8個(gè)插孔當(dāng)中進(jìn)行測試。選擇的標(biāo)準(zhǔn)是TIA 568B.2中對應(yīng)的電纜元件標(biāo)準(zhǔn)而不是鏈路標(biāo)準(zhǔn)。測試的參數(shù)將是標(biāo)準(zhǔn)中要求的全參數(shù)，如圖6所示。如果測試通過，表明電纜質(zhì)量符合要求。

3 如何測試采購的整卷線

100m電纜測試是破壞性測試（需要從整箱線中截取100m），但多數(shù)情況下我們希望對整箱線進(jìn)行測試而不是截取100m。但整箱線有兩個(gè)問題，一是整箱線是盤繞在包裝箱中，測試時(shí)電纜會(huì)輻射電磁波給鄰近的卷繞電纜，也就是會(huì)輻射電磁波給自己，這相當(dāng)于增加了“外部干擾”。由此測試出來的近端串?dāng)_值NEXT比不卷繞的要大；第二個(gè)問題則是整箱線一般只有一個(gè)線頭露在外面，另一個(gè)在線卷的內(nèi)部，所以要進(jìn)行雙端測試有一定限制。

經(jīng)過大量的測試比較發(fā)現(xiàn)，整箱線一般不合格的參數(shù)是近端串?dāng)_NEXT和回波損耗RL，其他參數(shù)很少不通過。如果其他參數(shù)比如插入損耗IL也出現(xiàn)不通過（線徑太細(xì)），則通常IL和NEXT也會(huì)不通過。所以，為了快速測試整箱線，一般只做單端測試，即將露在包裝箱外的電纜線頭剝?nèi)ソ^緣外皮（約1cm）后直接插入電纜測試適配器的8個(gè)插孔中，用電纜分析儀的主機(jī)進(jìn)行單端測試即可，如圖7所示。

如果測試通過，則表明整箱線纜的質(zhì)量基本沒有問題。如果測試不通過，則可以加上卷繞修正值后再判斷是否通過。有經(jīng)驗(yàn)的檢測人員可以只加幾個(gè)頻點(diǎn)值來進(jìn)行判斷，也可以將單端測試結(jié)果存儲(chǔ)輸出為csv數(shù)據(jù)后，用多種表格處理軟件通過簡單編程加上卷繞修正值曲線后進(jìn)行判斷。如果仍不通過，則需要進(jìn)行上述的100m電纜認(rèn)證測試。

卷繞修正值表的來源：多次分別測試卷繞和拉直后的整卷線，然后求出他們兩組平均統(tǒng)計(jì)曲線的差值表，這個(gè)差值表就是卷繞修正值曲線（表）。

由于整箱線測試是簡化的近似值測試，因此不能作為正式的產(chǎn)品認(rèn)證測試檢驗(yàn)報(bào)告來使用，只能作為參考結(jié)果來使用。但由于避免大量的破壞性測試，所以在進(jìn)場測試中獲得廣泛的應(yīng)用。

4 如何測試跳線

如果說電纜的進(jìn)場測試可以采用抽測的方法，那么跳線則由于其測試方便和快捷性，建議進(jìn)行全測、全檢。

跳線的不合格因素主要取決于水晶頭的參數(shù)水平，其次就是水晶頭與插座的兼容性、匹配性不良。由于Cat.6類系統(tǒng)廠家之間是不兼容的，為了避免今后升級應(yīng)用的時(shí)候出現(xiàn)“升級陣痛”，需要認(rèn)證Cat.6跳線的兼容性和互換性，以便做到今后能互換不同品牌的跳線。這是因?yàn)樘€在未來的系統(tǒng)設(shè)備連接時(shí)，可能由于不同網(wǎng)管員的喜好而被換成其他品牌的跳線。如果跳線不兼容，則很可能引發(fā)鏈路匹配性下降，誤碼率增加，鏈路的傳輸能力下降甚至無法實(shí)現(xiàn)正常設(shè)計(jì)速度的連接。所以，一定要使用兼容性的、參數(shù)居中的測試插座（SMP Cat.6）來進(jìn)行Cat.6跳線的認(rèn)證測試。你可以使用福祿克網(wǎng)絡(luò)公司的兼容性Cat.6跳線測試適配器DTXPCU6S配合DTX電纜分析儀來認(rèn)證手中的一大批跳線是否符合TIA 568B.2定義的參數(shù)要求，如圖8所示。

Cat.5/5e跳線（參數(shù)要求相同）由于基本上不存在兼容性和互換性的問題，所以測試要求不像Cat.6這樣嚴(yán)格。你可以使用尺寸相符的Cat.5/5e模塊裝在DTX-PCU6S跳線測試適配器上進(jìn)行Cat.5/5e的跳線測試，如果測試“通過”，則表明跳線合格。

Cat.6A/Cat.7跳線測試與之相似。不同的是需要使用DTX-1800電纜分析儀，配合使用喇叭跳線測試適配器DTX-LABA/SET來進(jìn)行測試，測試時(shí)適配器的連接效果，如圖9所示。

5 如何測試模塊/插座

插座/模塊的進(jìn)場測試也是重點(diǎn)檢測內(nèi)容。目前實(shí)際測試的還是以兼容性測試為主，即以仿真測試仍正兼容性為主。圖10為模塊測試的示意圖，右端是100Ω的匹配電阻矩陣。

6 進(jìn)場測試如何認(rèn)證元件的兼容性

由于Cat.6/Cat.6A各個(gè)廠商采用不同的補(bǔ)償方式，他們之間的元件是不兼容的。統(tǒng)一廠商不同時(shí)機(jī)和不同OEM來源的產(chǎn)品也可能存在不兼容，所以有時(shí)需要考慮做兼容性測試。測試方法就是前面介紹的“三長三連”測試法或者“三長四連”測試法。