綜合布線系統(tǒng)的進場測試

文｜美國福祿克公司 尹 崗

綜合布線系統(tǒng)的進場測試

文｜美國福祿克公司 尹 崗

1 為什么要做進場測試

進場測試是指采購貨物進入施工現(xiàn)場或進入現(xiàn)場的物料倉庫時進行驗貨測試，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，進入驗收測試環(huán)節(jié)時才發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在質(zhì)量問題，無論如何補救也是為時太晚，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也被當作進場測試，如圖1所示。

進場測試的方法主要是對電纜、跳線、插座等布線產(chǎn)品進行元件級測試。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。

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

錯誤方法一，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）進行測試，例如Cat.5e電纜，選擇TIA Cat.5e Channel信道標準進行測試，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，提出了改進的測試方法即在兩端打上模塊以后再進行測試。

錯誤方法二，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個增加到9個，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，只是測試的標準不是信道標準，而是永久鏈路的標準。由于永久鏈路的參數(shù)要求比信道要嚴格許多，所以這種測試方法所得的參數(shù)可能會“更差”一些，此鏈路中有5個元件（包含兩端的兩個永久鏈路測試插頭），如圖4所示。

下面來談?wù)勥@三種方法錯在哪里。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個元件串聯(lián)，采用的又是要求最松的信道標準來測試，所以測試結(jié)果可能還是“很不錯”的。

方法二中使用了9個元件串聯(lián)（兩個連接器模塊/插座），參數(shù)下降較多，但由于使用的信道標準允許最多使用4個連接器相連。所以，這條“被檢鏈路”還有2個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個元件（兩個模塊，一段電纜，加上兩端各一個測試插頭），但由于永久鏈路允許最多使用3個連接器（中間可以增加1個CP點），所以方法三中總的鏈路元件數(shù)量仍沒有達到“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的“綜合值”。

那么，是不是可以將方法二中的鏈路再加上兩個連接器（一個CP，一個二次跳接點）來進行仿真測試？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，改進的方針測試方法是在增加兩個長度：一個50m，一個20m。這就是我們常說的“三長四連”仿真測試法（三長：20/50/100m三個長度，四連：配架模塊，二次跳接模塊，匯聚點CP模塊，用戶插座TO模塊等四個連接器）。100m代表最長鏈路，通?？疾斓氖遣迦霌p耗、ACR（衰減串擾比）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三個長度進行測試，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”測試法因為鏈路參數(shù)能夠達到合格，由此合理“推斷”相當數(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)下降補償回來一部分），這個合理“推斷”是不甚嚴密的，但對于考察鏈路的兼容性來講，這仍不失為一個不錯的考察方法。

比較好的進場測試方法是：將元件級測試和鏈路級仿真測試項結(jié)合，這樣就可以非常嚴謹?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，由于鏈路是有多個獨立的元件串聯(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準。

例如，1000Base-T是IEEE 802.3中的千兆以太網(wǎng)標準，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的元件標準（TIA 568B.2 Cat.5e）。

進場測試如果進行元件級測試，則可以保證所進貨物本身是符合產(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單獨元件來看待。但在實際測試中，總是把水晶頭劃到跳線的參數(shù)當中，也就是說，我們是把跳線作為一個元件來看待（而不把它當中的水晶頭作為單獨元件來對待）。

2 如何測試100m電纜

進場測試時對電纜的正式認證測試是截取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個插孔當中進行測試。選擇的標準是TIA 568B.2中對應(yīng)的電纜元件標準而不是鏈路標準。測試的參數(shù)將是標準中要求的全參數(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行測試而不是截取100m。但整箱線有兩個問題，一是整箱線是盤繞在包裝箱中，測試時電纜會輻射電磁波給鄰近的卷繞電纜，也就是會輻射電磁波給自己，這相當于增加了“外部干擾”。由此測試出來的近端串擾值NEXT比不卷繞的要大；第二個問題則是整箱線一般只有一個線頭露在外面，另一個在線卷的內(nèi)部，所以要進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)是近端串擾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），則通常IL和NEXT也會不通過。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個插孔中，用電纜分析儀的主機進行單端測試即可，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)驗的檢測人員可以只加幾個頻點值來進行判斷，也可以將單端測試結(jié)果存儲輸出為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行判斷。如果仍不通過，則需要進行上述的100m電纜認證測試。

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)計曲線的差值表，這個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)品認證測試檢驗報告來使用，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)用的時候出現(xiàn)“升級陣痛”，需要認證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。這是因為跳線在未來的系統(tǒng)設(shè)備連接時，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現(xiàn)正常設(shè)計速度的連接。所以，一定要使用兼容性的、參數(shù)居中的測試插座（SMP Cat.6）來進行Cat.6跳線的認證測試。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來進行測試，測試時適配器的連接效果，如圖9所示。

5 如何測試模塊/插座

插座/模塊的進場測試也是重點檢測內(nèi)容。目前實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 進場測試如何認證元件的兼容性

由于Cat.6/Cat.6A各個廠商采用不同的補償方式，他們之間的元件是不兼容的。統(tǒng)一廠商不同時機和不同OEM來源的產(chǎn)品也可能存在不兼容，所以有時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。