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    在本指南中，我們將向您介紹電纜的不同測量方法——網(wǎng)絡(luò)電纜或普通雙絞線電纜，使您能夠以更可靠的方式定位電纜故障。通常，當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)錯誤或網(wǎng)絡(luò)性能不佳時，會嘗試在軟件層面解決這些問題；但是原因通常在于ICT設(shè)備本身的接線。例如，計(jì)算機(jī)鍵盤顯然不能用于將釘子釘在墻上。對于DHCP重置，識別排線架中的雙絞線錯誤方面也是如此。為此，才出現(xiàn)了專門為分析和定位電纜故障而開發(fā)的特殊測量方法和測量工具（線路查找儀、網(wǎng)絡(luò)電纜測試儀和故障定位設(shè)備）。

    首先，我們將回顧網(wǎng)絡(luò)中通常使用的電纜類型的結(jié)構(gòu)（例如LAN網(wǎng)線、電話線和雙絞線電纜），以便能夠向您介紹匹配的測量方法（連續(xù)性測試、接線圖和故障定位），以及每種測量方法的特色。

    ICT網(wǎng)絡(luò)中的不同線纜類型

    如今，在電信網(wǎng)絡(luò)（ICT網(wǎng)絡(luò)）中，人們幾乎只使用雙絞線電纜或光纜。因此，這些類型的電纜幾乎完全替代了過去使用的同軸電纜。如前所述，該指南涉及銅纜安裝，即電話電纜和以太網(wǎng)電纜（跳線），因此最終涉及的都是雙絞線電纜。

    雙絞線電纜

    圖1.1：雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)

    雙絞線電纜（亞歷山大·格雷厄姆·貝爾（AlexanderGrahamBell）于1881年發(fā)明）是絞合各個線對以改善電磁性能的電纜。將單根電線或未絞合的線對與對稱雙絞線直接對比，雙絞線電纜在相鄰兩對電線之間的串?dāng)_較小，電磁干擾較小，并且電磁抗干擾性也更高（更強(qiáng)）。在電纜和LAN網(wǎng)線安裝中，都會使用雙絞線。如圖1.2所示，各線對用顏色編碼。每列和每行的顏色是固定的。這意味著，例如，在首列中，一根導(dǎo)線始終為藍(lán)色（請見線對1、6、11、16、21），在首行中，一根導(dǎo)線始終為白色（請見線對1、2、3、4、5）。

    圖1.2：顏色編碼的雙絞線電纜（25線對）

    插圖由RAFALPocztarski，通過Pumbaa80編輯，GNU通用公共許可證

    安裝和跳線電纜，或更常見的雙絞線，通常帶有屏蔽層以防止電磁干擾。在一側(cè)，單個線對可以具有屏蔽層，但是幾個線對可以和/或整個電纜具有公共屏蔽層。在ISO:IEC11801:2002（附件E）的國際標(biāo)準(zhǔn)中，將各種屏蔽方法結(jié)合在一起并進(jìn)行定義。為此，引入了三個字母和相應(yīng)的格式XX/YZZ。該識別號印在每個屏蔽護(hù)套上，因此每條雙絞線電纜都是單獨(dú)可識別的。該ID的組成如下：

    *XX為總屏蔽層：

    *U=無屏蔽層

    *F=一層或兩層鋁箔屏蔽

    *S=絲網(wǎng)編織屏蔽

    *SF=絲網(wǎng)編織及鋁箔屏蔽

    *Y代表每對線對的單獨(dú)屏蔽層：

    *U=無屏蔽層

    *F=一層或兩層鋁箔屏蔽

    *S=絲網(wǎng)編織屏蔽

    *ZZ代表：

    *TP=雙絞線

    *QP=四線對

    圖1.3：UTP非屏蔽雙絞線示意圖

    圖1.4：S/UTP總屏蔽雙絞線示意圖

    圖1.5：STP線對屏蔽雙絞線示意圖

    行業(yè)縮寫ISO/IEC11801命名電纜屏蔽線對屏蔽

    UTP,TPU/UTP無無

    STP,ScTP,PiMFU/FTP無鋁箔

    FTP,STP,ScTPF/UTP鋁箔無

    STP,ScTPS/UTP絲網(wǎng)編織無

    SFTP,S-FTP,STPSF/UTP絲網(wǎng)編織及鋁箔無

    FFTP,STPF/FTP鋁箔鋁箔

    SSTP,SFTP,STP,STPPiMFS/FTP絲網(wǎng)編織鋁箔

    SFSTP,SFTP,STPSF/SFTP絲網(wǎng)編織及鋁箔絲網(wǎng)編織及鋁箔

    圖1.6：雙絞線類型概述

    電纜類別

    隨著時代的發(fā)展，傳輸速度和帶寬要求急劇增加。例如，盡管kHz（Kbit/s）的傳輸速度在過去足以打電話，但到現(xiàn)代的多媒體時代，需要消耗MHz（MBit/s）級的傳輸速度才能接收例如網(wǎng)飛（Netflix）的視頻流量。如果通信電纜本身成為瓶頸，那么大的處理器、好的顯卡或快的DSL連接都沒有用了。如表1.7所示，現(xiàn)在有八種電纜類別（CAT1-CAT8）支持不同的帶寬，從而最終支持不同的傳輸速度。

    類別類型帶寬使用范例

    CAT1UTP0.4MHz電話線

    CAT2UTP4MHzISDN

    CAT3UTP16MHz10BASE-T和100BASE-T4

    CAT4UTP20MHz令牌環(huán)網(wǎng)，16Mbit/s

    CAT5UTP100MHz100BASE-TX和1000BASE-T

    CAT6UTP或STP250-500MHz1000BASE-T,10GBASE-T

    CAT7S/FTP600-1000MHz10GBASE-T

    CAT8S/FTP1600-2000MHz40GBASE-T和100GBASE-T

    表1.7CAT1-CAT8雙絞線電纜的屬性

    還有一個小注釋：每條電纜都有衰減，即信號衰減了，信號強(qiáng)度降低了。頻率越高，衰減越大。后者不是恒定的，取決于頻率。即1kHz的信號比1GHz的信號衰減得少。電纜越長，信號暴露于衰減的時間越長，得到的信號強(qiáng)度越低。

    例如，（計(jì)算示例）如果1kHz信號的衰減為每米0.1dB，并且線路開始處的信號強(qiáng)度為10dB，則表示信號在1米后為9.9dB，在10米后為9.0dB和100米后為0.0dB。如果1GHz的信號每米的衰減為1dB，那么10m后信號將衰減10dB。因此，除了電纜類別（Cat1–Cat8）之外，還必須考慮電纜長度?；旧?，以下條件成立：頻率越高，傳輸距離越短。

    光纖電纜幾乎無衰減，因此非常適合長距離傳輸。但是，光纖基礎(chǔ)設(shè)施比基于跳線的基礎(chǔ)設(shè)施昂貴得多。此外，您可以使用LAN電纜橋接距離，這對于室內(nèi)安裝通常是完全足夠的。

    三種測試網(wǎng)絡(luò)電纜的重要方法

    圖1.8：使用尋線儀識別線對

    沒有錯誤的布線是每個高性能網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。如果在電纜基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安裝過程中（例如在配線架或接線盒中）已經(jīng)犯了技術(shù)錯誤，或者電纜本身有故障（例如在插頭中），則即使用了好的CAT8LAN電纜也無濟(jì)于事。因此，現(xiàn)在我們向您介紹測試雙絞線電纜的三種重要的測量方法。

    但是首先，在開始打開測量設(shè)備包裝之前，應(yīng)檢查電纜類別，以確保已安裝的電纜適合相應(yīng)的帶寬。然后考慮電纜長度。如果兩者都是合理的，并且網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不正常，則應(yīng)使用本指南的測量方法來隔離錯誤源并進(jìn)行修復(fù)。

    用于連續(xù)性測試的尋線儀/線路定位器

    連續(xù)性測試儀既有低成本的低端儀器，也有較高價(jià)格的設(shè)備。如我們都知道的道理所言：“一分錢一分貨”。因此，價(jià)格低廉的尋線儀既沒有專門的ICT功能，也沒有諸如過壓保護(hù)之類的保護(hù)措施。而我們的尋線儀，如果觸點(diǎn)之間存在電氣連接，會發(fā)出蜂鳴警告聲。您可以使用它們來檢測短路，檢查電纜安裝的正確接線或檢測現(xiàn)有電纜安裝中的故障。

    您可以使用市場上任何一款萬用表進(jìn)行連續(xù)性測試，因?yàn)樗鼉H檢查A點(diǎn)和B點(diǎn)之間是否存在電氣連接。但是，此方法具有兩個決定性的缺點(diǎn)：

    1、電纜必須在遠(yuǎn)端短接，即工作量加倍。

    2、由于沒有搜索信號，因此在配線架中標(biāo)識要短接的線對既麻煩又費(fèi)時，因?yàn)殡娦旁O(shè)備中不只一根電纜或電線對。此外，通常不清楚哪根電纜連接到哪個插座。

    圖1.9：用萬用表進(jìn)行連續(xù)性測試

    由于這些原因，我們建議使用專門的ICT工具（例如尋線儀/線路跟蹤器）。尋線儀由信號發(fā)生器和信號探測器組成。信號發(fā)生器（也稱為音頻發(fā)生器）固定在被測電纜上。電信部門有一些專用的尋線儀，帶有常用的連接頭（RJ11，RJ45），因此可以將它們直接連接到相應(yīng)的插座。因此，專業(yè)的尋線儀可以省去費(fèi)力的剝線或重新壓接插頭的工作（請參見1.10）。

    圖1.10：電信行業(yè)專用尋線儀/線路追蹤器

    音頻發(fā)生器將聲音搜索信號饋送到線對中。探頭接收搜索信號并發(fā)出聲音。這樣即使在灰泥下也可以追蹤電纜。您也可以使用此方法來識別短路，因?yàn)樗阉餍盘杻H出現(xiàn)在電纜的“音頻側(cè)”，在短路點(diǎn)處終止。因此，探頭只能檢測到該點(diǎn)的搜索信號，而不能檢測到前方的搜索信號。

    如果沒有短路，用信號探測探頭則可以在電纜的開路端識別出承載搜索信號的準(zhǔn)確線路。這樣即使在多芯電纜中也可以識別接線錯誤。尤其是用于LAN電纜的尋線儀包括鏈路端口閃爍功能。如果將此音頻發(fā)生器連接到跳線，則在配線架中的相應(yīng)RJ45插座上的LED燈會閃爍，便可以快速輕松地看到電纜連接到配線架上的哪個插座。

    因此，連續(xù)性測試儀測試兩個點(diǎn)之間的電氣連接。您可以使用萬用表來執(zhí)行此操作，但是在便捷性和速度方面，專用尋線儀的性能顯然是更加卓越的。

    圖1.11：使用搜索信號在排線架上端口閃爍

    帶接線圖的網(wǎng)絡(luò)測試儀

    網(wǎng)絡(luò)測試儀是另一種專門的產(chǎn)品類別，是對尋線儀的好的補(bǔ)充，因?yàn)樗鼈兡軌蜃詣訖z測布線故障，而不必使線路的遠(yuǎn)端短路。再而，有各種各樣的產(chǎn)品，從用于只有點(diǎn)對點(diǎn)連接的以太網(wǎng)線的電纜測試儀，再到具有點(diǎn)對多點(diǎn)連接，集成TDR和自動橋抽頭檢測的功能全面的網(wǎng)絡(luò)測試儀。

    接線圖是電纜線及其布線方式的圖形表示。要測到接線圖，遠(yuǎn)端需要一個遠(yuǎn)端單元。只需將RJ45電纜的一端插入測試儀主機(jī)，另一端插入遠(yuǎn)程單元（或?qū)⑦h(yuǎn)程單元插入相應(yīng)的配線架）。主機(jī)通過對所有線對發(fā)送測試信號，然后使用遠(yuǎn)程單元測得接線圖，顯示電纜線路的排布。

    95%的電纜故障位于電纜的開頭或末端，這意味著電纜已連接到插座和插頭。電纜中間的電纜故障很少見。因此，集成的TDR功能不一定是必不可少的，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，很容易在電纜端點(diǎn)處校正導(dǎo)線。但是，如果錯誤原因是電纜中間彎曲或破裂，則集成的TDR會使工作變得更加容易。

    圖1.12：接線圖

    用于故障定位的定位設(shè)備（TDR）

    時域反射（TDR）是一種易于識別和定位電纜故障的方法。測量設(shè)備會發(fā)出脈沖信號，當(dāng)電纜的阻抗發(fā)生變化時，脈沖信號會全部或部分反射。實(shí)際上，它的工作方式與雷達(dá)相同。電磁波（脈沖）在空氣（電纜）中移動，并在碰到物體（例如飛機(jī)）時發(fā)生反射（阻抗變化，例如短路）。因此，在德語國家，TDR也被稱為電纜雷達(dá)。根據(jù)故障，會出現(xiàn)不同的反射模式，從而使用戶可以識別故障。

    圖1.13：TDR曲線

    除故障類型外，TDR還顯示到故障位置的距離，例如1000m或15km。請注意，電纜長度和電線長度可能不同，例如，如果電線是扭曲的。由于扭曲，電線必然比“直的”電纜護(hù)套的距離更長。因此，電纜的電線比護(hù)套更長。作為比較，您可以想象人類的消化系統(tǒng)長達(dá)5.5m至7.5m，即使人類本人只有1.8m高。

    作為指導(dǎo)原則，已證明3%的偏差是一個很好的估算，即如果電線長度為103m，則電纜長度約為100m。但是，這取決于電纜的類型，或更確切地說，取決于扭曲系數(shù)。

    圖1.14：扭曲系數(shù)

    驗(yàn)證、鑒定和認(rèn)證之間的區(qū)別

    您可以測試不同深度和程度的電纜。基本上，您可以區(qū)分認(rèn)證、鑒定和驗(yàn)證。到目前為止，常見的應(yīng)用是驗(yàn)證電纜安裝，即確認(rèn)電纜安裝的功能。驗(yàn)證基于主觀標(biāo)準(zhǔn)，例如“您可以通過VoIP連接撥打電話嗎？”或“IPTV圖片是否沒有錯誤”。下一階段是所謂的鑒定，該鑒定是根據(jù)客觀標(biāo)準(zhǔn)證明電纜安裝的功能，例如，通過使用網(wǎng)絡(luò)測試儀進(jìn)行負(fù)載測試，記錄數(shù)據(jù)包丟失并由安裝公司創(chuàng)建測量協(xié)議，您通常還會將其移交給客戶。電纜測試的高要求是認(rèn)證。這實(shí)際上僅由電纜制造商執(zhí)行，他們必須進(jìn)行認(rèn)證并因此確保CAT8電纜也位于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限制內(nèi)，例如容量。

    摘要

    ICT安裝的測試非常復(fù)雜，您需要對網(wǎng)絡(luò)電纜和安裝電纜（雙絞線）及其類別（CAT1-CAT8）有充分的了解。但是，使用正確的測量方法（連續(xù)性測試、接線圖和TDR）和適當(dāng)?shù)墓ぞ撸▽ぞ€儀、網(wǎng)絡(luò)測試儀和定位設(shè)備），您可以快速而準(zhǔn)確地執(zhí)行此操作。事先考慮驗(yàn)證或鑒定對于網(wǎng)絡(luò)是否足夠也很重要。實(shí)際上，僅很少的情況需要做認(rèn)證。