数据电缆测试主要技术参数

摘 要：随着智能建筑日益普及，综合布线系统的应用也越来越广泛，怎样才能确定完成的布线系统符合国际标准要求是一个难题。我们通过对布线系统检测的主要参数做一些简单描述，来解释看似简单实则相当复杂的网络物理层的问题。

关键词：电缆;传输参数;抗干扰参数

数据电缆通常有四对双绞线，其影响数据传输质量的参数不仅有连接线序是否正确、长度是否超标、有无开短路或接触不良等问题，还有三个核心传输参数和四个核心抗干扰参数等方面。

一、链路长度

在测试数据电缆长度时，你会发现四对双绞线的长度是不一样的，而提交的验收报告所指的电缆长度是以最短一对双绞线长度为标准。

（一）什么叫信道链路

一条链路通常由水平固定电缆和两端的用户跳线及设备跳线组成，这条完整的链路就被称作信道。

（二）什么叫永久链路

在布线系统验收时没有上设备，所以两边没有设备跳线或用户跳线存在，只有安装在桥架管槽中的布线链路，布放好以后基本上（永久）不会再去更改的链路。

（三）信道链路和永久链路长度

根据GB 50311定义，信道链路规定为 100 米，永久链路长度为 90 米。

二、三个核心传输参数

电缆的三个核心传输参数分别是插入损耗 IL、线对间串扰（NEXT/FEXT）和回波损耗（RL）。

（一）插入损耗（IL）

1.什么叫插入损耗

插入损耗是电缆的线对在信号传输过程中的衰减，插入损耗过大，会导致信号不能传得很远。

2.什么情況会影响插入损耗参数

数据电缆长度越长，线径越细则衰减越大;电缆传输的频率越高，衰减越大;插入损耗也跟材质有关，比如铜包铝或铜包铁电缆损耗就要大些。

（二）线对间串扰（NEXT/FEXT）

1.什么叫线对间串扰

数据电缆的每对双绞线是由两根互相扭绞起来的铜线组成，当这对铜线传输数据信号时，根据电磁辐射感应原理，这对线的周围也会有辐射出来的电磁波存在，这些电磁波与周围的金属物体遭遇会生成感应信号。这些信号和线对中正在传输的信号叠加，改变了原来线对中传输的有用信号波形，网卡端口接收到这种信号后会因为无用信号过大而引起误读和误判，造成误码率增高。

2.怎样减少线对间串扰

（1）串扰强度跟双绞线绞接率直接相关，绞接率越高，抵消干扰的能力就越强，因此在端接水晶头、模块和连接器尽量缩短平行的长度。

（2）全屏蔽线可以减小串扰，但屏蔽层须接地。

（3）错开不同线对的绞接率会改善串扰值，但不能过度错开。

（三）回波损耗（RL）

1.什么叫回波损耗

在高速网络传输过程中，网线中的四对双绞线既要向前传输数据又要接受从对端送过来的数据，收到的数据信号既有从对端发送过来的有用信号，也有因阻抗不连续反射回来的回波信号。所以，需要一个参数来衡量反射回来的信号大小，这个参数就是回波损耗。

2.什么叫电缆的特性阻抗

电缆的特性阻抗和欧姆定律中纯电阻阻抗是两个概念，它被用来衡量介质的传输特性，它的值只与电缆中L0（微量电感）/C0（微量电容）比值平方根值和绝缘介质的介电常数有关。所以，材料不变的情况下，只要传输线保持结构均匀，链路每“一点”的特性阻抗也会保持不变。

3.回波损耗 RL 跟阻抗连续性关系

传输链路上发生几何尺寸明显变化（双绞线和水晶头之间的连接点）会导致特性阻抗突变，信号在阻抗突变点会发生反射，反射信号波越大，说明阻抗连续性越差，回波与阻抗不连续呈正相关关系。

4.怎样减小回波损耗

水晶头、插座、连接器、过度扭曲或受伤的电缆是常见的造成阻抗不连续的原因，而手工打接的跳线和连接器最容易改变电缆的阻抗连续性，在端接时应尽量保持原来的线对形状和线对间距，能不做改变则尽量不做改变。

三、四个核心抗干扰参数

布线系统中四个核心抗干扰参数分别是外部串扰 AxT、不平衡电阻、TCL、ELTCTL。

（一）外部串扰 AxT

1.什么叫外部串扰

多根网线捆扎在一起，网线线对辐射出的干扰会互相窜进彼此的网线，此即“外部串扰”。

2.一般哪些系统需要测试外部串扰

网络传输速率越高，这种干扰越严重，故万兆链路需要测试缆间干扰。

3.怎样减少外部串扰

如果使用屏蔽线可以减少外部串扰，但屏蔽层必须接地;在布线时避免过大捆扎电缆，捆扎一束最好不要超过 24 根。

（二）不平衡电阻

1.什么叫不平衡电阻

低功率 PoE 将线对分成两路向远端设备供电，理论上两路电流大小相等，例如 36 线对的电流 I3 = I6，负责送出电流，45 线对的电流 I4 = I5，负责收回电流，从而构成完整的电流回路。但实际工作中一对双绞线每根线芯的电阻值可能因为制造偏差而不同既产生电阻不平衡。

2.不平衡电阻会造成什么危害

如果不平衡电阻阻值差异过大，会导致支持 PoE 信号设备传输失败。标准ISO11801：2010 规定线对两根线芯的“阻值差”不应超过 0.15 欧姆（永久链路），信道为 0.2欧姆。

（三）TCL

1.什么叫TCL

TCL属于抗干扰核心参数，在高速网络传输时，发送端口通常也同时是接收端口（双工口），当线对引入了共模干扰信号，如果数据链路中存在阻抗不连续点，则该干扰信号被反射回来，因此信号发送端也会收到这个“回波”干扰，这个干扰信号在向前传输一段距离后会因为电缆本身不平衡（例如一根线芯粗，而另一根线芯细）而衍生出差信号，也就是两根线芯上的“回波信号”强度不一样了。测量 TCL 目的就是测量这种线对的“不平衡性”程度。

2.TCL参数不合格会造成什么危害

TCL不合格会令双绞线平衡性下降，造成抵抗外来辐射（共模）干扰和接地（共模）干扰的能力下降。

（四）ELTCTL

1.什么叫ELTCTL

为了考察“双绞线对”本身的平衡性，不考虑线对长度的影响，将 TCTL 除以电缆损耗值（IL）后再考察，这就是 ELTCTL= TCTL/IL。这是一个相对值，可以近似地认为与线对长度无关。

2.测量ELTCTL参数有什么意义

测量ELTCTL参数可以对不同品牌电缆抗干扰的参数进行比较。

3.什么情况需要测试TCL和ELTCTL参数

在强用电设备密集（如高功耗机架/大型变频电机）、空间辐射干扰过多（如强功率基站/电弧炉等）的场合，需要关注双绞线的平衡参数;对工业以太网和现场总线应用，平衡参数也非常重要。

铜缆链路数据通信现场测试可采用美国的FLUCK公司或其它厂商提供的电缆分析仪对布线质量进行详细的分析和故障定位，要完成整个验收测试工作则需要学习更多的专业知识。

参考文献

[1]刑军.综合布线系统工程验收标准修订[J].河南科技，2018/12：134-136.

作者简介：

刘建国（1979-），汉族，男，湖南衡阳人，衡阳农工贸职业学校副教授，本科，研究方向：计算机网络。