网络工程设计实用教程

1. 网络工程设计实用教程 编著：刘昭斌、曹钧尧、谭方勇

2. 教学提示：本章的知识框架主要是介绍网络建设工程中的综合布线系统测试所涉及的基本知识、测试的内容、测试相关标准、测试报告生成、线缆测试不通过的解决方法；大对数电缆的测试内容、标准、方法以及具体步骤；光纤测试的基本知识、内容、测试方法与步骤；FlukeDTX测试仪的介绍以及测试软件LinkWare的介绍。教学提示：本章的知识框架主要是介绍网络建设工程中的综合布线系统测试所涉及的基本知识、测试的内容、测试相关标准、测试报告生成、线缆测试不通过的解决方法；大对数电缆的测试内容、标准、方法以及具体步骤；光纤测试的基本知识、内容、测试方法与步骤；FlukeDTX测试仪的介绍以及测试软件LinkWare的介绍。 • 教学目标：培养学生了解测试基本知识，了解测试内容以及相关标准，掌握双绞线测试的方法与步骤，掌握大对数电缆的测试方法与步骤，掌握光纤的测试方法与步骤；以及测试失败后，如何确定测试失败的原因和故障的定位；了解FlukeDTX系列测试的基本概况，以及LinkWare软件相关知识 • 重点知识：双绞线测试的方法与步骤、大对数电缆的测试方法与步骤、光纤的测试方法与步骤、测试失败的原因和故障的定位

3. 第7章 网络系统测试与测试的相关技术 7.1 测试概述 7.2 电缆的测试 7.3 光缆的测试 7.4 常用的测试仪器与软件 7.5 实践项目 本章小结 习题七

4. 7.1 测试概述 • 当网络工程施工接近尾声时，最主要的工作就是对布线系统进行严格的测试。对于综合布线的施工方来说，测试主要有两个目的：一是提高施工的质量和速度；二是向用户证明他们的投资得到了应用的质量保证。对于采用了5类、超5类、6类电缆及相关连接硬件的综合布线来说，如果不用高精度的仪器进行系统测试，很可能会在传输高速信息时出现问题。对于应用光纤的综合布线系统，同样为了保证传输的距离和性能要求，也必须要进行相应的测试。

5. 网络工程中综合布线测试可分为三类：一是验证测试，二是鉴定测试，三是认证测试。验证测试一般是在施工的过程中由施工人员边施工边测试，以保证完成的每个连接的正确性。鉴定测试是在验证测试的基础上再加上对布线链路上一些网络应用情况的基本检测，带有一定的网络管理功能。认证测试是指对布线系统依照标准例行逐项检测，以确定布线是否能达到设计要求，包括连接性能测试和电气性能测试。网络工程中综合布线测试可分为三类：一是验证测试，二是鉴定测试，三是认证测试。验证测试一般是在施工的过程中由施工人员边施工边测试，以保证完成的每个连接的正确性。鉴定测试是在验证测试的基础上再加上对布线链路上一些网络应用情况的基本检测，带有一定的网络管理功能。认证测试是指对布线系统依照标准例行逐项检测，以确定布线是否能达到设计要求，包括连接性能测试和电气性能测试。

6. 7.1 测试概述 • 验证测试 　　验证测试又叫随工测试，是边施工边测试，主要检测线缆的质量和安装工艺，及时发现并纠正问题，避免返工。 验证测试不需要使用复杂的测试仪，只需要能测试接线通断和线缆长度的测试仪。

7. 　　竣工检查中，短路、反接、线对交叉、链路超长等问题几乎占整个工程质量问题的80%，这些问题在施工初期通过重新端接，调换线缆，修正布线路由等措施比较容易解决。　　竣工检查中，短路、反接、线对交叉、链路超长等问题几乎占整个工程质量问题的80%，这些问题在施工初期通过重新端接，调换线缆，修正布线路由等措施比较容易解决。

8. 7.1 测试概述 • 　认证测试 又叫验收测试，是所有测试工作中最重要的环节。认证测试是检验工程设计水平和工程质量的总体水平行之有效的手段。 认证测试通常分为两种类型： • （1）自我认证测试 • （2）第三方认证测试

9. （1）自我认证测试 • 　这项测试由施工方自行组织,按照设计施工方案对所有链路进行测试，确保每条链路符合标准要求。 • 需要编制确切的测试技术档案，写出测试报告，交建设方存档。测试记录应准确、完整，规范，便于查阅。 • 认证测试，可邀请设计、施工监理多方参与，建设单位也参加测试工作，了解测试过程，方便日后管理与维护。

10. 7.1 测试概述 　　 认证测试是设计、施工方对所承担的工程所进行的一个总结性质量检验，施工单位承担认证测试工作的人员应当经过测试仪表供应商的技术培训并获得认证资格。　

11. 7.1 测试概述 • （2）第三方认证测试 • 　　随着支持千兆以太网的超5类及6类综合布线系统的推广应用和光纤在综合布线系统中的大量应用，施工工艺要求越来越高。

12. 7.1 测试概述 • 第三方认证测试目前采用两种做法： • 对工程要求高，使用器材类别高，投资较大的工程，建设方除要求施工方要做自我认证测试外，还应邀请第三方对工程做全面验收测试。

13. 7.1 测试概述 • 　建设方在施工方做自我认证测试的同时，请第三方对综合布线系统链路做抽样测试。按工程规模确定抽样样本数量，一般1000信息点以上抽样30%，1000信息点以下的抽样50%。

14. 7.1 测试概述 • 　　衡量、评价综合布线工程的质量优劣，惟一科学、有效的途径就是进行全面现场测试。

15. 7.1.1 测试内容 • 网络工程中测试内容主要包括三个方面：一是工作区到设备间的连通状况测试、主干连通状况测试、跳线测试。每项测试内容主要测试以下参数：速率、衰减、距离、接线图、近端串扰、远端串扰、回波损耗、传输延迟等参数，下面就逐一介绍：

16. 7.1.1 测试内容 1、接线图(Wire Map) • 　　接线图是验证线对连接正确与否的一项基本检查。可采用T568A和 T568B两种端接方式,二者的线序固定，不能混用和错接，如图7-1和图7-2所示。

17. 7.1.1 测试内容 图7-1 T568A线序排列图

18. 7.1.1 测试内容 图7-2 T568B线序排列图

19. 7.1.1 测试内容 • 　　正确的线对连接为：1对1、2对2、3对3、4对4、5对5、6对6、7对7、8对8，当接线正确时，测试仪显示接线图测试“通过”。

20. 7.1.1 测试内容 • 　　在实际工程中接线图的错误类型可能主要有以下情况： • 　 开路；短路；反接。同一线对在两端针位接反，如一端的 4的接在另一端的5位，一端的5接在另一端的4位。

21. 7.1.1 测试内容 • 　 跨接。将一对线对接到另一端的另一线对上，常见的跨接错误是12线对与36线对的跨接，这种错误往往是由于两端的接线标准不统一造成的，一端用T568A，而另一端用T568B。

22. 7.1.1 测试内容 • 　 线芯交叉。反接是同一线对在两端针位接反，而线芯交叉是指不同线对的线芯发生交叉连接，形成一个不可识别的回路，如12线对与36线对的2和3线芯两端交叉。

23. 7.1.1 测试内容 • 　 串绕线对。指将原来的两对线对分别拆开后又重新组成新的线对。这是产生极大串扰的错误连接，这种错误对端对端的连通性不产生影响，普通万用表不能检查故障原因，只有专用的电缆测试仪才能检测出来。

24. 图7-3 几种接线图错误类型

25. 7.1.1 测试内容 2．关于测量长度 • 　　测量双绞线长度时，通常采用时域反射测试技术，时域反射计TDR的工作原理是：测试仪从电缆一端发出一个脉冲波，在脉冲波行进时，如果碰到阻抗的变化，如开路、短路或不正常接线时，就会将部分或全部的脉冲能量反射回测试仪。

26. 7.1.1 测试内容 • 　　依据来回脉冲波的延迟时间及已知的信号在电缆传播的NVP（额定传播速率），测试仪就可以计算出脉冲波接收端到该脉冲返回点的长度，如图7-7所示。

27. 7.1.1 测试内容 图7-7 链路长度测量原理图

28. 7.1.1 测试内容 • NVP是指电信号在该电缆中传输的速率与光在真空中的传输速率的比值。

29. 7.1.1 测试内容 • NVP=2×L/（T×c） • 式中 L—电缆长度， • T—信号在传送端与接收端的时间差 • C—光在真空中传播速度，C为3×108m/s)

30. 7.1.1 测试内容 • 　　该值随不同线缆类型而异。通常，NVP范围为60%～90%，即NVP=(0.6～0.9)c。

31. 7.1.1 测试内容 • 　　测量长度的准确性就取决于NVP值，因此在正式测量前用一个已知长度（必须在15m以上）的电缆来校正测试仪的NVP值，测试样线愈长，测试结果愈精确。

32. 7.1.1 测试内容 • 　　由于每条电缆的线对之间的绞距不同，所以在测试时，采用延迟时间最短的线对作为参考标准来校正电缆测试仪。典型非屏蔽双绞线的NVP值从62%～72%之间。

33. 7.1.1 测试内容 • 　　由于TDR的精度很难达到2%以内，NVP值不易准确测量，故通常多采取忽略NVP值影响，对长度测量极值加上10%余量的做法。

34. 7.1.1 测试内容 • 根据所选择的测试模型不同，极限长度分别为：基本链路为94m，永久链路为90m，通道为100m，加上10%余量后，长度测试通过/失败的参数为： • 基本链路为94m+94m×10%=103.4m，永久链路为90m+90m×10%=99m，通道为100m+100m×10%=110m。

35. 7.1.1 测试内容 • 　　当测试仪以“*”显示长度时，则表示为临界值，表明在测试结果接近极限时长度测试结果不可信，要引起注意。

36. 7.1.1 测试内容 • 　　链路长度系指布线链路端到端之间电缆芯线的实际物理长度，由于各芯线存在不同绞距，在布线链路长度测试时，要分别测试4对芯线的物理长度，测试结果会大于布线所用电缆长度。

37. 7.1.1 测试内容 （１）衰减(Attenuation) • 　　当信号在电缆中传输时,由于其所遇到的电阻而导致传输信号的减小，信号沿电缆传输损失的能量称为衰减。

38. 7.1.1 测试内容 • 　　衰减是一种插入损耗，考虑一条通信链路的总插入损耗时，布线链路中所有的布线部件都对链路的总衰减值有影响。

39. 7.1.1 测试内容 • 　　一条链路的总插入损耗是电缆和布线部件的衰减的总和。衰减量由下述各部分构成。

40. 7.1.1 测试内容 • 　布线电缆对信号的衰减。 • 　构成通道链路方式的10m跳线或构成基本链路方式的4m设备接线对信号的衰减量。 • 　每个连接器对信号的衰减量。

41. 7.1.1 测试内容 • 　　电缆是链路衰减的一个主要因素，电缆越长，链路的衰减就会越明显，与电缆链路衰减相比，其它布线部件所造成的衰减要小得多。

42. 7.1.1 测试内容 • 　　衰减不仅与信号传输距离有关，而且由于传输通道阻抗存在，会随着信号频率增加，而使信号的高频分量衰减加大，这主要由集肤效应所决定，它与频率的平方根成正比。

43. 7.1.1 测试内容 • 　　衰减以db来度量，是指单位长度的电缆（通常为100m）的衰减量，衰减的db值越大，衰减越大，接收的信号越弱,信号衰减到一定程度,将会引起链路传输的信息不可靠。

44. 7.1.1 测试内容 • 　　引起衰减的主要原因是铜导线及其所使用的绝缘材料和外套材料。表7-1列出不同类型线缆在不同频率、不同链路方式下每条链路最大允许衰减值。

45. 7.1.1 测试内容 • 　　此表是20℃时给出的允许值，随着温度增加，衰减也会增加。

46. 7.1.1 测试内容 • 3类电缆每增加1℃衰减量增加1.5%；超5类电缆每增加1℃衰减量增加0.4%；6类电缆每增加1℃衰减量增加0.3%。

47. 表7-1 不同连接方式下允许的最大衰减值一览表(20℃)

48. 7.1.1 测试内容 （２）近端串扰损耗(NEXT) • 　　当信号在通道中某线对传输时，由于平衡电缆互感和电容的存在，同时会在相邻线对中感应一部分信号，这种现象称为串扰。串扰分为近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）两种。

49. 7.1.1 测试内容 • 　　近端串扰是指处于线缆一侧的某发送线对的信号对同侧的其他相邻(接收)线对通过电磁感应所造成的信号耦合。

50. 7.1.1 测试内容 • 　　近端串扰与线缆类别、端接工艺和频率有关，双绞线的两条导线绞合在一起后，因为相位相差180O而抵消相互间的信号干扰，绞距越紧抵消效果越好。