计算机网络技术：综合布线系统电气性能技术指标

现代计算机网络都是建立在综合布线系统之上，综合布线系统性能的好坏直接决定了计算机网络的性能。每一个计算机网络工程技术人员都应在计算机网络安装调试之前对综合布线系统进行测试，为以后排除计算机网络系统可能发生的故障准备第一手资料。因此，对于任何一个计算机网络工程师和管理技术人员，充分了解综合布线系统的电气性能技术指标是非常必要的。

1.综合布线系统电气性能测试方法

在《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》中，不仅明确了综合布线系统电气性能的技术指标范围，也对综合布线系统电气性能的测试方法有严格的要求和规范，规定了综合布线系统测试的电路连接方式。

（1）水平子系统测试的连接方式

水平子系统测试的连接有三种常用的方式：基本链路方式、永久链路方式、通道链路方式。

基本链路方式：这是工程承包商采用的系统测试连接方式。测试的一端为工作区信息插座，另一端为楼层配线架、跳线板插座及连接两端接插件的两条2m长的测试线。

永久链路方式：永久链路方式用于测试永久安装电缆的性能，可替代基本链路方式。永久链路信道由90m水平电缆和1个接头组成，必要时再加1个可选转接/汇接头。永久链路配置不包括现场测试仪插接软线和插头。

通道链路方式：通道链路连接方式用于验证包括用户终端连接线在内的整体通道的性能。测试的范围信道包括：最长90m的水平线缆、一个信息插座、一个靠近工作区的可选的附属转接连接器、在楼层配线间跳线架上的两处连接跳线和用户终端连接线，总长不得超过100m（设备到通道两端的连接线不包括在通道定义之内）。

在实际测试中，不论选择哪一种连接方式，都应根据实际的情况决定。当进行综合布线系统工程竣工验收测试时，若测试6类以下布线系统，建议选择基本链路方式，因为以前规定的测试数据都是基本链路数据。若测试6类以上布线系统，建议采用永久链路方式。通道链路方式是连接了网络设备的测试方式，这是真正反映传输链路情况的测试方式。通道链路方式是在计算机网络完成之后，对综合布线总体性能测试的方式。

（2）垂直子系统测试的连接方式

若楼宇内主干线使用大对数对称线缆（UTP）并小于90m时，可采用水平子系统测试连接方式中基本链路方式、永久链路方式、信道链路方式的任何一种方式进行测试。

若楼宇内主干线使用单模、多模光缆布线时，可采用水平子系统的光缆测试连接方式进行测试。垂直子系统的测试起点为楼层配线架，测试终点为综合布线系统的楼宇总配线架。

2.综合布线系统的主要电气技术指标

（1）链路最大衰减限值

链路长度包括线缆两端的连接硬件、跳线和工作区连接电缆在内的总和，其传输的最大衰减限值应符合测试链路方式所要求的允许极限值。

若测试采用基本链路方式，则布线极限长度为90m。

若测试采用通道链路方式，则布线极限长度为100m。

（2）特性阻抗

布线系统的特性阻抗将直接影响线缆与连接硬件之间的阻抗是否匹配，若阻抗失配，将会在连接点产生反射波，从而降低信号传输效率和质量。综合布线系统的特性阻抗为频率在1MHz和该链路规定的最高频率之间的阻抗，阻抗大小应为100Ω和150Ω，其容差应不超过±15Ω。

（3）直流环路电阻

无论哪一类线缆，无论是基本链路方式测试、通道链路方式测试，还是永久链路方式测试，线缆的每个线对的直流环路电阻值，3类以上链路在环境温度20℃～30℃时的最大值应不超过30Ω。

（4）衰减（Attenuation）

由于集肤效应、绝缘损耗、阻抗不匹配、连接电阻等因素的影响，链路中信号的能量将不可避免地有一定的损失，电信号强度会随着电缆长度而逐渐减弱，其信号减弱的程度用“衰减”量度。

衰减是用负的分贝数（dB）表示，衰减的数值（绝对值）越大表示衰减量越大，即-10dB比-8dB的信号弱。根据衰减大小的定义，两信号衰减大小每相差6dB，则表示两者的信号强度相差两倍。例如，-10dB的信号就比-16dB的信号强两倍，比-22dB则强四倍。

（5）近端串音衰减限值（NEXT）

当电流在一条导线中传导时，会产生一定的电磁场，干扰相邻导线上的信号。信号的频率越高这种影响就越大。双绞线就是利用两条导线绞合在一起后，两条线中电信号的相位相差180°可抵消相互间的干扰，双绞线的绞距越密抗干扰效果越佳，也就越能支持较高的数据传输速率。

近端串扰是指在与发送端处于同一边的接收端处所感应到的从发送线对感应过来的串扰信号。在串扰信号过大时，接收器将无法判别信号是远端传送来的微弱信号还是串扰杂波信号。当NEXT低时，表示近端串扰较小，NEXT的值越大（如达到了45dB），表示发送的信号强度与串扰信号强度的差就越大，意味着信号传输的效果越好。而当近端串扰较严重时，NEXT的值就越小（如20dB），这时意味着发送的信号与串扰信号的强度较接近，信号可识别性将变得较差，应用中要设法避免。可见，对于布线系统，其NEXT值越大越好。

对于UTP链路，NEXT是一个关键的性能指标，也是最难精确测量的一个指标。随着信号频率的增加，其测量难度将加大。NEXT并不表示在近端点所产生的串扰值，它只是表示在近端点所测量到的串扰值。这个量值会随电缆长度不同而变，电缆越长，NEXT值会变得越小。同时发送端的信号也会衰减，对其他线对的串扰也相对变小。实验证明，只有在40m内测量得到的NEXT是较真实的。如果另一端是远于40m的信息插座，那么它会产生一定程度的串扰，但测试仪可能无法测量到这个串扰值。因此，最好在两个端点都进行NEXT测量。

（6）功率累加NEXT（PowerSumNEXT，PSNEXT）

PSNEXT实际上是一种计算式，而不是一个测量步骤。PSNEXT值是由线缆其中的3对线对另一对线的串扰的代数和推导出来的，为

N²₄=N²₁+N²₂+N²₃

N²₁、N²₂、N²3和N²₄分别为线对1、线对2、线对3和线对4的近端串扰值。PSNEXT与ELFEXT一样，对于必须使用四对线来传输信号的千兆以太网，在每一条链路上会有

4组PSNEXT值，它们的大小对网络性能来说是非常重要的。PSNEXT的值越大越好。

（7）远端串扰（FEXT）与等电平远端串扰（ELFEXT）

FEXT类似于NEXT，信号是从近端发出，在远端测量串扰信号。FEXT也必须从链路的两端来进行测量。可是，FEXT并不是一种很有效的测试指标。电缆长度对测量到的FEXT值的影响会很大，这是因为信号的强度与它所产生的串扰及信号在发送端的衰减程度有关。因此两条一样的电缆，会因为长度不同而有不同的FEXT值，所以就必须以ELFEXT值的测量来代替FEXT值的测量。EXFEXT的值，其实就是FEXT值减去衰减量后的值，也可以将ELFEXT理解成远端的ACR。当然，与PSNEXT一样，对应于ELFEXT值的是PSELFEXT值。

在100MHz频率条件下，超5类线的ELFEXT的最小值规定为17.4（通道链路方式）和20（基本链路方式）；而6类线的ELFEXT最小值为23.3（通道链路方式）和24.2（基本链路方式）。

为了测量ELFEXT，测试仪的动态量程（灵敏度）必须比所测量的信号低20dB。ELFEXT的值越大越好。

（8）近端串扰与衰减差（ACR）

由于衰减效应，接收端所收到的信号是最微弱的，但接收端也是串扰信号最强的地方。对非屏蔽电缆而言，串扰是从本身发送端感应过来的最主要的杂波信号。所谓的ACR就是指串扰与衰减量的差异量。ACR体现的是电缆传输信号的性能，也就是在接收端信号的富裕度，因此ACR值越大越好。

同样，以超5类线为例，在100MHz的条件下，ACR的最小限定值为4dB。由于每对线对的NEXT值都不尽相同，因此每对线对的ACR值也是不同的。测量时以最差的ACR值作为该电缆的ACR值。

（9）传播延迟（PropagationDelay）传播延迟是指一个信号从电缆一端传到另一端所需要的时间。一般5类UTP的延迟时间在5～7ns/m左右。ISO则规定100m链路最差的时间延迟为1μs。对于超5类UTP和6类UTP系统，要求传播延迟时间T≤548ns。

局域网设备之间的连接长度有限制的主要原因之一，就是在传输线路中不可避免地存在传播延迟。(www.xing528.com)

（10）延迟差异（DelaySkew）

延迟差异是一种在UTP电缆里传播延迟最大的与最小的线对之间的传输时间差异。有些电缆厂家考虑到铜缆材料的缺点，将一对或两对线对换成了其他的材料，这样就会产生较大的时间差异。尤其在运行千兆以太网的应用时，过大的时间差异会导致同时从四线对发送的信号无法同时抵达接收端的情况。一般要求在100m链路内的最长时间差异为50ns，但最好在35ns以内。

（11）结构化回损和回波损耗

结构化回损（StructuralReturnLoss，SRL）用于测试电缆阻抗的一致性。由于电缆的结构无法完全一致，因此会引起阻抗发生少量变化。阻抗的变化会使信号产生损耗。结构化回损与电缆的设计及制造有关，而不像NEXT一样常受到施工质量的影响。SRL以dB表示，其值越大越好。

回波损耗（ReturnLoss，RL）指由线缆特性阻抗和链路接插件偏离标准值而导致功率反射引起的损耗。其大小为输入信号幅度与链路反射回来的信号幅度的差值。

超5类UTP最小回波损耗值，在20～100MHz频率条件下为17-7lg（f/20）；6类UTP最小回波损耗值，在20～100MHz频率条件下为19-10lg（f/20）。

（12）链路脉冲噪声电平

由大功率设备间断性启动对布线链路带来的电冲击干扰，综合布线链路在不连接有源器械和设备的情况下，高于200MV的脉冲噪声发生个数的统计，测量2min捕捉脉冲噪声个数不大于10个。

（13）背景杂波信号噪声

由一般用电器械带来的高频干扰、电磁干扰和杂频竞频低幅干扰，布线链路在不连接有源器械及设备情况下，杂波信号噪声电平应≤-30dB。

3.光缆系统主要技术性能指标

（1）光缆基本特征参数

多模光纤的基本特征参数：

●芯线标称直径为62.5/125_μm（GB/T12357规定的A1b类）或50/125_μm（GB/T12357规定的A1a类）。

●在850nm波长时，最大衰减为3.5dB/km，最小模式带宽为200MHz·km。

●在1300nm波长时，最大衰减为1dB/km；最小模式带宽为500MHz·km。

单模光纤的基本特征参数：

●芯线应符合GB/T9771标准的BI.I类规定。

●1310nm和1550nm波长时最大衰减为1dB/km，截止波长应小于1280nm。

●1310nm时，色散≤6PS/km·nm；1550nm时，色散≤20PS/km·nm。

（2）光缆基本性能参数

光纤连接硬件的基本性能参数为。

●连接最大衰减0.5dB。

●最小反射衰减（回波损耗）：多模20dB，单模26dB。

（3）光缆波长传输窗口

表3-3光缆波长传输窗口的各项参数。

表3-3 光缆波长传输窗口的各项参数表

光缆的传输距离（光缆布线链路的衰减）：综合布线系统的光缆布线链路，在其传输窗口所规定各项参数的条件下，其链路可允许的最大传输距离及衰减，应符合表3-4的规定。

表3-4 光缆布线链路的最大距离与衰减

注：1）表中规定的链路长度，是在采用符合光缆传输窗口所规定的光缆和光纤连接硬件的条件下，允许的最大距离。

2）对于短距离的应用场合，应插入光衰减器，以保证达到表中规定的衰减值。

多模光缆链路的最小光学模式带宽：多模光纤链路的最大长度为2公里，因此，链路最小光学模式带宽应不大于表3-5的规定。

表3-5 多模光缆链路最小光学模式带宽

注：单模光纤链路的光学模式带宽国际上尚未做出规定。

光缆链路任一接口的光学反射衰减限值（回波损耗）：光缆布线链路的任一接口测得的光回波损耗应大于表3-6的规定。

表3-6 多模光缆链路光学反射衰减限值（回波损耗）