电气测试的内容包括接线图测试、长度测试、衰减测试、近端串扰测试、综合近端串扰、衰减与串扰比测试、等效远端串扰测试、回波损耗测试、传输延迟测试项目。
1.接线图(Wire Map)测试
在布线系统施工过程中,要分别对众多双绞线的两端实现端接,这就很有可能因为人为原因造成端接的顺序不正确,从而造成整个系统的错误、短路或开路。在布线工程的施工过程中,常见的连接故障有:开路、短路、反接、错对、串绕等。
(1)开路:开路是指不能保证电缆链路一端到另一端的连通性,如图4.1.4(b)所示。
(2)短路:短路通常为插座中不止一个插针连在同一根铜线上,如图4.1.4(c)所示。
(3)反接:同一对线在两端针位接反的错误,如一端为1-2,另一端为2-1,如图4.1.4(d)所示。
(4)错对:在双绞线布线过程中必须采用统一接线标准,如一条线缆的1-2 接在另一条线缆的3-6 针上,则形成错对,如图4.1.4(e)所示。
(5)串绕:串绕就是将原来的两对线分别拆开而又重新组成新的线对,如图4.1.4(f)所示。
图4.1.4 接线图测试
为了保证整个智能建筑综合布线工程的质量,有必要对整个布线系统每一个双绞线接头的连接性进行测试,当然这一测试过程是很繁琐的,但是它也是整个布线系统中很重要的一个测试环节。
2.长度(Length)测试
布线链路长度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,如图4.1.5 所示。
用长度不小于15 m 的测试样线确定NVP(额定传输速率)值,测试样线越长,测试结果越精确。该值随不同线缆类型而异,通常,NVP 范围为60%~90%。
图4.1.5 链路长度测量原理图
电缆长度测量值在“自动测试”或“单项测试”中自动显示,根据所选测试连接方式不同分别报告标准受限长度和实测长度值(标准受限长度见表4.1.1,基本链路方式的测试结果包含4 m 测试线长度)。测试结果标注“通过”或“失败”。通道链路方式、基本链路方式和永久链路方式所允许的智能建筑综合布线极限长度如表4.1.1 所示。
表4.1.1 智能建筑综合布线连接方式的允许极限长度
不同型电缆的NVP 值不同,电缆长度测试值与实际值存在着较大误差。由于NVP 值是一个变化因素,不易准确测量,故通常多采取忽略NVP 值影响,对长度测量极值安排+10%余量的做法。在智能建筑综合布线实际应用中,布线长度略超过标准,在不影响使用时,也是可以允许的。
3.衰减(Attenuation)测试
电信号随着传输距离的增大都会产生信号能量的减小,最终导致终端设备无法被识别,这一现象就是衰减。它的大小取决于电缆的电阻、分布电容、分布电感参数和信号频率等因素,一般用dB 来表示。衰减的大小对于处于布线系统远端的用户来说影响非常大,很容易导致通信网络时断时有的情况发生,信号衰减增大到一定程度,将会引起链路传输的信息不可靠。
不同类型线缆在不同频率、不同链路方式情况下每条链路最大允许衰减值如表4.1.2 所示。
表4.1.2 不同连接方式下允许的最大衰减值一览表
注:以上测试是以20 °C 为准,对3 类双绞线电缆,每增加1 °C 则衰减量增加1.5%;对5 类双绞线电缆,每增加1 °C 会增加0.4%;对6 类双绞线电缆,每增加1 °C 会增加0.3%。
使用扫频仪在不同频率上发送0 dB 信号,用选频表在链路远端测试各特定频率点接收电平dB 值,即可确定衰减量,如图4.1.6 所示。
图4.1.6 衰减量测试原理图
表4.1.2 是测试仪表报告表中衰减量测试的各项内容。测试标准符合表4.1.3 所示衰减量测试限定值。
表4.1.3 衰减量测试结果的报告项目及说明
4.近端串扰(NEXT)测试
近端串扰是指在一条双绞电缆链路中,发送线对对同一侧其他线对的电磁干扰信号,一般用dB 来表示。定义近端串扰值(dB)和导致该串扰的发送信号(参考值定为0 dB)之差值(dB),为近端串扰损耗。越大的NEXT 值近端串扰损耗越大,这也是我们所希望的。不同类线缆在不同频率、不同链路方式情况下,允许最小的串扰损耗值如表4.1.4 所示。
表4.1.4 最小近端串扰损耗一览表
续表
NEXT 的测量原理是测试仪从一个线对发送信号,当其沿电缆传送时,测试仪在同一侧的某相邻被测线对上捕捉并计算所叠加的全部谐波串扰分量,计算出其总串扰值。测量原理如图4.1.7 所示。
图4.1.7 近端串扰损耗(NEXT)测试原理图
在测试近端串扰时,采用频率点步长法,频率点的步长越小,测试就越准确。另外,测试双绞线电缆的NEXT 值,需要在每一对线之间进行测试。
表4.1.4 是测试仪表报告表中近端串扰测试的各项内容。测试标准符合表4.1.5 所示近端串扰测试限定值。
表4.1.5 近端串扰损耗测试项目及测试结果说明
5.综合近端串扰(PS NEXT)测试
在4 对型双绞线的一侧,3 个发送信号的线对向另一相邻接收线对产生串扰的总和近似为综合近端串扰值。相邻线对综合近端串扰限定值如表4.1.6 所示。(www.daowen.com)
表4.1.6 相邻线对综合近端串扰限定值一览表
在同一链路中3 个线对上同时发送0~250 MHz 信号,N1,N2,N3 分别为线对2、线对3、线对4 对线对1 的近端串扰值,如图4.1.8 所示。
图4.1.8 综合近端串扰测试原理图
相邻线对综合近端串扰测量原理就是测量3 个相邻线对对某线对近端串扰总和。表4.1.6是测试仪表报告表中综合近端串扰测试的各项内容。测试标准符合表4.1.7 所示综合近端串扰测试限定值。
表4.1.7 综合近端串扰测试项目及测试结果说明
6.衰减与串扰比(ACR)测试
衰减与串扰比测试是在受相邻发信线对串扰的线对上其串扰损耗(NEXT)与本线对传输信号衰减值(A)的差值(单位为dB),即ACR(dB)=NEXT(dB)-A(dB)。用被测线对受相邻发送线对的近端串扰值与本线对传输信号衰减值的差值计算,能真正反映出电缆链路的实际传输质量。衰减与串扰比最小限定值(ACR)如表4.1.8 所示。
表4.1.8 衰减与串扰比最小限定值
一般情况下,链路的ACR 通过分别测试近端串扰NEXT(dB)和传输信号衰减值A(dB)并由公式直接计算出。通常,ACR 可以被看成布线链路上信噪比的一个量。近端串扰NEXT(dB),即被认为是噪声;ACR=3 dB 时所对应的频率点,可以认为是布线链路的最高工作频率(即链路带宽)。
测试仪所报告的ACR 值,是由测试仪对某被测线对分别测出NEXT 和线对衰减A 后,在各预定被测频率上计算NTXT(dB)和A(dB)的结果。ACR,NEXT 和衰减A 三者关系表示如图4.1.9 所示。
图4.1.9 串扰损耗NEXT、衰减A 和ACR 关系曲线
表4.1.8 是测试仪表报告表中串扰衰减比ACR 的各项内容。测试标准符合表4.1.9 所示串扰衰减差(ACR)最小限定值。
表4.1.9 串扰衰减比(ACR)测试项目及测试结果说明
7.等效远端串扰(ELFEXT)测试
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,电缆长度对测量到的远端串扰值的影响会很大,因此远端串扰不是一种有效的测试指标。
等效远端串扰其实就是远端串扰减去衰减之后的值,即远端的ACR。要求的测试参数极限如表4.1.10 所示。
表4.1.10 等效远端串扰损耗ELFEXT 最小限定值
按图4.1.10 原理进行测试,并报告不同测试频率下的ELFEXT 各值。该项目为宽带链路应测技术指标,指标应符合表4.1.10 规定。
图4.1.10 远端串扰损耗与线路衰减比的测量原理图
测量结果报告受扰线对发生最差ELFEXT 的数据、频率与极限值之间的差值。
8.回波损耗(Return Loss)测试
回波损耗是在线缆与接插件构成链路时,由于特性阻抗偏离标准值导致功率反射而引起的。回波损耗由输出线对的信号幅度和该线对所构成的链路上反射回来的信号幅度的差值导出,表4.1.11 列出了不同链接方式下回波损耗限定范围。
表4.1.11 回波损耗在不同链路下极限值
回波损耗(RL)的测量原理是使用高频电桥并根据电桥平衡原理,按所测链路阻抗,选择与其阻抗相匹配的扫频设备、选频设备、高频阻抗电桥等构成电路,如图4.1.11 所示。选频仪输入阻抗和高频电桥的阻抗值Z,扫频信号发生的输出阻抗Z,均为100 Ω。
图4.1.11 回波损耗测试原理图
表4.1.11 是测试仪表报告表中回波损耗测试的各项内容。测试标准符合表4.1.12 所示回波损耗测试限定值。
表4.1.12 回波损耗(RL)测试项目及测试结果说明
注:测试结果提供表4.1.12 中要求的全部数据;根据需求,提供RL 随频率变化曲线;需要在近、远端分别做RL 测试。
9.传输延迟(Propagation Delay)和延迟偏离(Delay Skew)测试
延迟偏离是在一条UTP 电缆中,传输延迟最大的线对与最小的线对之间的传输延迟差。传输延迟与电缆的NVP 值成正比,表4.1.13 列出不同连接方式下传输时延最大限值。
表4.1.13 传输时延不同连接方式下特征点最大限值
表4.1.13 是测试仪表报告表中传输时延测试的各项内容。测试标准符合表4.1.14 所示传输时延测试限定值。
表4.1.14 传播时延测试及结果说明
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