浅谈智能化建筑中综合布线工程检测

　计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的飞速发展，使得智能建筑和家居智能化迅速的进入到人们的工作和生活之中。给人们的生活和工作带来了更多的便利，而且功能越来越强大，应用越来越丰富。在这其中，布线系统扮演着一个十分重要的角色。无论是智能建筑还是家居智能化，甚至是一般简单的网络办公和应用，都要用到网络布线。综合布线质量的好坏对整个网络工程以及今后的各种应用，都将产生很大的影响。可以这么说，综合布线的质量是整个智能化建筑发展的基石。

　　在网络建设过程中，综合布线似乎并不引人注意。人们对综合布线这项比较新的技术了解较少，也不够重视。综合布线的投入一般只占整个网络工程的5%左右，而综合布线检测的投入更是少得可怜，往往只占到整个网络工程的3‰左右，这在一定程度上影响了网络的建设和使用。正是这3‰左右的投入，却可以在最大程度上避免在今后的使用中即架设网络设备和开始网络应用后的各种因为布线工程质量所造成的故障出现。据统计，在所有网络故障中，有70%的故障与布线链路有关。所以，要保证网络的正常运行和后期应用，综合布线工程必须达到标准。综合布线工程检测也就显得十分必要和重要了。

　　综合布线工程的测试一般分为两类：验证测试和认证测试。验证测试是指在施工过程中由施工人员边施工边测试，以保证所完成的每个连接的正确性；认证测试是指对布线系统按照标准进行逐项检测，以确定布线是否能达到设计要求。其中认证测试必须是由具有相应资质的第三方中立检验机构在接受委托方的委托请求后，依照标准对布线系统工程的质量作出具有法律效应的质量判定。

　　在认证测试中，最主要的就是标准，因为标准既是认证测试的方法，也是测试的评判依据。目前，制定布线标准的组织主要包括：国际标准化委员会ISO/IEC，欧洲标准化委员会CENELEC和北美的工业技术标准化委员会TIA/EIA。我国主要参考执行的是美国TIA/EIA 568-B.2（商业建筑通信布线系统标准）和国际标准化组织ISO/IEC 11801（用户房屋综合布线标准）。我国编制的行业标准YD-T1013-1999（综合布线系统电气性能测试方法），是根据我国楼宇综合布线系统的验收测试需要和实际情况制定出的一部测试标准。该标准于1999年4月发布，10月1日起实施。它对综合布线系统的验收测试提供了具体测试指导和测试方法。与此相关的国家规范也已经推出，GB/T 50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》；GB/T 50312-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》；GB 50339-2003《智能建筑工程质量验收规范》。其中的GB/T 50311-2000和GB/T 50312-2000这两个规范只制定到100M 5类布线系统，并没有涉及与Cat.5e以上的布线系统。2007年4月，新的GB 50311-2007和GB 50312-2007已经颁布，已于2007年10月1日起开始实施，其中将增补对Cat.5e和Cat.5e以上的布线系统的内容。在目前情况下，我们在针对Cat.5e或其以上的布线系统检测时，就只能采用TIA/EIA 568-B.2了。所以，今年颁布和即将实施的GB 50311-2007和GB 50312-2007，对我们综合布线的检测将提供更明确的参考和依据。

　　随着布线工艺和技术的发展，现在的检测基本上都是针对Cat.5e或其以上的布线系统。在现有国内标准缺失的情况下，我们就按照TIA/EIA 568-B.2进行测试。测试的指标为12项：
　　◆ Wiremap（接线图）;
　　◆ Length（长度）;
　　◆ Propagation Delay（传输时延）;
　　◆ Delay Skew（时延差）;
　　◆ Return Loss（回波损耗）;
　　◆ Attenuation（衰减）;
　　◆ （Pair to Pair） NEXT（线对间近端串扰）;
　　◆ （Power Sum） NEXT（综合近端串扰）;
　　◆ （Pair to Pair） ELFEXT（线对间等效远端串扰）;
　　◆ （Power Sum） ELFEXT（综合等效远端串扰）;
　　◆ ACR（衰减串扰比）;
　　◆ PS ACR（综合衰减串扰比）。
　　接线图Wiremap指的是布线连接线序。连接正确的线序是保证网络性能的基本条件。通常在检测中遇到的故障为：
　　◆ 短路（Short）;
　　◆ 断路（Open）;
　　◆ 反向线对（Reverse）;
　　◆ 交叉线对（Cross Pair）;
　　◆ 分拆线对（Split Pair）。
　　短路、断路、反接、交叉线对这四个故障，是比较容易在施工阶段的验证测试中就发现的。其中需要注意的是分拆线对，分拆线对指的是3、4使用一对，5、6使用一对（如图5）。

　　分拆线对是很难发现的。因为分拆线对只有通过测量NEXT来间接检测，而且分拆线对通过使用或能手测试仪的测试，基本上都是显现不出问题的。当NEXT测量值较大时，就有可能存在分拆线对差错（因为分拆线对会产生NEXT）。分拆线对通常只能支持10M的网络，不能达到100M应用。因此，分拆线对的问题只有通过要求安装人员进一步熟悉双绞线连接和仔细安装来避免。

　　长度Length是测量电缆中每个线对的长度。端至端通道（Channel）的长度应小于100m，基本链路应小于90m。

　　传输时延Propagation Delay是电信号从电缆一端到另一端所必需的时间，是在长度测试中传输往返时间的一半。我们在测试中要求这个传输延迟不要大于555ns。

　　延迟偏离Delay Skew在千兆网的应用比传输时延重要许多。从链路的一端到另一端的传输，每一对的传输时间之间都维持着一定的联系，即传输最快的线对的传输时间和其他三对的传输时间之间的差距不能太大。因为千兆网使用四对线同时传输一组数据，在发射端拆成四组，在接收端再组成一组。所以如果线对之间的传输时间差很大的话，接收端就会丢失数据。我们在测试中要求这个差不要大于50ns。

　　回波损耗Return Loss是由于链路阻抗不匹配造成的信号反射，是一对线自身的反射。由于在千兆以太网中用到了双绞线中的四对线同时双向传输（全双工），因此被反射的信号会被误认为是收到的信号而产生混乱。回损用于测量电缆对上因阻抗变化引起的多余噪音。回损用输入的测试信号水平与同一电缆端同一线对上反射的噪音信号水平间的比率来表示。回损比率用dB来测量。回损的dB值越大，则因电缆中阻抗变化引起的噪音越小（性能越好）。回损的超标主要是因为连接器处的不匹配，也可能发生于电缆中特性抗阻发生变化的地方，所以施工的质量控制是减少回波损耗的关键。

　　衰减Attenuation，也称作插入损耗，指信号幅度沿链路传输的减弱，它是由于电缆的电阻所造成的电能损耗以及电缆绝缘材料所造成的电能泄漏，信号的衰减同现场的温度、湿度、频率、电缆长度都有关系。衰减比率用dB来测量，dB值越小，则衰减越小（所有dB测量值中唯一一个值越小性能越好的）。低的衰减值表示链路的性能好，而链路越长，频率越高，衰减就越大。出现此类问题通常是由于使用不合格线缆、插座引起的，经常是使用3类线假冒5类线、5类线假冒超5类线，或者使用不配套插座造成的。症状表现为近端串扰、综合衰减、回波损耗超差，FCS（Frame Check Sequence帧校验）出错帧超标。解决办法是更换不合格的线缆和插座。

　　近端串扰NEXT是Near End Crosstalk的首字母缩写词。用于测量因临近线对间信号耦合引起的噪音。“近端串扰”通过在一个电缆对上输入一个已知的测试信号，然后测量同一电缆端另一线对上因多余信号耦合引起的噪音进行测量。NEXT用输入的测试信号水平与同一电缆端另一线对上出现的耦合噪音信号水平间的比率来表示。NEXT比率用dB来测量，dB值越大，则NEXT越少（性能越好）。NEXT需要在UTP（Unshieded Twisted Pair非屏蔽双绞线）链路的所有绕对之间进行测试以及从链路的两端进行，这相当于12对电缆对组合的测量，即“一发三监听”：
　　◆ 在1线对上发送信号，在2、3、4线对上监听信号；
　　◆ 在2线对上发送信号，在3、4线对上监听信号；
　　◆ 在3线对上发送信号，在4线对上监听信号。
　　以上六种组合乘以2（包括链路的两端），这样就有12对电缆绕对组合的测量。串扰可以通过电缆的绞结被最大限度的减少，这样信号耦合是“互相抑制的”的。串扰是因两个不同的绕对重新组成新的发送或接受绕对而破坏了绞结所具有的消除串扰作用。对于10M的网络传输来说，如果距离不长，串扰的影响并不明显甚至觉察不出来，但对于100M和1000M的网络传输，串扰的存在是致命的。近端串扰故障常见于链路中的接插件部位，如接头超过推荐的13mm等。另外，很可能由于接头部分不严格，再加上网络附近大功率电气或大功率通讯设备的使用，因为产生较强的电磁干扰。当然，一段不合格的电缆同样会导致串扰的不合格。

　　远端串扰FEXT（Far End Crosstalk）和近端串扰如同孪生兄弟，但性格相反。当一对线发送信号时，近端串扰从其它对向回反射而远端串扰则从其它对向远端反射，所以远端串扰和发送的信号所走距离和所用时间几乎相同。但是，千兆网关心的不是远端串扰，而是等效远端串扰ELFEXT（Equal Level Far End Crosstalk）和综合等效远端串扰PS ELFEXT。等效远端串扰是远端串扰和衰减信号的比，它通过在一个电缆对的近端输入一个已知的测试信号，然后测量同一电缆另一端另一线对上的耦合噪音来进行测量。PS ELFEXT是Power Sum Equal Level Far End Crosstalk（功率总和等电平远端串扰）的首字母缩写词，用于测量因三个临近线对上远端信号的多余耦合引起的任何电缆对上的噪音。任何线对的“功率总和ELFEXT”通过在该线对和三个其它线对之间测量的ELFEXT的功率总和来计算。ELFEXT和PS ELFEXT比率都是用dB来测算，都是dB值越大，电缆对间的信号耦合越少（性能越好）。

　　衰减串扰比ACR（Attenuation-to-Crosstalk Ratio衰减/串扰比）和综合衰减串扰比PS ACR（Power Sum Attenuation-to-Crosstalk Ration功率总和衰减/串扰比）都是用于比较相对于任何线对因近端串扰（NEXT和PS NEXT）引起的噪音的信号强度。ACR和PS ACR均不是另外的测量，而是衰减和串扰的计算结果：
　　ACR=NEXT-attenuation（dB）
　　PS ACR=PS NEXT-attenuation（dB）
　　两者都是用dB来测量，都是值越大越好。（综合）衰减串扰比类似于信噪比，计算出来的值是试图回答这样的问题：在传输线对上发送信号时，在接收端收到的衰减过的信号中有多少来自于串扰的噪声影响。（综合）衰减串扰比直接影响误码率，从而决定是否需要重发。当其测试结果越接近零dB，则链路就越不可能正常工作；当测试值结果等于零dB时，表明此时接收到的衰减后的信号和串扰的信号幅值相等。

　　综合布线是一项要求较高的工程，其中的技术指标繁多，全部控制好这些指标不是一项简单的事情。综合布线检测的目的就在于此。既可帮助施工方控制综合布线工程的质量，减少在整改的方面投资，优质的完成工程，又能让使用方或投资方能够得到符合设计要求的应用。