13-单元十三-信息网络布线系统故障检测与维护

《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®《信息网络布线工程技术训练教程》——世界技能大赛信息网络布线竞赛项目训练指导书主编：卢勤、王公儒《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®单元十三信息网络布线系统故障检测与维护工作任务在信息网络布线系统中，存在多种不同的链路类型，同时在施工时也不可避免地会产生各种网络故障，本单元将详细介绍不同类型的链路故障形成原因及检测与维护方法。工作目标（1）了解信息网络布线中的链路类型（2）掌握信息网络布线系统故障形成原因及测试方法（3）熟悉世界技能大赛信息网络布线项目故障检测工作任务《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.1链路类型与测试种类1.链路类型1）基本链路模型基本链路包括三部分：最长为90m的水平布线电缆、两端接插件和两条2m测试设备跳线。基本链路连接模型应符合图13-1方式。2）信道模型信道指从网络设备跳线到工作区跳线间端到端的连接，它包括了最长为90m的水平布线电缆、两端接插件、一个工作区转接连接器、两端连接跳线和用户终端连接线，信道最长为100m。如图13-2所示。图13-1基本链路连接模型图13-2信道连接模型《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.1链路类型与测试种类3）永久链路模型永久链路又称固定链路，它由最长为90m的水平电缆、两端接插件和转接连接器组成，如图13-3所示。H为从信息插座至楼层配线设备（包括集合点）的水平电缆，H≤90m。其与基本链路的区别在于基本链路包括两端的2m测试电缆。在使用永久链路测试时可排除跳线在测试过程中本身带来的误差，从技术上消除了测试跳线对整个链路测试结果的影响，使测试结果更准确、合理。图13-3永久链路连接模型《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.1链路类型与测试种类图13-4显示了三种测试模型之间的差异性，主要体现在测试起点和终点的不同、包含的固定连接点不同和是否可用终端跳线等。图13-4三种链路链接模型差异比较《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.1链路类型与测试种类2.测试种类从工程的角度可将综合布线工程的测试分为两类：验证测试和认证测试。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，以保证所完成的每一个连接的正确性。认证测试是指对布线系统依照标准进行逐项检测，以确定布线是否达到设计要求，包括连接性能测试和电气性能测试。认证测试通常分为自我认证和第三方认证两种。《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容1.铜缆测试对象与测试内容1）接线图接线图的测试，主要测试水平电缆终接在工作区或电信间配线设备的8位模块式通用插座的安装连接是否正确。正确的线对组合为1/2、3/6、4/5、7/8，分为非屏蔽和屏蔽两类，对于非RJ-45的连接方式按相关规定要求列出结果，布线过程中可能出现以下正确或错误的连接图测试情况。图13-5所示为正确接线的测试结果。《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容对布线过程中出现错误的连接图测试情况分析如下。（1）开路：双绞线中有个别芯没有正确连接，图13-6显示第8芯断开，且中断位置分别距离测试的双绞线两端22.3m和10.5m处。（2）反接/交叉：双绞线中有个别芯对交叉连接，图13-7显示1、2芯交叉。（3）短路：双绞线中有个别芯对铜芯直接接触，图13-8显示3、6芯短路。（4）跨接/错对：双绞线中有个别芯对线序错接，图13-9显示1和3、2和6两对芯错对。图13-6开路图13-7反接/交叉《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容图13-8短路图13-9跨接/错对《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容2）长度长度为被测双绞线的实际长度。长度测量的准确性主要受几个方面的影响：缆线的额定传输速度（NVP）、绞线长度与外皮护套的长度，以及沿长度方向的脉冲散射。NVP表示的是信号在缆线中传输的速度，以光速的百分比形式表示。NVP设置不正确将导致长度测试结果错误。图13-10说明了一个信号在链路短路、开路和正常状态下的三种传输状态。图13-10时域反射《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容3）传输时延传输时延为被测双绞线的信号在发送端发出后到达接收端所需要的时间，最大值为555ns；图13-11描述了信号的发送过程，图13-12描述了测试结果，从中可以看到不同线对的信号是先后到达对端的。图13-11传输时延产生过程图13-12传输时延测试结果《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容4）衰减或者插入损耗衰减或者插入损耗为链路中传输所造成的信号损耗（以分贝dB标示）。图13-13描述了信号的衰减过程；图13-14显示了插入损耗测试结果。造成链路衰减的主要原因有：电缆材料的电气特性和结构、不恰当的端接和阻抗不匹配的反射，而线路过量的衰减会使电缆链路传输数据变得不可靠图13-13插入损耗产生过程图13-14插入损耗测试结果《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容5）串扰串扰是测量来自其他线对泄露过来的信号。图13-15显示了串扰的形成过程。串扰又可分为近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）。NEXT是在信号发送端（近端）进行测量。图13-16显示了NEXT的形成过程。对比图13-15和图13-16可知，NEXT只考虑了近端的干扰，忽略了对远端的干扰。图13-15串扰产生过程图13-16NEXT产生过程《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容NEXT的影响类似于噪声干扰，当干扰信号足够大的时候，将直接破坏原信号或者接收端将原信号错误地识别为其他信号，从而导致站点间歇的锁死或者网络连接失败。NEXT又与噪声不同，NEXT是缆线系统内部产生的噪声，而噪声是由外部噪声源产生的。图13-17描述了双绞线各线对之间的相互干扰关系。NEXT是频率的复杂函数，图13-18描述了NEXT的测试结果。图13-19显示的测试结果验证了4dB原则。在ISO11801：2002标准中，NEXT的测试遵循4dB原则，即当衰减小于4dB时，可以忽略NEXT。《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容图13-17线对间的近端串扰测量图13-18NEXT测试结果图13-194dB原则《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容6）综合近端串扰综合近端串扰（PSNEXT）是一对线感应到所有其他绕对对其的近端串扰的总和。图13-20描述了综合近端串扰的形成，图13-21显示了测试结果。图13-20综合近端串扰产生过程图13-21综合近端串扰测试结果《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容7）回波损耗回波损耗是由于缆线阻抗不连续/不匹配所造成的反射，产生原因是特性阻抗之间的偏离，体现在缆线的生产过程中发生的变化、连接器件和缆线的安装过程。在TIA和ISO标准中，回波损耗遵循3dB原则，即当衰减小于3dB时，可以忽略回波损耗。图13-22描述了回波损耗的产生过程。图13-23描述了回波损耗的影响。图13-22回波损耗产生过程图13-23回波损耗的影响《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容8）衰减串扰比衰减串扰比（ACR），类似信号噪声比，用来表征经过衰减的信号和噪声的比值，ACR=NEXT值－衰减，数值越大越好。图13-24描述了ACR的产生过程。图13-24ACR产生过程《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容2.光缆测试对象与测试内容在光缆链路测试中，需要现场测试的参数包括衰减、回波损耗、插入损耗和OTDR参数等。下面对这几个参数分别作介绍：（1）衰减衰减是指光沿光纤传输过程中光功率的减少。对光纤网络总衰减的计算：光纤损耗(LOSS)是指光纤输出端的功率(powerout)与发射到光纤时的功率(powerin)的比值。（2）回波损耗回波损耗又称为反射损耗，它是指在光纤连接处，后向反射光相对输入光的比率的分贝数。改进回波损耗的有效方法是，尽量将光纤端面加工成球面或斜球面。（3）插入损耗插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数，插入损耗愈小愈好。插入损耗的测试结果如图13-25所示。（4）OTDR参数OTDR测量的是反射的能量而不是传输信号的强弱，如图13-26所示。《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容图13-25光缆测试结果图13-26OTDR测量《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容（1）ChannelMap。图形显示链路中所有连接和各连接间的光缆长度，如图13-27所示。（2）OTDR曲线。曲线自动测量和显示事件，光标自动处于第一个事件处，可移动到下一个事件，如图13-28所示。（3）OTDR事件表。可以显示所有事件的位置和状态，以及各种不同的事件特征，例如末端、反射、损耗、幻象等，如图13-29所示。（4）光功率。验证光源和光缆链路的性能，如图13-30所示。图13-27ChannelMap结果图13-28OTDR曲线图《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.2测试对象与测试内容图11-29OTDR事件表图13-30光功率测试结果《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.1验证测试与认证测试13.1.3验证测试与认证测试1.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，只需要使用能测试接线通断和线缆长度的测试仪。2.认证测试认证测试又叫验收测试，是所有测试工作中最重要的环节，是在工程验收时对综合布线系统的安装、电气特性、传输性能、设计、选材和施工质量的全面检验。认证测试通常分为两种类型：自我认证测试和第三方认证测试。《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.2光缆链路故障诊断与分析1.设备和测试工具等1）西元综合布线故障检测与维护实训装置1套，对应WSC-TP02中模块五故障诊断与维护技能展示竞赛使用。产品型号为XIYUANKYGJZ-07-02，产品规格为长600毫米，宽600毫米，高1800毫米，全钢结构,19寸38U。如图13-31所示。产品具有光纤和铜缆永久链路故障检测与维护实训功能，产品主要配置包括光纤故障模拟箱，铜缆故障模拟箱，光纤配线端接实验仪，铜缆跳线测试仪，光纤配线架，超五类铜缆配线架，语音跳线架等。2）测量工具清单红光笔，线缆通断验证测试仪，线缆认证测试仪，OTDR（可选），卷尺、直尺、水平仪、办公用纸、签字笔等。《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.2光缆链路故障诊断与分析图13-31西元综合布线故障检测与维护实训装置《信息网络布线工程技术训练教程》XIYUAN西元®13.2光缆链路故障诊断与分析2.测试记录和分析光缆