【接线图测试】
概述
接线图测试是布线链路有无终接错误的一项基本检查，目前使用 DSP4000 测试仪进行测试，通过测试仪显示出的接线图来确定每条 8 芯电缆与配线模块接线端的连接实际状态
对于 8 芯电缆，接线图的主要内容如下：
- 开路（Open）
- 短路（Short）
- 错对/跨接（Miswire，Cross）
- 反接/交叉（Reverse）
- 串绕（Split）
其中，开路、短路是与阻抗有关的故障，错对/跨接、反接/交叉是与线序有关的故障，串绕是与串扰有关的故障
开路
当电缆内一根或更多导线没有连接到某一端的针上，本来已经被折断或不完全的情况下会出现开路故障
短路
短路可分为：
- 短路线对：当某一线对导体在电缆内任意位置相连接时出现的短路
- 线对间短路：当两根不同线对导体在电缆内任意位置连接在一起时出现的短路
错对/跨接
错对/跨接是指一端的 1、2 号线对接在了另一端的 3、6 号线对，而 3、6 号线对接在了另一端的 1、2 号线对
这种错误往往是由于两端的接线标准不统一造成的，即一端用 T568A，另一端用 T568B
反接/交叉
当一个线对内的两根导线在电缆的另一端被连接到与线对相反的针上时，就会出现线对反接，又称为线对交叉
串绕
串绕指原来的两个线对分别拆开后又重新组合成新的线对，串绕线对在布线系统的安装过程中是经常出现的，最典型的就是布线施工人员不清楚接线的标准，按照 1&2、3&4、5&6、7&8 的线对关系进行接线
由于相关的线对没有绞结，信号通过时线对间会产生很高的串扰信号，如果超过一定限度就会影响正常信息的传输
这种错误对端到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
【电缆长度测试】
电缆长度应该是刚开始计划网络时一项重要的考虑因素，必须将网络组件放置于合适的位置，从而不会使得连接它们的电缆超出规定的最大长度
需要注意的是，此处的线缆长度指的是线缆绕对的长度，并不是指线缆表皮的长度，一般来说，绕对的长度要比表皮的长度长，并且由于每对线对的绞率不同，4 对绕对的线缆可能长度不一
测量电缆长度时，通常也使用 DSP4000 测试仪，采用 TDR 时域反射计测试技术，测试仪从电缆一端向一线对发出一个脉冲信号，然后测量同一线对上信号返回的总时间，用纳秒表示，依据脉冲信号往返时间、已知的信号在电缆额定传播速率 NVP，测试仪就可以计算出电缆的长度
电缆的 NVP 值可以从电缆生产厂所公布的规格中获得，NVP 值随电缆批次的不同而微有差别，通常，NVP 范围为光速的 60%～80%
电缆额定传输速度 NVP，是指电信号在电缆中传输的速率与光在真空中的传输速率的比值，其计算公式为：
其中 $L$ 为电缆长度，$T$ 为信号在传送端与接收端的时间差，$C=3\times 10^8m/s$ 为光在真空中传播速度
在正式测量时，测量的准确性取决于 NVP 值，正式测量前用一个已知长度在 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
【衰减测试】
衰减
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，如果衰减过高，信号强度会过早衰退，数据就会丢失
衰减会随着频率的增高而增大，随着长度的增大而增高，也随着温度的升高而增长，以分贝 dB 来度量
衰减量
衰减是一种插入损耗，即在传输系统的某处由于元件或器件的插入而发生的负载功率的损耗
当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贡献，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：
- 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
不同类型电缆在不同频率、不同链路方式下每条链路的最大允许衰减值以 20°C 为基准，一般来说，温度每升高 10°C，线缆的信号衰减就增大 4%，常见的三类线缆温度与衰减量的关系如下：
- 3 类电缆每增加 1°C，衰减量增加 1.5%
- 5e 类电缆每增加 1°C，衰减量增加 0.4%
- 6 类电缆每增加 1°C，衰减量增加 0.3%
衰减原因
现场测试中衰减有两个原因：
链路超长：电缆越长，链路的衰减就越明显，就好比一个人在向距离很远的另一个人喊话，如果距离过远，声音衰减过大导致对方无法听清，信号传输衰减也一样，它会导致网络速度缓慢甚至无法互联
链路阻抗异常：生产工艺不同导致双绞线插头和插座进行对接时有匹配兼容性问题，下图描述了双绞线阻抗变化的几种原因
过高的阻抗消耗了过多的信号能量，致使接收方无法判决信号，当传输通道阻抗存在时，会随着信号频率增加，使得信号的高频分量衰减加大
【串扰测试】
串扰
由于每对双绞线上都有电流流过，有电流就会在线缆附近造成磁场，为了尽量抵消线与线之间的磁场干扰，包括抵消近场与远场的影响，达到平衡的目的，所以把同一线对进行双绞
但线缆制造厂商采用了彼此不同的布线设计，质量稳定性差别很大，另外，在线缆连接处的水晶头和模块插座等，必须把双绞线拆开，这样就会造成 1、2 号线对的一部分信号泄漏出来，被 3、6 号线对接收到，泄漏出来的信号被称为串扰
串扰分为近端串扰(NEXT)、远端串扰(FEXT)两种，由于远端串扰影响较小，因此测试仪主要测量近端串扰
近端串扰测试
近端串扰
从一个发送信号线对泄漏出来的能量被认为是这条电缆内部噪声，因为它会干扰其他线对中的信号传输，近端串扰是测量来自其它线对泄漏过来的信号
近端串扰并不表示在近端点所产生的串扰，而只表示在信号发送端(近端)进行测量
测试方法
测试仪通过在一个线对发送测试信号并测量在另一个线对上的串扰信号幅度的方法来测定串扰，在测量电缆的同一端时，串扰值是由测试信号与串扰信号幅度差来计算，即：
近端串扰值越高，串扰信号越小，高的近端串扰值相当于低串扰和更好的电缆性能
近端串扰是频率的函数，串扰随着频率的增大而增大，超过一定的限制就会对传输的数据产生破坏，从下图可看出，近端串扰曲线呈不规则形状，因为近端串扰与频率的函数关系太复杂，并且很多频率低的地方其近端串扰大于频率高的地方，必须参照电缆带宽频率范围测试很多频率采样点，以免漏掉最差频率采样点
双向测试
一条非屏蔽双绞线的近端串扰损害会在每一对线之间进行，共有 4 对线对，因此对于一条双绞线电缆，需要测试 6 次近端串扰
当近端串扰发生在距离测试端较远的远端时，尤其当链路长度超过 40m 时，该串扰信号经过电缆的衰减到达测试点时，其影响可能已经很小，无法被测试仪器测量而被忽略，因此必须要进行双向测试
双向测试就是对近端串扰测试要在链路两端各进行一次测试，即总共需要测试 12 次，在一端进行测试的排列顺序如下：
其中，横线左边的数字表示干扰信号线对，横线右边的数字表示被干扰信号线对
综合近端串扰
近端串扰是一个线对对另一个线对的串扰，如果同时考虑多对线缆之间同时发生的串扰的相互影响，即考虑同一时间 3 个线对对同一线对的影响，这就是综合近端串扰(PSNEXT)
简单来说，综合近端串扰是所有其它绕对对一对线的近端串扰的组合
综合近端串扰实际上是一个计算值，而不是直接的测量结果，综合近端串扰是在每对线受到的单独来自其他 3 对线的近端串扰影响的基础上通过公式计算出来的
综合近端串扰值是双绞线布线系统中的一个新的测试指标，只有 5e 类和 6 类电缆中才要求测试综合近端串扰，这种测试在千兆以太网基于 4 对双绞线全双工传输模式中非常重要
等效远端串扰
与近端串扰定义相类似，远端串扰是信号从近端发出，而在链路的另一侧（远端），发送信号的线对向其同侧其他相邻接收线对造成的串扰
因为信号的强度与它所产生的串扰及信号的衰减有关，所以电缆长度对测量到的远端串扰值影响很大，因此远端串扰并不是一种很有效的测试指标，在测量中是用等效远端串扰(ELFEXT)的测量代替远端串扰值的测量
等效远端串扰是指某线对上远端串扰损耗与该线路传输信号的衰减差，其单位同样为分贝 dB，计算公式为：
其中，$A$ 为受串扰接收线对的传输衰减(Attenuation)
综合等效远端串扰
综合等效远端串扰(PSELFEXT)与综合近端串扰相似，其是几个同时传输信号的线对在接收线对形成的等效远端串扰的总和，对于 4 对非屏蔽双绞线而言，它组合了其他 3 对线对第 4 对线的等效远端串扰的影响
【衰减与串扰比测试】
通信链路在信号传输时，衰减和串扰都会存在，串扰反映电缆系统内的噪声，衰减反映线对本身的传输质量，这两种性能参数的混合效应可以反映出电缆链路的实际传输质量，衰减与串扰比(ACR)用来表示这种混合效应
衰减与串扰比的单位仍为分贝 dB，其定义为：被测线对受相邻发送线对串扰的近端串扰值与本线对传输信号衰减值的差值，即：
就其值来说，有：
其中，$A$ 为受串扰接收线对的传输衰减(Attenuation)
近端串扰越高，衰减越小，则衰减与串扰比越高，其类似于信号噪声比，干扰噪声强度与信号强度相比越小越好
需要注意的是，衰减、近端串扰和衰减串扰比是频率的函数，因此应在同一频率下计算
【传输时延和时延偏离】
传输时延是信号在电缆线对中传输时从电缆一端传输到另一端所需要的时间，其随电缆长度的增加而增加，测量标准是指信号在 100m 电缆上的传输时间，单位是纳秒，它是衡量信号在电缆中传输快慢的物理量
同一电缆中各线对之间由于使用的缠绕比率不同，长度也会有所不同，因而各线对之间的传输时延也会略有不同
由于在千兆网中使用 4 对线传输，且为全双工，在数据发送时，采用了分组传输，即将数据拆分成若干个数据包，按一定顺序分配到 4 对线上进行传输，而在接收时又按照反向顺序将数据重新组合，当信号通过不同线对传输的到达时间相差太远时，就会造成数据丢失
时延偏离是指同一非屏蔽双绞线中传输速度最快的线对和传输速度最慢线对的传输延迟差值，用纳秒标识，一般在 50ns 范围以内
传输时延和时延偏离是某些高速 LAN 应用的重要特征，因此它们应该包括在性能测试组中，尤其是对于准备运行使用多线对的某一高速协议的网络
对于传输时延，将报告最差的那个线对，对于时延偏离，则报告任意两个线对的最差组合
【回波损耗】
在全双工网络中，当一对线负责发送数据的时候，在传输过程中遇到阻抗不匹配的情况时就会引起信号的反射，即整条链路有阻抗异常点，而信号反射的强弱与阻抗有关，例如断开时阻抗无穷大，导致信号 100% 的反射
信号在介质中传播时，介质应是均匀的，即介质针对该信号的阻抗应该是一致的，但由于介质与设备的连接需要接线，并且介质在传输线路中不可避免的改变形状、自身的加工误差等都会影响介质的阻抗，阻抗的变化会造成传输中信号的反射和损耗
在全双工通信时，整条链路既负责发送信号也负责接收信号，如果遇到信号的反射，之后与正常的信号进行叠加后就会造成信号的不正常，被反射到发送端的能量会形成噪声，导致信号失真，从而降低通信链路的传输性能
这种由于线路中阻抗不匹配所造成的能量反射而引起的损耗称为回波损耗，这个参数是在 CAT5E 链路测试标准中出现的，测试该参数是出于 1000BASE-T 全双工传输的需要
回波损耗定义为：开始输入给信号传送系统的信号与信号源接收到的反射信号的功率之比，即：
回波损耗越大，则反射信号越小，意味着电缆和相关连接硬件阻抗一致性越好、传输信号越完整、噪声越小，因此回波损耗越大越好
