Оборудование для диагностики и сертификации кабельных систем
К оборудованию данного класса относятся сетевые анализаторы, приборы для сертификации кабелей, кабельные сканеры и тестеры.
1. Сетевые анализаторы
Сетевые анализаторы представляют собой эталонные измерительные инструменты для диагностики и сертификации кабелей и кабельных систем. В качестве примера можно привести сетевые анализаторы компании Hewlett Packard – HP 4195A и HP 8510C.
Сетевые анализаторы содержат высокоточный частотный генератор и узкополосный приемник. Передавая сигналы различных частот в передающую пару и измеряя сигнал в приемной паре, можно измерить затухание и NEXT. Сетевые анализаторы – это прецизионные крупногабаритные и дорогие (стоимостью более $20000) приборы, предназначенные для использования в лабораторных условиях специально обученным техническим персоналом.
2. Кабельные сканеры
Данные приборы позволяют определить длину кабеля, NEXT, затухание, импеданс, схему разводки, уровень электрических шумов и провести оценку полученных результатов. Цена на эти приборы варьируется от $1’000 до $3’000. Существует достаточно много устройств данного класса, например, сканеры компаний MicrotestInc., FlukeCorp., Datacom TechnologiesInc., Scope CommunicationInc. В отличие от сетевых анализаторов сканеры могут быть использованы не только специально обученным техническим персоналом, но даже администраторами-новичками.
Для определения местоположения неисправности кабельной системы (обрыва, короткого замыкания, неправильно установленного разъема и т.д.) используется метод “кабельного радара”, или Time Domain Reflectometry (TDR). Суть этого метода состоит в том, что сканер излучает в кабель короткий электрический импульс и измеряет время задержки до прихода отраженного сигнала. По полярности отраженного импульса определяется характер повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв). В правильно установленном и подключенном кабеле отраженный импульс совсем отсутствует.
Точность измерения расстояния зависит от того, насколько точно известна скорость распространения электромагнитных волн в кабеле. В различных кабелях она будет разной. Скорость распространения электромагнитных волн в кабеле (NVP – nominal velocity of propagation) обычно задается в процентах к скорости света в вакууме. Современные сканеры содержат в себе электронную таблицу данных о NVP для всех основных типов кабелей и позволяют пользователю устанавливать эти параметры самостоятельно после предварительной калибровки.
Наиболее известными производителями компактных кабельных сканеров являются компании MicrotestInc., WaveTekCorp., Scope Communication Inc.
3. Тестеры кабельных систем
Тестеры кабельных систем – наиболее простые и дешевые приборы для диагностики кабеля. Они позволяют определить непрерывность кабеля, однако, в отличие от кабельных сканеров, не дают ответа на вопрос о том, в каком месте произошел сбой.
Существуют целые классы средств тестирования кабельных систем, появление которых стало возможным благодаря наличию четких стандартов на характеристики компонентов (TIA/EIA568), а также на процедуры и критерии тестирования кабельных линий СКС (TSB-67).
Для удобства кабельные линии разделены на категории в соответствии с их параметрами. Многие из эксплуатируемых кабельных линий относятся к Категории 3 и предназначены для телефонии и передачи данных в диапазоне частот до 16 МГц (например, 10BaseT Ethernet). Однако наибольшее распространение получили кабельные линии Категории 5, гарантирующие передачу сигнала с частотой до 100 МГц. Комитетами стандартизации закончена работа над составлением перечня более жестких требований к параметрам кабельных линий Категории 5 (улучшенная Категория 5 или 5E), Категории 6 (200-250 МГц), Категории 7 (до 600 МГц) с целью повышения надежности передачи.
Большое количество моделей выпускаемых тестеров СКС предназначено для контроля кабельных линий Категорий 3, 5 и 5E (улучшенная Категория 5). Уже появились первые тестеры для проводки Категории 6 (например, LANcat System 6 компании Datacom или OMNIScanner компании Microtest). Однако основной парк тестеров СКС сегодня все же ориентирован на анализ характеристик линий в диапазоне частот до 100-155 МГц. За исключением анализируемого диапазона частот, другие параметры этих тестеров отличаются друг от друга несущественно, так как тестирование выполняется по одним и тем же методикам. Основные отличия заключаются в характеристиках встроенных рефлектометров для проводных линий (максимальная дальность, точность, разрешение, форма представления результата), в пользовательском интерфейсе и удобстве работы, а также в наборе вспомогательных и сервисных функций.
Среди вспомогательных функций могут быть особенно, полезны следующие:
- двустороннее измерение;
- тестирование волоконно-оптических кабелей;
- карта (схема соединения) жил кабеля;
- обнаружение импульсных помех; трафика ЛВС;
- составление программ тестирования;
- организация разговорного тракта между основным и удаленным модулем;
- встроенный тональный генератор для трассировки и идентификации и др.
Приведенная ниже информация позволит ознакомиться с измеряемыми параметрами кабельной линии и облегчит выбор прибора для конкретных нужд.
Основными электрическими параметрами, от которых зависит работоспособность кабельной линии, являются:
- целостность цепи (connectivity);
- характеристический импеданс (characteristic impedance) и обратные потери (return loss);
- погонное затухание (attenuation);
- переходное затухание (crosstalk);
- задержка распространения сигнала (propagation delay) и длина линии (cable length);
- сопротивление линии по постоянному току (loop resistance);
- емкость линии (capacitance);
- электрическая симметричность (balance);
- наличие шумов в линии (electrical noise, electromagnetic interference).
Рассмотрим эти характеристики подробнее
1) Целостность цепи
Основная задача этого теста – выявить ошибки монтажа соединителей или кроссировки (замыкания, обрывы, перепутанные жилы). Поскольку ошибки подобного рода на практике преобладают, то существует большое количество недорогих приборов, единственной функцией которых является только контроль целостности цепи. Однако полнофункциональные тестеры СКС, как правило, предоставляют более полную информацию о характере ошибки, вплоть до схемы соединения, по которой монтажник может точно идентифицировать дефект.
Рис. 1 – Тестеры СКС
2) Характеристический импеданс (волновое сопротивление)
Поскольку передача данных ведется на высоких частотах, то немаловажную роль имеет импеданс линии, т. е. ее сопротивление переменному току заданной частоты. Роль играет не только величина сопротивления, но и его постоянство по всей линии (кабелю и соединителям) для всего диапазона рассматриваемых частот. Это объясняется тем, что сигнал, отраженный от точек с аномальным импедансом, будет накладываться на основной сигнал и искажать его.
Для кабеля из витых пар импеданс обычно составляет 100 или 120 Ом. Для линий Категории 5 импеданс нормируется для диапазона частот 1-100 МГц и должен составлять 100 Ом v15%.
Основные причины неоднородности импеданса следующие:
– нарушение шага скрутки в местах разделки кабеля около соединителей (максимальное расстояние, на которое жилы могут быть развиты при разделке, – 13 мм);
– дефекты кабеля (повышенное сопротивление жил, пониженное сопротивление изоляции, нарушение шага скрутки);
– неправильная укладка кабеля (применение скоб и хомутов для крепления, малый радиус изгиба, заломы и “барашки” из-за неправильной отмотки);
– некачественная опрессовка соединителей или использование некачественных соединителей.
Аналогичные проблемы возникают на прошедших тестирование линиях при подключении к ее розеткам некачественных (не соответствующих требованиям заданной категории) коммутационных шнуров, переходников или расщепителей линии (сплиттеров).
Оценка влияния, вносимого неоднородностями импеданса, выражается таким параметром, как обратные потери (отношение амплитуды переданного сигнала к амплитуде отраженного в дБ). Если дефект порождает в линии существенную неоднородность импеданса, то обратные потери будут малы, так как большая часть энергии сигнала будет отражена от неоднородности. Так, в случае обрыва или замыкания кабеля обратные потери будут равны 0.
Все полнофункциональные тестеры СКС имеют встроенный рефлектометр для проводных линий с цифровым или графическим отображением результата, с помощью которого место с аномальным импедансом может быть без труда локализовано. Некоторые рефлектометры позволяют вычислять обратные потери для заданного участка линии, что позволяет определить влияние имеющихся на нем неоднородностей на результирующую характеристику линии.
3) Погонное затухание (Attenuation)
Ослабление сигнала при его распространении по линии оценивается затуханием (выраженное в дБ отношение мощности сигнала, поступившего в нагрузку на конце линии, к мощности сигнала, поданного в линию). Затухание сильно увеличивается с ростом частоты, поэтому оно должно измеряться для всего диапазона используемых частот. Для кабеля категории 5 при частоте 100 Мгц затухание не должно превышать 23.6 Дб на 100 м, а для кабеля категории 3, применяемого по стандарту IEEE 802.3 10BASE-T, допустимая величина затухания на сегменте длиной 100 м не должна превышать 11,5 Дб при частоте переменного тока 10 МГц.
4) Переходное затухание
Данный параметр характеризует степень перекрестных наводок сигнала между парами одного кабеля (отношение амплитуды поданного сигнала к амплитуде наведенного сигнала в дБ). Эта характеристика имеет несколько разновидностей, каждая из которых позволяет оценить разные свойства кабеля.
При определении переходного затухания на ближнем конце линии (Near End Cross Talk, NEXT; Power Sum NEXT, PS-NEXT) подача сигнала и измерение производятся с одной стороны линии для всех частот заданного диапазона. В первом случае для проведения измерения в одной паре сигнал подается поочередно на все остальные пары. Именно это измерение и применяется для тестирования кабельных линий Категории 5. Во втором случае тестирование производится по более жестким правилам: сигнал подается сразу на все остальные пары и измеряется суммарное затухание.
Очевидно, что переходное затухание на ближнем конце линии необходимо измерять с обеих ее сторон, так как влияние дефектов на этот параметр будет тем сильнее, чем ближе они расположены к месту измерения. В новых стандартах предполагается проводить и измерение затухания на разных концах линии одновременно.
Функционирование линии будет надежным только тогда, когда переходное затухание велико, а погонное – мало, поэтому оценку качества линии очень удобно производить на основании комбинированного параметра – защищенности на дальнем конце линии (Attenuation to Crosstalk Ratio, ACR; Power Sum ACR, PS-ACR), выраженного как отношение величин погонного затухания и переходного затухания на ближнем конце линии. Фактически этот параметр показывает, насколько амплитуда принимаемого полезного сигнала выше амплитуды шумов для заданной частоты сигнала.
Однако если передача ведется по нескольким парам одновременно (например, 100Base-T4 и 100VG-AnyLAN), то в таких сетях важное значение имеет и уровень переходного затухания на дальнем конце линии (Far-End CrossTalk, FEXT). Поскольку на приемник поступает суперпозиция полезного сигнала, передаваемого по данной паре, и сигнала, наведенного на нее с другой пары, оценка качества линии производится на основании отношения величин полезного сигнала на дальнем конце линии (т. е. с учетом его затухания) и наведенного сигнала – приведенное переходное затухание на дальнем конце линии (Equal-Level Far-End Cross Talk, ELFEXT; Power Sum ELFEXT, PS-ELFEXT).
Удовлетворительное значение переходного затухания косвенно свидетельствует о симметричности линии и, следовательно, об отсутствии излучения витой парой электромагнитных и приема электромагнитных и радиопомех.
5) Задержка распространения сигнала и длина линии
Для надежной работы на высоких скоростях необходимо, чтобы задержка распространения сигнала не превышала заданную и была одинакова для всех пар кабельной линии. Измерение длины кабеля осуществляется в соответствии с принципом рефлектометрии.
Следует отметить, что некоторые системы передачи (например, 100Base-T4 и 100VG-AnyLAN) весьма чувствительны не только к абсолютному значению задержки распространения сигнала, но и к ее разнице (propagation delay skew) для различных пар одной кабельной линии. Такой перекос задержки и, как следствие, необходимость его измерения возникли после того, как некоторые производители стали выпускать кабели с различной изоляцией пар (известные как “2+2” и “3+1”).
6) Уровень шумов в линии
Иногда электромагнитные и радиопомехи делают невозможной устойчивую передачу сигнала в линии. Большинство тестеров СКС позволяют измерить уровень шумов для последующего анализа и устранения их причин.
Самые распространенные шумы – это импульсные помехи от расположенного вдоль трассы мощного электрооборудования (моторов, пускорегулирующей аппаратуры, светильников дневного света и т. п.) или силовой проводки к ним. Очень часто для устранения подобной проблемы кабель достаточно переместить на несколько метров в сторону. Гораздо реже работе мешает расположенное поблизости радиопередающее оборудование. Устранение помех в этом случае потребует экранировки кабеля или его укладки в металлических каналах.
Как видно из вышесказанного, подлежащих определению параметров кабельных линий достаточно много, причем они имеют различное значение для тех или иных приложений. Однако и разнообразие приборов для их измерения не менее велико. Самый простой способ не ошибиться при выборе – исходить из потребностей вашей организации и ее планов на ближайшее будущее.
Не все рассмотренные параметры охватываются стандартами СКС. Например, TSB-67 требует для кабельных систем Категории 5 контроля четырех параметров: правильности подключения линии, длины линии, затухания сигнала, переходного затухания на ближнем конце линии. В то же время спецификации некоторых высокоскоростных систем передачи предъявляют и ряд других, более жестких требований к параметрам кабельных линий. Некоторые из них уже включены в новые стандарты, остальные будут включены в ближайшем будущем.
Если компания занимается монтажом, то лучше приобретать прибор с развитыми сервисными функциями для быстрой локализации ошибок монтажа, с возможностью сохранения результатов для последующей передачи на компьютер и формирования протоколов приемочных испытаний. Кроме того, желательно, чтобы приобретенный прибор обеспечивал возможность модернизации заложенной в нем программы в соответствии с требованиями новых стандартов. Затраты на приобретение прибора такого уровня могут оказаться высоки, но окупятся достаточно быстро.
Если же прибор приобретается для обслуживания существующей СКС, то в целях экономии можно ограничиться недорогим устройством для проверки линий СКС требованиям конкретных приложений (10BaseT, 100BaseTX, ATM 155 и т. п.), которые организация использует в настоящее время или собирается использовать в ближайшем будущем.
Кабельные тестеры. Виды и работа. Особенности и применение
Для контроля состояния линий кабелей применяют кабельные тестеры, которые являются электронными устройствами. Они состоят из двух частей: генератора сигнала, то есть, передатчика, и детектора сигнала (приемника). Такие устройства бывают разными по конструкции. Некоторые кабельные тестеры могут определить свойства линий кабелей.
Классификация
В продаже имеются кабельные тестеры нескольких классов:
- Основная проверка кабеля.
- Квалификация кабеля.
- Сертификация систем кабелей.
Деление приборов по типу проверяемого кабеля:
- Для кабелей оптических.
- Для кабелей коаксиального вида, витых пар.
Последний тип тестеров считается универсальным. Им можно проверять разные типы кабелей, которые сегодня широко распространены.
Принцип действия и конструктивные особенности
При помощи кабельного тестера можно определить следующие важные параметры кабеля:
- Длина.
- Схема проводов в разводке кабеля.
- Размер затухания сигнала.
- Уровень наводок на ближнем краю кабеля.
- Значение сопротивления медного шлейфа.
- Уровень потерь при возврате.
Кабельные тестеры простого исполнения с индикацией на светодиодах могут показывать наименьшее соответствие свойств кабеля заданным свойствам. Такой тип прибора дает возможность эффективнее производить монтаж кабеля или проводов, по ходу монтажа определять неисправности, при их наличии.
Тестеры простого исполнения не смогут измерить расстояние до поврежденного места, не выявит место расщепленных пар. Но проконтролировать правильность соединений проводов и найти механические повреждения простой тестер для кабеля вполне сможет. Оптические кабели, конечно, такой тестер не сможет проверить.
Рассмотрим, как происходит функционирование тестеров для кабелей. Такие приборы ищут не сам кабель, а производят регистрацию поля электромагнитного излучения, которое образуется сигналом в кабеле. Форма электромагнитного поля может быть искаженной из-за других кабелей, близко расположенных металлических сооружений.
40 лет назад использовались локаторы для поиска под землей металлических объектов. Их применяли только для поиска газовых, водопроводных и других труб. В настоящее время эта задача намного усложнилась, так как кроме труб, появились различные электрические кабели всевозможного назначения, которое также проложены в земле. Современные приборы так же, как и раньше работают на принципе обнаружения электромагнитного поля. Этот метод до сих пор является основным.
Кабельные тестеры (локаторы) включают в себя передатчик и приемник. Передатчик подает сигнал на кабельную линию для его выявления, приемник принимает и фиксирует сигнал. Приемник является основным элементом кабельного тестера, так как его функциональностью определяется техническая возможность генератора и приемника в совместной работе. К тому же, часто при выявлении кабеля есть возможность сделать это без генератора.
Чтобы приемник мог работать и обнаруживать электромагнитное поле, в нем должен быть датчик. Таким элементом обычно выступает штыревая антенна в виде емкостного датчика, либо катушка в виде индуктивного датчика. У этих элементов имеются свои особенности в работе, поэтому многие тестеры имеют в комплекте запасные датчики. Поступающий сигнал обрабатывается, обработанный итог поступает оператору.
В качестве источника сигнала работает генератор напряжения переменной частоты. Частота сигнала бывает изменяемой или фиксированной. Сигнал может отличаться по сложности и состоять из нескольких частот. При применении в поиске кабеля генератора и приемника, такой поиск называют активным. Датчик также определит другие источники магнитных полей.
Ими могут быть линии питания электричеством, их гармоники в интервале до 3 килогерц с нагрузкой, трубы с катодной защитой, кабели связи, радиотрансляционные линии сетей, и много других токопроводящих объектов, в которых радиопередатчики порождают электромагнитные поля. В таких ситуациях генератор не используют, а производят поиск в пассивном режиме.
Выбирать можно между пассивным и активным режимами работы тестера, а также использовать разные методы подачи сигнала по кабелю. Одним из способов подачи сигнала генератором является прямое подключение, то есть, сигнал подается прямо в кабель. Можно также подавать сигнал через индуктивную катушку (антенну), либо через индуктивное устройство, например, трансформатор.
Способ прямой подачи сигнала взаимосвязан с подключением передатчика к кабелю. При невозможности использования такого способа применяют два других способа. На индуктивную катушку подается от генератора сигнал. Катушка находится прямо над кабелем, и создает в нем сигнал. Уровень такого сигнала слабый, но дает возможность не подключаться непосредственно к кабелю.
Сигнал от катушки индуктивности вполне может наводиться и на остальных, расположенных рядом установках, кабелях, различных инженерных систем. Но отрицательные стороны этого способа не так важны по сравнению с его удобством.
Такой способ является единственным для продолжения поиска кабеля, когда уже мощности передатчика, подключенного к кабелю, не хватает. В таком разе индуктивную антенну располагают там, где значение сигнала было еще уверенным для определения местонахождения кабеля. Такой процесс повторяют нужное число раз, пока весь путь кабеля не пройдут до конца по всей длине.
Антенна индуктивности создает еще некоторые необычные возможности. Она образует сигнал в любом проводе, который расположен вблизи ее действия, поэтому два оператора: один из них находится с приемником, а другой с передатчиком, подключенным к антенне индуктивности, проходя параллельно в 20 метрах друг от друга, находят все токопроводящие инженерные конструкции, которые пересекают их путь. Чтобы выяснить всю картину этого процесса, нужно несколько раз повторять все операции в разных направлениях.
Устройство индуктивного сопряжения отличается от индуктивной антенны тем, что подает сигнал всего на один кабель, при этом не нужно подключаться к жилам кабеля. Такой метод подходит в том случае, если имеется доступ к кабелю. А когда кабель уже заложен в канализацию для укладки, то устройство индуктивного сопряжения монтируется на искомый кабель в лючках или колодцах. Чтобы схема прохода сигнала по кабелю наверняка замыкалась, необходимо заземлить оба его конца.
Применение кабельных тестеров
Кабельные тестеры – это устройства, состоящие из двух частей для проверки кабеля. Сегодня существует три основных класса данных устройств. Это для базовой проверки кабеля, квалификационной и сертификационной. Мы рассмотрим два прибора: кабельный тестер и стандартная акустическая отвертка, или как ее называют – трассоискатель.
Данные приборы не дотягивают до квалификационных устройств, но в рутинной повседневной работе с кабельными сетями их вполне достаточно. В более продвинутых моделях можно осуществлять такие проверки, как затухание сигнала, перекрестная наводка на ближнем конце кабеля и возвратные потери (это параметр отраженного сигнала).
Кабельные тестеры позволяют найти кабель в сети, проверить схему его подключения, определить длину, а также найти расщепленные пары, что является исчерпывающим набором инструмента, если ваша локальная сеть не имеет серьезных проблем с наводками или повреждения сети.
Квалификационные кабельные тестеры могут понадобиться специалистам, которым уже мало этих функций, и в своей работе они сталкиваются с серьезными вызовами, такими как, потеря пакетов и затухание сигнала в сети.
Сертификационные приборы распечатывают результаты своих исследований, и они принимаются на сертификации сети на категорию.
Чтобы начать работу по поиску кабеля, подключаем генератор в розетку, включаем режим «Скан», мигает индикатор. При этом активное оборудование должно быть выключено, иначе оно может выйти из строя.
У нас есть пучок проводов, в котором все провода нужно проверить на принадлежность к розетке. Включаем нашу электронную отвертку, о которой мы говорили выше, нажимаем кнопку громкости и подносим ее к каждому проводу. Когда появится звуковой сигнал, то это значит, что это наш нужный провод.
Для тестирования схемы подключения мы используем другой прибор. Вставляем устройство обратной связи в розетку.
Теперь подключаем разъем Main нашего прибора и включим его.
После загрузки нажимаем первый пункт. Прибор показывает на дисплее, что найдена обратка, которая находится в розетке, и показывает нам схему подключения, то есть указывает номера проводов.
Также, проверяем длину кабеля. Это бывает важно для поиска неисправности. Выбрав второй пункт, прибор показывает, какая дистанция от этого коннектора до розетки, где установлена обратка.
Таким способом производится тест кабеля устройством LAN – PRO.
Как мы убедились из предыдущего теста, у нас в розетке используется четыре жилы восьмижильного кабеля, а розетка, которая рядом используется для телефонной сети. Проверим, как она подключена. Также подключаем прибор к разъему Main, включаем «Тест», а затем тестируем схему подключения. Прибор показывает номера проводов кабеля, использующихся для телефонной линии.
Много разных диагностических задач решается с помощью кабельных тестеров: наличие напряжения в сети, его полярность, имеется ли коммутатор на другом конце. Некоторые кабельные тестеры одновременно определяют несколько параметров, и дают возможность специалистам средства визуального контроля для проверки сервисов передачи голоса и видео.
Тестирование кабеля — как выбрать правильный инструмент
Как и в случае любой выполненной работы, после того как она согласована и передана заказчику, по окончании прокладки кабеля, ожидается, что все будет работать без каких-либо проблем. В противном случае это может стать очень дорогостоящим из-за простоя оборудования, а также для вас в рамках контракта на установку. Вот почему крайне важно, чтобы были проведены тщательные тесты кабельной системы, прежде чем сдать работу заказчику. Поэтому для тестирования кабелей вам нужно выбрать подходящий рабочий инструмент.
Типы доступных инструментов тестирования и какой именно LAN тестер нужен?
Для тестирования сетевого кабеля существует три вида инструментов, которые разработаны с определенным набором функций в зависимости от конкретной задачи. Они могут варьироваться в зависимости от цены, производительности и области применения, но часто функции тестеров частично совпадают и зависят от задач, которую выполняет инструмент тестирования. По этому признаку тестеры могут быть классифицированы следующим образом:
• Базовая проверка — правильно ли подключен кабель?
Эти инструменты позволяют проверить правильность подключения кабеля и являются первой линией защиты для устранения неисправностей кабеля техническими специалистами и подрядчиками.
• Квалификация — может ли кабель поддерживать нужную сетевую технологию?
Если вам необходимо понять, может ли ваша текущая кабельная система поддерживать ваши технологические требования, такие как 100BASE-TX, VoIP, Gigabit Ethernet и т. д., потребуется более сложный инструмент тестирования, который технические специалисты сети могут использовать для устранения неполадок и определения пропускной способности кабельной сети.
• Сертификация — соответствует ли этот кабель стандартам кабельной системы?
Инструменты для сертификационных испытаний используются для обеспечения соответствия вновь установленной кабельной системы соответствующим стандартам (например, TIA-568-B.1, категория 6 или ISO 11801, второе издание, класс E). Если все в порядке, то они будут обеспечены гарантией производителя кабельной продукции.
Подробнее о типах проверок
• Базовая проверка
Эти кабельные тестеры идеально подходят для устранения неполадок, выполнения функций обеспечения непрерывности и иногда используются в качестве первой линии защиты. Используются такие функции, как тонирование для отслеживания определенного провода или кабеля, и отображение проводов, которое подскажет вам, что каждая пара подключена к правильным контактам на штекере и разъемах с хорошими контактами в терминалах.
Более сложные средства проверки могут также включать в себя дополнительный рефлектометр (TDR) во временной области для определения длины до конца кабеля или места возникновения проблемы, и они также могут определять, подключен ли коммутатор к тестируемому кабелю, или проверять коаксиальные соединения.
• Квалификация
Эти тестеры для кабеля предназначены для специалистов по сетевым технологиям и являются более мощными, чем инструменты проверки, упомянутые ранее, поскольку они используются для определения, может ли тестируемый кабель передавать или поддерживать передачу сигналов определенной сетевой технологии, такой как 100BASE-TX, VOIP или Gigabit Ethernet.
Одной из уникальных особенностей квалификационного инструмента является его способность диагностировать типичные проблемы с кабелями, которые могут ограничить пропускную способность кабеля. Примером может служить случай, когда у техника есть два кабеля с неизвестной способностью, когда оба прошли проверочные тесты (схема соединений), однако квалификационный тест может показать, что один кабель способен поддерживать только 10BASE-T, тогда как другой способен поддерживать Gigabit Ethernet.
• Сертификация
Инструменты проверки и квалификации обычно тестируют конфигурацию канала, тогда как инструменты сертификации предназначены для коммерческих установщиков / подрядчиков, поскольку эти инструменты выполняют последний шаг, необходимый OEM-производителям для подключения, чтобы подтвердить свои гарантии для правильно установленных кабельных проектов. Испытательный инструмент выполнит много типов измерений, чтобы убедиться, что кабели соответствуют отраслевым стандартам, таким как TIA-568-C.2 Категория 6A или ISO 11801 2-е издание Класс E и результаты определят «Пропуск» или «Отказ» в соответствии со стандартом и укажут, соответствует ли канал категории или классу кабеля (например, категория 5e, категория 6, класс D). Кроме того, инструменты сертификационного тестирования, как правило, поддерживают параметры тестирования оптического волокна, обеспечивают расширенную графическую диагностику и предоставляют широкие возможности создания отчетов.
Выбор правильного инструмента для работы
Как обсуждалось выше, каждый инструмент тестирования предназначен для различных целей, и процессе выбора специалисту надо отталкиваться от конкретных условий и задач в которых ему предстоит работать.
Если стоит выбор, где купить кабельные тестеры, выбирайте надёжного производителя. Компания « АнЛан » занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.
Оборудование для диагностики и сертификации кабельных систем
К оборудованию данного класса относятся сетевые анализаторы, приборы для сертификации кабелей, кабельные сканеры и тестеры. Прежде, чем перейти к более подробному рассмотрению этих устройств, приведем некоторые необходимые сведения об основных электромагнитных характеристиках кабельных систем.
Основные электромагнитные характеристики кабельных систем
Основными электрическими характеристиками, влияющими на работу кабеля, являются: затухание, импеданс (волновое сопротивление), перекрестные наводки двух витых пар и уровень внешнего электромагнитного излучения.
· Перекрестные наводки между витыми парами или NearEndCrosstalk (NEXT)— представляют собой результат интерференции электромагнитных сигналов, возникающих в двух витых парах. Один из кабелей витой пары является передающим, а второй — приемным. При прохождении сигнала по одному из кабелей, например передающему, в приемном кабеле возникают перекрестные наводки. Величина NEXT зависит от частоты передаваемого сигнала — чем выше величина NEXT, тем лучше (для категории 5 NEXT должен быть не менее 27 Дб при частоте 100 Мгц, для кабеля категории 3 на частоте 10 МГц NEXT должен быть не менее 26 Дб).
· Затухание (Attenuation)— представляет собой потерю амплитуды электрического сигнала при его распространении по кабелю. Затухание имеет два основных источника: электрические характеристики кабеля и поверхностный эффект. Последний объясняет зависимость затухания от частоты. Затухание измеряется в децибелах на метр. Для кабеля категории 5 при частоте 100 Мгц затухание не должно превышать 23.6 Дб на 100 м, а для кабеля категории 3, применяемого по стандарту IEEE 802.3 10BASE-T, допустимая величина затухания на сегменте длиной 100 м не должна превышать 11,5 Дб при частоте переменного тока 10 МГц.
· Импеданс (волновое сопротивление) — это полное (активное и реактивное) сопротивление в электрической цепи. Импеданс измеряется в омах и является относительно постоянной величиной для кабельных систем. Для неэкранированной витой пары наиболее часто используемые значения импеданса — 100 и 120 Ом. Характерные значения импеданса для сетей стандарта Ethernet на коаксиальном кабеле составляют 50 Ом, а для сетей стандарта Arcnet — 93 Ом. Резкие изменения импеданса по длине кабеля могут вызвать процессы внутреннего отражения, приводящие к возникновению стоячих волн. Рабочая станция, подключенная к кабелю вблизи узла стоячей волны, не сможет получать адресованные ей сообщения.
· Активное сопротивление — это сопротивление постоянному току в электрической цепи. В отличие от импеданса активное сопротивление не зависит от частоты и возрастает с увеличением длины кабеля. Для неэкранированной витой пары категории 5 активное сопротивление не должно превышать 9.4 Ом на 100 м.
· Емкость — это свойство металлических проводников накапливать энергию. Два электрических проводника в кабеле, разделенные диэлектриком, представляют собой конденсатор, способный накапливать заряд. Емкость является нежелательной величиной, поэтому ее следует делать как можно меньше. Высокое значение емкости в кабеле приводит к искажению сигнала и ограничивает полосу пропускания линии. Для кабельных систем категории 5 значение емкости не должно превышать 5.6нФ на 100 м.
· Уровень внешнего электромагнитного излучения, или электрический шум— это нежелательное переменное напряжение в проводнике. Электрический шум бывает двух типов: фоновый и импульсный. Электрический шум можно также разделить на низко-, средне- и высокочастотный. Источниками фонового электрического шума являются в диапазоне до 150 КГц линии электропередачи, телефоны и лампы дневного света; в диапазоне от 150 КГц до 20 Мгц компьютеры, принтеры, ксероксы; в диапазоне от 20 Мгц до 1 ГГц — телевизионные и радиопередатчики, микроволновые печи. Основными источниками импульсного электрического шума являются моторы, переключатели и сварочные агрегаты. Электрический шум измеряется в мВ. Кабельные системы на витой паре не сильно подвержены влиянию электрического шума (в отличие от влияния NEXT).
Сетевые анализаторы
Сетевые анализаторы (не следует путать их с анализаторами протоколов) представляют собой эталонные измерительные инструменты для диагностики и сертификации кабелей и кабельных систем. В качестве примера можно привести сетевые анализаторы компании HewlettPackard — HP 4195A и HP 8510C.
Сетевые анализаторы содержат высокоточный частотный генератор и узкополосный приемник. Передавая сигналы различных частот в передающую пару и измеряя сигнал в приемной паре, можно измерить затухание и NEXT. Сетевые анализаторы — это прецизионные крупногабаритные и дорогие (стоимостью более $20’000) приборы, предназначенные для использования в лабораторных условиях специально обученным техническим персоналом.
Кабельные сканеры
Данные приборы позволяют определить длину кабеля, NEXT, затухание, импеданс, схему разводки, уровень электрических шумов и провести оценку полученных результатов. Цена на эти приборы варьируется от $1’000 до $3’000. Существует достаточно много устройств данного класса, например, сканерыкомпаний MicrotestInc., FlukeCorp., DatacomTechnologiesInc., ScopeCommunicationInc. В отличие от сетевых анализаторов сканеры могут быть использованы не только специально обученным техническим персоналом, но даже администраторами-новичками.
Для определения местоположения неисправности кабельной системы (обрыва, короткого замыкания, неправильно установленного разъема и т.д.) используется метод "кабельного радара", или TimeDomainReflectometry (TDR). Суть этого метода состоит в том, что сканер излучает в кабель короткий электрический импульс и измеряет время задержки до прихода отраженного сигнала. По полярности отраженного импульса определяется характер повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв). В правильно установленном и подключенном кабеле отраженный импульс совсем отсутствует.
Точность измерения расстояния зависит от того, насколько точно известна скорость распространения электромагнитных волн в кабеле. В различных кабелях она будет разной. Скорость распространения электромагнитных волн в кабеле (NVP — nominalvelocityofpropagation) обычно задается в процентах к скорости света в вакууме. Современные сканеры содержат в себе электронную таблицу данных о NVP для всех основных типов кабелей и позволяют пользователю устанавливать эти параметры самостоятельно после предварительной калибровки.
Наиболее известными производителями компактных (их размеры обычно не превышают размеры видеокассеты стандарта VHS) кабельных сканеров являются компании MicrotestInc., WaveTekCorp., ScopeCommunicationInc.
Тестеры
Тестеры кабельных систем — наиболее простые и дешевые приборы для диагностики кабеля. Они позволяют определить непрерывность кабеля, однако, в отличие от кабельных сканеров, не дают ответа на вопрос о том, в каком месте произошел сбой.