網(wǎng)線端接標(biāo)準(zhǔn)與故障排查

來(lái)源：中安網(wǎng)更新時(shí)間：2016-08-22

【標(biāo)遠(yuǎn)線纜www.zaobeng.cn】

      物理介質(zhì)層是網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)，而網(wǎng)絡(luò)硬件接口的端接，又是物理層連通性的基礎(chǔ)，其故障率占整個(gè)網(wǎng)絡(luò)故障的80％以上。無(wú)論工程施工還是直接用戶，在線纜端接問(wèn)題上，存在著諸多誤解和錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，本文通過(guò)對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過(guò)程的回顧，結(jié)合測(cè)試儀表和工程實(shí)際應(yīng)用，希望能對(duì)澄清一些基本概念和技術(shù)問(wèn)題有所幫助。

　　涉及線纜端接時(shí)，經(jīng)常被問(wèn)及的問(wèn)題：

　　怎樣制作網(wǎng)線接頭？端接時(shí)采用T568A還是T568B方式？T568B比T568A性能高嗎？T568B比T568A兼容性更好嗎？ RJ45插頭為何不能按順序打線，而必須3/6線跨接在4/5線兩端？為何連通性測(cè)試合格，但不能連接網(wǎng)絡(luò)？如何選擇連通性測(cè)試儀表？

　　回答上述問(wèn)題之前，還要從“頭”說(shuō)起：

RJ45與RJ11

　　RJ-45被用作雙絞線以太網(wǎng)設(shè)備接口，俗稱“水晶頭”。規(guī)范地講， RJ-45特指是由IEC (60)603-7①定義的，8針模塊化插孔或插頭。RJ是“注冊(cè)插孔（Registered Jack）”的縮寫，它來(lái)自貝爾公司的USOC (Universal Service Ordering Codes)通用服務(wù)分類代碼②，并受控于FCC （Federal Communications Commission，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)）。

　　圖1－1 RJ-45插頭

　　RJ-11通常指6針模塊化插孔或插頭，一般用于電話網(wǎng)絡(luò)，是西部電子公司（Western Electric Co.）開(kāi)發(fā)的接插件的通用名稱，在FCC（美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)）代表美國(guó)政府發(fā)布的一個(gè)文檔中規(guī)定了RJ-11，但并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有單獨(dú)提及“RJ11”的論述。RJ11可作為2芯或者4芯接插件使用，由于RJ11還用于稱呼4針模塊化接插件，所以極易引起混淆。盡管RJ-11仍在使用，但RJ-45有全面替代RJ-11的趨勢(shì)。

　　由于機(jī)械尺寸的關(guān)系，RJ-45插頭不能插入RJ-11插孔，反過(guò)來(lái)卻在物理上是可行的， 由此讓人誤以為兩者應(yīng)該或者能夠協(xié)同工作。實(shí)際上，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中是支持基于RJ-45接口的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)的兼容性的，但不存在支持RJ-11和RJ-45協(xié)同工作和兼容性的依據(jù)(詳見(jiàn)第四節(jié)“T568A/B如何做到與USOC兼容”部分)。由于RJ-11不是標(biāo)準(zhǔn)化的，其尺寸，插入力度，插入角度等等沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)要求，因此不能確保互換性，甚至?xí)饍烧邠p壞，例如：由于RJ-11插頭比RJ-45插孔小，插頭兩邊的塑料部分會(huì)損壞RJ-45插孔內(nèi)的金屬針。建議不要混用。

T568是什么

　　提到網(wǎng)線端接，就會(huì)涉及T568A和T568B端接方式，又稱接線圖（Wire Map），兩種端接的具體規(guī)定最早見(jiàn)諸于美國(guó)通信業(yè)/電子業(yè)協(xié)會(huì)2002年6月正式頒布的TIA/EIA 568-B③標(biāo)準(zhǔn)中，用來(lái)說(shuō)明4對(duì)雙絞線（8根線芯）在RJ-45插頭上如何排布（圖2－1）。

　　圖2－1

　　實(shí)際布線工程中，工作區(qū)的信息插座、配線架、連接計(jì)算機(jī)與信息插座的跳線，可任意選擇兩者之一進(jìn)行端接，形成“直連線”。為規(guī)范起見(jiàn)，要求同一工程中只能使用同一種端接方式。

　　圖2－2 直連線

　　如果電纜的一端使用了T568A，而另一端使用了T568B（如圖2－3），則形成“交叉線”，此類電纜只在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間進(jìn)行級(jí)聯(lián)時(shí)使用，例如：集線器與集線器進(jìn)行級(jí)連。 另外，當(dāng)把兩臺(tái)PC機(jī)通過(guò)網(wǎng)口進(jìn)行對(duì)接時(shí)(不通過(guò)集線器或交換機(jī))，也需要使用“交叉線”連接。“交叉線”應(yīng)用的事實(shí)也作為反證，即：必然存在兩種端接方式。

　　圖2－3 交叉線

　　由于T568B是在TIA/EIA 568-B中提出的，TIA/EIA 568-B（2002年2月頒布）是TIA/EIA 568-A（1994年1月頒布）的修訂版，很容易造成這樣的錯(cuò)覺(jué)，即：T568B晚于T568A出現(xiàn)，T568B的性能高于T568A。實(shí)際情況又是怎樣呢？

T568B的由來(lái)

　　在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)剛開(kāi)始發(fā)展的1985年，AT&T公司研發(fā)了基于已有電話系統(tǒng)（依據(jù)USOC的定義對(duì)接口進(jìn)行端接）并與其向下兼容的新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，AT&T公司使用的端接方式被成為258A方式。之后258A端接方式在網(wǎng)絡(luò)中, 尤其在北美地區(qū)，被廣泛應(yīng)用。從圖3－1可以看出，它就是T568B的前身。

　　圖3－1 AT&T公司的 258A端接方式

　　同一時(shí)期，美國(guó)通信業(yè)的很多公司提出需要有個(gè)第三方機(jī)構(gòu)來(lái)統(tǒng)一布線標(biāo)準(zhǔn)，于是行業(yè)的管理機(jī)構(gòu)CCIA (Computer Communications Industry Association美國(guó)計(jì)算機(jī)通信業(yè)委員會(huì))就向EIA (Electronics Industry Association美國(guó)電子業(yè)委員會(huì)) 提出了此要求。直到1991年7月，頒布了第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草案——EIA/TIA-568。提出了T568A端接方式，并且支持用兩對(duì)雙絞線向下兼容一對(duì)雙絞線的電話系統(tǒng)④。經(jīng)過(guò)多次修訂，于1994年1月正式頒布了EIA/TIA-568A標(biāo)準(zhǔn)。又經(jīng)過(guò)10次修訂，TIA/EIA 568-B于2002年頒布，將AT&T 的258A收入其中，更名為T568B。T568A與T568B同樣被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 11801:2002）采用，成為全球通行的端接方式。

　　可以看到，A與B方式唯一不同是橙色線對(duì)與綠色線對(duì)的位置互換了，采用色標(biāo)的目的是為了操作者便于識(shí)別線對(duì)，電氣性能方面，A與B沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，也沒(méi)有孰優(yōu)孰劣之分。由于上述歷史原因，B方式早于A方式，這也是T568B方式使用更多的原因。不過(guò)，考慮與USOC的色標(biāo)兼容性，傾向于把T568A作為新裝工程的首選，以到達(dá)即支持雙線對(duì)ISDN系統(tǒng)，又支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹Ｓ捎贏與B方式的導(dǎo)通性沒(méi)有差異，對(duì)于已按B方式安裝的系統(tǒng)中，沒(méi)有必要再改裝。 同理，在采用B方式的水平布線的系統(tǒng)中，用A方式的跳線連接終端，也可行的且不對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生任何影響。

　　需要說(shuō)明一點(diǎn)， T568A和T568B已成為特指端接方式專用術(shù)語(yǔ)，被ISO及各種地區(qū)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)引用，而不是TIA/EIA 568-A、TIA/EIA 568-B標(biāo)準(zhǔn)代碼的簡(jiǎn)稱，兩者不要混淆。TIA/EIA 568-B頒布后，完全取代了TIA/EIA 568-A，因此在網(wǎng)線端接時(shí)，嚴(yán)格地講，應(yīng)稱“采用T568A方式或T568B方式”，而不應(yīng)是“采用T568A標(biāo)準(zhǔn)或T568B標(biāo)準(zhǔn)”，因?yàn)樗^568A標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)廢止。

T568A/B與USOC的兼容性

　　USOC (Universal Service Ordering Codes)通用服務(wù)分類代碼，長(zhǎng)期以來(lái)已經(jīng)成為最常用的電話系統(tǒng)基礎(chǔ)規(guī)范，雖然采用相同的RJ-45物理接口，但線對(duì)端接定義與T568A/B不同，不支持?jǐn)?shù)據(jù)只支持語(yǔ)音傳輸（原因詳見(jiàn)第節(jié)），換言之，T568A無(wú)論色標(biāo)還是電氣都能與USOC兼容，T568B與USOC色標(biāo)不同，但電氣連通性兼容⑤，反之不行。

　　另外，線纜兩側(cè)按不同規(guī)定端接后，其形態(tài)是不同的，USOC規(guī)定線纜兩側(cè)的接頭端接順序是左右對(duì)稱，如圖4－1，兩側(cè)互為鏡像，這與T568A/B的情形不同。

　　圖4－1 USOC電話線與網(wǎng)線色標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系

　　如果把兩種端接好的線纜拉直，如圖4－2（金屬觸片向上，扣片向下），更易看清其差異：USOC線是平直的，T568A/B在空間上扭轉(zhuǎn)了180度。

　　圖4－2 USOC 與 T568A 線芯排布對(duì)比

　　簡(jiǎn)言之，在都使用RJ-45連接器的前提下，傳統(tǒng)語(yǔ)音系統(tǒng)使用4/5線對(duì)，10/100M以太網(wǎng)使用1/2、3/6線對(duì)，兩者可以同時(shí)使用⑥，這就是兼容性。

電信號(hào)的傳輸

　　目前使用標(biāo)準(zhǔn)RJ-45連接器的UTP（非屏蔽雙絞線）通道帶寬已達(dá)到500MHz(TIA/EIA 6a類/ISO Ea級(jí))，能支持最高傳輸速率達(dá)10Gbit/s，采用更高級(jí)連接器（TERA /GG45/EC7⑦）的SFTP(金屬薄＋絲網(wǎng)編織雙屏蔽雙絞線，如ISO F級(jí))鏈路，帶寬達(dá)600MHz（試驗(yàn)線纜已達(dá)1G－1.2GHz）。線纜生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，使其支持帶寬成數(shù)十倍增加，但其基礎(chǔ)結(jié)并未發(fā)生改變——每對(duì)線芯相互扭絞，傳輸一路差分信號(hào)（這也是“對(duì)絞線”或“雙絞線”名稱的由來(lái)）。以差分方式在扭絞線對(duì)內(nèi)傳輸?shù)碾娦盘?hào)，產(chǎn)生的電磁場(chǎng)相互抵消（圖5－1），對(duì)外界造成的干擾降至最低，來(lái)自外界電磁場(chǎng)的共模干擾也得到有效抑制。為減小信號(hào)耦合，同一護(hù)套內(nèi)的4對(duì)線芯，彼此絞距互不相同⑧，進(jìn)一步降低了線對(duì)間串?dāng)_。

　　圖5－1 電信號(hào)在扭絞線對(duì)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相抵消

　　標(biāo)準(zhǔn)端接中色標(biāo)規(guī)定，只是便于人眼辨識(shí)，既兼顧連接器向下兼容性（4/5線對(duì)傳輸語(yǔ)音），又確保差分信號(hào)能在扭絞線對(duì)中傳輸（3/6數(shù)據(jù)線對(duì)必須跨接在4/5兩側(cè)）。觀察標(biāo)準(zhǔn)端接方式（圖2－1，圖2－2），虛線與實(shí)線色標(biāo)間隔出現(xiàn)，也是為了更清楚地識(shí)別線序。不過(guò)，錯(cuò)誤仍難免發(fā)生。

　　單一接線圖故障分為：開(kāi)路、短路、反接、錯(cuò)對(duì)和串繞（又稱分岔線對(duì)、分離線對(duì)、拆分線對(duì)）5種（圖5－2），由于可能出現(xiàn)多種故障的組合，實(shí)際情況會(huì)更復(fù)雜。

　圖5－2 接線圖故障類型

　　上述故障中，最不易被發(fā)現(xiàn)的是“串繞”故障，它破壞了線對(duì)的扭絞特性，差分信號(hào)相當(dāng)于在平行線中傳輸（圖5－3），由于原有線對(duì)的扭絞關(guān)系，使串?dāng)_更加嚴(yán)重。

　圖5－3 串繞故障

　　如前所述，RJ-45端接方式不是順序排列的，最容易出現(xiàn)串繞故障的4/5與3/6線對(duì)（錯(cuò)誤地按1/2、3/4、5/6、7/8順序）。由于電氣導(dǎo)通性不變，只用直流電檢查連通性的儀表，無(wú)法查出此類故障。應(yīng)用在低速網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，雖然信號(hào)串?dāng)_很大，但有時(shí)仍能進(jìn)行通信，而又時(shí)通時(shí)斷，用戶往往懷疑有源設(shè)備或軟件故障，不能即時(shí)排故。

檢查串繞故障

　　除掌握端接標(biāo)準(zhǔn)要求、認(rèn)清色標(biāo)、認(rèn)真操作，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤外，檢查串繞還要依賴功能較強(qiáng)的儀表，這些儀表一般具有以下功能之一：

　　1、測(cè)量電容

　　分析線對(duì)結(jié)構(gòu)可知，扭絞在一起的線對(duì)，其分布電容要遠(yuǎn)大于同樣長(zhǎng)度而彼此靠近的平行導(dǎo)線。因此，在導(dǎo)通性正確的前提下，只要測(cè)量4個(gè)線對(duì)的分布電容并與預(yù)期數(shù)值比較，就能得出是否存在串繞故障。

　　圖6-1 典型的全功能（能測(cè)試全部接線圖故障）驗(yàn)證儀表

　　測(cè)量線對(duì)分布電容除能辨別串繞故障外，還能用于計(jì)算線對(duì)長(zhǎng)度（線對(duì)總電容值除以單位長(zhǎng)度電容值），可對(duì)斷點(diǎn)進(jìn)行定位。

　　2、測(cè)量阻抗

　　同理，線對(duì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，其特性阻抗也隨之改變，據(jù)此可判斷是否出現(xiàn)串繞。

　　3、測(cè)量近端串?dāng)_（NEXT）

　　近端串?dāng)_（NEXT）是評(píng)判線纜傳輸特性的最基本的電氣指標(biāo)，端接正確但有缺陷的線纜，往往導(dǎo)致近端串?dāng)_指標(biāo)劣化。存在串繞故障的線纜，近端串?dāng)_指標(biāo)將嚴(yán)重超標(biāo)。

　　4、測(cè)量誤碼率

　　帶有串繞故障的鏈路有時(shí)仍能接入網(wǎng)絡(luò)，雖然由于近端串?dāng)_造成網(wǎng)速很慢，但用PING命令收發(fā)短數(shù)據(jù)幀，并不能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。用測(cè)試誤碼率的專用儀表能明顯看到傳輸性能的差異，尤其在使用相同硬件設(shè)備的同一網(wǎng)絡(luò)中，與正常鏈路作對(duì)比測(cè)試，更容易找到故障點(diǎn)。

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