Кабельный анализатор Fluke Networks DTX-1800

Для тестирования большинством ведущих производителей компонентов СКС рекомендован кабельный анализатор Fluke Networks DTX-1800. Внешний вид прибора приведен на рисунке 2.4.

Рисунок– Внешний вид кабельного анализатора Fluke Networks DTX-1800

Прибор ежегодно должен проходить процедуру калибровки и поверки в лаборатории Fluke Networks. Действительный сертификат о калибровке подтверждает соответствие тестера требованиям четвертого класса точности.

Результаты тестирования предоставляются в электронном виде. Заключение дается на соответствие параметрам категории 5е / класса D, категории 6 / класса E, категории 6a / класса Ea и требованиям действующих сетевых протоколов.

Рассмотрим подробнее возможности кабельного анализатора Fluke Networks DTX-1800. Автотест кабельного анализатора серии DTX проводится по следующим параметрам:

- схема разводки (Wiremap);

- длина (Length);

- вносимые потери (Insertion Loss);

- перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Crosstalk, NEXT), внешние перекрестные наводки (ANEXT) и интегральные перекрестные наводки (Power Sum);

- шум;

- эквивалентные перекрестные наводки на дальнем конце (ACR-F или Equal Level Far End Crosstalk, ELFEXT);

- возвратные потери;

- задержка распространения;

- смещение задержки.

Для обнаружения ошибок в схеме разводки (обрывы, короткие замыкания и неправильный порядок проводников) используются тесты схемы разводки (Wiremap) и длины (Length). Они позволяют выявить неаккуратно заделанные компоненты, проверить непрерывность проводников и найти ошибки в расположении пар. Некоторые сбои, вызванные разделением пар (Split), обнаружить сложнее: для этого требуется тест, проверяющий величину перекрестных наводок в зависимости от расстояния (тест TDX).

Большинство ошибок в схеме разводки появляется при заделке коммутационного оборудования: либо в гнезде/вилке RJ45 (рисунок 2.5), либо в кроссе или на патч-панели. Ошибки на модуле или в вилке RJ45 часто можно идентифицировать визуально, просто проверив порядок цветов на соответствие схемам разводки T568A или T568B. В вилке еще следует проверить, все ли проводники введены в коннектор до упора – иначе при обжиме вилки на некоторых проводниках будет отсутствовать контакт.

вид спереди вид сверху

Рисунок 2.5 – Два примера повреждения вилки RJ45

Необходимо проверять, чтобы в системах не встречались сегменты длиной более 100 м, максимально разрешенных стандартом. Если такой сегмент обнаружен, то просмотреть не оставлены ли петли или бухты. Сворачивание кабеля в бухту приводит к избыточным перекрестным наводкам, которые особенно сказываются при реализации в системе 1- и 10-гигабитных приложений. Также необходимо проверить, правильно ли выставлено в приборе значение номинальной скорости распространения сигнала NVP. Если оно неверно, то и измеренное значение длины будет неправильным. Значение NVP можно определить самостоятельно, для этого нужен лишь кусок кабеля средней длины, не менее 15 м. Тестером определяется измеренное значение длины, затем оно сопоставляется с фактической длиной, определенной по меткам на оболочке, после чего значение NVP в приборе корректируется до тех пор, пока измеренное и фактическое значения длины не совпадут. Если длина одной или нескольких пар кабеля существенно отличается от длины остальных пар, то необходимо проверить промежуточные патч-панели и точки межсоединения.

Большинство подобных ошибок появляется именно в промежуточных точках подключения. Значения длины у разных пар всегда должны немного различаться между собой, поскольку шаги повива у пар в кабеле специально делаются разными.

Стандарт TIA/EIA-568-B гласит, что общая длина кабеля определяется по длине самой короткой его пары. Как следствие, возможны ситуации, когда для длинных кабелей одна или больше пар выходят за пределы, допустимые стандартами, но при этом общий результат теста все равно положительный (PASS).

Вносимые потери (Insertion Loss), больше известные как затухание, как правило, зависят от длины кабеля. Потери сигнала растут пропорционально длине кабеля. Поэтому при получении сбоя по затуханию в первую очередь надо проверить общую длину кабеля. Кроме того, еще чаще причиной является плохое соединение: следствие провисшего под своим весом кабеля, грязных или окислившихся контактов и других подобных факторов. Один плохой патч-шнур в сегменте может привести к сбою всего сегмента.

Чрезмерные перекрестные наводки (NEXT), зарождаются внутри самого кабеля (внутренние наводки) и снаружи (соответственно, внешние наводки). Перекрестные наводки, возникающие внутри кабеля, сказываются тем сильнее, чем меньше расстояние от передатчика. Если пара кабеля расплетена больше, чем допускает стандарт (больше 13 мм), то перекрестные наводки становятся очень большими. При получении сбоя по перекрестным наводкам следует первым делом проверить качество монтажа на обоих концах сегмента (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 – Пример правильно выполненного монтажа: пары расплетены на минимальное расстояние, необходимое для заделки

Шумы можно разделить на три основные группы:

- импульсный шум, который чаще всего приводит к появлению в кабеле пиков по напряжению или току;

- случайный (белый) шум, распределенный по всему спектру частот;

- внешние перекрестные наводки (наводки с одного кабеля на пары соседнего кабеля).

Из этих трех типов шумов работе сети чаще всего препятствует импульсный шум.

Большинство кабельных тестеров имеют встроенные функции для тестирования импульсных шумов. Стандарт 802.3 устанавливает конкретное пороговое значение для импульсных шумов: 264 мВ. Для высокоскоростных сетевых приложений – например, для 1000BASE-T – пороговое значение ниже и составляет 40 мВ. Если таких импульсов за определенный промежуток времени мало (меньше одного импульса за 100 секунд), то приложение будет надежно работать в такой кабельной системе.

Источниками импульсного и случайного шума могут быть находящиеся поблизости кабели электропитания или активное оборудование, обычно с высокой нагрузкой по току. К такому оборудованию относятся: большие электродвигатели, лифты и подъемники, фотокопировальная техника, кофе машины, вентиляционное оборудование, нагревательные приборы, электросварочные аппараты, компрессоры. Другой источник шумов – это передатчики, испускающие ненаправленное излучение: телевизионное оборудование, радиопередатчики, микроволновые печи, приемо-передающие станции мобильной связи, носимые радиостанции, системы безопасности здания, авиационное электронное оборудование и любые другие устройства с передающими мощностями выше, чем у обычного мобильного телефона.

Перекрестные наводки на дальнем конце (ACR-F или Equal Level Far End Crosstalk, ELFEXT) практически все возникают в вилке, в гнезде или в результате индуктивной связи одного с другим, в то время как практически все перекрестные наводки на ближнем конце – следствие емкостной связи по длине кабеля. Тем не менее, устранение сбоев по наводкам на ближнем конце NEXT, как правило, одновременно приводит к устранению большинства проблем с наводками на дальнем конце FEXT. В измерениях эти параметры чаще всего обозначаются как ACR-F или ELFEXT. Для устранения неисправностей, во-первых, необходимо заменить вилку RJ45 на том конце сегмента, где тестер показывает сбой. Если это не помогает, то необходимо заменить имеющиеся вилку и гнездо на парные вилку и гнездо от одного и того же производителя.

Возвратные потери (Return Loss) учитывают все отражения, которые происходят в сегменте по всей его длине по причине несоответствия импедансов. Этот параметр показывает, насколько характеристический импеданс кабельной системы соответствует номинальному полному сопротивлению по всему диапазону частот. Характеристический импеданс сегментов может варьироваться от больших значений на низких частотах до малых значений на высоких частотах. Согласованное сопротивление на обоих концах сегмента должно совпадать с характеристическим импедансом сегмента в целом, тогда отражений в нем почти не будет. Если соответствие между этими величинами хорошее, то передача сигналов в сегменте происходит беспрепятственно в оба конца, а отражения минимальны. Значения возвратных потерь дают большие флуктуации при изменении частоты.

Причинами потерь могут быть небольшие нарушения в шаге повива пар, небольшое отдаление проводников пары друг от друга (возникновение просвета между проводниками одной пары), неоднородности в материале изоляции или посторонние включения в металле проводника. Также источником возвратных потерь является отражение от коннекторов в сегменте.

Задержка распространения сигнала допускается стандартом TIA/EIA-568-B в Постоянной линии до 498 нс, а в Канале до 555 нс, независимо от категории системы. Ситуации, когда сбой дает только задержка распространения, а по другим параметрам сбоев нет, почти не встречаются. Получение результата FAIL по задержке распространения свидетельствует либо о чрезмерной длине кабеля в сегменте, либо о несоответствующем типе или качестве (браке) кабеля.

Смещение задержкидопускается стандартом TIA/EIA-568-B до 44 нс для Постоянной линии и до 50 нс для Канала, независимо от категории. Такой сбой возможен в тех случаях, когда использован кабель, в котором для разных пар используется изоляция из разных материалов. Также подобный сбой может возникнуть, если вместо патч-шнура для коммутации были использованы отдельные витые пары или кроссировочные перемычки, причем разной длины. Большой разброс в длинах пар по всему сегменту может быть следствием неправильно выполненного монтажа. Для коммутации в компьютерных сетях никогда не следует использовать отдельные пары. Одновременно со смещением задержки дадут сбой и другие параметры. При устранении неисправностей необходимо проверить все точки коммутации в сегменте.

В отличие от сбоев в активном оборудовании, сбои в кабельной среде обнаруживаются и устраняются практически одними и теми же способами как непосредственно после монтажа кабельной системы, так и после некоторого периода эксплуатации. Часто бывает так, что сегмент с неудовлетворительными характеристиками долгое время работает, а затем в результате каких-то внешних факторов перестает работать совсем. Такими факторами могут быть явное повреждение кабеля, размещение рядом с кабелем источников шума или перемещение кабеля к источникам шума. Еще один вариант, хотя и встречающийся реже – если происходит реализация новых приложений на физическом уровне. Например, используется сетевая карта, которая для автосогласования использует не 100 Мбит/с, как раньше было принято в этой системе, а 1000 Мбит/с. Так может произойти, если в рабочую станцию установлена новая сетевая карта, если патч-шнур подключен к другому порту сетевого коммутатора или даже к другому коммутатору.