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DSX5000功能展示：直流電阻不平衡測試：為您的 PoE 系統(tǒng)提供簡單而經(jīng)濟的保證

發(fā)布日期：2015年03月13日   瀏覽次數(shù)：12次   編輯：深圳連訊

雖然 10/100BASE-T（即 10 和 100 Mbps）應(yīng)用只需要兩根雙絞線進行傳輸，剩下一根四對絞線中的兩根備用的雙絞線供 PoE 使用，但千兆以太網(wǎng)需要所有四根雙絞線才能進行雙向傳輸。在這種情況下，PoE 通過同時傳輸數(shù)據(jù)的雙絞線實現(xiàn)。

這通常稱為幻像供電，實現(xiàn)方式是在一根四對以太網(wǎng)線纜的兩根雙絞線之間施加一個共模電壓，PoE 不能干擾數(shù)據(jù)傳輸。但是，PoE 連接中的直流電阻不平衡可能會產(chǎn)生嚴(yán)重問題。雖然 TIA 性能現(xiàn)場測試中并不要求進行電阻不平衡測試，但 IEEE 的 PoE 標(biāo)準(zhǔn)中指定了該測試，而為了保證設(shè)備獲得所需的電力和數(shù)據(jù)，還需要很多努力使該測試成為現(xiàn)場測試要求。

了解 PoE 和直流電阻不平衡

IEEE 802.3af PoE 標(biāo)準(zhǔn)是為了通過雙絞數(shù)據(jù)線為設(shè)備提供遠程低電壓而開發(fā)的。電力通過電源設(shè)備 (PSE) 注入，這通常是一種啟用了 PoE 的開關(guān)或一種中跨電力設(shè)備。電力可由另一端的多種用電設(shè)備 (PD) 使用，包括語音電話、無線接入點 (WAP)、掛鐘、傳感器、攝像機、訪問控制面板等。

原始 IEEE 802.3af 標(biāo)準(zhǔn)通過雙絞線最高可提供 15.4 W（13 W 可用）功率，而最新的 IEEE 802.3at PoE Plus 標(biāo)準(zhǔn)將最大功率值提高到 30 W（25.5 W 可用）。PoE Plus 是為需要更高功率的設(shè)備而開發(fā)的，如較高功率 WAP、泛傾斜變焦照相機、LED 顯示屏等。實際上，為實現(xiàn)更復(fù)雜的信號處理和需要 PoE Plus 的更高幀速率，最新的 802.11ac 千兆 WiFi 標(biāo)準(zhǔn)有更高的功率要求。

IEEE 標(biāo)準(zhǔn)為 PSE 指定了兩種使用一根四對數(shù)據(jù)線纜中的兩根雙絞線來提供電力的方法—方法 A 和 B。在方法 B 中，電力是通過備用雙絞線使用雙絞線 1 和 4 提供的。這與僅使用兩根雙絞線（雙絞線 2 和 3）的數(shù)據(jù)信號兼容，包括 10/100BASE-T 應(yīng)用。在方法 A 中，電力與數(shù)據(jù)同時通過雙絞線 2 和 3 提供，兼容兩對和四對應(yīng)用，包括 10/100BASE-T 和 1000BASE-T。

在方法 A 中，電力通過應(yīng)用共模電壓經(jīng)數(shù)據(jù)線對傳輸。電力通過 PD 變壓器的中心分路器接收和返回，拆分雙絞線中各導(dǎo)線之間的電流。雙絞線中每條線的電阻相等時，直流電阻不平衡（兩導(dǎo)線之間的電阻差）為零，電流均分，即為共模電流。

雖然設(shè)備可以承受輕微的直流電阻不平衡，但過大的不平衡可能導(dǎo)致變壓器飽和。這最終會使以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號的波形變形，導(dǎo)致位錯誤、重復(fù)傳輸，甚至數(shù)據(jù)鏈路故障。

什么導(dǎo)致直流電阻不平衡？

可因多種原因在 PoE 數(shù)據(jù)鏈路中發(fā)生直流電阻不平衡。雖然 PSE 和終端設(shè)備都可能會發(fā)生中心分路器偏移之類的變壓器問題，但直流電阻不平衡更經(jīng)常是因為工藝差、端子不一致和線纜質(zhì)量不達標(biāo)引起的。

長期以來，不良安裝實踐一直是網(wǎng)絡(luò)性能問題的關(guān)鍵。保證最小彎曲半徑和保持對絞靠近端點是實現(xiàn)性能參數(shù)的關(guān)鍵，對于 1000BASE-T 等較高頻率應(yīng)用更是如此。相對高頻率傳輸特性來說 PoE 更依賴于特定長度線纜的直流電阻，因而某些安裝實踐會產(chǎn)生影響。

各個導(dǎo)線終端的一致性對于避免直流電阻不平衡有重要意義。將各個導(dǎo)線壓到網(wǎng)絡(luò)插座中正確的 IDC 塔中以去除導(dǎo)線絕緣、露出銅，然后完成連接。在該實踐過程中保持正確且一致的安插并不一定是件容易的事。插入導(dǎo)線需要一定的力度，不熟練、手部疲勞和較大的導(dǎo)線尺寸都會對一致性產(chǎn)生影響。當(dāng)一對 PoE 線中的兩根導(dǎo)線終端不一致時，就會發(fā)生直流電阻不平衡。使用正確的終端工具有助于提高 PoE 系統(tǒng)中終端的一致性并避免直流電阻不平衡（見側(cè)欄上的終端工具）。

除合格的終端外，還要有精密的制造流程，因為線纜和連接的整體質(zhì)量也會影響直流電阻不平衡。制造高質(zhì)量 UTP 線纜時需要仔細選擇銅導(dǎo)線并通過嚴(yán)格的控制措施保持線纜的正確外形。如果低質(zhì)量線纜的銅導(dǎo)線在直徑、同心度（圓度）、輪廓和平滑度上出現(xiàn)差異，則 PoE 系統(tǒng)中出現(xiàn)直流電阻不平衡的可能性就會更高。

目前業(yè)界越來越關(guān)心的一個問題就是有大量含銅鍍鋁 (CCA)、銅鍍鋼和其他非標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線冒充 5e 類甚至 6 類線。雖然這些雙絞線于那些尋找經(jīng)濟型網(wǎng)絡(luò)解決方案的人很有吸引力，但 CCA 線不符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也不支持 PoE 應(yīng)用，因為它們的直流電阻較大，會比相同直徑的實心銅導(dǎo)線高 55%。線的電阻越高發(fā)熱就越大，所驅(qū)動設(shè)備獲得的電壓就越小。

遺憾的是，測試直流電阻并不足以確定是否支持 PoE，因為部分 CCA 線在短鏈路中可以通過直流環(huán)路電阻測試。但是，無論鏈路長度如何，CCA 線的雙絞線通常都會有直流電阻不平衡，因為它們導(dǎo)線之間缺乏一致性（見側(cè)欄上直流環(huán)路電阻和直流電阻不平衡）。關(guān)于 CCA 線纜還有一些其他問題—它們的安裝是非法的，達不到國家電氣規(guī)范消防安全評級，因而違規(guī)并更容易引起火災(zāi)。

直流電阻不平衡測試

IEEE 標(biāo)準(zhǔn) 802.3-2012 規(guī)定導(dǎo)線之間的直流電阻不平衡最高為 3%，這意味著兩根導(dǎo)線之間的直流電阻差不能超過一根雙絞線總直流環(huán)路電阻的 3%。但是 TIA 和 IEC 標(biāo)準(zhǔn)都不要求將直流電阻不平衡作為現(xiàn)場測量。沒有現(xiàn)場測試要求是因為沒有能夠測試直流電阻不平衡的現(xiàn)場測試儀，于是這最終成了僅實驗室可以執(zhí)行的測量。但有了 DSX-5000 CableAnalyzer 情況就不同了。

直流電阻不平衡測試可以驗證雙絞線中的兩根導(dǎo)線有相同的電阻，從而提供所需的共模電流以有效地支持 PoE 并避免同一雙絞線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號發(fā)生失真。與僅測試直流環(huán)路電阻的其他現(xiàn)場測試儀不同，DSX-5000 可同時測量直流環(huán)路電阻和直流電阻不平衡。

另外如下面的圖 1 所示，DSX-5000 測量的直流環(huán)路電阻是一根雙絞線中的兩根導(dǎo)線的電阻和，而直流電阻不平衡測量的是兩根導(dǎo)線的電阻差。

圖 1

雖然現(xiàn)場測試不要求，但 TIA 和 ISO/IEC 標(biāo)準(zhǔn)中均包含電阻不平衡測試極限（值），只是 TIA 標(biāo)準(zhǔn)僅為通道提供這些極限（值），如下面表 1 所示。

DSX CableAnalyzer 測試極限名稱	直流電阻不平衡
	信道	永久鏈路
TIA Cat 5e 永久鏈路 (+PoE)	0.20 或 3.0%
TIA 6 類永久鏈路 (+PoE)	0.20 或 3.0%
TIA 6A 類永久鏈路 (+PoE)	0.20 或 3.0%
ISO11801 PL Class D (+PoE)	0.20 或 3.0%	0.15 或 3.0%
ISO11801 PL Class E (+PoE)	0.20 或 3.0%	0.15 或 3.0%
ISO11801 PL2 Class Ea (+PoE)	0.20 或 3.0%	0.15 或 3.0%

如果您要對永久性鏈路進行測量，則測量仍然使用 DSX-5000，但 TIA 測試不使用“通過/失敗”標(biāo)準(zhǔn)，如圖 2 所示。如果您發(fā)現(xiàn) PoE 問題并希望排除線纜原因，則這會是有用的信息。

圖 2

現(xiàn)在 TIA 現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)已開放審查，我們可能有正當(dāng)?shù)睦碛蓪⒅绷麟娮璨黄胶鉁y試設(shè)定為一種現(xiàn)場測試要求，從而幫助解決與 CCA 線相關(guān)的問題，以及更好地保證滿足 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的強制 PoE 要求。

隨著更多的企業(yè)部署千兆以太網(wǎng)，更多的 PoE 設(shè)備使用 IEEE 的方法 A 同時提供電力與數(shù)據(jù)，直流電阻不平衡測試將成為更加重要的問題。隨著 PoE Plus 部署的不斷增長，特別是需要它的 802.11ac WAP 的問世，直流電阻不平衡將成為更加重要的問題，因為更多的電流經(jīng)過導(dǎo)線會使 PoE 更容易受到直流電阻和電阻不平衡的影響。而且，將來還會考慮更高功率的 PoE 以為需要 30 到 50 瓦的設(shè)備提供電力。

別讓您的 PoE 系統(tǒng)受到平衡的影響。通過 DSX-5000 進行直流電阻不平衡測試是現(xiàn)今和未來 PoE 系統(tǒng)的簡便、低成本的保證。

使用正確的終端工具提高終端一致性

使用正確的終端工具jackrapid有助于提高 PoE 系統(tǒng)中終端的一致性并避免直流電阻不平衡。為電信線制作終端的打線工具有三種—手動、沖壓和多線。手動打線工具的力量大部分來自人力，這會使線對中兩根導(dǎo)線間更容易產(chǎn)生不一致。您很難每次為每根導(dǎo)線都使用相同的力，特別是手部疲勞時。

對安裝人員力量需要較少的沖壓工具是更好的選擇，但這些工具仍會造成導(dǎo)線間的終端不一致。保證終端一致的最佳選擇是多線工具，如一次擠壓便可為所有線對制作終端的 JackRapid，可對所有導(dǎo)線提供相同的力量。多線工具也可緩解手部疲勞，與使用單線終端工具相比制作接頭的速度提高八倍，從而顯著減少了安裝時間。更快、更可靠且一致的終端組合可以減少高達 80% 的返工和成本。

直流環(huán)路電阻與直流電阻不平衡

直流環(huán)路電阻和直流電阻不平衡之間經(jīng)常會產(chǎn)生混淆。提供特定的功率的能力取決于特定長度線纜的總直流環(huán)路電阻。直流環(huán)路電阻的計算方法是線對中兩根導(dǎo)線的電阻和。根據(jù) IEEE 標(biāo)準(zhǔn)，線對的通道直流環(huán)路電阻必須為 25 Ω 或以下，而恒定直流環(huán)路電阻必須為 21 Ω 或以下。

本文關(guān)鍵字: dsx5000, PoE, 不平衡測試, 直流電阻
原創(chuàng)標(biāo)題：DSX5000功能展示：直流電阻不平衡測試：為您的 PoE 系統(tǒng)提供簡單而經(jīng)濟的保證
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