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電纜測試儀的精度水平概念 - 無圖版
limingxing --- 2007-08-16 17:37:49
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測量精度決定了所需的測試工具
當您需要進行長度測試時，您必須依照精度要求選擇合適的測量儀器或技術(shù)以得到長度測量的結(jié)果。舉例來說，您需要測量一小段金屬絲的長度，根據(jù)使用的要求，您知道對該金屬絲的長度測量到毫米級就足夠了。這一測量的誤差，或者說真實的長度值與測量值之間的偏差必須要小于1 毫米。一把帶有精密的毫米刻度的尺子就可以在要求的精度內(nèi)完成測試。另一方面，如有使用的要求對這段金屬絲進行更精確的長度測試，比如說需要到五千分之一毫米的級別，我們就必須選擇精度高很多的測量工具——測微儀來完成測試工作了。這同測試電信號是一樣。
現(xiàn)場認證已安裝的數(shù)據(jù)鏈路
ISO/IEC11801:2002 和TIA/EIA-568-B 等標準對于現(xiàn)場認證已安裝的數(shù)據(jù)鏈路的方法有具體的描述和規(guī)定。這些標準定義了不同性能指標的布線系統(tǒng)。鏈路中的元件是以“類”來描述的，例如5 類，6 類或7 類等。類別的數(shù)字越大，性能越高（當然價格也就越貴）。
現(xiàn)場認證過程定義了一系列的測試參數(shù)和它們的通過/失敗條件以說明已安裝的鏈路是否滿足某類或某級的鏈路要求。現(xiàn)場認證主要是基于對信噪比的分析。換句話講，您要測量在鏈路終點接收到的信號強度，同時您還要測量在信號到達鏈路終點的接收器的輸入端前會影響所傳輸?shù)男盘柕母蓴_因素：噪聲或是干擾。這些干擾是要盡力避免的，不能超過某個水平。鏈路性能的高低實際就是取決于在鏈路中所允許的會影響信號傳輸?shù)淖罡吒蓴_級別。第二點，還需要在信號所需要的頻率范圍內(nèi)進行測量。測試標準規(guī)定的D 級鏈路的性能——使用5 類元件組成的——從1MHz 至100MHz，E 級鏈路（6 類元件）是從1MHz 至250MHz ，而F 級鏈路（7 類元件）需要高達600NHz 。這個頻率也是該級別鏈路所能夠支持的最高帶寬。
隨著鏈路性能的提高，我們需要測量的干擾信號也就越來越微弱。因此，對用于認證的測試儀的精度要求必須隨著測量微弱信號時所要求的精度相應(yīng)提高才能滿足高性能標準的規(guī)定。
鏈路測量
這些標準在定義了鏈路和元件性能水平的同時也定義了現(xiàn)場認證測試儀的性能。II 級精度是測量由5 類元件組成的D 級鏈路的最低精度要求�！癐I級”測試儀的頻率范圍必須要同5 類鏈路必測參數(shù)的頻率范圍相匹配，也就是從1MHz 到100MHz。II級精度后來因為超5 類布線系統(tǒng)的補充要求而修訂為IIe 級精度。隨著6類元件和6類/E 級鏈路的推出又定義III 級精度。
同II 級或IIe 級相比，III 級精度的要求在兩個方面有所提高：
所需測量的干擾信號，如近端串擾（NEXT），遠端串擾（FEXT） 和回波損耗（Return Loss） 等的幅值更低；同時所需測試的頻率范圍要擴展至250MHz。ISO/IEC 標準定義了7 類元件以構(gòu)成F 級鏈路。需要測量的干擾信號比6 類/E 級的更微弱，而且對于F 級鏈路的測試頻率要求擴展至600MHz 。對于這些必測參數(shù)，要在擴展了的頻率范圍內(nèi)有足夠的精度，標準計劃定義IV 級精度。足以認證F 級鏈路所需精度的技術(shù)要求還在研究之中，其結(jié)果，也就是對于IV 級精度的要求已列入IEC 61935-1 標準的第2 版草案中。這些指標預(yù)期在今年晚些時候會被批準。
III級精度與IV級精度的對比
表1 列出的是III 級精度和IV 級精度的現(xiàn)場測試儀對殘余NEXT 特性的允許值。殘余NEXT 是指在測試儀輸入端沒有連接任何電纜時測量到的測試儀自身的串擾值。它是測量近端串擾中底線噪聲的一部分。殘余NEXT 是影響測試儀精度水平的眾多因素之一。對于基線和永久鏈路指標，IV 級精度的測試儀在100MHz 時殘余NEXT 的最差值比III 級精度所允許的要小18 倍。以µV（ 微伏或百萬分之一伏特）表示的殘余NEXT 的數(shù)據(jù)清楚地說明了這一比例。根據(jù)前面講到的，對IV 級精度的要求等同于要比III 級精度的測試儀所能測試的最微弱的信號還要小18 倍。
表1 還引出了另一個迄今沒有討論的話題。標準既定義了基本儀器（也稱為基線精度）的精度，也定義了儀器帶有為測試永久鏈路和通道的適配器后的精度。一些廠家僅僅會提及基線精度。在實際應(yīng)用中這是一個誤導性的概念，因為無論是測試永久鏈路還是通道，測試儀總是要與測試適配器一起工作的。標準確實計劃在定義基線精度的同時為這些在測試實際鏈路時所必須的適配器制定嚴格的性能要求。
結(jié)論
標準中定義的在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)的最低精度要求通常以公式表示，單位是dB。這些公式是為專家寫的。實際上，就像本文中所描述的，在一個確定的頻率點上比較一些參數(shù)的絕對數(shù)值可能更容易理解。
當您需要進行長度測試時，您必須依照精度要求選擇合適的測量儀器或技術(shù)以得到長度測量的結(jié)果。舉例來說，您需要測量一小段金屬絲的長度，根據(jù)使用的要求，您知道對該金屬絲的長度測量到毫米級就足夠了。這一測量的誤差，或者說真實的長度值與測量值之間的偏差必須要小于1 毫米。一把帶有精密的毫米刻度的尺子就可以在要求的精度內(nèi)完成測試。另一方面，如有使用的要求對這段金屬絲進行更精確的長度測試，比如說需要到五千分之一毫米的級別，我們就必須選擇精度高很多的測量工具——測微儀來完成測試工作了。這同測試電信號是一樣。
現(xiàn)場認證已安裝的數(shù)據(jù)鏈路
ISO/IEC11801:2002 和TIA/EIA-568-B 等標準對于現(xiàn)場認證已安裝的數(shù)據(jù)鏈路的方法有具體的描述和規(guī)定。這些標準定義了不同性能指標的布線系統(tǒng)。鏈路中的元件是以“類”來描述的，例如5 類，6 類或7 類等。類別的數(shù)字越大，性能越高（當然價格也就越貴）。
現(xiàn)場認證過程定義了一系列的測試參數(shù)和它們的通過/失敗條件以說明已安裝的鏈路是否滿足某類或某級的鏈路要求。現(xiàn)場認證主要是基于對信噪比的分析。換句話講，您要測量在鏈路終點接收到的信號強度，同時您還要測量在信號到達鏈路終點的接收器的輸入端前會影響所傳輸?shù)男盘柕母蓴_因素：噪聲或是干擾。這些干擾是要盡力避免的，不能超過某個水平。鏈路性能的高低實際就是取決于在鏈路中所允許的會影響信號傳輸?shù)淖罡吒蓴_級別。第二點，還需要在信號所需要的頻率范圍內(nèi)進行測量。測試標準規(guī)定的D 級鏈路的性能——使用5 類元件組成的——從1MHz 至100MHz，E 級鏈路（6 類元件）是從1MHz 至250MHz ，而F 級鏈路（7 類元件）需要高達600NHz 。這個頻率也是該級別鏈路所能夠支持的最高帶寬。
隨著鏈路性能的提高，我們需要測量的干擾信號也就越來越微弱。因此，對用于認證的測試儀的精度要求必須隨著測量微弱信號時所要求的精度相應(yīng)提高才能滿足高性能標準的規(guī)定。
鏈路測量
這些標準在定義了鏈路和元件性能水平的同時也定義了現(xiàn)場認證測試儀的性能。II 級精度是測量由5 類元件組成的D 級鏈路的最低精度要求�！癐I級”測試儀的頻率范圍必須要同5 類鏈路必測參數(shù)的頻率范圍相匹配，也就是從1MHz 到100MHz。II級精度后來因為超5 類布線系統(tǒng)的補充要求而修訂為IIe 級精度。隨著6類元件和6類/E 級鏈路的推出又定義III 級精度。
同II 級或IIe 級相比，III 級精度的要求在兩個方面有所提高：
所需測量的干擾信號，如近端串擾（NEXT），遠端串擾（FEXT） 和回波損耗（Return Loss） 等的幅值更低；同時所需測試的頻率范圍要擴展至250MHz。ISO/IEC 標準定義了7 類元件以構(gòu)成F 級鏈路。需要測量的干擾信號比6 類/E 級的更微弱，而且對于F 級鏈路的測試頻率要求擴展至600MHz 。對于這些必測參數(shù)，要在擴展了的頻率范圍內(nèi)有足夠的精度，標準計劃定義IV 級精度。足以認證F 級鏈路所需精度的技術(shù)要求還在研究之中，其結(jié)果，也就是對于IV 級精度的要求已列入IEC 61935-1 標準的第2 版草案中。這些指標預(yù)期在今年晚些時候會被批準。
III級精度與IV級精度的對比
表1 III 級精度和IV 級精度的對比
Ⅲ級精度 | Ⅳ級精度 | |||
單位 | dB | uV | dB | uV |
基線 | 65 | 560 | 90 | 30 |
永久鏈路 | 60 | 1000 | 85 | 60 |
通道 | 54 | 2000 | 72.4 | 240 |
表1 還引出了另一個迄今沒有討論的話題。標準既定義了基本儀器（也稱為基線精度）的精度，也定義了儀器帶有為測試永久鏈路和通道的適配器后的精度。一些廠家僅僅會提及基線精度。在實際應(yīng)用中這是一個誤導性的概念，因為無論是測試永久鏈路還是通道，測試儀總是要與測試適配器一起工作的。標準確實計劃在定義基線精度的同時為這些在測試實際鏈路時所必須的適配器制定嚴格的性能要求。
結(jié)論
標準中定義的在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)的最低精度要求通常以公式表示，單位是dB。這些公式是為專家寫的。實際上，就像本文中所描述的，在一個確定的頻率點上比較一些參數(shù)的絕對數(shù)值可能更容易理解。
［limingxing 在 2007-8-16 17:38:38 編輯過］
［limingxing 在 2007-8-16 17:39:38 編輯過］
［limingxing 在 2007-8-16 17:45:03 編輯過］
lupuming --- 2007-09-02 00:33:10
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在一個確定的頻率點上比較一些參數(shù)的絕對數(shù)值可能更容易理解？？？有些看不懂
hh410 --- 2007-09-17 11:45:54
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傳個TIA IV 詳細的表，支持一下。
