“您好，我需要您的幫助。我在測試長距離線纜的時(shí)候，插入損耗沒有通過測試！”這是在對(duì)銅纜布線進(jìn)行驗(yàn)收測量時(shí)，我們經(jīng)常能夠聽到的問題。針對(duì)這一情況，為了能提供更專業(yè)的支持，我們必須了解這一電氣特性的基礎(chǔ)知識(shí)。

插入損耗IL（Insertion loss）是指插入到信號(hào)鏈路中的一個(gè)或多個(gè)組件對(duì)信號(hào)的衰減。插入損耗描述了發(fā)射功率和接收功率之間的比率。

通過插入損耗，可以評(píng)估整個(gè)鏈路從線路起點(diǎn)到終點(diǎn)的信號(hào)衰減。相關(guān)測量旨在評(píng)估數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸是否符合所需的限值，以及毗鄰站點(diǎn)是否也能清楚地識(shí)別信號(hào)。如果測量結(jié)果顯示插入損耗存在問題，則產(chǎn)生這一問題的原因可能有多種。本質(zhì)上，插入損耗的主要影響因素是線路的長度和質(zhì)量，并通過其高頻特性來表示。

一 請(qǐng)勿拉扯線纜

所有高頻特性的總和使數(shù)據(jù)線纜具有低通濾波器的特性：讓低頻比高頻更好地通過。一方面，這種低通特性限制了線纜傳輸?shù)膸?#xff0c;使得線纜的長達(dá)到一定長度后需要安裝信號(hào)放大器（中繼器），以便再次生成信號(hào)，或者與數(shù)據(jù)線纜一樣，直接限制長度或通過最大插入損耗來間接限制線纜長度。

高頻特性非常重要，因?yàn)殂~纜不僅僅是電能的供應(yīng)來源，而且是現(xiàn)代超高頻數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸鏈路的重要組成部分。特別是線纜的機(jī)械過載，不僅會(huì)直接導(dǎo)致其標(biāo)稱特性值產(chǎn)生偏差，還會(huì)導(dǎo)致傳輸性能迅速惡化，直至通信中斷。因此，建議安裝人員在布線的時(shí)候請(qǐng)“插入”數(shù)據(jù)線纜，而非“拉扯”它們。

二 測量參數(shù)——插入損耗

線纜部分的插入損耗是在相應(yīng)線纜等級(jí)（例如EA等級(jí)的500 MHz）的頻率范圍內(nèi)測量的。為此，不僅需要測量單個(gè)頻率作為參考點(diǎn)，還需要掃描從1 MHz到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的最大頻率的整個(gè)頻譜。相關(guān)結(jié)果記錄在標(biāo)準(zhǔn)定義的頻率點(diǎn)上并用于評(píng)估。測量值取決于線纜的長度和所用線纜的導(dǎo)線橫截面。線對(duì)的衰減是輸入線對(duì)的信號(hào)與到達(dá)線纜另一端的信號(hào)的對(duì)數(shù)比。在典型的8芯線纜的四個(gè)衰減中，最大的衰減值用于評(píng)估布線鏈路。并且，不同線纜等級(jí)所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)都定義了最大衰減值。

如今的布線驗(yàn)證儀仍然是以圖形方式來顯示所有線對(duì)的測量值，并將它們與對(duì)應(yīng)的頻率數(shù)據(jù)點(diǎn)一起保存。

由于插入損耗的最大值不受固定線纜長度的限制，因此測量參數(shù)“長度”在ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)及其衍生標(biāo)準(zhǔn)中僅被定義為參考值。另一方面，在美國標(biāo)準(zhǔn)中，線的長度有固定的通過/失敗（pass/fail）限制。

三 失敗原因

如前文所述，有關(guān)插入損耗參數(shù)測量失敗的原因可能有多種，而主要原因是傳輸路徑中的線纜太長，除此以外還有線纜質(zhì)量不夠好（標(biāo)準(zhǔn)類別太低）、所選測量標(biāo)準(zhǔn)太高或在插入過程中受力過大。

以一個(gè)插入損耗測量失敗為例（見圖1）：線纜太長，所有線對(duì)都超出限制（紅線），線纜測量結(jié)果不足以滿足所選測量標(biāo)準(zhǔn)——Cat 7（600 MHz）線纜與Cat 8（2000 MHz）測量標(biāo)準(zhǔn)。

（圖1 測量失敗示例）

四 線纜太長

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，AWG 22/23線纜的安裝長度最長約為90m，并且已留有足夠的余量，可毫無問題地傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)；安裝長度可以超過這個(gè)限值，但卻不能保證傳輸質(zhì)量。如果有源組件的連接線已在線纜中，為了安全起見，總長度應(yīng)不超過100m。 然而，有時(shí)即使測量安裝的鏈路長度實(shí)際上已小于規(guī)定的90m，插入損耗的測量也會(huì)有問題。人們常常誤以為所謂的NVP值是已安裝線纜長度的縮短系數(shù)，而實(shí)際上該值表示信號(hào)在線纜中的傳輸速度與光速的比例。

要想使得線纜長度測量盡可能精確，就需要測量反射信號(hào)在線纜中的傳輸時(shí)間以確定NVP值。NVP值與長度測量值成正比，因此，如果NVP值設(shè)置得太低，那么所有長度都會(huì)顯得比實(shí)際長度短，反之亦然。而這就是問題所在：由于NVP值設(shè)置得太低，因此所測線纜長度比90m短，并且可以看到測量結(jié)果顯示的是“失敗”。而如果NVP值設(shè)置正確，沒有太低，那么人們就會(huì)很快發(fā)現(xiàn)線纜的長度實(shí)際上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了90m。由此可見插入損耗測量失敗的原因。

五 線芯太細(xì)

此外，有時(shí)我們確保了正確的長度，但在測量線纜時(shí)，插入損耗測量結(jié)果仍然顯示失敗。這種問題往往出現(xiàn)在測量60~90m的線纜時(shí)，而產(chǎn)生這一問題的原因是越來越現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)線纜曾經(jīng)是專門為數(shù)據(jù)中心而開發(fā)的，但現(xiàn)在卻多用于家庭和辦公區(qū)域。這些線纜的特點(diǎn)是橫截面較小，通常是AWG 26直徑的實(shí)芯。而較小的直徑會(huì)產(chǎn)生更高的衰減值，并且這些線纜所支持的長度上限僅約為10英寸（60m）。對(duì)于數(shù)據(jù)中心和單戶住宅而言，這樣的線纜長度是足夠用的。但是，其并不適用于辦公環(huán)境，因?yàn)檫@些線纜所支持的長度往往不能滿足在辦公環(huán)境中的實(shí)際需求。由于這些線纜也適用于7類標(biāo)準(zhǔn)，因此人們經(jīng)常在辦公環(huán)境中使用它們，卻不清楚它們的局限性。

質(zhì)地較軟的線纜也常用于短期或移動(dòng)布線，但它們具有相似的衰減特性，應(yīng)僅在其長度限制內(nèi)使用，否則也會(huì)出現(xiàn)與上述相同的問題。

六 組件標(biāo)準(zhǔn)不匹配

與無源布線系統(tǒng)中的所有組件一樣，數(shù)據(jù)線纜也按照各種性能類別分類（見圖2），并由高頻帶寬定義。常見的類別范圍為Cat 5e（帶寬為100 MHz）~Cat 8（帶寬為2000 MHz）。圖2中的分類也用于連接組件，并且相關(guān)規(guī)則是：例如，如果您想構(gòu)建帶寬為500 MHz的布線鏈路以傳輸高達(dá)10Gbit/s的以太網(wǎng)，則必須使用至少類別為Cat 6A類的組件。

（圖2 組件類別與鏈路性能之間的關(guān)系）

如果在此例中使用類別較低的線纜，例如類別Cat 5e（100 MHz），則測量失敗的風(fēng)險(xiǎn)很大，不僅是指插入損耗，還有串?dāng)_（NEXT）和反射（Return Loss）。數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)就像著名的鏈條定律：一根鏈條的強(qiáng)度取決于其最薄弱的環(huán)節(jié)。類別太低的組件會(huì)降低整個(gè)鏈路的性能。有時(shí)安裝人員還會(huì)發(fā)現(xiàn)，一些線纜在出廠時(shí)就存在缺陷，但因其在質(zhì)量控制中而被保留下來了。我們在使用雙屏蔽S/FTP線纜時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到一個(gè)典型的問題......

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總結(jié)

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