局域网环境下的传输测试简介

ldmmaggie

摘要
测试能对网络布线性能测试提供评估依据，为证明布线符合客户要求与期望提供更好的工具。来自美国理想工业网络事业部（IDEAL NETWORKS）的最新传输测试仪表产品线，为局域网布线安装与集成商，提供了以往被广域网工程师用于测试的方法与手段。

20世纪70年代末，计算机在大型公司的商务运营中被广泛使用，但不同计算机系统制造商的网络线缆并不一致。不同计算机系统通信采用不同的通信协议，造成线缆与连接器的差异，它们各自拥有不同的物理和电气特性。不同类型线缆与连接器的数量之大，导致不可能在一个建筑中预先安装一套网络线缆支持所有类型计算机系统，网络布线的所有者只能选择最为流行计算机系统，当计算机系统升级时，布线系统成为主要阻碍。用户要么维持现有计算机系统避免改变布线系统；要么花费时间和金钱重新布线以满足新的计算机系统是需要。
1983年，规定不依赖于所有者网络协议的以太网标准——IEEE802.3开始应用。对于使用网络所有者协议的已有网络，可通过适配器进行转换成标准以太网。1990年，IEEE802.3i规定了10Base-T标准，详细说明了基于平衡双绞线的10 Mbps以太网。20世纪90年代末，因可靠、廉价和易于部署，以太网成为占统治地位的计算机网络协议。
由于以太网的普遍使用和其他优点，它已成为很多计算机网络之外系统的首选协议。传统业务电话系统正在被VoIP（基于互联协议的语音业务）所取代，IPTV系统也正成规模地在取代模拟有线电视。以太网也用于接入控制、环境控制、照明控制、音视频分配、电子信号和很多其他系统中。以太网在传输速率达到当前最普遍使用1000M以太网（IEEE 802.3ab要求），需使用5e类/D级或更高性能的布线系统。
1991年，TIA（美国通信业协会）颁布了TIA-568-A商用建筑布线标准，建立了结构化布线的技术指标。结构化布线系统描述了建筑物内布线规划设计，以及线缆和连接器系统的性能要求。自那以后，TIA和ISO（国际标准化组织）连续升级其各自的布线标准，以保持与以太网速率增长及其应用的同步。ISO11801系列标准定义了布线系统级别（CALSS），以支持最高频率为16MHz的C级开始，到支持最高频率为1000MHz的FA级为止。TIA-568标准定义了线缆类别（CATEGORY），以16MHz 3类开始到500MHz 6A类为止。
注：
如今，3类和5类线缆已从TIA568标准定义的布线类别中删除了。标准推荐在工作区和插座除最低使用5e类线缆。
TIA568详细说明了7类布线元件（插头和插座）但未定义完整的7类布线系统，这意味着，根据TIA标准，不能安装和现场测试7类布线系统。ISO标准分辨定义了F级（600MHz）和FA级（1000MHz）布线，它们都使用非RJ45型连接器，而是使用TERA，ARJ45和EC7连接器（如下图）。

ISO和TIA都力图于建立通用性的，而非针对某一种具体应用的性能标准。所谓通用性能标准，即设计者或安装者无需了解网络用户在布线系统中的具体应用。因此线缆需要在给定频率范围内，按所有应用进行设计和测试。TIA 和ISO提供了一套方法，用于测试局域网线缆的电气指标， 确保其符合相应类别或级别的性能要求。
通过称为局域网线缆认证测试仪的产品，来测试例如近端串音、回波损耗。插入损耗、综合近串等指标。认证测试仪通过对线缆在指定频段内进行扫频，对很低电平的信号进行精确测量。认证测试仪所提供的精度等级与其价格相关，这使得很多布线安装商对其敬而远之，而不对布线进行测试。
注：
比如LANTEKII线缆认证测试仪，产生模拟电缆特性测量信号，在规定频段内确定其性能。被测线缆中没有传输数据。


广域网（WAN）测试与上述测试大相径庭。与测试线缆电气性能不同，广域网通过传输测试仪产品，测试点对点的数据传输性能。利用这种方法，线缆类型和其额定性能是不相关的；测试仪并不关心主机与远端机之间的介质。传输仪表是一对主动测试仪表，通过线缆或网络建立链路，并以不同速率传输数据，以此建立无无码的最大吞吐量。传输测试仪并不关心被测线缆的类别；实际上，此类仪表根本没有线缆类型的设置项，其惟一目的是在主副设备间传输数据，报告误码率或所建立的吞吐量。
广域网（WAN）传输测试仪通常能测试很多不同协议，当然其价格也会水涨船高。在局域网（LAN）测试中，以太网测试可能就是所需的全部测试。这是因为，在商用环境中实际使用的每个系统都是以太网。由于只需支持以太网测试，测试设备制造商能大幅度降低LAN传输测试仪表的成本，这样工程安装方就能通过测试布线系统实际数据传输能力，来证明网络布线系统性能，而不必通过测试电气特性来推断线缆对数据传输的支持能力。
传输测试是个不为大多数局域网布线安装方所熟悉的术语，布线安装者仅用线缆认证测试仪依据性能标准测试其布线系统。传输测试可能被认为是一种由网络所有者从安装方或设计方购买的直接测试。最终，网络所有者并不为布线付钱，而是为从A点到B点尽可能快速、可靠地获取数据的能力付钱；线缆仅是到达终点的措施。谈到适应性，无线系统不提供持续可靠的连接，而这正是业务严格应用所要求的，还别忘记安全性问题。从现在到可预见的未来，直接布线系统将继续提供最安全可靠的网络连接。
传输仪表以两种方式之一运行，即：以固定速率传输数据并报告在测试过程中检测到的无码数（丢帧或丢包）；或以变化的速率和帧长传输数据并报告无误码情况下所能达到的最高传输速率。对于没有配置传输仪表经验的局域网安装者，以及需要按性能标准测试满足客户要求的布线安装者，使用简化的固定速率测试仪是最好的选择。IDEAL公司的SignalTEK® CT和SignalTEK® II FO依据IEEE 802.3ab中规定的1000M以太网最大可接受丢帧标准，来测试传输性能是否合格。

注：
传输测试仪通过在固定速率下的丢帧计数，或测量无丢帧情况下最高速率，来确定网络性能。

尽管传输测试对于初学者可能有些难于理解，但使用一台基于用户而设计的测试仪，事情就变得十分简单。局域网安装者已习惯于将配置得当的认证测试仪“拿来就用”。操作者需设置被测线缆的类别或级别，并对每条链路执行认证过程。不过，技术人员有时对线缆类型设置有误，测试结果就会出错。如果认证测试仪误设置为5e类，而被测线缆是6类，那么惟一的补救办法就是重新测试所有布线，结果是：费钱、费时，可能延误工期。设计完善的传输测试仪表应是更易使用的，并能防止操作者误操作而浪费时间。由于传输仪表并不在意线缆类型，或称：传输数据并不依赖其所连接的线缆类型，所以通常无需技术人员对其进行此类设置。对于1000M以太网测试，如果仪表接入的是3类线构成的链路，其结果很可能是相当不合格的。只要其布线材料质量过关，线缆长度不是太长，端接正确，5e类链路应该能通过测试。由于6类布线所提供的额外性能余量（优于1000M以太网所需最低要求），即使链路超长或端接不够理想，其链路也很可能支持无误码传输。传输仪表对上述情况采取一视同仁的策略——线缆既可能支持无误码传输，也可能不行。操作者无需针对被测线缆类型改变仪表配置。
局域网产生测试仪的其他好处在于，除了测试线缆链路，某些模式还支持跨交换机的网络测试。跨交换机测试能力使安装方或集成商不局限于测试线缆，还可测试整个网络的性能。此功能对那些承揽升级或扩容IP/以太网系统的集成商尤为有利。例如某公司计划升级当前使用的模拟视频监控系统，成为IP/数字化视频监控系统。业主不想为监控摄像头单独敷设一套以太网。拥有正确类型局域网传输测试仪（例如SignalTEK® II FO）的工程集成商，就可以对仪表进行设置，发送与视频监控要求相一致的数据流。将仪表接入客户当前网络发送数据。运行过程中，如果交换机不能承载这些附加在当前网络中的仿真负荷，则传输测试仪会统计以此导致的丢帧。测试结果将为集成商提供是否能利用当前网络安装IP视频监控系统。如果测试不合格，集成商可为业主提出确切建议——需要升级网络，避免因安装IP视频监控而对当前网络系统业务性能造成影响。线缆认证测试仪是无法完成上述工作的，只有传输测试仪能做到。客户即使要求对线缆进行全部认证测试，有源网络传输性能测试也能节省集成商和网络所有者的时间，不仅对于布线，而且对整个网络承载能力余量的量化，更会令人惊奇。

SignalTEK® CT数据线缆传输测试仪（型号：R156002）
注：
传输测试仪可仅为测试无源布线链路性能而设计。此类仪表最适合电气承包商或线缆安装公司使用。



SignalTEK® II FO 网络传输测试仪（型号：R156001）
注：
先进的传输测试仪能测试有源网络（跨以太网交换机），并能测试无源布线链路。此模式允许操作者给设备或业务增加仿真负荷，实现对整个网络的压力测试。适于网管或安装IP系统的集成商使用。

局域网布线应依据标准进行测试，以维护安装者的权益，并相网络所有者证明，其投资所换取的性能物有所值。用线缆认证测试仪提供此类服务的历史已超过20年，其不足在于价格高昂、操作复杂。以太网向现代商用建筑中几乎每个通信系统的渗透，意味着安装商和集成商不再局限于将认证测试仪作为其惟一工具，用以证明网络线缆性能。当需要布线质保或客户要求完全依据TIA-568 或 ISO 11801进行认证时，认证测试仪扮演着绝对重要的角色。传输测试仪赋予了安装者测试布线或有源网络的能力，确保网络无误码地传输数据，最终到达网络所有者所想。布线系统无非是数据的通路，传输测试仪测试数据而非通路本身。至于价格，传输测试仪仅是认证测试仪的四分之一或更低，可使承包商为更多员工配备仪表，为工程提供性能文档，缩短在不同工地传递认证测试仪所浪费的时间。认证测试与传输测试都是有依据的测试方式，只是依据不同标准测量不同参数，使安装者获得这样的信心，即：我们承揽的安装工程达到了预期。