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從“頭“說起：網線端按標準和故障排查

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   物理介質層是網絡通信的基礎，而網絡硬件接口的端接，又是物理層連通性的基礎，其故障率占整個網絡故障的80％以上。無論工程施工還是直接用戶，在線纜端接問題上，存在著諸多誤解和錯誤認識，本文通過對相關標準發展過程的回顧，結合測試儀表和工程實際應用，希望能對澄清一些基本概念和技術問題有所幫助。

    涉及線纜端接時，經常被問及的問題：

    怎樣制作網線接頭？端接時采用T568A還是T568B方式？T568B比T568A性能高嗎？T568B比T568A兼容性更好嗎？ RJ45插頭為何不能按順序打線，而必須3/6線跨接在4/5線兩端？為何連通性測試合格，但不能連接網絡？如何選擇連通性測試儀表？

    回答上述問題之前，還要從“頭”說起：

    一(yi)、RJ45與RJ11

    RJ-45被用作雙絞線以太網設備接口，俗稱“水晶頭”。規范地講， RJ-45特指是由IEC (60)603-7①定義的，8針模塊化插孔或插頭。RJ是“注冊插孔（Registered Jack）”的縮寫，它來自貝爾公司的USOC (Universal Service Ordering Codes)通用服務分類代碼②，并受控于FCC （Federal Communications Commission，美國聯邦通信委員會）。

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    圖1－1 RJ-45插頭

    RJ-11通常指6針模塊化插孔或插頭，一般用于電話網絡，是西部電子公司（Western Electric Co.）開發的接插件的通用名稱，在FCC（美國聯邦通信委員會）代表美國政府發布的一個文檔中規定了RJ-11，但并沒有標準化，在國際標準中也沒有單獨提及“RJ11”的論述。RJ11可作為2芯或者4芯接插件使用，由于RJ11還用于稱呼4針模塊化接插件，所以極易引起混淆。盡管RJ-11仍在使用，但RJ-45有全面替代RJ-11的趨勢。

    由于機械尺寸的關系，RJ-45插頭不能插入RJ-11插孔，反過來卻在物理上是可行的， 由此讓人誤以為兩者應該或者能夠協同工作。實際上，相關標準中是支持基于RJ-45接口的數據和語音網絡的兼容性的，但不存在支持RJ-11和RJ-45協同工作和兼容性的依據(詳見第四節“T568A/B如何做到與USOC兼容”部分)。由于RJ-11不是標準化的，其尺寸，插入力度，插入角度等等沒有統一的設計要求，因此不能確保互換性，甚至會引起兩者損壞，例如：由于RJ-11插頭比RJ-45插孔小，插頭兩邊的塑料部分會損壞RJ-45插孔內的金屬針。建議不要混用。

    二(er)、T568是什么(me)

    提到網線端接，就會涉及T568A和T568B端接方式，又稱接線圖（Wire Map），兩種端接的具體規定最早見諸于美國通信業/電子業協會2002年6月正式頒布的TIA/EIA 568-B③標準中，用來說明4對雙絞線（8根線芯）在RJ-45插頭上如何排布（圖2－1）。

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    圖2－1

    實際布線工程中，工作區的信息插座、配線架、連接計算機與信息插座的跳線，可任意選擇兩者之一進行端接，形成“直連線”。為規范起見，要求同一工程中只能使用同一種端接方式。

    
圖2－2 直連線

    如果電纜的一端使用了T568A，而另一端使用了T568B（如圖2－3），則形成“交叉線”，此類電纜只在網絡設備間進行級聯時使用，例如：集線器與集線器進行級連。 另外，當把兩臺PC機通過網口進行對接時(不通過集線器或交換機)，也需要使用“交叉線”連接。“交叉線”應用的事實也作為反證，即：必然存在兩種端接方式。

  
  圖2－3 交叉線

    由于T568B是在TIA/EIA 568-B中提出的，TIA/EIA 568-B（2002年2月頒布）是TIA/EIA 568-A（1994年1月頒布）的修訂版，很容易造成這樣的錯覺，即：T568B晚于T568A出現，T568B的性能高于T568A。實際情況又是怎樣呢？

    三、T568B的由來

    在計算機網絡剛開始發展的1985年，AT&T公司研發了基于已有電話系統（依據USOC的定義對接口進行端接）并與其向下兼容的新型計算機網絡，AT&T公司使用的端接方式被成為258A方式。之后258A端接方式在網絡中, 尤其在北美地區，被廣泛應用。從圖3－1可以看出，它就是T568B的前身。

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    圖3－1 AT&T公司的 258A端接方式

    同一時期，美國通信業的很多公司提出需要有個第三方機構來統一布線標準，于是行業的管理機構CCIA (Computer Communications Industry Association美國計算機通信業委員會)就向EIA (Electronics Industry Association美國電子業委員會) 提出了此要求。直到1991年7月，頒布了第一個標準草案——EIA/TIA-568。提出了T568A端接方式，并且支持用兩對雙絞線向下兼容一對雙絞線的電話系統④。經過多次修訂，于1994年1月正式頒布了EIA/TIA-568A標準。又經過10次修訂，TIA/EIA 568-B于2002年頒布，將AT&T 的258A收入其中，更名為T568B。T568A與T568B同樣被國際標準（ISO 11801:2002）采用，成為全球通行的端接方式。

    可以看到，A與B方式唯一不同是橙色線對與綠色線對的位置互換了，采用色標的目的是為了操作者便于識別線對，電氣性能方面，A與B沒有本質區別，也沒有孰優孰劣之分。由于上述歷史原因，B方式早于A方式，這也是T568B方式使用更多的原因。不過，考慮與USOC的色標兼容性，傾向于把T568A作為新裝工程的首選，以到達即支持雙線對ISDN系統，又支持高速數據傳輸的目的。由于A與B方式的導通性沒有差異，對于已按B方式安裝的系統中，沒有必要再改裝。 同理，在采用B方式的水平布線的系統中，用A方式的跳線連接終端，也可行的且不對網絡性能產生任何影響。

    需要說明一點， T568A和T568B已成為特指端接方式專用術語，被ISO及各種地區和國家標準引用，而不是TIA/EIA 568-A、TIA/EIA 568-B標準代碼的簡稱，兩者不要混淆。TIA/EIA 568-B頒布后，完全取代了TIA/EIA 568-A，因此在網線端接時，嚴格地講，應稱“采用T568A方式或T568B方式”，而不應是“采用T568A標準或T568B標準”，因為所謂568A標準已經廢止。

    四、T568A/B與USOC的兼容性

    USOC (Universal Service Ordering Codes)通用服務分類代碼，長期以來已經成為最常用的電話系統基礎規范，雖然采用相同的RJ-45物理接口，但線對端接定義與T568A/B不同，不支持數據只支持語音傳輸（原因詳見第節），換言之，T568A無論色標還是電氣都能與USOC兼容，T568B與USOC色標不同，但電氣連通性兼容⑤，反之不行。

    另外，線纜兩側按不同規定端接后，其形態是不同的，USOC規定線纜兩側的接頭端接順序是左右對稱，如圖4－1，兩側互為鏡像，這與T568A/B的情形不同。

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    圖4－1 USOC電話線與網線色標對應關系

    如果把兩種端接好的線纜拉直，如圖4－2（金屬觸片向上，扣片向下），更易看清其差異：USOC線是平直的，T568A/B在空間上扭轉了180度。

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    圖4－2 USOC 與 T568A 線芯排布對比

    簡言之，在都使用RJ-45連接器的前提下，傳統語音系統使用4/5線對，10/100M以太網使用1/2、3/6線對，兩者可以同時使用⑥，這就是兼容性。五、電信號的傳輸

    目前使用標準RJ-45連接器的UTP（非屏蔽雙絞線）通道帶寬已達到500MHz(TIA/EIA 6a類/ISO Ea級)，能支持最高傳輸速率達10Gbit/s，采用更高級連接器（TERA /GG45/EC7⑦）的SFTP(金屬薄＋絲網編織雙屏蔽雙絞線，如ISO F級)鏈路，帶寬達600MHz（試驗線纜已達1G－1.2GHz）。線纜生產工藝的改進，使其支持帶寬成數十倍增加，但其基礎結并未發生改變——每對線芯相互扭絞，傳輸一路差分信號（這也是“對絞線”或“雙絞線”名稱的由來）。以差分方式在扭絞線對內傳輸的電信號，產生的電磁場相互抵消（圖5－1），對外界造成的干擾降至最低，來自外界電磁場的共模干擾也得到有效抑制。為減小信號耦合，同一護套內的4對線芯，彼此絞距互不相同⑧，進一步降低了線對間串擾。

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    圖5－1 電信號在扭絞線對上產生的磁場互相抵消

    標準端接中色標規定，只是便于人眼辨識，既兼顧連接器向下兼容性（4/5線對傳輸語音），又確保差分信號能在扭絞線對中傳輸（3/6數據線對必須跨接在4/5兩側）。觀察標準端接方式（圖2－1，圖2－2），虛線與實線色標間隔出現，也是為了更清楚地識別線序。不過，錯誤仍難免發生。

    單一接線圖故障分為：開路、短路、反接、錯對和串繞（又稱分岔線對、分離線對、拆分線對）5種（圖5－2），由于可能出現多種故障的組合，實際情況會更復雜。

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    圖5－2 接線圖故障類型

    上述故障中，最不易被發現的是“串繞”故障，它破壞了線對的扭絞特性，差分信號相當于在平行線中傳輸（圖5－3），由于原有線對的扭絞關系，使串擾更加嚴重。

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    圖5－3 串繞故障

    如前所述，RJ-45端接方式不是順序排列的，最容易出現串繞故障的4/5與3/6線對（錯誤地按1/2、3/4、5/6、7/8順序）。由于電氣導通性不變，只用直流電檢查連通性的儀表，無法查出此類故障。應用在低速網絡中時，雖然信號串擾很大，但有時仍能進行通信，而又時通時斷，用戶往往懷疑有源設備或軟件故障，不能即時排故。

    六、檢查串繞故障

    除掌握端接標準要求、認清色標、認真操作，避免出現錯誤外，檢查串繞還要依賴功能較強的儀表，這些儀表一般具有以下功能之一：

    1、測量電容

    分析線對結構可知，扭絞在一起的線對，其分布電容要遠大于同樣長度而彼此靠近的平行導線。因此，在導通性正確的前提下，只要測量4個線對的分布電容并與預期數值比較，就能得出是否存在串繞故障。

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    圖6-1 典型的全功能（能測試全部接線圖故障）驗證儀表

    測量線對分布電容除能辨別串繞故障外，還能用于計算線對長度（線對總電容值除以單位長度電容值），可對斷點進行定位。

    2、測量阻抗

    同理，線對結構發生變化后，其特性阻抗也隨之改變，據此可判斷是否出現串繞。

    3、測量近端串擾（NEXT）

    近端串擾（NEXT）是評判線纜傳輸特性的最基本的電氣指標，端接正確但有缺陷的線纜，往往導致近端串擾指標劣化。存在串繞故障的線纜，近端串擾指標將嚴重超標。

    4、測量誤碼率

    帶有串繞故障的鏈路有時仍能接入網絡，雖然由于近端串擾造成網速很慢，但用PING命令收發短數據幀，并不能發現問題所在。用測試誤碼率的專用儀表能明顯看到傳輸性能的差異，尤其在使用相同硬件設備的同一網絡中，與正常鏈路作對比測試，更容易找到故障點。(文/布線聯盟)  編輯：楊劍鋒