nLink 系列產(chǎn)品電纜診斷技術(shù)允許系統管理員快速和遠程地分析 以太網(wǎng)雙絞線(xiàn) 的質(zhì)量和屬性，有助于查明網(wǎng)絡(luò )電纜故障原因，而不用分派地區支持人員或停掉網(wǎng)絡(luò )。

網(wǎng)絡(luò )行業(yè)當前正經(jīng)歷下一個(gè)主要LAN升級周期：企業(yè)網(wǎng)絡(luò )正在快速地從100 Mbps 快速以太網(wǎng)升級到1000 Mbps千兆位以太網(wǎng) 。計算機設備生產(chǎn)廠(chǎng)商也正在把新技術(shù)納入其產(chǎn)品中；

隱藏在逐漸增加配置后面的一個(gè)原因是簡(jiǎn)單的即插即用安裝和由以太網(wǎng)技術(shù)提供的網(wǎng)絡(luò )配置。以太網(wǎng)絡(luò )系統設備的物理層(PHY)部分有助于確保適合于各種電纜的強健操作和安裝 ，進(jìn)一步促進(jìn)即插即用網(wǎng)絡(luò )。以太網(wǎng)的PHY在硅片中實(shí)現并集成到所有網(wǎng)絡(luò )設備上，包括以太交換機、路由器、寬帶調制解調器、住宅網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò )接口卡 (NIC)及板上局域網(wǎng)(LOM)。

以太網(wǎng)雙絞線(xiàn)布線(xiàn)系統包括組成網(wǎng)絡(luò )基礎結構的電纜、終止器、連接器和插座。當出現諸如電纜斷開(kāi) (稱(chēng)為開(kāi)路 )或在雙絞線(xiàn)中存在短路故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò )連接發(fā)生故障。必須快速發(fā)現電纜故障以防止昂貴的網(wǎng)絡(luò )宕機和喪失生產(chǎn)力。直接內建在以太PHY芯片中的新技術(shù)，允許系統管理 員快速及遠程地分析雙絞線(xiàn)上的質(zhì)量和屬性，有助于查明網(wǎng)絡(luò )電纜故障原因。

內建TDR測試技術(shù)的nLink系列產(chǎn)品遠程和無(wú)干擾地診斷雙絞線(xiàn)上的質(zhì)量和屬性。探測和識別潛在的電纜問(wèn)題，如電纜斷開(kāi)或在電纜中的任何阻抗不匹配，并準確地報告在1米之內的故障距離。 TDR技術(shù)也將探測對交換、對極性顛倒和過(guò)多的對偏差。潛在的電纜故障包括：

·     開(kāi)路: 在雙絞線(xiàn)末端的接頭之間缺少連續性。

·         短路: 2個(gè)或更多的導線(xiàn)一起短路。

·         交叉對: 雙絞線(xiàn)在末端未正確連接。例如，在一個(gè)末端對3連到接頭4和5，在另一個(gè)末端連到接頭7和8。

·         反轉對: 在雙絞線(xiàn)中的2個(gè)導線(xiàn)以相反的極性連接。例如，一個(gè)在對3的導線(xiàn)在一邊連到接頭1，在另一邊連到接頭2，而第2個(gè)導線(xiàn)連到接頭2和接頭1中間。

·         不正確的終止: 電纜終止不等于100歐姆。因為典型的5類(lèi)阻抗 (Cat 5)電纜為100歐姆，在每個(gè)末端的電纜終止也必須為100歐姆，以防止波形反射和潛在的數據誤差。

TDR技術(shù)在千兆位以太網(wǎng)上的應用

IEEE^?802.3ab 千兆位以太網(wǎng)標準 (1000BaseT)定義了通過(guò)與為100 Mbps快速以太網(wǎng)規定的相同銅線(xiàn)的1000 Mbps 數據傳輸：5類(lèi)未屏蔽的雙絞線(xiàn) (UTP) ，它包含4列雙絞對，總共8根導線(xiàn)。千兆位以太網(wǎng)傳輸需要所有4列雙絞對，但是快速以太網(wǎng)傳輸只需要2對，所以5類(lèi)線(xiàn)的第3和第4對通常不使用。因此，組織從以太網(wǎng)升級到千兆位以太網(wǎng)時(shí)，發(fā)現5類(lèi)線(xiàn)的第3和第4對需要保留。

使用TDR診斷電纜故障

nLink的電纜診斷技術(shù)使用時(shí)域反射法 (TDR)診斷雙絞線(xiàn)。與雷達相似，通過(guò)向導線(xiàn)發(fā)送一個(gè)脈沖信號并檢查脈沖的反射的方法，TDR分析導線(xiàn)。當傳輸的脈沖達到電纜末端時(shí)或電纜的故障點(diǎn)時(shí)，部分或全部脈沖能量被反射回發(fā)送地。VCT算法測量信號在電纜中傳輸、達到故障點(diǎn)及返回所需的時(shí)間。通過(guò)以太網(wǎng)PHY中的內部寄存器，把測量到的時(shí)間轉換成距離并使之可用。

圖1 顯示不同電纜開(kāi)路條件下的波形實(shí)例。 左側是源波形，右側是反射的波形 (在穿過(guò)電纜后的源波形的反射，在開(kāi)路電纜的末端反射并折回)。在測試1 (100米開(kāi)路電纜)中， 具有低通濾波器特性的5類(lèi)電纜導致反射波形的濾波。

圖 1.開(kāi)路電纜 (已斷開(kāi)連接的電纜)波形實(shí)例

在測試2和3中，反射波形接近源波形，因為雙向傳播距離較短。 測試3和4顯示對于每個(gè)短電纜斷開(kāi)，反射波形的能量會(huì )增加到源波形上。雙向傳播本質(zhì)上比源波形寬度短。 VCT技術(shù)可以測量這些微小的傳播延遲，并因此準確測量到達故障點(diǎn)的距離。

傳輸線(xiàn)中的阻抗

當兩個(gè)金屬導線(xiàn)緊密地連在一起時(shí)，它們形成一個(gè)電纜阻抗。一個(gè)正確終止線(xiàn)是一條其阻抗等于源阻抗及負載阻抗的線(xiàn)或電纜。對于一個(gè)非常好的終止線(xiàn)，其反射波形阻 抗為零；負載吸收所有源波形的能量。當電纜在遠程末端連接斷開(kāi)(或開(kāi)路)時(shí)，負載阻抗為無(wú)窮大且反射波形等于源波形。以下方程進(jìn)一步定義此動(dòng)態(tài)特性，計算反射系數pL：

其中，ZL 為負載阻抗，Z0 為電纜阻抗，而5類(lèi)電纜的阻抗為100歐姆。圖2 顯示以下負載條件的反射系數。

圖2.各種負載阻抗的反射系數計算

從圖2 所示的數據中可以得到一些觀(guān)察結果：

·         當負載阻抗大于電纜阻抗時(shí)，反射系數結果為正；相反，當負載阻抗小于電纜阻抗時(shí)，出現負反射系數(即反射脈沖數在零以下)。Marvell VCT技術(shù)使用此信息幫助確定負載阻抗。

·         當負載阻抗為300歐姆時(shí)，反射系數為0.5，這意味著(zhù)反射波形數是源波形的一半。電纜診斷技術(shù)使用反射波形的極性和數量來(lái)準確計算和報告負載阻抗。圖3 顯示短路 (0歐姆負載阻抗)和50歐姆負載阻抗的實(shí)例。

·         當負載阻抗為100歐姆時(shí)，反射系數為0，這意味著(zhù)負載吸收100％的源波形能量，且無(wú)反射波形。在沒(méi)有反射波形情況下，電纜診斷算法分辨出無(wú)電纜故障存在。

圖 3.顯示負反射的波形實(shí)例

計算距離: 傳播速度 傳播速度(VOP)是同真空光速相關(guān)的信號速度(每秒186,400英里)。數字1.0代表光速；所有其它信號都較慢。VOP為0.71的電纜傳輸71％光速的信號。5類(lèi)雙絞線(xiàn)具有0.71的VOP ，其轉化4.7 納秒/米的傳播延遲。

使用TDR技術(shù)測量反射波形的傳播延遲，及了解計算出的5類(lèi)電纜的VOP，使計算到電纜故障點(diǎn)的電纜長(cháng)度或距離變得相對簡(jiǎn)單。

其它電纜診斷方法使用PHY數字信號處理 (DSP) 系數，及估算5類(lèi)電纜的長(cháng)度的理論的5類(lèi)電纜模型。此方法需要一個(gè)在本地和遠程網(wǎng)絡(luò )端口之間起作用的網(wǎng)絡(luò )連接。如果電纜出現故障，這種診斷不提供有關(guān)為何仍未建立網(wǎng)絡(luò )連接的信息。另一方面，電纜診斷功能為系統管理員提供故障電纜位置的詳細的信息，準確到0.8米范圍，也包括故障類(lèi)型 (開(kāi)路，短路等)。