nLink 系列產(chǎn)品電纜診斷技術(shù)允許系統(tǒng)管理員快速和遠(yuǎn)程地分析 以太網(wǎng)雙絞線 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(qū)支持人員或停掉網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)行業(yè)當(dāng)前正經(jīng)歷下一個(gè)主要LAN升級(jí)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(jí)到1000 Mbps千兆位以太網(wǎng) 。計(jì)算機(jī)設(shè)備生產(chǎn)廠商也正在把新技術(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(tǒng)設(shè)備的物理層(PHY)部分有助于確保適合于各種電纜的強(qiáng)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(xiàn)并集成到所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，包括以太交換機(jī)、路由器、寬帶調(diào)制解調(diào)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)雙絞線布線系統(tǒng)包括組成網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的電纜、終止器、連接器和插座。當(dāng)出現(xiàn)諸如電纜斷開 (稱為開路 )或在雙絞線中存在短路故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)生故障。必須快速發(fā)現(xiàn)電纜故障以防止昂貴的網(wǎng)絡(luò)宕機(jī)和喪失生產(chǎn)力。直接內(nèi)建在以太PHY芯片中的新技術(shù)，允許系統(tǒng)管理 員快速及遠(yuǎn)程地分析雙絞線上的質(zhì)量和屬性，有助于查明網(wǎng)絡(luò)電纜故障原因。

內(nèi)建TDR測(cè)試技術(shù)的nLink系列產(chǎn)品遠(yuǎn)程和無干擾地診斷雙絞線上的質(zhì)量和屬性。探測(cè)和識(shí)別潛在的電纜問題，如電纜斷開或在電纜中的任何阻抗不匹配，并準(zhǔn)確地報(bào)告在1米之內(nèi)的故障距離。 TDR技術(shù)也將探測(cè)對(duì)交換、對(duì)極性顛倒和過多的對(duì)偏差。潛在的電纜故障包括：

·     開路: 在雙絞線末端的接頭之間缺少連續(xù)性。

·         短路: 2個(gè)或更多的導(dǎo)線一起短路。

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

·         反轉(zhuǎn)對(duì): 在雙絞線中的2個(gè)導(dǎo)線以相反的極性連接。例如，一個(gè)在對(duì)3的導(dǎo)線在一邊連到接頭1，在另一邊連到接頭2，而第2個(gè)導(dǎo)線連到接頭2和接頭1中間。

·         不正確的終止: 電纜終止不等于100歐姆。因?yàn)榈湫偷?類阻抗 (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(shù)據(jù)誤差。

TDR技術(shù)在千兆位以太網(wǎng)上的應(yīng)用

IEEE^?802.3ab 千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) (1000BaseT)定義了通過與為100 Mbps快速以太網(wǎng)規(guī)定的相同銅線的1000 Mbps 數(shù)據(jù)傳輸：5類未屏蔽的雙絞線 (UTP) ，它包含4列雙絞對(duì)，總共8根導(dǎo)線。千兆位以太網(wǎng)傳輸需要所有4列雙絞對(duì)，但是快速以太網(wǎng)傳輸只需要2對(duì)，所以5類線的第3和第4對(duì)通常不使用。因此，組織從以太網(wǎng)升級(jí)到千兆位以太網(wǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)5類線的第3和第4對(duì)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。與雷達(dá)相似，通過向?qū)Ь€發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)并檢查脈沖的反射的方法，TDR分析導(dǎo)線。當(dāng)傳輸?shù)拿}沖達(dá)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(cè)量信號(hào)在電纜中傳輸、達(dá)到故障點(diǎn)及返回所需的時(shí)間。通過以太網(wǎng)PHY中的內(nèi)部寄存器，把測(cè)量到的時(shí)間轉(zhuǎn)換成距離并使之可用。

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

圖 1.開路電纜 (已斷開連接的電纜)波形實(shí)例

在測(cè)試2和3中，反射波形接近源波形，因?yàn)殡p向傳播距離較短。 測(cè)試3和4顯示對(duì)于每個(gè)短電纜斷開，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(cè)量這些微小的傳播延遲，并因此準(zhǔn)確測(cè)量到達(dá)故障點(diǎn)的距離。

傳輸線中的阻抗

當(dāng)兩個(gè)金屬導(dǎo)線緊密地連在一起時(shí)，它們形成一個(gè)電纜阻抗。一個(gè)正確終止線是一條其阻抗等于源阻抗及負(fù)載阻抗的線或電纜。對(duì)于一個(gè)非常好的終止線，其反射波形阻 抗為零；負(fù)載吸收所有源波形的能量。當(dāng)電纜在遠(yuǎn)程末端連接斷開(或開路)時(shí)，負(fù)載阻抗為無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(jì)算反射系數(shù)pL：

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

圖2.各種負(fù)載阻抗的反射系數(shù)計(jì)算

從圖2 所示的數(shù)據(jù)中可以得到一些觀察結(jié)果：

·         當(dāng)負(fù)載阻抗大于電纜阻抗時(shí)，反射系數(shù)結(jié)果為正；相反，當(dāng)負(fù)載阻抗小于電纜阻抗時(shí)，出現(xiàn)負(fù)反射系數(shù)(即反射脈沖數(shù)在零以下)。Marvell VCT技術(shù)使用此信息幫助確定負(fù)載阻抗。

·         當(dāng)負(fù)載阻抗為300歐姆時(shí)，反射系數(shù)為0.5，這意味著反射波形數(shù)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(shù)量來準(zhǔn)確計(jì)算和報(bào)告負(fù)載阻抗。圖3 顯示短路 (0歐姆負(fù)載阻抗)和50歐姆負(fù)載阻抗的實(shí)例。

·         當(dāng)負(fù)載阻抗為100歐姆時(shí)，反射系數(shù)為0，這意味著負(fù)載吸收100％的源波形能量，且無反射波形。在沒有反射波形情況下，電纜診斷算法分辨出無電纜故障存在。

圖 3.顯示負(fù)反射的波形實(shí)例

計(jì)算距離: 傳播速度 傳播速度(VOP)是同真空光速相關(guān)的信號(hào)速度(每秒186,400英里)。數(shù)字1.0代表光速；所有其它信號(hào)都較慢。VOP為0.71的電纜傳輸71％光速的信號(hào)。5類雙絞線具有0.71的VOP ，其轉(zhuǎn)化4.7 納秒/米的傳播延遲。

使用TDR技術(shù)測(cè)量反射波形的傳播延遲，及了解計(jì)算出的5類電纜的VOP，使計(jì)算到電纜故障點(diǎn)的電纜長(zhǎng)度或距離變得相對(duì)簡(jiǎn)單。

其它電纜診斷方法使用PHY數(shù)字信號(hào)處理 (DSP) 系數(shù)，及估算5類電纜的長(zhǎng)度的理論的5類電纜模型。此方法需要一個(gè)在本地和遠(yuǎn)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(xiàn)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(tǒng)管理員提供故障電纜位置的詳細(xì)的信息，準(zhǔn)確到0.8米范圍，也包括故障類型 (開路，短路等)。