插入损耗和回波损耗是双绞线铜缆和光纤链路中两个最关键的性能参数。它们分别代表信号传输的不同方面,并且在铜缆和光纤两种介质中各有差异。下面我们将解释这两个参数之间的关键区别、它们为何重要,以及如何解读它们。

手持木块:一个标注为插入/返回(左侧),另一块标注为损失(右侧)。

插入损耗和回波损耗有什么区别?

插入损耗是指信号在沿电缆链路传输过程中损失的能量。这是一种自然现象,适用于所有类型的信号,无论是光学信号还是电信号。这种信号损失,也称为衰减,会随着时间的增加而增加。电缆链路上的连接点——包括连接器、分线器和接合点——也会导致插入损耗。插入损耗以分贝(dB)为单位,以正数值测量。

  • - 在光纤布线系统中,过大的插入损耗可能由劣质组件或不当安装引起,例如光纤端面污染、连接器错位,或超出光纤弯曲半径。

  • - 在铜缆布线系统中,插入损耗随频率升高而增加,并且在很大程度上取决于导体的尺寸。导体线规越大,插入损耗越小。温度升高也会增加铜缆布线系统中的插入损耗——在承载超过 60W 以太网供电(PoE) 的线缆束中,这一点尤其值得关注。了解更多关于插入损耗及其成因的信息。

相比之下,回波损耗与反射回发送源的信号量有关。它通过比较输入信号的功率与反射回来的功率来测量。与插入损耗一样,回波损耗也以分贝(dB) 为单位,表示为正值。但与插入损耗不同的是,回波损耗值越大越好——如果没有任何信号反射回来,回波损耗将是无穷大。

  • - 在光纤布线系统中,回波损耗主要由连接点处的反射引起。这就是为什么连接器制造商要为其特定的光纤连接器规定回波损耗指标。受污染的连接器端面、间隙和错位也会导致信号反射。光纤制造过程中引入的杂质,以及裂纹、开口端和超出光纤弯曲半径,都会使回波损耗恶化。

  • - 与插入损耗一样,在铜缆链路中,回波损耗随频率升高而恶化。它由组件之间的阻抗不匹配或线缆沿线轻微的阻抗变化引起。为了获得更好的回波损耗,铜缆和连接件制造商会设计阻抗匹配的插头与插座,并在整个线缆制造过程中控制一致性。铜缆布线系统中的回波损耗还可能由扭结或损坏的线缆或不良端接工艺引起,例如在端接点不必要地解开过多线对绞距。了解更多关于回波损耗及其成因的信息。

为什么插入损耗和回波损耗很重要?

插入损耗和回波损耗是判断布线系统健康状况的关键指标。

  • - 如果插入损耗过高,发射信号在链路远端可能强度不足,无法被有源设备准确解读。这可能导致性能下降或链路无法正常工作。这就是为什么行业标准为特定光纤应用和铜缆类别规定插入损耗极限。

  • - 回波损耗是一个关键参数,因为反射信号会干扰发射信号。回波损耗差也意味着到达线缆远端的功率减少,从而导致插入损耗。换句话说,回波损耗值越高,通常对应插入损耗值越低。在铜缆布线系统中,回波损耗本质上是一种噪声测量。铜缆系统中回波损耗差会增加串扰、使信号畸变,并导致误码率升高。

如何解读插入损耗

插入损耗是光纤系统进行 Tier 1 认证测试时测量的主要参数,正如 TIA 和 ISO 布线标准所描述的那样,也是布线和连接件制造商授予系统质保所要求的。插入损耗通过光损耗测试仪(OLTS)(如 Fluke Networks CertiFiber® Pro)在链路上测量。OLTS 在链路一端发出光源,并在另一端使用光功率计测量接收到的信号,并与发射量进行比较。如果使用 OLTS 进行认证测试时插入损耗不合格,可以使用光时域反射仪(OTDR)(如 Fluke Networks OptiFiber® Pro OTDR)来测量特定事件(如断裂、弯曲、熔接点和连接器)的损耗。这有助于确定损耗事件的原因和确切位置。了解更多关于 OLTS 和 OTDR 之间关系的信息。

光纤系统中测试插入损耗的主要方法是 1 跳线参考法。该方法包含第一个和最后一个连接器的损耗,这代表了布线系统最终实际使用的方式。在多模光纤系统中,插入损耗测试需要 环绕通量(EF)发射条件,它控制光如何注入光纤,以防止过填充发射(可能导致结果偏悲观)或欠填充发射(可能导致结果偏乐观)。

插入损耗也是铜缆认证测试和获取制造商质保所要求的关键性能参数。它使用铜缆认证测试仪(如 Fluke Networks DSX CableAnalyzer™ 系列)进行测试,该测试仪会针对特定类型的铜缆,在每个线对的整个频率范围内测试插入损耗。例如,在 Cat 6 系统中,插入损耗测试范围为 1 至 250 MHz;而在 Cat 6A 系统中,测试范围为 1 至 500 MHz。

如何解读回波损耗

在光纤系统中,回波损耗通过 OTDR(如 OptiFiber Pro)在链路上测量。OTDR 向光纤中发射高功率光脉冲。当这些脉冲遇到反射事件(即连接点、断裂、裂纹、熔接点、急弯或光纤末端)时,会被反射回来并被测量。所有事件反射的总光量加上链路的总背向散射,构成该链路的总回波损耗值。请注意,OTDR 还可以提供每个独立事件的反射值和位置。然而,反射(reflectance) 是回波损耗的倒数,且为负值。了解更多关于回波损耗与反射之间区别的信息。

回波损耗是铜缆认证测试和获取制造商质保所要求的一项性能参数。与插入损耗一样,它使用铜缆认证测试仪(如 DSX CableAnalyzer)在每个线对的整个频率范围内进行测试。如果回波损耗仅在单个频率点不合格,通常表明存在线缆问题。当四个线对全部不合格时(尤其是在较低频率下),可能表明线缆质量差或线缆进水。