直流电阻不平衡：你需要了解的知识
ANSI/TIA-568.2《平衡双绞线电信布线和组件标准》 现已跟上发展，规定了 Cat 5e、Cat 6 和 Cat 6A 布线通道的直流电阻不平衡要求。虽然直流电阻不平衡在现场测试中仍不是强制要求，但现在是重新审视这一重要参数、了解为何应测试它以及如何有效执行这些测试的好时机。
PoE性能的关键参数
以太网供电（PoE）彻底改变了设备连接，但其成功取决于信号完整性的维持。从早期的2 对线 802.3af 和 802.3at PoE 开始，电气电子工程师学会（IEEE）就规定了双绞线电缆中导体间直流电阻不平衡的限制，以防止与以太网数据的干扰。更高功率的 802.3bt（Type 3 和 Type 4）PoE 的引入——它利用全部四对线缆——进一步强调了直流电阻不平衡的重要性，并增加了线对间测试的要求。
虽然直流电阻不平衡传统上未在行业布线和标准中明确规定，但Fluke Networks长期以来将其视为可靠PoE性能的关键参数。这就是为什么我们的DSX CableAnalyzer™铜缆认证测试仪自2014年IEEE首次规定以来，一直支持现场直流电阻不平衡测试。这也是我们一直推荐它用于PoE保障的原因。
什么是DC电阻不平衡？
PoE 电力以共模电压的形式通过线对传输，该电压在线对内的两根导体之间以及各线对之间均等分配。要实现这一点，线对中两根导体的直流电阻以及每个线对的直流电阻都必须保持平衡。
当导体之间或线对之间存在直流电阻差异时，就称为直流电阻不平衡。在同时传输电力和数据的 PoE 系统中，导体之间和线对之间过大的直流电阻不平衡可能导致设备的变压器饱和。其结果是以太网数据信号畸变，可能引发误码、重传和链路失效。
是什么导致DC电阻失衡？
布线系统中，多种因素可能导致直流电阻不平衡。虽然 PoE 设备内部变压器问题可能是原因之一，但直流电阻不平衡过大更常归因于安装工艺和线缆质量。超出线缆的最小弯曲半径、未在端接点附近保持线对绞距，以及不一致或质量低劣的端接，都可能增加直流电阻不平衡。使用四对同时压接工具（以相等力度同时端接全部 8 根导体）有助于确保端接的一致性。
线材质量不佳也可能导致直流电阻失衡。导体直径、同心度（圆度）、轮廓或光滑度的变化会增加直流电阻不平衡的风险。此外，含有铜包铝（CCA）、铜涂层钢或其他非标准导体且非100%铜的不合规电缆，由于固有不一致性，会表现出更高的直流电阻和直流电阻不平衡。
最大允许的直流电阻不平衡是多少？
直流电阻不平衡测试用于确定导线对内及导体对之间的电阻差值。理想情况下，这个值应为零，表示电阻完全匹配。然而，实际因素如对扭度变化和终端质量不可避免地引入一定程度的不平衡。虽然设备可以容忍一定的电量，但施加的限制确保了良好的性能。
根据IEEE标准，TIA-568标准规定每对导体间最大允许的直流电阻不平衡为该对总直流环路电阻的3%，即0.20 Ω。该标准规定线对之间的直流电阻不平衡最大为7%，即0.20 Ω。
直流电阻不平衡是如何测试的？
Fluke Networks DSX CableAnalyzer™ 认证测试仪首次支持现场测试直流电阻不平衡，作为确保布线设备能够充分支持 PoE 的关键测量。在引入该能力之前——比TIA-568.2规范早十多年——直流电阻不平衡只能通过实验室测量，因为没有现场测试人员能检测到。
DSX CableAnalyzer 测试仪在其默认的 (+PoE) 测试限值下，会自动显示线对内和线对间的直流电阻不平衡。测试仪先确定线对内的直流电阻不平衡：测量每根导体的直流电阻，计算其差值，然后将其与该线对的总直流回路电阻（两根导体电阻之和）进行比较，如下所示。
直流电阻测量在每条导体上。直流环路电阻是两导体的总和，直流电阻不平衡是差值（1.87 Ω - 1.85 Ω）。
线对之间的直流电阻不平衡，DSX电缆分析仪会测量每对导线的电阻，计算每对导线的环路电阻，然后将每对的环路电阻与其他所有导线进行比较，如下图所示，针对第1、2和3、6对。
*1、2和3、6对的环路电阻通过测量每对导体的电阻计算得出。1,2对和3,6对之间的直流电阻不平衡为0.11 Ω，即两对环路电阻的差（0.33 Ω – 0.22 * Ω）。
DSX CableAnalyzer测试仪会对直流环路电阻和线对内（PAIR UBL）和两对线之间（P2P UBL）之间的直流电阻不平衡显示PASS或FAIL。注意，直流电阻不平衡必须考虑每对之间的直流电阻不平衡，才能实现PASS。
当线对内的直流电阻失衡失衡时，直流环路电阻和直流电阻不平衡也会发生失效。
我需要测试直流电阻不平衡吗？
随着 TIA-568 标准现已规定直流电阻不平衡，存在一种误解，认为它现在已成为现场测试的必需项。严格来说，行业标准并未强制要求进行该项测试——但这并不意味着您不应该做。这也并不一定意味着您不需要做。
ANSI/TIA-568.2 现已规定了计算每个线对及线对间直流电阻不平衡的数值，但这些标准并未规定现场测试要求。这些要求可见于ANSI/TIA-1152《平衡双绞线电缆现场测试仪器和测量要求》中。虽然下一版 TIA-1152 标准是否会将其纳入尚待观察，但该标准目前并未将直流电阻不平衡列为现场测试要求。
强烈建议对直流电阻不平衡进行现场测试。但实际上，标准怎么说、Fluke Networks 或 PoE 专家怎么建议都不重要——如果您的客户指定要测试直流电阻不平衡，您就必须做。如果您的客户要求布线系统质保，而您的线缆制造商要求进行直流电阻不平衡测试才能获得该质保，您就必须做。这与其他任何性能参数没有区别。例如，如果您的客户或制造商指定要进行外部串扰测试，您就必须做。这就是为什么与客户和线缆制造商沟通、就项目规范要求的测试项目达成一致、并确保获得布线系统质保如此重要。
测试直流电阻不平衡需要多长时间？
除了关于直流电阻不平衡现场测试是否必需的困惑之外，还存在一些关于测试它需要多长时间的误解。
作为业界最精准的 Level VI/2G 认证测试仪，DSX CableAnalyzer 认证测试仪完成一次完整的永久链路自动测试仅需约 10 秒。而采用测试仪默认的 PoE+ 测试限值来测试直流电阻不平衡，仅需额外增加 3 秒，总测试时间约为 13 秒。这多出的 3 秒非常值得，尤其是考虑到它可能为您省去日后排查布线系统故障的麻烦。
观看我们应用专家Jim Davis的视频，了解测试的实际操作。
我们一直为你提供保障
十多年来，Fluke Networks DSX CableAnalyzer认证测试仪在直流电阻不平衡的现场测试领域处于领先地位。现在，随着最新的TIA-568标准认可这一关键参数，你已经具备了准备。我们长期倡导这一关键测试，确保您的有线设备在千兆以太网和高功率PoE上都能提供最佳性能，这对于先进的Wi-Fi 6/6E和Wi-Fi 7接入点尤为重要。