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(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原因是簡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健操作和安裝 ，進一步促進即插即用網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)的PHY在硅片中實現(xiàn)并集成到所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，包括以太交換機、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，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。探測和識別潛在的電纜問題，如電纜斷開或在電纜中的任何阻抗不匹配，并準(zhǔn)確地報告在1米之內(nèi)的故障距離。 TDR技術(shù)也將探測對交換、對極性顛倒和過多的對偏差。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個或更多的導(dǎo)線一起短路。

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

·         反轉(zhuǎn)對: 在雙絞線中的2個導(dǎo)線以相反的極性連接。例如，一個在對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。因為典型的5類阻抗 (Cat 5)電纜為100歐姆，在每個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，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，但是快速以太網(wǎng)傳輸只需要2對，所以5類線的第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，發(fā)現(xiàn)5類線的第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)送一個脈沖信號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)到電纜末端時或電纜的故障點時，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(dá)到故障點及返回所需的時間。通過以太網(wǎng)PHY中的內(nèi)部寄存器，把測量到的時間轉(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顯示對于每個短電纜斷開，反射波形的能量會增加到源波形上。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(zhǔn)確測量到達(dá)故障點的距離。

傳輸線中的阻抗

當(dāng)兩個金屬導(dǎo)線緊密地連在一起時，它們形成一個電纜阻抗。一個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。對于一個非常好的終止線，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，負(fù)載阻抗為無窮大且反射波形等于源波形。以下方程進一步定義此動態(tài)特性，計算反射系數(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，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，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，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)確計算和報告負(fù)載阻抗。圖3 顯示短路 (0歐姆負(fù)載阻抗)和50歐姆負(fù)載阻抗的實例。

·         當(dāng)負(fù)載阻抗為100歐姆時，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(shù)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)測量反射波形的傳播延遲，及了解計算出的5類電纜的VOP，使計算到電纜故障點的電纜長度或距離變得相對簡單。

其它電纜診斷方法使用PHY數(shù)字信號處理 (DSP) 系數(shù)，及估算5類電纜的長度的理論的5類電纜模型。此方法需要一個在本地和遠(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)。