浅析网络线缆分析仪插入损耗的校准

    0 引言

    网络线缆分析仪/测试仪是用于测试局域网物理层参数、网络布线质量的主要仪器，一般用于网络先期布线安装或解决后续故障、维护网络，是对布线系统进行认证测试、确定其传输性能指标是否达到设计要求而使用的必备仪器。网络线缆分析仪的测试参数包括插入损耗、传播时延、近端串扰、等效远端串扰、长度等等。在所有参数中，插入损耗作为最基本、最重要的参数，必须得到正确的校准。

    插入损耗也称衰减，是指电信号强度随着网络电缆长度增加而逐渐减弱的程度，用 dB 表示。网络线缆分析仪测试接口的特殊性，决定了其校准的特殊: 网络线缆分析仪是 RJ45 接口，即日常的网线插口，它不能直接通过 N 线或 BNC 线连接到标准衰减器上进行校准，必须经过阻抗转换器。

    阻抗转换器是用来把 RJ45 接口的 100 Ω 系统转换成四路50 Ω N 线或BNC 线接口的转换器，其性能稳定，重复性优于 0. 05 dB。

    1 校准分析

    制作一条不超过 8 cm 的短网线和 5 条从 10 m 至100 m 的不同长度的网络线，双端都做好 RJ45 接头。

    1) 选取一条网络线，用网络线缆分析仪测试其线对的插入衰减 A₁。连接示意图如图 1 所示。

    2) 用矢量网络分析仪通过阻抗转换器测量此网络线相应线对的插入损耗 A₀。

    这里对插入损耗的测量有两种方法，第一种是替代法。矢量网络分析仪通过阻抗转换器连接一很短的网络线，进行置零作为参考; 然后测量被测的网络线。连接示意图如图 2 所示。

    第二种测量是插入法。网络分析仪通过阻抗转换器连接很短的网络线，进行置零作为参考; 然后用一个 RJ45 直连器插入被测的网络线。连接示意图如图 3。

    3) 计算上述网络线的插入损耗误差 A_x。即

    A_x= A₁－ A₀

    插入 90 m 的网络线，测量其网络线的插入衰减值，通过此实验来比较替代法和插入法的优劣。

    2 校准实验

    测试环境条件: 温度 22 ～ 25℃、相对湿度: 55%～ 65% 。标准仪器: 安捷伦 E5071C 网络分析仪，设置为 S₂₁测量幅度功能，设定需要测试的中心频率，带宽频率为 10 MHz， ( 中心频率为 1 MHz 的带宽频率设置为 0. 5 MHz) ，IF BW 10 Hz。因为网络线的 4 组线对( 1_2 线对，3_6 线对，4_5 线对，7_8 线对) 的衰减从定性上来说是没有区别的，有区别的只是数值的大小不同而已，所以下面的数据只选取了 1_2 线对。