6类跳线的现场制作与测试

 

 

 

 

 

 

 

         

对于6类RJ-45插头（俗称水晶头）及跳线的现场制作，目前在用户和布线施工人员均存在一些误解和疑问。本文希望通过对实际产品的分析，并结合安装与测试，对相关问题给出解答。

误解1、市场上不存在可供现场安装的6类水晶头，必须使用原厂生产的6类跳线；

解惑：厂家使用的6类水晶头与现场安装的6类水晶头并无本质差异，区别在于机器安装还是手工安装。

误解2、有6类水晶头，但只供跳线生产厂家用，不能现场安装；

解惑：既然6类RJ-45模块和配线架上的线缆都是现场安装的，就没有理由否定RJ-45插头现场安装的可能性与可行性，当然6类布线对元件、工具和操作工艺要求更高了。除元件外，严格的工艺与测试是保证跳线质量的重要环节。

误解3、有可在现场安装的6类水晶头，但操作极为困难，且难以通过测试；

解惑：这种观点反应了6类系统早期应用的情况，但现在的情况已彻底改变了。

以下对典型6类RJ-45插头进行简略分析，并结合安装工具与测试方法，论证现场制作符合电气性能标准规定的6类跳线的可行性。

一、6类RJ-45插头结构分析

6类水晶头与5e、5类水晶头外观基本相同，总体符合RJ-45标准，与RJ-45插座兼容，外壳材质为聚碳酸脂（ Polycarbonate ），极片为表面镀金的铜镍合金，至少保证重复插拔500次性能不变。直接观察触点可发现：优质6类RJ-45插头的触点极片经抛光处理（图1），能使之与插座中簧片的导通性提高3dB；线芯的压接点考虑了与6类双绞线的线径（6类线为减小衰减，芯线线号多为＃23AWG，5e及以下线线缆多为＃24AWG）的匹配。

图1  抛光极片与普通极片的对比

接头内部结构上也有相应改进。图2即为一种设计方案――采用线芯双层排列方式，目的是尽可能减少线对开绞长度，从而降低串扰影响。

图2  6类RJ-45插头（双排）

但这种设计显然存在“误解3”提到的安装问题――怎样保证8根线快速、准确地插接到位？加大开绞长度可以降低线芯的插接难度，但有悖于上下两层、减小开绞的设计初衷。

为提高可操作性，出现了图3（a）所示的分体式插头。多了一个插件――用户可将各线对按接线图要求先穿入插件，然后再将插件整体放入RJ-45连接器内，进行压接。图3（b）显示了线对的安装状态。

    

图3（a）分体式6类水晶头                图3（b）线对安装

插件的形式因厂商不同也有所不同，插头本身也有屏蔽和非屏蔽、有无尾护套之分。图4显示了这些区别。

图4 不同形式插件与插头

问题似乎已被圆满地解决了，只要将做好的跳线测试一下，电气性能符合要求（TIA/EIA 568-B.2-1）则可投入使用了。但是，不要忽略一个细节――它会直接影响跳线与插头的机械性能。

图5是一个RJ-45插头各压接点的示意图。

图5 压接点与剥线长度

从图中可看到，除要求导电部分压接到位以外，线缆护套应压接在插头内，以使线缆所受外应力主要由护套承担，而不对芯线造成直接抻拉与弯折。合格的跳线与插头结合处，至少应能承受20磅（约9公斤）拉力。插件距护套间的剥线长度L决定压接点的位置。仅凭经验控制剥线长度，显然不适合快速、大量的施工要求，一致性很难保证。插头设计者通过增加一个简单而有效的部件――分线器（Sled），解决了这个问题，装配工艺性大为提升。这就出现了图6所示的“三部件”6类水晶头。

图6 IDEAL 85-366三部件6类RJ-45插头（单排）

分线器（Sled）宽度为4mm，它一方面使4个线对各就各位、互不缠绕，另一方面有效控制了剥线长度L的值。安装者只需将各部件紧密靠近，就能达到既保证线对开绞长度最小，又保证各压接点位置准确的目的。图7 显示了这种插头的安装过程。

通过内部结构的精确设计，有效控制了开绞长度，实践证明，即使插件设计为单排方式，电气性能也不受影响。请注意图6中的插件（Liner）就是单排的，这使安装工艺更简单了。

图7 三部件6类RJ-45插头的安装过程

二、压接工具的选用

结构的改进只是装配跳线符合电气与机械性能的前提条件，达到性能要求还需相应的工具来实施。基于6类跳线的性能要求，选用压接工具时应考虑以下几个方面：

1、  压接齿端面：压接端面必须光滑平整， 压力均匀度 才有保障，同时不对极片表面造成损伤；材料必须具有一定硬度，以承受大量压接的需要；压接模块最好是可更换的，出现磨损时只需更换模块，而无需更换整个工具，另外使用不同的压接模块，可压接不同接头（RJ-11、同轴电缆连接器、光纤连接器等）。

2、  压接力：出于工作效率与劳动强度两方面考虑，工具的压接力应是可调节的。压接力低，操作人员不易疲劳，但压接质量不易保证；压接力过大，虽然极片与线芯导体接触好，但操作人员易疲劳，效率低。压接力具体值应根据所选用的接头与线缆，通过试验和实际电气性能测试确定出最佳值。

3、  工具的质量控制能力：即，当压接行程不到位或压力不够时，工具本身的机构有锁定能力，插头不能从工具中取下，从而防止出现次品。在手动工具上，一般采用“棘轮止退”和“触发杆”机构来控制每次操作的压接过程。

图8 压接工具（1）

图8所示工具（IDEAL 30-559）即具备上述特点。

图9 压接工具（2）

图9所示工具（IDEAL 30-696）也有棘轮止退机构，而且集成了剪线与剥线功能，但压力不能调节。另外，手柄握持舒适性也应予以考虑，在工作量较大时尤是。

三、电气性能测试

从链路组成上可看出布线系统与跳线的不同：

永久链路＝RJ-45模块＋水平电缆＋RJ-45模块；

信道＝带RJ-45插头的跳线＋永久链路＋带RJ-45插头的跳线；

跳线＝RJ-45插头＋电缆＋RJ-45插头。

由于组成链路的元件不同，测试方法与标准要求也大不相同。换而言之，永久链路和信道测试方法不能直接用于跳线性能测试。简单地讲，除测试接线图外，标准规定还需测试跳线的近端串扰（NEXT）和回波损耗（RL）指标。在高档线缆认证测试仪（如：IDEAL公司的LANTEK系列）中已内置了跳线测试标准，用户只需在仪表菜单中选择相应测试项目（图10），将被测跳线接入仪表，只按一键即可在几秒中内得到所需全部电气参数。

    

图10 跳线的电气测试

四、实际测试

使用下表所列工具及元件，按图7所示步骤制作一根跳线并测试：

工具及元件名称	产品规格与编号	备注
六类双绞线	西蒙  9C6X4-E3,23AWG,SOLID	护套长度3m
RJ-45插头	IDEAL 85-366	2支
剪线钳	IDEAL 45-074	工具均选自33-869工具包
剥线钳	IDEAL 45-165
电工剪刀	IDEAL 35-088
压线钳	IDEAL 30-522
测试仪表	IDEAL LANTEK6

测试结果如下：

标准规定，只测试跳线的近端串扰和回波损耗两项电气指标。图11显示了上述自制跳线的电气指标测试结果，测试频率从1M至250MHz，近端串扰优于标准限值6.9dB，回波损耗优于标准限值1.3dB。

 

图11a 自制跳线实测结果              图11b 自制跳线“近端串扰”实测结果

图11c 自制跳线“回波损耗”实测结果

为了说明跳线测试标准与“永久链路”和“信道”测试标准不同，对上述自制跳线还用“永久链路”和“信道”方式进行了对比测试。

图12 采用“永久链路（PL）”和“信道（CH）”的对比测试

从图12所示结果可以看出，对同一根跳线，采用不同的测试标准（链路模型）所得结果是不同的。采用“永久链路（PL）”或“信道（CH）”方式测出的余量（容限）要求比跳线标准大很多。换而言之，跳线测试标准要比布线测试标准严格。这说明，如果我们直接用“永久链路（PL）”或“信道（CH）”方式测跳线，将无法检查出不合格跳线。

五、结论

通过以上分析可知：

1．只要选用设计优良的6类RJ-45插头和线缆，6类跳线完全可以在现场自行制作，且操作简单快捷，成功率甚至高于5e/5类跳线；

2．检测跳线，尤其是6类跳线，要选择正确的测试标准，否则检测无实际意义；

3．现场测试仪表完全有能力对自行制作的6类跳线予以认证，简单到只按一键。

相信随着元器件、线缆、工具、检测仪表等性能以及布线工艺的不断提升，6类系统将得到更广泛的应用。