物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 項(xiàng)目可能很復(fù)雜。您最不想擔(dān)心的事情是您的布線(xiàn)是否能夠處理您扔給它的東西。無(wú)論您是從事智能建筑、制造工廠、資產(chǎn)/車(chē)隊(duì)跟蹤系統(tǒng)還是類(lèi)似項(xiàng)目，成功的第一步是確保您的電纜工廠為信息技術(shù) (IT) 和運(yùn)營(yíng)技術(shù) (OT) 做好準(zhǔn)備）。讓我們看看如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，以確保您的下一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目取得成功。
物聯(lián)網(wǎng)改變了結(jié)構(gòu)化布線(xiàn)測(cè)試和保障格局
根據(jù)您的垂直業(yè)務(wù)和技術(shù)目標(biāo)，物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目可能會(huì)使用截然不同的硬件、軟件和部署策略。也就是說(shuō)，任何物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的目標(biāo)將始終保持不變：自動(dòng)化流程、創(chuàng)造新的效率并推動(dòng)業(yè)務(wù)目標(biāo)。但是為了實(shí)現(xiàn)這些好處中的任何一個(gè)，底層電纜設(shè)備必須作為物聯(lián)網(wǎng)連接的基礎(chǔ)。
在物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和智能建筑系統(tǒng)出現(xiàn)之前，確保電纜工廠準(zhǔn)備好承擔(dān)大多數(shù)業(yè)務(wù)任務(wù)相對(duì)簡(jiǎn)單。執(zhí)行認(rèn)證測(cè)試以確保布線(xiàn)可以支持 10Base-T、100Base-T 或千兆位速度，以用于客戶(hù)端-服務(wù)器數(shù)據(jù)通信。然而，如今，企業(yè)正在將電纜設(shè)備用于更廣泛的數(shù)據(jù)傳輸用例，如實(shí)時(shí)流媒體和補(bǔ)充任務(wù)，如以太網(wǎng)供電 (PoE)。此外，包括單對(duì)以太網(wǎng) (SPE) 在內(nèi)的新布線(xiàn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)正在推動(dòng)對(duì)不同和更深入類(lèi)型的測(cè)試的需求，以確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的正常運(yùn)行。因此，
從網(wǎng)絡(luò)和布線(xiàn)的角度了解需要什么
從布線(xiàn)角度理解的最重要的事情是您計(jì)劃端到端的連接。然而，有許多事情必須考慮。如前所述，在使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)尤其如此，這些設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)需求方面可能會(huì)有很大差異。一般來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)必須從網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)的角度解決三個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域：速度、功率和距離。
速度與 IoT 設(shè)備正常運(yùn)行所需的吞吐量和延遲需求有關(guān)。電源是指物聯(lián)網(wǎng)端點(diǎn)是否將使用以太網(wǎng)供電 (PoE) 技術(shù)通過(guò)電纜獲得低壓電源，以及它們需要什么級(jí)別的低壓輸出。最后，距離是指連接所有組件所需的最大布線(xiàn)長(zhǎng)度。
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)布線(xiàn)項(xiàng)目，測(cè)試方法相對(duì)簡(jiǎn)單。但是，當(dāng)您談?wù)?IoT 時(shí)，需要考慮的遠(yuǎn)不止這些。例如，一些物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目（如超高清監(jiān)控?cái)z像頭）可能需要多千兆以太網(wǎng)速度和 POE++ 電源輸出選項(xiàng)。因此，與其他一些項(xiàng)目相比，用于該物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的布線(xiàn)必須達(dá)到或超過(guò)更高水平的速度和吞吐量標(biāo)準(zhǔn)。如果數(shù)千兆位速度是物聯(lián)網(wǎng)或智能建筑項(xiàng)目的一部分，請(qǐng)了解在銅纜上運(yùn)行更高速度保證測(cè)試所需的時(shí)間可能因一種測(cè)試工具而異。例如，許多千兆位測(cè)試儀使用誤碼率測(cè)試 (BERT) 來(lái)確保電纜以多千兆位速度運(yùn)行。然而，BERT 需要花費(fèi)大量時(shí)間（最多一個(gè)小時(shí)）才能產(chǎn)生有意義的結(jié)果。另一方面，AEM 使用信噪比 (SNR) 測(cè)試來(lái)提供負(fù)載（流量和 PoE）下多千兆位能力的更準(zhǔn)確結(jié)果，因?yàn)殒溌窌?huì)在實(shí)際操作條件下受到影響。與 BERT 相比，SNR 的第二個(gè)好處是完成每個(gè)測(cè)試所需的時(shí)間要少得多。因此，對(duì)于必須執(zhí)行數(shù)百或數(shù)千個(gè)千兆位測(cè)試的電纜項(xiàng)目，每條電纜節(jié)省的分鐘數(shù)會(huì)迅速增加。
在流量和 PoE 下進(jìn)行基于 SNR 的多千兆鏈路速度測(cè)試
多千兆位 IoT 項(xiàng)目可能需要安裝 6A 類(lèi)或更好的布線(xiàn)并進(jìn)行全面測(cè)試，以滿(mǎn)足端點(diǎn)的必要速度要求。下圖可用作有關(guān)何時(shí)應(yīng)將 Cat 5e、Cat 6 和 Cat 6A 用于 2.5 和 5GBASE-T 以太網(wǎng)的一般指南。對(duì)于 10GBASE-T 以太網(wǎng)，始終建議使用 Cat 6A 或更高級(jí)別的布線(xiàn)：
多千兆評(píng)估
還有一些物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，其中終端設(shè)備不需要很大的功率或速度——而是需要很長(zhǎng)的電纜。對(duì)于這些類(lèi)型的項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)四對(duì)以太網(wǎng)和 PoE 標(biāo)準(zhǔn)可能能夠從速度和功率的角度超過(guò)要求，但無(wú)法滿(mǎn)足距離要求。相反，替代以太網(wǎng)和布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)可能是更合適的選擇。例如，IEEE 最近宣布了 802.3cg 10Base-T1 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)門(mén)用于解決速度/功率需求較低但需要非常長(zhǎng)距離的電纜運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。10Base-T1 可在長(zhǎng)達(dá) 1000 米的距離運(yùn)行時(shí)提供高達(dá) 10 Mbps 的吞吐量和 13W 的功率。
示例 10Base-T1L 1000m (802.3cg) 測(cè)試結(jié)果
更有趣的是，該標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行在單對(duì)銅纜上，而不是四對(duì)電纜，這是大多數(shù)其他以太網(wǎng)安裝的標(biāo)準(zhǔn)。單對(duì)以太網(wǎng) (SPE) 還具有成本更低、電纜更細(xì)更輕的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于滿(mǎn)足這些要求的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很好的選擇。
最后，請(qǐng)始終記住，光纖可能是物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的最佳物理層傳輸。光纖與銅纜相比具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，包括更快的速度和距離限制。雖然與銅纜相比，光纖的安裝成本通常更高，但要知道，與雙絞線(xiàn)替代方案相比，光纖布線(xiàn)的壽命要長(zhǎng)得多。此外，正確安裝的光纖設(shè)備可以使用數(shù)十年。在使用相同物理光纖介質(zhì)的情況下，可以通過(guò)更換單形式可插拔 (SFP) 來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖速度/延遲的升級(jí)。
網(wǎng)絡(luò)限制報(bào)告此多模鏈路將根據(jù)執(zhí)行的第 1 層光纖認(rèn)證鏈路測(cè)試支持的所有網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型。
對(duì)于經(jīng)常需要更換電纜以實(shí)現(xiàn)速度和延遲增益的銅線(xiàn)工廠，情況并非總是如此。光纖也不受可能干擾銅纜布線(xiàn)的外部因素的影響。例如，光纖可以在溫度較高的區(qū)域工作，并且不易受到電磁干擾的影響。
認(rèn)證或鑒定新的和現(xiàn)有的運(yùn)行
眾所周知，新的布線(xiàn)項(xiàng)目應(yīng)該由安裝人員進(jìn)行全面認(rèn)證。也就是說(shuō)，許多物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目尋求重復(fù)使用已經(jīng)存在的布線(xiàn)。請(qǐng)務(wù)必注意，不能簡(jiǎn)單地假設(shè)此布線(xiàn)將按需要執(zhí)行。鑒于物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目固有的速度/功率/距離要求千差萬(wàn)別，這一點(diǎn)尤其正確。
為避免對(duì)可能對(duì) IoT 部署速度產(chǎn)生負(fù)面影響的故障排除問(wèn)題，請(qǐng)務(wù)必徹底認(rèn)證或鑒定所有現(xiàn)有的電纜線(xiàn)路。這不僅包括連接物聯(lián)網(wǎng)端點(diǎn)和傳感器的布線(xiàn)，還包括所有交換機(jī)上行鏈路。請(qǐng)記住，眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)可以顯著增加網(wǎng)絡(luò)主干上的吞吐量。因此，測(cè)試物理上行鏈路布線(xiàn)以確保沒(méi)有可能影響性能的缺陷至關(guān)重要。
另一個(gè)電纜準(zhǔn)備步驟與將通過(guò) WiFi 連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有關(guān)。對(duì)于高度密集的無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)部署，接入層交換機(jī)與其連接的 WiFi 接入點(diǎn) (WAP) 之間可能會(huì)出現(xiàn)瓶頸。如果您的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目要求推出支持 WiFi 6 或 WiFi 6E 的接入點(diǎn)，以從無(wú)線(xiàn)角度容納更高的密度，那么現(xiàn)有布線(xiàn)將必須重新測(cè)試并可能重新運(yùn)行。當(dāng)前的企業(yè)級(jí) WAP 可以達(dá)到高達(dá) 9.6 Gbps 的理論速度。因此，到 WAP 的上行鏈路應(yīng)該能夠達(dá)到或超過(guò)這些速度。這可以通過(guò)將多條銅纜連接到具有多端口功能的 WAP 來(lái)實(shí)現(xiàn)。或者，如果當(dāng)前的布線(xiàn)已被證明可以在這些更高的速度下運(yùn)行，則可以使用多千兆以太網(wǎng)。
選擇正確的物聯(lián)網(wǎng)電纜測(cè)試工具
在為 IoT 就緒測(cè)試布線(xiàn)時(shí)，有兩個(gè)不同的群體需要不同類(lèi)型的測(cè)試工具。一方面，我們有電纜承包商和第三方系統(tǒng)集成商，他們需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的新布線(xiàn)進(jìn)行全面認(rèn)證。對(duì)于這一組，AEM TestPro 提供完整的電纜認(rèn)證測(cè)試，可用于直接從制造商處對(duì)已安裝的電纜進(jìn)行保修。對(duì)于需要全面認(rèn)證的客戶(hù)，TestPro 提供一流的 6 秒自動(dòng)認(rèn)證測(cè)試，該測(cè)試還可以配置為包括可選的通過(guò)/失敗 ANSI 和 TIA 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)電纜準(zhǔn)備就緒尤為重要。這些額外的測(cè)試包含在測(cè)試永久鏈路時(shí)用 (+) 和 (++) 測(cè)試信道鏈路時(shí)指定的測(cè)試參數(shù)中，包括：
用于分析抗擾度的 TCL 和 ELCL
直流電阻不平衡測(cè)試，用于在更高 (60+W) 功率傳輸級(jí)別測(cè)試電纜 PoE
可以執(zhí)行的其他測(cè)試是
回波損耗、NEXT 和屏蔽以及 ACRN、PSACRN 和阻抗的 TDR（到故障位置的距離）。
基于 SNR 的多千兆鏈路速度測(cè)試高達(dá) 10GigE。
下面的圖表列出了在測(cè)試基于物聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目時(shí)應(yīng)考慮的幾種常見(jiàn)通過(guò)/失敗測(cè)試：
智能建筑部署的廣泛測(cè)試注意事項(xiàng)
另一方面，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理員可能更感興趣的是確保現(xiàn)有布線(xiàn)能夠在要安裝的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的要求范圍內(nèi)運(yùn)行。對(duì)于這一群體，AEM 的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)助手 (NSA) 是一種工具，可填補(bǔ)基本驗(yàn)證/資格測(cè)試工具與更昂貴的電纜認(rèn)證工具（如 TestPro）之間的空白。NSA 執(zhí)行 TestPro 提供的所有必要的多千兆速度、PoE 負(fù)載、有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接測(cè)試。從雙絞線(xiàn)測(cè)試的角度來(lái)看，NSA 提供 Certi-Lite 以確保被測(cè)鏈路通過(guò)單端測(cè)試滿(mǎn)足 ANSI/TIA CAT5e、CAT6、CAT6A 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，并且價(jià)格比必須要低購(gòu)買(mǎi)多個(gè)測(cè)試儀以獲得這么多測(cè)試功能。