福禄克网络测试仪到底测试了什么？

最近聊网线多一点点，但是发现还是有人觉得网线的好坏仅仅是由基材和铺设的问题造成的。

这件事咱不杠，先来看一个模块的设计图：

这些日子不是发现了一个新的叫做“兆龙”的品牌嘛，对于iN所认知的新的品牌一般都会从根上去仔细了解一下各个方面的设计，以便在之后的应用中可以闭着眼选。这样的好处则是一方面可以迅速的选品，另一方面则是在两个全都符合现有的标准产品中能根据需求选出更加合适的一个。这种事情在iN的本职工作中则是相当重要的积累。从这种设计图上我们可以看到模块和网线插头的接触弹片被设计成扭曲缠绕的效果同时8根线被分为了两组，这种设计实际上就是为了消除串扰所做出的努力。

所有的事情实际上都是一样的，不仅仅要知其然，还要知其所以然。你得看到厂商付出了什么样的努力才能达到或者超越技术标准。

闲话不多说，咱们说回很多人关心的福禄克测试的内容。

其实，福禄克测试并不是网络系统的天花板，仅仅是证明一条网线或者一个链路能够满足相应等级网络需求的一条底线。只不过，由于很多的数码博主为博取眼球鼓吹福禄克测试竟然在民间形成了过福禄克测试的才是顶级网线的谬误。同时，咱们的很多网线品牌并不争气，一大堆烂线充斥市场，反而让“过福禄克测试”成了买点。

但是，很多人知道福禄克测试，但完全不知道福禄克测试到底测了什么，这就是知其然不知其所以然的典型了，如果拿着自己都不明就里的事情去判断一个事物难免就有偏差。

那么今天的话题也就来了——福禄克测试仪到底测了个什么？

首先第一个测试内容是“线图”（Wire Map），这是来测试你的网线连接的方式的，一般咱们很熟悉的568A和568B就是线图来进行判断的。当然了，一条网线两端各有8根芯线，就不一定非得只有568A和568B这两种接线的方式。在F福禄克测试仪中大致包含了下面几种网线的接法判定功能：

通过线图是可以看到网线的制作是不是合格，也就是你制作的是568B的线，在测试仪上要显示出T568B的线图才算是将线序做对。

如果出现断线、短路或者是错误的线序一般的情况下Fluke测试仪中都会给出具体的错误信息。

然后是“线长”（Length），也就是网线的长度。这里面其实就和很多人的理解有偏差了。实际上福禄克测试仪所测试的是链路长度：

在测试的过程中包是从永久链路（permanent link）的开始位置到结束位置的一整条线路的长度。这里面有两个很重要的概念第一个是水平电缆（Horizontal cabling），水平电缆实际上是指埋在墙里或者是放置在走线桥架中的电缆，一般家用装修的过程中这段电缆通常放置在线管中。第二个概念则是线缆“出口”，通常线缆的出口有两种形式“配线架”或者“墙面模块”，之前有粉丝在回复中提到网线做水晶头，如果用网线做水晶头也不是不行，但这是一种应急的方式，做出来的叫做“跳线”也叫“补丁线”，是从永久链路的出口到设备的一小段网线。这种“跳线”本身有自己的特性也有自己的测试方式。

用网线自己压水晶头其实都是很头铁的。原因在于从六类线开始，人依靠手工制作网线实际上就已经难以达到测试标准了。

所以这种“小白看了也会”的视频教程并不能真正教会你如何制作一条合格的网络跳线，用应急方案去解决普遍问题这件事本身就是一个很坑人的举动了，所以说在现在的网络架构中不到万不得已别自己做水晶头。不但如此，其实现在市场上销售的大部分机制网络跳线也是很难达到测试标准的。

对于跳线的测试，福禄克测试仪有自己的测试模块：

跳线测试本质上要比链路测试还要严格，这里就给厂商一个钻空子的机会，很多声称通过福禄克测试的网络跳线实际上是测试的中间的那一截网线，而且是使用链路测试的方式进行测试。而跳线两端的水晶头的材质、做工、网线的加工工艺对跳线的性能都有极大影响，但厂商并不会把自己生产的跳线按照跳线测试来生成报告，所以，你看到的很多跳线的福禄克测试其实就是一张废纸。

再然后就是电阻（Resistance）网络链路的电阻由两个部分左右，一个是网线本身，另一个则是网络模块的电阻。除了网线的长度越长电阻越大之外还有一点就是网线的材质。通常网线是要无氧铜或者单晶无氧铜来作为芯线材料的，这种材料可以保障网线的电阻最小化，但是有不良商家使用铜包铝的材料制作网线，也就是在铝线外部再镀一层铜。这种材料的电阻就相当大了——铜的电阻率是1.6；铝的电阻率是2.5。本质上网线的信号传输就是电传输，电阻的影响对网络的质量至关重要。通常一个永久链路的电阻都会被控制在100欧姆以内。

另一个则是网络模块的电阻通常优秀的网络模块的电阻在20毫欧姆的范围内，但是一些粗制滥造的模块本身的电阻可能高达几欧姆，这个是量级的差别了，但至今iN自己也没搞明白模块怎么能测出这么大的电阻来……

以上的这些部分实际上是物理性质的测试。剩下的福禄克测试仪就是在对线路进行信号测试了，主要有这么几个方面：

传输延迟（Propagation Delay），一方面是电信号在线路中本身的延迟特性，毕竟任何东西都不会瞬间移动，另一方面则是电缆本身的电感特性造成的信号延迟，这就和电缆的设计有关系了。通常，延迟应该在5-45微秒的范围内。我们做一个简单的数学题，电信号在铜介质中传播的速度大约为13万公里/秒，换算到100米的网线上也就只有0.77微秒，而合理的延迟范围是5-45微秒，大家就可以知道网线的设计带来的感性延迟是占多大的比例了。

延迟偏差（Delay Skew），刚刚我们来说的传输延迟是一根芯线上的延迟，但要知道每根网线是由8根芯线组成的，这8根芯线是否能保持一致而没有偏差呢？由于网络双绞线的绞距不同，在外观上看到的一根网线实际上内部的芯线绝对长度是不一样的，这样的偏差也会导致不同的芯线在传输过程中有不同的延迟。通常延迟偏差会被限制在纳秒级别，一些设计不当的网线往往会产生更大的延迟偏差，这就导致了很多严重依赖于网络延迟的高速应用例如RDMA出现响应上的错误。

衰减（Attenuation），要知道网络信号是一个以高低电平驱动的波。在长距离传输的时候在网线上是有能量损耗的。电能会被转化为热能。

随着网线距离的增加，波的频率不变但是振幅会降低。这就是最直观的衰减解释。当振幅降低到不可检测的阈值之后，实际上网络线路就难以传输信号了。当然了这个衰减和网线长度有关也和网线的设计甚至材质有很大关联性。

串扰（Crosstalk），串扰英文很有意思叫做“交叉说话”，这是之前模拟电话的时代出现的问题，在有的情况下一部电话正在通话，忽然听到其他人的说话声。在模拟电话时代这件事很常见于是就有了“交叉说话”的专有词汇，在汉语语境中也有“电话窜线”的说法，说的都是一件事。对于网线的“串扰”主要是指在网络信号传输的过程中一对芯线收到了另外一对芯线上的电磁信号干扰，将原来这对芯线上的波形叠加上了相邻芯线上的波形。波形坏了，那么数据的传输也就会出现问题了。

串扰是网络信号传输的最为致命的问题，网线的设计就围绕着消除内部串扰和外部电磁干扰来做成的双绞线结构和附带屏蔽层的结构。

在福禄克测试仪中有一个专门的测试计算结果叫做“衰减串扰比”（ACR，Attenuation-to-Crosstalk Ratio），在大多数情况下这个测试的结果应该维持在20dB以上，如果不能达标，最简单的处理方式就是替换网线了。

围绕着串扰还有两个测试项目分别叫做近端串扰（NEXT，Near-End Crosstalk）和远端串扰（FEXT，Far-End Crosstalk），分别是在信号源处的原生串扰和在远端的终点附近的导线上产生电磁耦合，导致信号从一个导线传输到另一个导线上的干扰。NEXT主要是由于在信号源的位置上电平高功率大所致，而FEXT的主要原因则是网线末端的天线效应。这两种串扰的形成实际上就和“做网线”这件事息息相关了。无论是打模块还是做水晶头，不规范的操作和不合格的产品都会导致近远端串扰的加大。这也是为什么iN前阵子说到兆龙的这条网线“深得吾心”的原因了：

它的设计就是为了解决近远端串扰的一个举措。

回到实际的应用场景，当你发现这个数值上不合格的时候，实际上是可以依靠重新制作网络端点接头的部分来获得明显的改善的，并不需要一定得将整条网线替换掉。

返回损耗（Return Loss），刚刚说了，网线上传输的是脉冲信号。脉冲信号实际上也是一种波，波的特性就会作用于咱们说的返回损耗的话题中。波在传播的过程中遇到不同介质的时候会发生反射和折射现象，这件事在电学上依旧适用。当网线介质不均匀或者阻抗发生变化的时候（例如接头部分）就会有一部分电磁波会被反射回来。

这时候反射的电磁波就会和这根线上所承载的电磁波发生干涉（也是波的特性），改变原始信号波形。通俗的说波形变了数据的传输也就失败了。回波在任何线缆中都会出现，但是依靠电缆的设计是可以在一定程度上消除的。但是消除是有过程的，这也就导致了网络电缆是有最短长度的。消除是一方面，减少回波的产生则是另一方面，这里就要求电缆的电阻尽量均一也就是阻抗平均度较高，其次则是要求在制作的时候尽量符合规范。

实际上，大多数小厂牌的机制跳线回波这一点上做的都不好，原因就在于不断的加大产量降低设备本身的维护和调试，导致网线接头部分制作粗糙所致。

最后就是插入损耗（Insertion Loss）了。这是衡量整体网络线路的信号在通过连接器、配线和设备时的信号损耗。插入损耗通常以分贝（dB）为单位表示。

插入损耗涉及信号通过网络中的连接器和其他插入点时发生的信号减弱。较低的插入损耗表示连接点对信号的影响较小，是网络连接设计中所追求的理想状态。

如果网线的质量ok，那么更多的插入损耗的问题实际上还来自于制作网了链路的时候的施工过程。

一方面要求零件合格，另一方面要求的是施工规范且对于长期环境下应力的处理得当。对于机制线缆来说则是工艺、材质、防腐蚀性的要求。

一般的情况下福禄克测试仪在测网线的时候也就是这么点内容，只不过现在的网络并不仅仅依赖于网络设备和网络线路的施工质量。在网络协议的层面上，当网络质量出现问题的时候往往在协议规范内都会有重试重发的机制。

简单的说就是你发了10000个数据包如果不能保证10000个数据包都能完成发送，怎么着也能保证8000个数据包到达目的地吧？这时候网络协议就会再将失败的2000个数据包进行重发，这2000个数据包又只有300个没有到达目的地，那么好300个再重发……

在协议的容错机制下我们就能看到发送了一个文件虽然有点慢，但是还是可以整个发到另外的一台机器上。

所以这也是大量劣质网线充斥市场的主要原因。毕竟作为普通用户即使是拿到手中的网线完全不合格，只要能通，大部分用户就不会具备识别网线好坏的能力，而价格十几万的福禄克测试仪，因此大部分家庭选择网线的事情也成了瞎猫碰死耗子撞大运的行为。