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愛(ài)達(dá)訊工程師淺談:10G Base-T&Cat 6A

計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展導(dǎo)致現(xiàn)代的數(shù)據(jù)中心發(fā)展迅速,高容量、高帶寬的服務(wù)器集群應(yīng)用時(shí)迫切的需要低成本的光纖替代方案,同時(shí)綜合布線系統(tǒng)作為建筑中使用壽命較長(zhǎng)的系統(tǒng),也需要一種新式的布線系統(tǒng)來(lái)承載更多的數(shù)據(jù)。IEEE工作組經(jīng)過(guò)多年的努力,推出了IEEE802.3an 即10GBase-T。

10GBase-T以太網(wǎng)作為1000MBase-T以太網(wǎng)的升級(jí),標(biāo)準(zhǔn)仍舊使用IEEE802.3以太網(wǎng)禎(Frame)格式,保留了IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)最小和最大禎(Frame)長(zhǎng)度,以及 CSMA/CD(載波監(jiān)聽(tīng)/沖突檢測(cè)) 機(jī)制,向前兼容十兆、百兆、千兆以太網(wǎng),是目前網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的一個(gè)方向。

10G Base-T采用PAM16(16級(jí)脈沖調(diào)幅技術(shù))以及“128-DSQ(double square)”的組合編碼方式,配合LDPC低密度校驗(yàn)線性糾錯(cuò)碼,最后以500MHz的帶寬傳輸電子信號(hào)。

10G的網(wǎng)絡(luò)并不是高不可攀,普通的六類(lèi)線纜和超五類(lèi)線纜都可以支持,只不過(guò),IEEE在制訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí),進(jìn)行過(guò)測(cè)試,發(fā)現(xiàn)六類(lèi)線纜最長(zhǎng)只能支持55米,超五類(lèi)線纜卻只能支持20米,對(duì)于超出這個(gè)長(zhǎng)度就無(wú)能為力了。由于七類(lèi)布線系統(tǒng)和光纜系統(tǒng)的成本較高,能支持100米10G網(wǎng)絡(luò)的的6A線纜標(biāo)準(zhǔn)在此背景下應(yīng)運(yùn)而生,從某種程度上說(shuō),6A類(lèi)布線系統(tǒng)是為10G網(wǎng)絡(luò)量身定做的布線系統(tǒng),是運(yùn)行10G網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇。

10G的網(wǎng)絡(luò)是否有市場(chǎng)呢?10G的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載能力。10G Base-T性能是1000Base-T速度的10倍。作為智能建筑的關(guān)鍵系統(tǒng)—計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),它的性能決定了智能建筑內(nèi)辦公效率、響應(yīng)速度。目前有一些網(wǎng)絡(luò)都已經(jīng)配置了千兆的交換機(jī)、路由器,電腦直接集成了千兆的網(wǎng)卡。雖然目前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無(wú)法完全發(fā)揮千兆網(wǎng)絡(luò)的性能但是網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)按照千兆網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行了。如果在將來(lái)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的話,需要將舊的布線系統(tǒng)抽出,將新的布線系統(tǒng)裝入。這需要消耗大量的人力、物力、財(cái)力以及寶貴的時(shí)間,甚至還需要重新裝修,以保持建筑的原貌。

10網(wǎng)絡(luò)的速度是千兆網(wǎng)絡(luò)的十倍但是成本會(huì)從2004年的8倍降低到2~3倍。與IEEE802.3ae萬(wàn)兆光纖標(biāo)準(zhǔn)10GBase-SR相比,成本從最初的60%降低到20%,甚至更低。

新的布線系統(tǒng)需要增加新的參數(shù),這一慣例一直在延續(xù)。6A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)也推出了一系列新的參數(shù),其中最著名的就是ANEXT(Alien Near-End Crosstalk)。在水平布線系統(tǒng)中,線纜經(jīng)常會(huì)以成捆的形式出現(xiàn),而在導(dǎo)體中,導(dǎo)體的電流密度將不會(huì)是平均分布于整個(gè)導(dǎo)體內(nèi)部,而是在表面附近有較大的電流密度,在導(dǎo)體中心部分的電流密度是最小的。我們稱(chēng)這種現(xiàn)象為"集膚效應(yīng)″,因?yàn)殡娏髅芏燃杏诒砻嫣帯T谝郧暗臉?biāo)準(zhǔn)中,這些干擾可以忽略不計(jì),但是在500MHz的傳輸系統(tǒng)中,由于電子信號(hào)的高頻率將會(huì)穿透絕緣層和護(hù)套層,不同的線纜之間將會(huì)構(gòu)成一定的干擾,這種干擾是無(wú)法使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)消除的。如何排除這些線纜之間的干擾而正常的的傳輸10G信號(hào)?線纜之間的的電子信號(hào)干擾只能通過(guò)屏蔽和隔離方法來(lái)減輕,而對(duì)于非屏蔽產(chǎn)品只能通過(guò)增加空間隔離距離,增加電纜距離,增加電纜的外徑等方法來(lái)消除,這樣電纜的外徑比屏蔽線纜的外徑還要大,增加了不小的成本和施工難度。為了減少線纜之間的外部串?dāng)_ (AXT),線纜必須進(jìn)行捆扎,線束中線纜數(shù)量越小意味著外部串?dāng)_ (AXT) 越小。 TSB155建議:Cat.6A UTP線纜安裝時(shí)須進(jìn)行捆扎,捆扎不宜太緊,一捆最理想不超過(guò)12根。如果采用屏蔽系統(tǒng)則不必進(jìn)行捆扎。10G以 太網(wǎng)傳輸時(shí),從配線架開(kāi)始20米距離之內(nèi)外部串?dāng)_最為明顯,同時(shí),配線架上的跳線之間也會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的外部串?dāng)_。為了消除配線架上的外部串?dāng)_,Cat.6A非屏蔽配線架必須增加插座之間的物理間隔,這意味著配線架端口密度將會(huì)減少。此外,Cat.6A非屏蔽配線架為了減少跳線之間的串?dāng)_,必須采用直徑更粗的跳線。 EN50174-2《信息技術(shù)–一般布線系統(tǒng) –第2部分:辦公樓》明確規(guī)定:不同用途的線纜在同一線槽內(nèi)必須采用金屬隔板進(jìn)行隔離。由于ANEXT 的影響, Cat.6A UTP將無(wú)法與其他線纜如 CATV 等弱電線纜或者電纜在同一線槽中混合安裝, 必須采用金屬隔板(鋁板或者鋼板)隔離,而屏蔽系統(tǒng)無(wú)此要求。

屏蔽線纜由于有鋁箔或銅網(wǎng)保護(hù),將外來(lái)的干擾信號(hào)屏蔽同時(shí)減少對(duì)外部的電磁輻射,人為的制造一個(gè)相對(duì)較好的電磁環(huán)境,不過(guò)施工的工藝要求比普通非屏蔽線纜要高。因?yàn)槿绻┕げ划?dāng),屏蔽系統(tǒng)很容易把噪聲引入,使得屏蔽系統(tǒng)的噪聲反而比非屏蔽系統(tǒng)更嚴(yán)重,嚴(yán)重影響布線系統(tǒng)的質(zhì)量。

有上述可以看出,屏蔽布線在結(jié)構(gòu)上和性能上,相對(duì)于非屏蔽系統(tǒng)有很多優(yōu)勢(shì),在此愛(ài)達(dá)訊科技推薦使用Cat 6A類(lèi)屏蔽布線系統(tǒng)運(yùn)行10G網(wǎng)絡(luò)。

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