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万兆以太网和双绞线铜缆的应用
浏览: 发布日期:2018-03-06 10:39:47

  2002年6月,IEEE光纤万兆以太网标准被最终通过,标准建议“仅使用光纤”实现万兆。当时,我就怀疑这钟说法,并一直在考虑通过双绞线铜缆实现万兆以太网的可能性。很快,我的想法就得到了验证,IEEE在2002年11月期间提出了铜缆上实现万兆以太网的建议,并于2003年1月成立了一个专门的研究小组。铜缆万兆获得了业界的认可,但也遇到了许多问题。

  首先是最低铜缆平台的选择,是超五类、六类,还是七类?众说风云,无法统一。Molex认为不管最终选择什么样的平台,编码系统的复杂性是有源设备制造商面临的最主要障碍。而对电缆和连接器人员和物理层设备安装人员来说,更关注的问题是这会给布线设施带来什么样的限制,将要求哪些安装和测试参数。

  串扰问题也一直是影响标准制定的一个重要因素。其实在许多年前,人们就已经认识到外来串扰和电缆内部各线对之间的串扰问题。但是,在万兆以太网中,由于要使用更高的传输频率,所产生的外来串扰的可能性会很大,所以串扰现象必须得到解决。Molex企业布线网络部在六类布线安装方法中建议,不要在走线中形成完美的电缆捆,而是应该在电缆组内部的电缆中采用比较随机的绞距。这有助于不会在不同电缆内部非常长地平行敷设线对,降低外来串扰的影响。

  在对电缆评估的过程中,非常重要的一点是考察电缆在不同长度及扩展频率条件下的典型衰减串扰比(ACR)。目前正在考察的电缆类别包括超五类(D级)、六类(E级)和七类(F级)电缆。在第一个双绞线铜缆万兆网建议中,工作小组考虑的基本平台是超五类(D级)。但是,ISO小组提出的建议表明,六类布线将在万兆标准开发过程中迅速发展,这一过程中应包括这种性能更高的平台。

  信道长度的问题一直受到用户和专家的广泛关注。在目前的早期阶段,研究项目是考察在不同的铜缆中可以有多远的距离支持万兆。某些调查和演示表明:超五类(D级),最远20米;六类(E级),最远30米;七类(F级),接近100米。

  由于七类是一种屏蔽电缆,特别是在外来串扰领域中,似乎七类布线将提供最优的性能。更深入地考察这一领域后,我们可以看到许多人建议使用各个线对单独屏蔽的六类电缆,这也可以在外来串扰方面提供最优的性能。

  同时,由于全球倾向于六类(E级)基本平台及其发展趋势,在2005/2006年,预计30-40%的铜缆网络将采用E级信道,40-50%的铜缆网络仍将采用超五类信道,其余将采用D级信道和传统五类布线,预计只有非常小的部分会采用七类布线(F级信道) (0.5%),因此人们关注着六类布线能否支持万兆速度。

  调查和研究结果表明,在标准商用布线中,绝大部分水平链路的距离低于60米。当前正在严格考察六类布线能否在55-100米上支持万兆。另外人们还在考察屏蔽六类布线和增强型非屏蔽六类(有时称为E+级)能否在100米距离内实现10GbE。负责布线事务的TIA TR 42委员会正在开发增强型六类平台,其性能参数扩展到625MHz。IEEE已经认识到与ISO和TIA共同开发的好处,正在各个工作组之间进行游说。该任务小组还没有就基本平台达成一致,但从研究结果中可以看出,超五类或D级链路和信道不再是最低的支持目标。支持最少55米距离的六类布线成为首选。

  总而言之,万兆铜缆势在必行,但目前标准尚处在早期开发阶段。要实现最终批准还任重道远,需要我们所有的厂商和研究机构来共同推进。而对于用户来讲,他们需要的永远是能够支持自身当前和未来的应用,同时又最经济高效的布线解决方案。