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10GX:结构化布线的里程碑
浏览: 发布日期:2018-03-14 09:41:36

  Belden IBDN 10GX系统与通常10G布线系统的区别,在于10GX系统不是一个改进或拔高的6类系统,而是围绕着四项激发技术的一个革命性创新设计。10GX系统不仅适用于当今高速、高带宽的网络需要,这种先进的解决方案还能够满足未来的网络挑战。

10G以太网的发展需求

  以太网技术在20多年里,在网络不断漫延、用户对带宽和网络互连的要求持续高涨的形势下,从3Mb/s发展到了100Mb/s,又以较快的速度发展到了现在的10G以太网。

按此在新窗口浏览图片10G以太网的市场需求来源: 布线安装&维护杂志

  2002年IEEE就批准了全双工、全光纤的10G以太网标准。虽然光纤特别适用于一些安全性高、流量很大的环境,或者一些距离较长(长达550米)的情形,然而建造一个光纤系统, 并且实现光纤到桌面所需设备的成本大大制约了它的发展。人们转而寻求非屏蔽双绞线(UTP)解决方案,因为在新建网络中UTP技术具有最佳的整体经济性,并且还能让现有的100BASE-T和1000BASE-T线缆设施实现平顺的转移。考虑到市场需求、技术能力和UTP布线的经济性, IEEE和TIA/EIA现在都在快速制定10G铜缆传输的标准——设定的距离为55到100米。

  有些制造商可能已经能“拉伸”其规格来满足提议的55米长的要求。但是超过55米的距离时,极少有厂家能够满足10G以太网所要求的电气性能。这需要考虑两种情况: 确保10G系统能真正地比建议标准的要求高一级,另外,不仅需要实现楼宇内最短或平均的网络跨度,更需要实现楼宇内的最大网络跨度。

  如今,10G以太网是数据中心、服务器群(Server Farm)、存储区域网(SAN)、网络接入点(NAN)、校园网主干、城域网(MANs),以及数据流量高度集中的短距离主干连接的一个切实可行的解决方案。

  新兴的依赖高带宽的应用,如非压缩高分辩率数字视频、医学影像、数字动画、CAD/CAM、高速数据存储,以及集群运算等应用也需要10G以太网固有的服务质量(QoS)。

迎接10G网络带来的设计与性能挑战

  为了推出一个符合未来需求的UTP系统,必须解决两大性能问题:减少来自邻近线缆的串扰以及高频率运作中可控的性能。

  邻近线缆串扰 — 一种新的、迄今最大的挑战

  10G以太网传输所使用的有源设备将利用精密的数据信号处理技术(DSP)来消除NEXT/FEXT以及任何阻抗匹配问题(回音)。有源设备还可以利用复杂的编码算法来纠正或降低错误率。

  然而,在同一线槽内相邻线缆间的串扰却无法利用DSP技术解决。不过,一般来说邻近线缆的串扰程度远低于线缆内部产生的串扰,但要符合10GBASE-T应用的要求,线外串扰的水平必须在15 dB以下,或低于1000BASE-T线外串扰的30倍(距离100米)。不然,就需要将距离从100米缩减55米。

  高频性能

  IEEE 802.3an (10 G以太网)使用四个线对,每线对的双向数据传输率为2.5 Gb/s 。该数据使用精密的编码技术进行编码,有效符号传输率达每秒800兆个符号。传输此信息所需的带宽是符号码率的一半,再加25%,即500 MHz。因此在该频段内,需仔细控制插入损耗、回波损耗、近端串扰、综合近端串扰、线外串扰等参数才能确保可靠的传输。在TIA和ISO标准委员会里,正在研究增强型6类(Augmented Category 6)对这些参数的要求。

市场上领先的10G技术系统

  从Belden IBDN 10GX解决方案的创意与性能中可以切实看出Belden CDT设计实力与底蕴。Belden CDT提出了极具创意的布线技术,保证性能超越建议的10GBASE-T标准。当大多数制造厂商正在竭尽全力将其现有的6类系统推到极限之时,Belden IBDN10GX解决方案却在开辟通往未来的道路。

  10GX解决方案不是着眼于改善或优化现有元器件,而是针对信道中的关键部件进行全新设计。由ETL对每个关键参数在500MHz以上范围的测试表明,10GX是今天最先进的10G布线解决方案。

  10GX — 基于四项全新性能的革命性创新

  10GX解决方案的每个关键部件,通过使用下列性能激发技术极大地优化了产品性能:

  系统中的线缆使用了一项极具创意的SpiralFleXTM设计,通过增加线缆间距的随机性来减低相邻线缆间的串扰。

  系统中的模块采用了一项名为Matrix TM的IDC及配线架电路布局设计专利技术,显著地降低了模块间的串扰。

  X-Bar TM 技术:X-Bar是一个线对定位装置,在将线对卡到10GX模块上的IDC上时,可确保每一个UTP线对的准确定位。

  在模块内采用了一项专利的FlexPoint TM 印刷电路技术, 将补偿电路直接放置在插头的触点位置。实时的补偿在高达625 MHz的范围内都提供了极佳串扰性能。

  上述技术每一项都有助于系统克服邻线串扰问题,并保持始终如一的高频性能。

按此在新窗口浏览图片邻线串扰测试设置

10GX解决方案的主要部件与性能激发技术的优势

  Belden IBDN 10GX系统主要由下列部件组成:10GX 线缆、10GX 配线架、10GX 块化软线 、10GX 模块。每一个部件都是围绕下述的专利性能激发技术开发的。还要指出的是所有10GX系统部件都向后兼容,使系统能轻松地与现有的设施集成。

  新型10GX线缆设计可以改善远端串扰

  传统UTP线缆的主要技术问题在于线缆与周边线缆间的电磁耦合。所有线缆的线对都具有相同的绞距,因而也就有了相同谐振频率,这更加强了耦合作用。

  Belden IBDN 10GX使用了SpiralFleX技术,以下面两种方式增加线缆的随机性:

  一个填充条缠绕在线缆的四个线对上,增加了相邻电缆的随机性。

  在线缆的全长内,有一根独特设计的十字线对分隔条进一步增加了线缆的随机性。

按此在新窗口浏览图片10GX电缆设计与传统的电缆设计

  10GX电缆(左)具有独特的十字线对分隔条设计,可以改善EMI和邻线串扰效果。传统线缆(右)的设计只能较少的EMI和邻线串扰保护。当控制成捆后, 传统线缆有严重的邻线串扰问题。

  这既增加了相邻线缆的间距,又增加了间距的随机性,线缆的邻线串扰耦合和回波损耗特性都得到了改善。同时,这种设计也比其他的10G线缆更加柔软和易于安装。

  用统计学来控制模块化软线的生产

  在模块化软线生产过程中使用了统计学的过程控制方法。确保模块与模块化软线之间的最佳匹配,并改进信道的性能。10GX模块化软线的设计使用了专利的插头线对定位架技术,它控制了插头的dNEXT,并提供高达625 MHz扩展的信道性能。

  10GX 的IDC设计抵消了模块间的串扰

  IDC是外部串扰控制最敏感的区域。在传统设计中,所有IDC的卡夹是平行的,成为了“完美”的天线,邻近的线对既发射噪音,同时也接收噪音。

  采用专利设计 -MatriX IDC技术,每对IDC与相邻IDC之间互成90度角 — 与传统技术相比,这种设计可有效地减少达15dB的ANEXT!

  革命性的10GX模块避免了信号恶化

  传统的插座设计在高频时存在缺陷,因为插头固有的串扰无法由插座完全补偿回来。由于补偿电路离插头接口上的噪音源有一定的物理距离而产生串扰。即便是很小的距离在高频条件下也会造成严重的影响。

  10GX模块使用了FleXPoint技术。这项技术极具创意地使用了柔性印刷电路,使补偿电路直接处于插头的触点位置。这减少了插头串扰源与印刷电路串扰抑制电路之间的距离。其结果是显著地降低了高频串扰噪音,从而实现了高达625 MHz出色的信道性能。

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  无差错端接方法(安装性性能)

  6类和更高级的结构化布线系统对安装方法非常敏感, 10GX系统减少并简化了安装的问题。BeldenCDT开发了一项新型专利技术—X-Bar线对定位卡,是一个可卡在模块上的塑料装置,用来定位每个UTP线对对准10GX模块的IDC卡夹。X-Bar还帮助控制合适的线缆剥皮量,并在安装中维持线绞不散开。

  采用此端接方法,由系统元件创意设计而获得的超群NEXT和ANEXT性能将始终保持稳定,不会因为安装插座和配线架、整理线缆而影响性能。

  带有10GX模块的10GX配线架

  高密度环境下配线架的可能会受到最大的相邻线缆串扰的影响。10GX模块IDC的独特设计使其能够消除模块间的“天线”效应,降低邻线串扰问题。

  由于有模块技术来保证优异的ANEXT性能,配线架端口可成行地排列。因而也无需降低密度,标签和线缆管理方式也能得到极大改善。