雙絞線布線系統(tǒng)的萬兆現(xiàn)場測試

本文摘要

雙絞線萬兆以太網(wǎng)相關標準的頒布，為雙絞線布線系統(tǒng)實現(xiàn)萬兆傳輸提供了標準依據(jù)。而后各大布線產品廠商紛紛也推出了支持萬兆應用的新產品，如增強6類、7類線纜等。就目前雙絞線布線系統(tǒng)的萬兆應用來看，主要針對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心主干鏈路大量高速數(shù)據(jù)的傳輸。

雙絞線萬兆以太網(wǎng)相關標準的頒布，為雙絞線布線系統(tǒng)實現(xiàn)萬兆傳輸提供了標準依據(jù)。而后各大布線產品廠商紛紛也推出了支持萬兆應用的新產品，如增強6類、7類線纜等。就目前雙絞線布線系統(tǒng)的萬兆應用來看，主要針對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心主干鏈路大量高速數(shù)據(jù)的傳輸。

然而，確保實現(xiàn)高速傳輸?shù)姆€(wěn)定和可靠，需要具備三個重要條件，首先，發(fā)送器需要對數(shù)字信息進行編碼并生成可以傳輸?shù)碾娮有盘?，然后通過布線鏈路將這些信號發(fā)送出去。其次，物理鏈路(傳輸介質)必須能夠跨越所需的距離將發(fā)送器的信號傳輸給接收器，并保證接收器輸入端的信號質量。最后，接收器也必須滿足一組性能參數(shù)，確保通過鏈路到達的信號符合技術要求，從而保證成功實現(xiàn)自己的功能。因此必須要認真了解發(fā)送器的要求、信號編碼方式、接收器的能力以及鏈路的傳輸特性，并將它們作為一個整體來考慮。本文僅對如何保障傳輸介質質量，通過現(xiàn)場測試以確保其傳輸特性進行詳細闡述。

1 外部串擾的概念

我們都知道，高帶寬是實現(xiàn)高速傳輸?shù)闹匾Ｕ?，雙絞線萬兆應用需要500MHz帶寬。這明顯比千兆以太網(wǎng) 100 MHz 帶寬的要求高了很多。由于傳輸信號的頻率大幅提高，因此必須為布線測試指標增加一組重要的干擾測定參數(shù)，這組新的測試參數(shù)被稱為外部串擾。

通俗的講，串擾是指雙絞線布線鏈路中一對線(如橙色線)對另一對線(如綠色線)的干擾，串擾程度隨著信號發(fā)送頻率的提高而加深，而衰減隨頻率變化，信號頻率越高衰減也越嚴重(信號在沿著鏈路傳輸時變得越來越弱)。因此，雙絞線線纜線對絞結率各不相同，用以降低線對之間的干擾。然而，在萬以太網(wǎng)的高帶寬條件下的傳輸中，各條線纜中相同顏色線對絞結率是完全相同的，這就加大了線外干擾可能(如圖所示)，即我們所說的“外部串擾”。然而，外部串擾對鄰近布線鏈路影響最大，設想在設備間和辦公區(qū)，數(shù)量不等的線纜通常會被捆扎在一起放在管道或是線槽中，這樣，外部串擾在相鄰線纜中產生相互影響加大。因此，我們可以總結影響外部串擾的普遍規(guī)律：影響隨著所傳輸信號的頻率增加而增加;鏈路間距離越近影響越大;絞結率相同的線對影響更大;絞結率越低影響越大;鏈路間并行的距離越長的影響越大。

根據(jù)以規(guī)律，我們來看這樣的一個外部串擾模型(如圖2、圖3所示)：

由圖2、3可以看出，外部串擾的測量將包括不同線纜中線對之間的外部近端串擾(ANEXT)和外部遠端串擾(AFEXT或AACR)。由于必須評估線束中不同線纜線對之間(通常稱為受害線對)所造成外部串擾的總體影響，因此測量結果應為線束中線纜外部串擾綜合計算值，通過綜合外部近端串擾(PSANEXT)及綜合外部遠端串擾(PSAFEXT或PSACR)兩個指進行評估。其中，兩條同方向線纜中，較短線纜，對長線纜的外部串擾影響是最為嚴重的。了解外部串擾影響的規(guī)律后，這對我們如何進行測試量以及如何選擇測量線纜提供了有效的幫助。

2 雙絞線萬兆測試標準

說到測試我們不得不先要了解一下目前雙絞線萬兆應用所涉及的相關標準。主要有兩類標準，一種是與應用無關的布線標準(由TIA、ISO制定)，另一種是與應用有關的應用標準(由IEEEE制定)。布線標準包括TIA/EIA-TSB155、CAT6A或是ISO CLASS EA、CLASS F等，應用標準則是10GBASE-T、TIA/EIA-TSB155適用于6類布線系統(tǒng)中實現(xiàn)萬兆傳輸?shù)牟季€標準。但無論選擇哪一個標準，都必須先通過在500MHz帶寬下的線纜認證測試，然后再進行有關外部串擾測試。也就是說，無論選擇布線還是應用標準，都先要對現(xiàn)有或是新安裝布線系統(tǒng)進行全面的認證測試，只有測試結果全部通過，方可進行外部串擾的測試(注：兩次測試所選標準須一致)。通過筆者對同一測試記錄結果采用“再認證”(軟件支持)的方法進行比對發(fā)現(xiàn)，不同標準的嚴格程度不同(指“標準極限”)

由此可見，建議對新安裝布線系統(tǒng)，可根據(jù)布線產品認證級別對其按相應布線標準進行認證測試;而對原6類布線系統(tǒng)建議采用TSB-155或是10GBASE-T的標準進行測試，以確保滿足目前萬兆應用需要。

3 外部串擾的抽樣測試

明確了測量標準，接下來我們說說外部串擾測試采樣指導準則。在所有被測鏈路全部通過500MHz帶寬的測試后，就需要對其進行外部串擾測試。然而，外部串擾測試是一個較復雜的過程，如果我們有N條被測鏈路，就需要進行N×(N-1)次測試。這樣我們就需要確定一個合理的抽樣測試條件，測試有代表性的線纜，從而判定整個綜合布線系統(tǒng)萬兆應用的好壞。

將“被干擾”鏈路所在一捆線纜中的所有其他鏈路都作為干擾源鏈路，如果鏈路在同一捆線纜中，將一捆線中的10%作為被干擾源鏈路。如12根線一捆則選擇最長的一條作為被干擾源鏈路進行測試，24根則選擇兩根進行測試(24口配線架作為一個測試單元)。

此外，選擇首次測試(500MHz帶寬)結果中串擾余量較小的鏈路作為被干擾鏈路進行外部串擾測試。

根據(jù)上述規(guī)則，我們舉例來看，如圖4所示：

圖4中，紅色線纜的附近一般沒有鄰近的鏈路，因此不被選入為“被干擾鏈路”.

圖5中，綠線色線纜周圍存在干擾的可能最大，應首選為“被干擾鏈路”。

圖6選擇在同一束里的線纜作為“干擾鏈路”。

由此可見，只有同一個線束中的布線鏈路才會對綜合外部串擾(PSAXtalk)的測量產生影響。一個線束中的布線鏈路越少，PSAXtalk(綜合外部串擾)就越小。當每個線束中的鏈路數(shù)量較少時，我們前面討論的測試策略會更有效。每個線束中最理想的鏈路數(shù)量(尤其對于Cat.6布線通道而言)是12條，一般最好不要超過24條。此外，不要將線束中的電纜捆得太緊;每隔2英尺(60cm左右)或更長間距扎一條綁帶。

大部分外部近端串擾都發(fā)生在鏈路起始端前20m內。除非每條電纜都并行貫穿整個線束，否則，從測試端算起的20m之后的電纜所產生的外部近端串擾實際上不會對總體PSANEXT產生任何影響。因此，鏈路的跳線和配線架布置方式以及由此產生的機架線纜管理都會對鏈路之間的外部串擾程度產生嚴重影響。相距越近，外部串擾程度就越高。

采樣建議明顯表明，當測試配線架的外部串擾性能時，適當了解布線拓撲結構會讓您受益匪淺，它可以幫助您分辨出同一線束中捆綁了哪些電纜，從而更有效的抽樣選擇被測鏈路。

文章編輯：CobiNet(寧波)，本公司專注于電訊配件,銅纜綜合布線系列領域產品研發(fā)生產七類,六類,超五類屏蔽網(wǎng)線雙絞屏蔽線及相關模塊配件,歡迎來電咨詢0574 88168918；

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