淺談萬兆以太網(wǎng)布線

以太網(wǎng)的一個最大基本特征就是，它采用了一種叫“載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)”的共享訪問方案。也就是說將多個工作站都連接在一條總線上，而所有的工作站都不斷地向總線發(fā)出監(jiān)聽信號。但在同一時刻，只能有一個工作站在總線上進(jìn)行傳輸，而其它工作站必須等待傳輸結(jié)束后，再開始自己的傳輸。

采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方式的局域網(wǎng)技術(shù)，最初是由Xerox公司于1975年研制成功的。而在1979年7月至1982年間，當(dāng)時的DEC、Intel和Xerox三家公司共同制定了以太網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范DIX。在這個技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，形成了IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并在1989年正式成為一種以太網(wǎng)技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)。

在20多年中，以太網(wǎng)技術(shù)經(jīng)歷了不斷發(fā)展，成為迄今最廣泛應(yīng)用的局域網(wǎng)技術(shù)。

千兆技術(shù)仍然是以太技術(shù)，繼承了傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)價格便宜的特點。它采用了與10M以太網(wǎng)相同的幀格式、幀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、全/半雙工工作方式、流控模式以及布線系統(tǒng)。由于這項技術(shù)可以不用改變傳統(tǒng)以太網(wǎng)的桌面應(yīng)用和操作系統(tǒng)，因此可與10M或100M的以太網(wǎng)很好地配合工作。在升級到千兆以太網(wǎng)時，不必改變網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、網(wǎng)管部件和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，能夠最大程度地保護(hù)用戶投資，所以這項技術(shù)的市場前景十分被用戶看好。

再發(fā)展就進(jìn)入到以太網(wǎng)的萬兆時代。萬兆以太網(wǎng)（10GE）屬于以太網(wǎng)家族，它使用IEEE 802.3以太網(wǎng)介質(zhì)接入控制（MAC）協(xié)議、IEEE 802.3以太網(wǎng)幀格式和IEEE 802.3幀格式，不需要修改以太網(wǎng)介質(zhì)接入控制（MAC）協(xié)議或分組格式。所以，能夠支持所有網(wǎng)絡(luò)的上層服務(wù)，包括在OSI七層模型的第二/三層或更高層次上運行的智能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，具有高可用性、多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）、含IP語音（VoIP）在內(nèi)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）、安全與策略實施、服務(wù)器負(fù)載均衡（SLB）和Web高速緩存等特點。

另外，萬兆以太網(wǎng)還將支持所有標(biāo)準(zhǔn)的第二層功能：802.1p、802.1Q VLANS、EtherChannel和生成樹。與全雙工快速以太網(wǎng)和千兆位以太網(wǎng)一樣，萬兆以太網(wǎng)也采用全雙工，因此沒有固有的距離限制。由于萬兆以太網(wǎng)仍然是以太網(wǎng)，使用了相關(guān)的管理工具和體系結(jié)構(gòu)，因而能縮短實施和推廣的時間。人們對速度的追求永無止境。雖然萬兆銅纜標(biāo)準(zhǔn)的出臺尚待時日，但包括數(shù)據(jù)中心與大企業(yè)在內(nèi)的用戶已經(jīng)急不可待了。

近來，IEEE正在進(jìn)行一個新的項目，這個項目就是制定基于目前的銅纜結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)去運行萬兆以太網(wǎng)（10GbE）傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。隨著傳輸速率的提高，必將要求電纜和連接器件等具有更高的性能。此外，相對于千兆以太網(wǎng)來說，信號的電氣處理技術(shù)性能也必將提高。由于需要更大的帶寬，信號的電平將變得更低，在千兆以太網(wǎng)中不嚴(yán)重的噪聲源, 在萬兆以太網(wǎng)中將成為重要的問題。

其中的一個噪聲源來自于電纜對電纜的串?dāng)_ (外來串?dāng)_)。研究小組已經(jīng)最終確認(rèn)，這是一個主要的電氣指標(biāo)，可以用來衡量基于結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的萬兆以太網(wǎng)的性能。目前，信號處理電子技術(shù)在處理外來串?dāng)_的時候，相對于其他來源的噪聲來說，還沒有十分有效的辦法。抑制這種噪聲的辦法是提高布線系統(tǒng)的性能，使布線系統(tǒng)本身就具有抑制噪聲的能力。研究小組正在探索一系列的技術(shù)來抑制噪聲，或者在目前的這種噪聲環(huán)境下，發(fā)展系統(tǒng)以進(jìn)行萬兆以太網(wǎng)的傳輸。

然而，時至今日，還沒有基于銅纜結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)上運行萬兆以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)存在。但各個重要的業(yè)界布線廠商都在加緊研制，目前，包括西蒙、科龍、泰科電子等廠商已經(jīng)先后推出了自己的萬兆銅纜方案。而標(biāo)準(zhǔn)工作組也正在進(jìn)一步將標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)。目前，IEEE 802.3an已采用針對 10GBase-T的新信道規(guī)范，稱為IEEE 1型綜合鄰近線對串?dāng)_ (IEEE Model No.1 PSANEXT) 及插入損耗。國際布線標(biāo)準(zhǔn)委員會在制訂“新E級”或“增強(qiáng)6類”布線規(guī)范時同樣采用了上述規(guī)范。SYSTIMAX實驗室認(rèn)為，這些信道規(guī)范在技術(shù)上較為穩(wěn)定，并準(zhǔn)備基于此引入一種創(chuàng)新的布線解決方案，該方案可在100米以上距離、包含四個連接的情況下充分滿足這些要求。

然而，時至今日，還沒有基于銅纜結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)上運行萬兆以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)存在。請小心注意，供應(yīng)商聲稱他們的產(chǎn)品具有萬兆以太網(wǎng)的性能。目前還沒有那個廠商能夠聲明他們的產(chǎn)品符合萬兆以太網(wǎng)的性能標(biāo)準(zhǔn)，也沒有那個布線供應(yīng)商能夠聲明和驗證他們產(chǎn)品在六類布線系統(tǒng)上符合現(xiàn)時萬兆以太網(wǎng)的性能標(biāo)準(zhǔn)。

通常綜合布線系統(tǒng)每七年會更新一次，從三類到五類系統(tǒng)用了五年時間，超五類系統(tǒng)替換五類系統(tǒng)，僅用了三年的時間，而現(xiàn)在，六類系統(tǒng)已經(jīng)成熟并日益廣泛的應(yīng)用，在六類系統(tǒng)上實現(xiàn)千兆以太網(wǎng)已經(jīng)是潮流，而七類系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)正在制定和初步執(zhí)行中，將銅纜布線系統(tǒng)的發(fā)揮到極致是萬兆銅纜最新目標(biāo)。

由于包括視頻會議、流媒體廣播、基于因特網(wǎng)的語音電話（VoIP）、網(wǎng)格計算和存儲網(wǎng)絡(luò)在市場的高速增長，帶寬的需求也在飛速的增長。今天在數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部連接中，已經(jīng)實現(xiàn)了萬兆光纖的連接。但業(yè)界開始關(guān)注成本更低的更易于實現(xiàn)的基于銅纜的萬兆解決方案?；阢~纜布線的萬兆系統(tǒng)的第一個用戶對象將是數(shù)據(jù)中心，而到桌面的應(yīng)用最終可能鎖定在千兆以太網(wǎng)。萬兆銅纜以太網(wǎng)出現(xiàn)的主要驅(qū)動力是降低了萬兆以太網(wǎng)的組網(wǎng)成本，對于大范圍的實施萬兆以太網(wǎng)來說，利用光纖傳輸?shù)慕鉀Q方案已經(jīng)被證明過于昂貴，因此基于銅纜的解決方案得以被開發(fā)和應(yīng)用。

近來IEEE正在進(jìn)行一個新的項目，這個項目就是制定基于銅纜的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)上運行萬兆以太網(wǎng)（10GbE）的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，這個研究小組正在和來自于綜合布線、電氣、測試儀器和系統(tǒng)設(shè)計等方面領(lǐng)先的廠家進(jìn)行協(xié)作。10G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也被定名為IEEE 802.3ae的國際標(biāo)準(zhǔn)。

隨著傳輸速率的提高，要求電纜和連接器件具有更高的性能。相對于千兆以太網(wǎng)，信號的電氣性能也必將提高。由于需要更加寬的帶寬，信號的電平將變得更加低，在原來的千兆以太網(wǎng)中, 不是一個十分嚴(yán)重問題的噪聲源, 在萬兆以太網(wǎng)時，將成為一個重要的問題。其中的一個噪聲源來自于電纜對電纜的串?dāng)_，研究小組已經(jīng)最終確認(rèn)這是一個主要的電氣指標(biāo)，可以用來衡量基于銅纜的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的7類萬兆以太網(wǎng)的性能。提高抑制這種噪聲的辦法是提高布線系統(tǒng)的屏蔽性能，使布線系統(tǒng)本身就具有抑制噪聲的能力。

西蒙是第一個擁有全套7類連接器的公司。西蒙的TERA系統(tǒng)是完全支持4連接情況下100米萬兆傳輸?shù)?類布線系統(tǒng)。它可以在單根電纜上傳送數(shù)據(jù)、語音和視頻信號并端接在同一個連接器上，這個連接器象標(biāo)準(zhǔn)RJ型接口那樣方便安裝。TERA解決方案已被ISO/IEC 11801認(rèn)可并被批準(zhǔn)作為非RJ型7類接口連接器的唯一選擇。TERA的獨特性就在于它是采用國際IEC 61076-3-104標(biāo)準(zhǔn)描述的非RJ型接口，不受RJ類接口天生的帶寬限制，它可提供高達(dá)1.2GHz的服務(wù)。在一個連接器和單根電纜中， TERA甚至支持在單個線對上傳送全帶寬的模擬視頻（一般為870MHz），并且在其它線對上同時進(jìn)行語音和數(shù)據(jù)的傳送，而且提供卓越的抵抗EMI和減少輻射泄露的能力。

西蒙公司用其革命性的新產(chǎn)品——系統(tǒng)7SM插接件TERATM再次改進(jìn)了銅電纜網(wǎng)絡(luò)的性能。系統(tǒng)7SM是一種完全屏蔽平衡電纜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定的7類產(chǎn)品的性能。當(dāng)前規(guī)定的性要求600兆赫的帶寬，而系統(tǒng)7SM每對電纜的傳輸帶寬為1千兆赫。

這種超寬帶對于不斷增長的需求，如寬帶視頻，是很關(guān)鍵的，因為寬帶視頻要求最高頻率為826兆赫。一根四對全屏電纜就可以支持寬帶視頻、高速數(shù)據(jù)和聲品的應(yīng)用。TERATM插頭有4、2、1對線的選擇，支持多用途的4對線插座。TERATM插座可用于工作區(qū)和電信間。

10G銅纜以太網(wǎng)問世不久便引發(fā)了設(shè)備制造商、服務(wù)提供商和最終用戶前所未有的興趣，因為這一技術(shù)不僅能使局域網(wǎng)絡(luò)的運行速度更快，容量更大，而且能在上面集合多種媒體的應(yīng)用。雖然現(xiàn)在支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還不是很多，但這樣的設(shè)備會不斷出現(xiàn)。相信不久的將來，針對IEEE 802．310GBASE-T的銅纜性能規(guī)格將被IEEE特別工作組及TIA和ISO電纜委員會明確規(guī)定，我們早日見到10G銅纜以太網(wǎng)到桌面的應(yīng)用。

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(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)七類,六類,超五類屏蔽網(wǎng)線雙絞屏蔽線及相關(guān)模塊配件,歡迎來電咨詢0574 88168918；

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