萬兆非屏蔽銅纜 技術與應用分析一(圖)

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　　用王朔的小說《一半是海水，一半是火焰》的名字來描述萬兆非屏蔽(UTP)銅纜的現狀非常到位:關于雙絞線銅纜萬兆以太網標準IEEE802.3an的探討點燃了火焰，技術領先的幾家布線廠商于上半年爭先推出相關產品成為了助燃油料，

火焰的這半熱鬧非凡;標準尚未頒布、串擾等技術問題仍比較棘手、部署成本還較高等成為人們駁斥對方的武器，而用戶少得可憐成為最現實的深深海水。
　　
　　水火不相容，是火焰蒸發海水，還是海水淹沒火焰?
　　
　　燃燒的火焰
　　
　　多種跡象表明，萬兆非屏蔽銅纜技術之火正在燃燒。
　　
　　首先，標準進展順利。當2002年6月，IEEE通過光纖支持萬兆以太網的標準被最終批準之時，雙絞線銅纜上是否可以支持萬兆以太網就已經成為需要討論的重要話題。IEEE在2003年1月專門就這個問題成立了研究小組，目前這方面的消息也很受關注。事實上，萬兆銅纜的標準有兩個，即IEEE 802.3ak(即10GBase-CX4標準)和IEEE 802.3an(10GBase-T)。前者為在同軸銅纜上實現萬兆以太網傳輸，已經在2004年3月獲得了批準，但傳輸距離被限制在15米之內;后者是在雙絞線銅纜上實現萬兆以太網，它又有屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線之分，而非屏蔽雙絞線支持萬兆傳輸正是這篇文章的主角。據悉，這一標準工作進展順利，按照進程，在明年7月，標準將獲得批準。這無疑將極大地推動雙絞線萬兆銅纜技術的發展。
　　
　　其次，產品爭相問世。布線領域一直是這樣，盡管最終標準還沒有頒布，但領導廠商總是有一些新的研究成果，并且在標準頒布前就拿出在性能上“超過標準規定”的產品，在萬兆非屏蔽銅纜產品中表現得更為突出。泰科電子、康普、西蒙、Molex、Belden CDT、泛達等廠商都推出了相關產品，給已經點燃的火焰添足了燃料。更為欣喜的是，在西蒙最近發布的新聞中有這樣一個信息點值得關注，即目前在全球范圍內西蒙已為用戶安裝了超過100萬個支持未來萬兆應用的銅纜信息點，這其中包括了至少50萬個非屏蔽銅纜信息點和超過50萬個屏蔽銅纜信息點。
　　
　　再有，萬兆增長迅速。布線系統作為網絡的基礎，其發展與網絡設備有直接關系。換句話說，新的布線系統技術的誕生與發展，完全是網絡應用高速發展帶來的新要求。那么，我們看一下IDC對不同端口以太網交換機銷售的預計(詳見下圖)。從圖中可以看出，從2002年開始，萬兆端口銷售數量逐年增多，相信隨著技術的成熟，萬兆非屏蔽銅纜一定會為整體萬兆端口的增長貢獻力量。西蒙公司技術支持李常力先生表示，“超5類產品1999年成為市場主流，6類產品在2002年成為市場的主流，隨著萬兆雙絞線銅纜技術標準在明年夏天頒布，從今年起萬兆銅纜技術在國際、國內就開始得到一些應用，綜合考慮網絡應用的普及，該技術會在2007到2008年得到大發展�！�
　　
　　冷冷的海水
　　
　　事情往往都有兩個方面，萬兆非屏蔽銅纜技術似乎更明顯一些�；鹧娴牧硪幻�，冷冷的海水依然存在，并且不淺。
　　
　　在布線領域技術一直比較領先的泰科電子公司雖然推出了萬兆非屏蔽銅纜產品，但該公司表示，由于采用一些新的設計來解決串擾問題，生產成本也會提高，因此就目前的研究表明，利用屏蔽布線解決方案可以有效地消除串擾的影響，提高信噪比，而且屏蔽系統是相對成熟的布線系統，對用戶來說是一種好的選擇。顯然，就目前來講，他們更建議用戶采用萬兆屏蔽系統。百通公司上海辦事處應用專員王為認為，萬兆主要是針對部分對傳輸速率有超高要求的用戶而開發的，相信不會和“6類替代超5類”有類似性，也不會成為市場的主角。
　　
　　中國電子科技集團公司第二十八研究所張豫沛先生更是給萬兆非屏蔽銅纜潑足了冷水。他講，“在現階段以及相當長時期內，萬兆真正應用于桌面的需求量小于10/100/1000Mbps到桌面的需求量，萬兆非屏蔽銅纜布線系統，其合理的使用量也相應有限。在綜合布線系統的配線子系統中，若個別需要規劃10GBase-T到桌面，則暫不宜用UTP。無論把萬兆UTP布線系統說得多么如花似錦，它總歸是進入UTP性能極限，對外界的異常也非常敏感。光纖具有冗余大、富有彈性、安全性高、安裝難度小等特點，有了光纖作為選擇，何必要挑戰非屏蔽雙絞線這個極限?綜合布線系統是為計算機網絡應用服務的，而不是為最先進性而布線的，建筑物布線是基礎建設，不是試驗場。在此需要指出的是，萬兆真正大量應用于桌面是比較渺茫的�！庇浾咭簿瓦@個話題與國內幾家布線安裝商進行了交流，“我們對萬兆非屏蔽銅纜布線系統很關注，但我們還沒有真正安裝過產品�！背蔀榱似毡檎f法。
　　
　　的確，萬兆非屏蔽銅纜在國內用戶尚少這是事實，但是任何新鮮事物都有個起步的過程，把眼光放到足夠遠來看待這個問題更有意義，現在關鍵要看它是否有足夠的優勢來說服用戶選擇它。萬兆非屏蔽銅纜是否已經跨越了技術的門檻?其未來的應用會集中在哪些領域?選型和實施要注意些什么?這些問題都需要探討。
　　
　　跨過了技術門檻
　　
　　串擾問題是非屏蔽銅纜支持萬兆應用要解決的最大問題，因為一個電纜外皮內部不同線對之間的串擾一直是一個問題，這一問題會隨著傳輸頻率、信號電平以及外皮內平行線對長度的提高而表現得越突出。由于萬兆非屏蔽銅纜使用的傳輸頻率非常高(目前所要求的是500MHz)，因此外部線纜近端串擾(即外來串擾，ANEXT)問題就更為嚴重，被認為是增加信道容量的最大限制因素。ANEXT被定義為線纜中的一對線給相臨的另一對線帶來的干擾。在兩個相同顏色的線之間的ANEXT干擾最明顯，這是由于在這對線中它們的紐距事實上是一樣的，更深一層的考慮必須基于綜合線外串擾，即PSANEXT，因為在所有臨近的線對之間也存在感應噪聲干擾，不僅僅是那些相同顏色的線之間。除了線纜之外，配線架相臨的兩個端口之間互相也存在著強烈的ANEXT干擾影響。
　　
　　對于這個問題，各布線廠家高度重視，推出的萬兆非屏蔽銅纜系統在電纜、模塊的結構以及連接上都做了很多新的設計，包括使用新的材料、新的制造技術、改變四對電纜的相對位置、改變模塊的印刷電路設計等來改善ANEXT性能，滿足萬兆傳輸的要求�！巴ㄟ^采用精確紐絞技術、獨特的內鋸齒外皮結構以及其他專利技術來解決串擾問題�！盨YSTIMAX亞太區技術總監Russell Julius先生這樣表示。百通公司王為講到，“我們公司提供的線纜使用了一項極具創意的SpiralFleX設計，通過增加線纜間距的隨機性來減低相鄰線纜間的串擾。系統中的模塊采用了一項名為Matrix的數據中心及配線架電路布局設計專利技術，顯著地降低了模塊間的串擾�！本唧w來講，他們采用了一個叫做X-Bar的技術，它是一個線對定位裝置，在將線對卡到10GX模塊上的IDC上時，可確保每一個UTP線對的準確定位。在模塊內采用了一項專利的FlexPoint 印刷電路技術， 將補償電路直接放置在插頭的觸點位置。
　　
　　西蒙公司技術支持李常力先生也對這方面作了具體介紹，除提供7類、屏蔽萬兆6類兩種方案外，對于非屏蔽的萬兆布線系統，在產品和工程實施兩個方面，通過以下措施排除外來串擾的影響:改善插入損耗(降低1dB插入損耗的效果相當于緩解1dB外來串擾)、不要過分捆綁線纜、分離線槽或分離配線架、采用新的DSP技術、工作區面板和配線架內端口隔離、優化線纜的結構，這些方法的綜合運用可以減少外界串擾影響。
　　
　　Molex企業布線網絡部亞洲技術總監Steve Smitham在6類布線安裝方法中建議，不要在走線中形成完美的電纜捆，而是應該在電纜組內部的電纜中采用比較隨機的絞距，這樣有助于不會在不同電纜內部非常長地平行敷設線對，降低外來串擾的影響。事實上，這一方法也同樣適用于萬兆非屏蔽銅纜系統，似乎已經成為多個廠家采用的方式之一。
　　
　　由此可見，曾經困擾萬兆非屏蔽銅纜的串擾問題在各廠家的努力下似乎已經不再表現得那樣突出。但需要說明的是，雖然有了多種解決這一問題的方法，但技術的進步并無止境，更簡單、更有效的解決之道一直值得追求，并且能夠更大程度降低成本的方法值得期待，因為這樣為說服用戶采購萬兆非屏蔽銅纜提供了更充分的理由，尤其是越來越多的用戶已經開始從TCO和ROI角度考慮采購。
　　
　　產品走在標準前
　　
　　身為IEEE、TIA多個標準委員會成員的西蒙全球網絡應用市場經理Carrie Higbie表示，“雙絞線銅纜萬兆以太網標準(IEEE 802.3an)的制定正在順利進行，并將于2006年7月如期頒布�！闭�如前文所說，雖然標準還沒有推出，但很多公司已經推出了相關產品，現在購買這些產品可靠嗎?類似這樣的問題如何回答呢?
　　
　　實際上，很多人在布線領域標準的認識上有偏差，標準只是對所有產品在性能上具有普遍約束力的“基本”規定，剛剛達到標準可能表示只是“及格”，而技術領先的廠商一般都有員工參與標準的制定，其推出的產品往往要超出標準很多，甚至達到“優秀”的程度。正因為此，布線領域的標準往往都要落后于產品，而先于標準之前問世的產品性能一般都會超出后來所頒布的標準中的規定。SYSTIMAX公司Russell Julius先生講，SYSTIMAX各個解決方案都是基于標準并富有余量，當然也會隨著時間的推移而更新及提高其性能。西蒙公司技術支持李常力先生也表示出類似的觀點，“西蒙公司一直深入地參與國際相關組織對萬兆產品的標準制訂工作，如TIA、ISO及IEEE等�；�于對網絡傳輸標準草案和UTP布線系統傳輸能力的深入研究，西蒙萬兆UTP布線產品自2003年推出以后，就保證產品符合并超過最終標準的技術要求。比如最初，西蒙的萬兆非屏蔽產品的使用帶寬高達625MHz，這已經超過了目前所要求的500MHz的范圍。當然，西蒙公司產品也會根據布線標準的發展不斷優化產品性能，使之繼續保持領先的技術指標�！�

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