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解析万兆以太网综合布线

来源:机房360  发布日期:2011-08-10 19:10:18

  千兆技术仍然是以太技术,继承了传统以太网技术价格便宜的特点。它采用了与10M以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于这项技术可以不用改变传统以太网的桌面应用和操作系统,因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。在升级到千兆以太网时,不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统,能够最大程度地保护用户投资,所以这项技术的市场前景十分被用户看好。
  
  再发展就进入到以太网的万兆时代。万兆以太网(10GE)属于以太网家族,它使用IEEE 802.3以太网介质接入控制(MAC)协议、IEEE 802.3以太网帧格式和IEEE 802.3帧格式,不需要修改以太网介质接入控制(MAC)协议或分组格式。所以,能够支持所有网络的上层服务,包括在OSI七层模型的第二/三层或更高层次上运行的智能网络服务,具有高可用性、多协议标记交换(MPLS)、含IP语音(VoIP)在内的服务质量(QoS)、安全与策略实施、服务器负载均衡(SLB)和Web高速缓存等特点。
  
  另外,万兆以太网还将支持所有标准的第二层功能:802.1p、802.1Q VLANS、EtherChannel和生成树。与全双工快速以太网和千兆位以太网一样,万兆以太网也采用全双工,因此没有固有的距离限制。由于万兆以太网仍然是以太网,使用了相关的管理工具和体系结构,因而能缩短实施和推广的时间。人们对速度的追求永无止境。虽然万兆铜缆标准的出台尚待时日,但包括数据中心与大企业在内的用户已经急不可待了。
  
  近来,IEEE正在进行一个新的项目,这个项目就是制定基于目前的铜缆结构化布线系统去运行万兆以太网(10GbE)传输的标准。随着传输速率的提高,必将要求电缆和连接器件等具有更高的性能。此外,相对于千兆以太网来说,信号的电气处理技术性能也必将提高。由于需要更大的带宽,信号的电平将变得更低,在千兆以太网中不严重的噪声源, 在万兆以太网中将成为重要的问题。
  
  其中的一个噪声源来自于电缆对电缆的串扰 (外来串扰)。研究小组已经最终确认,这是一个主要的电气指标,可以用来衡量基于结构化布线系统的万兆以太网的性能。目前,信号处理电子技术在处理外来串扰的时候,相对于其他来源的噪声来说,还没有十分有效的办法。抑制这种噪声的办法是提高布线系统的性能,使布线系统本身就具有抑制噪声的能力。研究小组正在探索一系列的技术来抑制噪声,或者在目前的这种噪声环境下,发展系统以进行万兆以太网的传输。
  
  然而,时至今日,还没有基于铜缆结构化布线系统上运行万兆以太网的标准存在。但各个重要的业界布线厂商都在加紧研制,目前,包括西蒙、科龙、泰科电子等厂商已经先后推出了自己的万兆铜缆方案。而标准工作组也正在进一步将标准推进。目前,IEEE 802.3an已采用针对 10GBase-T的新信道规范,称为IEEE 1型综合邻近线对串扰 (IEEE Model No.1 PSANEXT) 及插入损耗。国际布线标准委员会在制订“新E级”或“增强6类”布线规范时同样采用了上述规范。SYSTIMAX实验室认为,这些信道规范在技术上较为稳定,并准备基于此引入一种创新的布线解决方案,该方案可在100米以上距离、包含四个连接的情况下充分满足这些要求。
  
  然而,时至今日,还没有基于铜缆结构化布线系统上运行万兆以太网的标准存在。请小心注意,供应商声称他们的产品具有万兆以太网的性能。目前还没有那个厂商能够声明他们的产品符合万兆以太网的性能标准,也没有那个布线供应商能够声明和验证他们产品在六类布线系统上符合现时万兆以太网的性能标准。
  
  通常综合布线系统每七年会更新一次,从三类到五类系统用了五年时间,超五类系统替换五类系统,仅用了三年的时间,而现在,六类系统已经成熟并日益广泛的应用,在六类系统上实现千兆以太网已经是潮流,而七类系统的标准正在制定和初步执行中,将铜缆布线系统的发挥到极致是万兆铜缆最新目标。
  
  由于包括视频会议、流媒体广播、基于因特网的语音电话(VoIP)、网格计算和存储网络在市场的高速增长,带宽的需求也在飞速的增长。今天在数据中心的内部连接中,已经实现了万兆光纤的连接。但业界开始关注成本更低的更易于实现的基于铜缆的万兆解决方案。基于铜缆布线的万兆系统的第一个用户对象将是数据中心,而到桌面的应用最终可能锁定在千兆以太网。万兆铜缆以太网出现的主要驱动力是降低了万兆以太网的组网成本,对于大范围的实施万兆以太网来说,利用光纤传输的解决方案已经被证明过于昂贵,因此基于铜缆的解决方案得以被开发和应用。
  
  近来IEEE正在进行一个新的项目,这个项目就是制定基于铜缆的结构化布线系统上运行万兆以太网(10GbE)的传输标准,这个研究小组正在和来自于综合布线、电气、测试仪器和系统设计等方面领先的厂家进行协作。10G以太网标准也被定名为IEEE 802.3ae的国际标准。
  
  随着传输速率的提高,要求电缆和连接器件具有更高的性能。相对于千兆以太网,信号的电气性能也必将提高。由于需要更加宽的带宽,信号的电平将变得更加低,在原来的千兆以太网中, 不是一个十分严重问题的噪声源, 在万兆以太网时,将成为一个重要的问题。其中的一个噪声源来自于电缆对电缆的串扰,研究小组已经最终确认这是一个主要的电气指标,可以用来衡量基于铜缆的结构化布线系统的7类万兆以太网的性能。提高抑制这种噪声的办法是提高布线系统的屏蔽性能,使布线系统本身就具有抑制噪声的能力。
  
  西蒙是第一个拥有全套7类连接器的公司。西蒙的TERA系统是完全支持4连接情况下100米万兆传输的7类布线系统。它可以在单根电缆上传送数据、语音和视频信号并端接在同一个连接器上,这个连接器象标准RJ型接口那样方便安装。TERA解决方案已被ISO/IEC 11801认可并被批准作为非RJ型7类接口连接器的唯一选择。TERA的独特性就在于它是采用国际IEC 61076-3-104标准描述的非RJ型接口,不受RJ类接口天生的带宽限制,它可提供高达1.2GHz的服务。在一个连接器和单根电缆中, TERA甚至支持在单个线对上传送全带宽的模拟视频(一般为870MHz),并且在其它线对上同时进行语音和数据的传送,而且提供卓越的抵抗EMI和减少辐射泄露的能力。
  
  西蒙公司用其革命性的新产品——系统7SM插接件TERATM再次改进了铜电缆网络的性能。系统7SM是一种完全屏蔽平衡电缆网络技术,其性能远远超过规定的7类产品的性能。当前规定的性要求600兆赫的带宽,而系统7SM每对电缆的传输带宽为1千兆赫。
  
  这种超宽带对于不断增长的需求,如宽带视频,是很关键的,因为宽带视频要求最高频率为826兆赫。一根四对全屏电缆就可以支持宽带视频、高速数据和声品的应用。TERATM插头有4、2、1对线的选择,支持多用途的4对线插座。TERATM插座可用于工作区和电信间。
  
  10G铜缆以太网问世不久便引发了设备制造商、服务提供商和最终用户前所未有的兴趣,因为这一技术不仅能使局域网络的运行速度更快,容量更大,而且能在上面集合多种媒体的应用。虽然现在支持网络设备还不是很多,但这样的设备会不断出现。相信不久的将来,针对IEEE 802.310GBASE-T的铜缆性能规格将被IEEE特别工作组及TIA和ISO电缆委员会明确规定,我们早日见到10G铜缆以太网到桌面的应用。
 

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