万兆布线技术浅析

文｜李宝瑞

万兆布线技术浅析

文｜李宝瑞

1 10G技术

新兴应用的涌现以及互联网用户的增加刺激着对高带宽技术的需求，10G以太网技术目前已成为行业关注的焦点。万兆以太网的网络技术标准和布线标准是同步进行的，IEEE负责制定万兆以太网网络物理层技术标准，TIA与ISO分别负责制定北美以及国际的万兆以太网布线铜缆技术标准。

已发布的IEEE 802.3ae标准是针对光纤传输介质制定的，并支持多种光纤类型的10Gbps传输速率。在IEEE 802.3ae标准中做出规定说明的10G以太网光纤布线如：50/125μm激光优化多模光纤的传输要求在TIA/EIA 568B.3.1与ISO/IEC 11801:2002 2nd Ed中说明。300m传输距离情况下要求500MHz·km模式带宽1300nm。

为了满足10G以太网的需求，同时，解决万兆光纤以太网高成本的尴尬，万兆以太网铜缆解决方案以及相关标准都在有条不紊地进行着。新出台的IEEE 802.3an标准描述了6类/E级、增强6类/E级和F级双绞线铜缆布线10GBase-T的应用。

2 网络特征应用领域

任何新技术的出现均有其自身的需求背景，那么作为专业的布线媒体，我们不禁要问，一个符合目前市场需要的真正万兆布线系统应该具备怎样的特性？哪里又需要10G？

特征：专为处理目前新兴的基于IP的应用而建；品质和创新并保证其稳定性；能方便地从供应商获得一个面向高端的主干和水平解决方案。

应用：首先想到的是数据中心（数据存储器、服务器等）和1G到桌面的主干传输。这两处10G的应用好像是理所当然的，但其他的10G运用可能是许多人没有意识到，如政府部门。政府部门一般要存储重要数据并要为各种应用而利用实时模拟。当我们问起政府部门的人会选择哪种媒介来实现这些应用时，大多数说会考虑光纤或者7类。政府部门一直都钟情于用屏蔽系统，因为它抗噪声、传输能力更高并且安全性更好。

医疗行业也会采用10G技术，尤其是涉及到数字化放射治疗，通过熔合将多张反映身体结构和新陈代谢变化的图像合在一起。利用这一技术，治疗计划制定者能利用这些图像对准放射部位，而对周围组织的伤害降到最小。

另外，视频和金融行业也将会受益于这项技术。实时交互式视频将出现在大学、培训中心，也许下载一部电影将变得更加容易、便捷。

最后，会采用这项技术的是CAD/CAM行业。CAD文件正变得越来越大，会因各种原因被模拟和展示，在有些情况下还被应用到计算机辅助制造和机器人。在工程方面，这将使工程师们为测试任何的情形建立更好的模型。

3 选择

那么，我们应该怎样来选择一种最合适的万兆布线系统？

如果要设计一个距离大于100m的高速局域网主干，与城域网和广域网都有接口，并且有高安全性和抗EMI的要求，比如数据中心、存储中心、服务器集群、VOD点播等，就应该采用基于OM3技术的光纤布线系统。

如果想在高EMI环境中实现在一根传输媒质上集成传输视频、语音、数据或控制信号，并且考虑对未来更高带宽应用的支持，比如智能化大楼集中控制系统、智能家庭、多媒体终端站等，就可以采用7类/F级的STP屏蔽布线系统。

如果正在构造一个强大的局域网，需要更快的网络响应时间，减少网络堵塞，支持高端ERP系统，远程供电全双工千兆以太网数据终端设备，用于远程教育或雇员/客户培训的交互式点对多点的流式媒体，以及带整体文件协作的宽带电视会议等应用，那么就应该选择6类万兆布线系统。

那么，如何选择布线厂商？首先是相关产品的测试报告。在布线产品的测试报告中，测试结果可以是在最坏情况下或典型情况下得到的。由于这两种情况所得到的测试结果是不能相互作比较，因此清楚报告内容是很重要的。如果所有测试报告的都是最坏情况，那么可以对比一下测试参数结果，以确定谁能提供更佳的布线系统。

现场测试同样重要，如果一个连接必须进行再端接，它仍然会达到预期的性能？如果由于任何端接错误而需要新的连接器，那么储备将会很快消耗掉。现场测试环境同样能使用户看到实际端接需要多长时间，以及产品质量如何。显然，现场测试结果比各实验室的测试报告能提供更多的信息来帮助做出正确的布线选择。

其次是布线生产商所能提供的培训。有些布线认证培训也许只需两个小时的端接课程就可获得，但这类培训只针对整个信道的一小部分。较好的培训应包括铜缆和光纤的完整信道，并包括端接及测试。

第三应比较布线厂商的支持服务。这应该包括设计协助、安装审计、继续培训，以及其他些有利于公司的项目。尽管费用不尽相同，但是有服务提供使得企业能与厂商建立合作关系，而不是仅仅购买部件。如果布线企业开展这些项目，是基于终端用户群有这样的需求，那么，这就告诉用户这家公司会听取用户意见并做出反应以更好地服务于其终端用户。

最后应比较布线厂商提供的质保。当用户仔细查看质保条文时，会发现各种质保大不相同。有些只担保部件，有些包括替换更新部件，还有些提供部件和劳力，这是特别重要的。当需要质保时，是找生产商还是安装商，并非所有的安装商都能一直经营下去。更好的办法是能够直接找生产商。

有些质保提供部件、劳力和应用保证，基本表明在设计上运行的系统都能够正常运行，或生产商会出面解决问题。质保的时间跨度可能太长或太短，但应该包含布线使用寿命的时间。超过布线预期寿命的质保时间是毫无意义的。公司的稳定性对于他们是否能自始至终地提供质保支持至关重要。

4 存在问题

10G连接已经开始应用，然而目前10G网卡的价格成为10G普及的主要阻碍。市场需要更低的价格，更广泛地基于Cat.6A/ClassEA的铜缆系统，以及更多基于10GBase-T的网络设备，以支持10G连接的增长，获得更多的带宽容量。

众所周知，UTP铜缆布线通常可为10GBase-T信道提供比光纤更经济的成本。用10GBase-T的电子设备比1000Base-T使用的电子设备更复杂，但他们应比10Gbps光纤连接的电子设备成本低得多。

这种成本上的节省对数据中心连接众多服务器、转换器的地方尤其具备吸引力，采用铜缆相连的SANs在成本上也具备优势。当使用新的UTP布线替代光纤用于10Gbps连接达100m或以下的应用时，主干网应用系统的总成本也可大幅降低。

业界通常承认今天用于服务器的性能不久就会出现在桌面应用上。因此，尽管10GBase-T最初的目标是数据中心及主干网，具有超前意识的客户认识到采用10Gbps UTP布线的优势将延伸到桌面。

我们相信升级至10Gbps连接将确保用户的工作效率，在等待附带文件、高分辨率图像及视频演示文件的传输过程中将不受影响。此外，更快速的连接将大幅度改善IP电话、网络会议及远程学习中即时声音和视频的质量。

快速连接到桌面有助于开发新技术，例如网格计算。这是一项最新出现的连接大量标准PC机以便利用它们的空闲处理能力实现高级计算功能的关键技术。但是，完全实现PC网格在模拟、复杂建模及分析方面的潜力需要PC之间极高速的互相连接。

另外，虽然对于大多数布线厂商来说，达到10GBase-T性能要求是首要的目标，然而在标准获得通过之后，挑战已转向终端用户的实际安装问题，诸如设施安全性、通道空间、线缆管理、初始成本、生命周期成本、抗噪声性能等，都应该成为选择10Gbps解决方案的每个终端用户的考虑因素。

5 未来展望

自贝尔实验室研制出第一项双绞线技术以来，UTP（非屏蔽双绞线）铜缆就一直作为一种高性价比的传输介质被广为应用。随着带宽应用的不断发展，基于UTP的传输技术也在快速变革。假如历史倒退10年，我们会发现1996年5类布线正是市场的主流。其后的大约5年时间，超5类布线将网络性能推向一个更高峰，也直接导致了5类布线时代的终结。而近几年，6类布线更使网络达到强健而可信赖的千兆比传输性能，从而成为市场的主宰。人们在惊叹高带宽应用时代已经来临之余，也期盼着更快速、更易升级的有着优秀性价比的布线解决方案的出现。

随着IEEE 802.3an 10GBase-T标准的颁布，10G UTP布线技术已经打开了应用的大门，正被越来越多的企业所考虑并启用。我们相信，10G UTP布线成为信息建设首选的一天应该不远了。

第四届“西蒙杯”一等奖论文作品