解析最新万兆以太网标准—10G Base-T万兆铜缆IEEE标准

www.net130.com     日期:2006-9-24    浏览次数:
作者:孙承恩    出处:赛迪网
  用户问答:
  最新的万兆以太网布线铜缆技术标准到底有什么新的亮点,它对布线用户有什么意义,以前的测试方法是否会为此改变,在安装上又要注意什么呢?

  1.请简单介绍一下现在新颁布的铜缆万兆以太网标准。
  万兆以太网的网络技术标准和布线标准是同步进行的,IEEE(国际电子与电气工程师协会)负责制定万兆以太网网络物理层技术标准,TIA(美国通信工业委员会)以及ISO(国际标准化委员会)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。

  早在2002年6月,IEEE802.3ae任务小组就颁布了一系列基于光纤的万兆以太网的标准,能够支持万兆传输的距离在300m(10GBase-SR,OM3多模光纤)到40Km(10GBase-EW,OS1单模光纤)之间,该技术适用于距离较远的园区主干或数据传输速率要求较高的楼内垂直主干以及数据中心服务器集群。然而,万兆以太网光纤解决方案不论从网络设备成本、安装成本还是维护成本各个方面都远远高于采用双绞线传输万兆的解决方案。今年6月8日IEEE802.3an任务小组全体会议在美国加州圣地亚哥召开全体会议,投票通过了基于铜缆的万兆以太网的标准10G Base-T。新的标准对于万兆以太网的传输速度、性能指标等都作了详细的规定,使得用户在采用铜缆万兆以太网部署网络系统时有章可循,不再盲目听从厂商的宣传。

  为了适应IEEE 802.3an 10GBase-T标准发布的进度,TIA(美国通信工业委员会)相继发布了关于万兆以太网布线的安装及测试指导规范和Cat6A技术标准草案。

  TIA/EIA TR-42.7子委员会及其与IEEE协调委员会于今年7月28日发布了TIA/EIA 568B.2-10最新的第五份草案,作为附录10放入TIA/EIA568B.2标准。该草案针对IEEE802.3an 10Gbase-T的100米传输距离及500MHZ带宽要求定义了一套全新的扩展六类(Cat6A)布线系统包括连接器件、线缆、跳线技术性能标准以及现场测试ANEXT的方法,其中关于测试插头回波损耗、非平衡直流电阻等技术参数有待进一步确定。正式标准预计在今年10月会正式批准。

  TIA 最新的技术公告TSB-155于今年8月2日发布,目前为第5份草案,该草案针对目前市场上已经安装的Cat6布线系统在运行万兆应用,为了减轻ANEXT影响而提出现场安装及测试指导原则。正式规范预计会在今年10月与Cat6A标准同步发布。

  2.我想了解一下铜缆万兆以太网采用了什么新的技术?传输性能提高了,可是成本是不是也随之提高很多呢?这关系到我们是不是能够真正使用它。

  IEEE 802.3标准仍旧使用IEEE802.3以太网祯(Frame)格式,保留了IEEE802.3标准最小和最大祯(Frame)长度,以及 CSMA/CD(载波监听/冲突检测) 机制,向前兼容10M/100M/1000M以太网,并且兼容LAN现行的星型拓朴结构。

  10G BASE-T将采用PAM16(16级脉冲调幅技术)以及“128-DSQ(double square)”的组合编码方式,由于采用四对线全双工方式传输,平均每一对线输250 速率Mb/s,每对线要求能够支持带宽为500MHz。

  10G Base-T性能是1000Base-T速度的10倍,但成本只增加2~3倍。与IEEE802.3ae万兆光纤标准10GBase-SR相比, 成本只有五分之一。

  3.我知道除了衰减、回波损耗等因素,影响万兆系统传输性能最重要的因素是ANEXT,即线外串扰,那么我们如何来测试它呢?
  万兆以太网10G Base-T要求布线系统带宽高达500MHZ,远高于千兆以太网1000Base-T80MHZ的带宽要求,此时布线系统对于来自于同一捆线相邻线缆的串扰(ANEXT)十分敏感,因此万兆以太网的测试必须加入ANEXT测试,ANEXT单位dB,测试值越大,性能越好。

  为了测试在相邻线缆之间的ANEXT,TIA/EIA568B.2-10 Draft5提出了如下的测试方法:测试仪主机和远端通过永久链路测试适配器分别插入待测试的信道(被干扰)及干扰信道,为了保证测试仪主机和远端测试过程同步,测试仪主机和远端之间通过一条标准跳线相互连接,此外在测试远端为了防止远端信号反射,在待测试的信道(被干扰)及干扰信道两端各插入一个特殊的终端插头。下图是同一捆电缆中ANEXT测试模型。

  测试仪从1-500MHZ带宽范围内,在两条信道总共要测试4*4=16次ANEXT。

  为了测试在相邻线缆之间的线外远端串扰(AFEXT),TIA/EIA568B.2-10 Draft5提出如下测试方法:测试仪主机和远端通过永久链路测试适配器分别插入待测试的信道(被干扰)及干扰信道,为了保证测试仪主机和远端测试过程同步,测试仪主机和远端之间通过同一捆线缆中一条未用的链路相互连接,此外在测试远端为了防止远端信号反射,在待测试的信道(被干扰)及干扰信道两端各插入一个特殊的终端插头。

  除了测试在相邻线缆线对之间(pair-to-pair)的线外近端串扰(ANEXT)之外,被干扰信道中任意一对线还受到来自同一捆线缆中无数线对的ANEXT影响,这些线外串扰的总和称之为综合近端线外串扰(PSANEXT)或综合远端线外串扰(PSFNEXT)。

  测试多对线(power sum)线外串扰的时候,需要将笔记本电脑连接到测试仪的USB或Serial接口,将测试好的线缆线对之间(pair-to-pair)的线外近端串扰(ANEXT或AFEXT)测试结果通过USB或Serial接口输出到电脑,测试仪应用程序会自动计算综合近端线外串扰(PSANEXT)或综合远端线外串扰(PSFNEXT)。

  4.这样测试起来那就太麻烦了,一个链路就要测试这么多次,工作量很大啊。有什么好的方法能减少这些工作量呢?
  现场测试ANEXT对于能否保证10GBase-T传输非常重要,另一方面,现场测试ANEXT及PSNEXT是一项相当耗费时间和人力的工作,对于一捆7根线捆扎在一起的线缆来说,中间的一条受干扰(victim cable) 总共要测试4*4*6=96次ANEXT及AFEXT。因此建议现场测试应该遵

循以下原则:
  1.只测试需要运行万兆设备的线缆。
  2.随着信道长度的增加,插入损耗(以前标准称之为衰减)随之越大,耦合到相邻线缆的ANEXT干扰就越小,因此应该尽量选择长度较长的链路作为待测试的受干扰(victim cable)线缆,长度小于50米的链路无须进行ANEXT测试。
  3.如果采用信道测试模型测试时,所有的配线架跳线必须全部插上,因为此时的噪音场(noise floor)最恶劣。
  4.当一捆线缆中包括大量线缆时,会产生平均线外串扰(Averaging Cross Talk),选取少数几根长链路进行抽样测试,观察测试结果是否接近,如果测试结果接近并且超过测试标准,则无须再测试其他线缆。
  5.应从配线间一端进行测试,因为配线架上面插有大量跳线,此时噪音场最恶劣。
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