本文摘要

雙絞線萬兆以太網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的頒布，為雙絞線布線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)萬兆傳輸提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。而后各大布線產(chǎn)品廠商紛紛也推出了支持萬兆應(yīng)用的新產(chǎn)品，如增強(qiáng)6類、7類線纜等。就目前雙絞線布線系統(tǒng)的萬兆應(yīng)用來看，主要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心主干鏈路大量高速數(shù)據(jù)的傳輸。

雙絞線萬兆以太網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的頒布，為雙絞線布線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)萬兆傳輸提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。而后各大布線產(chǎn)品廠商紛紛也推出了支持萬兆應(yīng)用的新產(chǎn)品，如增強(qiáng)6類、7類線纜等。就目前雙絞線布線系統(tǒng)的萬兆應(yīng)用來看，主要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心主干鏈路大量高速數(shù)據(jù)的傳輸。

然而，確保實(shí)現(xiàn)高速傳輸?shù)姆€(wěn)定和可靠，需要具備三個(gè)重要條件，首先，發(fā)送器需要對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行編碼并生成可以傳輸?shù)碾娮有盘?hào)，然后通過布線鏈路將這些信號(hào)發(fā)送出去。其次，物理鏈路(傳輸介質(zhì))必須能夠跨越所需的距離將發(fā)送器的信號(hào)傳輸給接收器，并保證接收器輸入端的信號(hào)質(zhì)量。最后，接收器也必須滿足一組性能參數(shù)，確保通過鏈路到達(dá)的信號(hào)符合技術(shù)要求，從而保證成功實(shí)現(xiàn)自己的功能。因此必須要認(rèn)真了解發(fā)送器的要求、信號(hào)編碼方式、接收器的能力以及鏈路的傳輸特性，并將它們作為一個(gè)整體來考慮。本文僅對(duì)如何保障傳輸介質(zhì)質(zhì)量，通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試以確保其傳輸特性進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1 外部串?dāng)_的概念

我們都知道，高帶寬是實(shí)現(xiàn)高速傳輸?shù)闹匾Ｕ?，雙絞線萬兆應(yīng)用需要500MHz帶寬。這明顯比千兆以太網(wǎng) 100 MHz 帶寬的要求高了很多。由于傳輸信號(hào)的頻率大幅提高，因此必須為布線測(cè)試指標(biāo)增加一組重要的干擾測(cè)定參數(shù)，這組新的測(cè)試參數(shù)被稱為外部串?dāng)_。

通俗的講，串?dāng)_是指雙絞線布線鏈路中一對(duì)線(如橙色線)對(duì)另一對(duì)線(如綠色線)的干擾，串?dāng)_程度隨著信號(hào)發(fā)送頻率的提高而加深，而衰減隨頻率變化，信號(hào)頻率越高衰減也越嚴(yán)重(信號(hào)在沿著鏈路傳輸時(shí)變得越來越弱)。因此，雙絞線線纜線對(duì)絞結(jié)率各不相同，用以降低線對(duì)之間的干擾。然而，在萬以太網(wǎng)的高帶寬條件下的傳輸中，各條線纜中相同顏色線對(duì)絞結(jié)率是完全相同的，這就加大了線外干擾可能(如圖所示)，即我們所說的“外部串?dāng)_”。然而，外部串?dāng)_對(duì)鄰近布線鏈路影響最大，設(shè)想在設(shè)備間和辦公區(qū)，數(shù)量不等的線纜通常會(huì)被捆扎在一起放在管道或是線槽中，這樣，外部串?dāng)_在相鄰線纜中產(chǎn)生相互影響加大。因此，我們可以總結(jié)影響外部串?dāng)_的普遍規(guī)律：影響隨著所傳輸信號(hào)的頻率增加而增加;鏈路間距離越近影響越大;絞結(jié)率相同的線對(duì)影響更大;絞結(jié)率越低影響越大;鏈路間并行的距離越長(zhǎng)的影響越大。

根據(jù)以規(guī)律，我們來看這樣的一個(gè)外部串?dāng)_模型(如圖2、圖3所示)：

由圖2、3可以看出，外部串?dāng)_的測(cè)量將包括不同線纜中線對(duì)之間的外部近端串?dāng)_(ANEXT)和外部遠(yuǎn)端串?dāng)_(AFEXT或AACR)。由于必須評(píng)估線束中不同線纜線對(duì)之間(通常稱為受害線對(duì))所造成外部串?dāng)_的總體影響，因此測(cè)量結(jié)果應(yīng)為線束中線纜外部串?dāng)_綜合計(jì)算值，通過綜合外部近端串?dāng)_(PSANEXT)及綜合外部遠(yuǎn)端串?dāng)_(PSAFEXT或PSACR)兩個(gè)指進(jìn)行評(píng)估。其中，兩條同方向線纜中，較短線纜，對(duì)長(zhǎng)線纜的外部串?dāng)_影響是最為嚴(yán)重的。了解外部串?dāng)_影響的規(guī)律后，這對(duì)我們?nèi)绾芜M(jìn)行測(cè)試量以及如何選擇測(cè)量線纜提供了有效的幫助。

2 雙絞線萬兆測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

說到測(cè)試我們不得不先要了解一下目前雙絞線萬兆應(yīng)用所涉及的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。主要有兩類標(biāo)準(zhǔn)，一種是與應(yīng)用無關(guān)的布線標(biāo)準(zhǔn)(由TIA、ISO制定)，另一種是與應(yīng)用有關(guān)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)(由IEEEE制定)。布線標(biāo)準(zhǔn)包括TIA/EIA-TSB155、CAT6A或是ISO CLASS EA、CLASS F等，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)則是10GBASE-T、TIA/EIA-TSB155適用于6類布線系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)萬兆傳輸?shù)牟季€標(biāo)準(zhǔn)。但無論選擇哪一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，都必須先通過在500MHz帶寬下的線纜認(rèn)證測(cè)試，然后再進(jìn)行有關(guān)外部串?dāng)_測(cè)試。也就是說，無論選擇布線還是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，都先要對(duì)現(xiàn)有或是新安裝布線系統(tǒng)進(jìn)行全面的認(rèn)證測(cè)試，只有測(cè)試結(jié)果全部通過，方可進(jìn)行外部串?dāng)_的測(cè)試(注：兩次測(cè)試所選標(biāo)準(zhǔn)須一致)。通過筆者對(duì)同一測(cè)試記錄結(jié)果采用“再認(rèn)證”(軟件支持)的方法進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)，不同標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格程度不同(指“標(biāo)準(zhǔn)極限”)

由此可見，建議對(duì)新安裝布線系統(tǒng)，可根據(jù)布線產(chǎn)品認(rèn)證級(jí)別對(duì)其按相應(yīng)布線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行認(rèn)證測(cè)試;而對(duì)原6類布線系統(tǒng)建議采用TSB-155或是10GBASE-T的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，以確保滿足目前萬兆應(yīng)用需要。

3 外部串?dāng)_的抽樣測(cè)試

明確了測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，接下來我們說說外部串?dāng)_測(cè)試采樣指導(dǎo)準(zhǔn)則。在所有被測(cè)鏈路全部通過500MHz帶寬的測(cè)試后，就需要對(duì)其進(jìn)行外部串?dāng)_測(cè)試。然而，外部串?dāng)_測(cè)試是一個(gè)較復(fù)雜的過程，如果我們有N條被測(cè)鏈路，就需要進(jìn)行N×(N-1)次測(cè)試。這樣我們就需要確定一個(gè)合理的抽樣測(cè)試條件，測(cè)試有代表性的線纜，從而判定整個(gè)綜合布線系統(tǒng)萬兆應(yīng)用的好壞。

將“被干擾”鏈路所在一捆線纜中的所有其他鏈路都作為干擾源鏈路，如果鏈路在同一捆線纜中，將一捆線中的10%作為被干擾源鏈路。如12根線一捆則選擇最長(zhǎng)的一條作為被干擾源鏈路進(jìn)行測(cè)試，24根則選擇兩根進(jìn)行測(cè)試(24口配線架作為一個(gè)測(cè)試單元)。

此外，選擇首次測(cè)試(500MHz帶寬)結(jié)果中串?dāng)_余量較小的鏈路作為被干擾鏈路進(jìn)行外部串?dāng)_測(cè)試。

根據(jù)上述規(guī)則，我們舉例來看，如圖4所示：

圖4中，紅色線纜的附近一般沒有鄰近的鏈路，因此不被選入為“被干擾鏈路”.

圖5中，綠線色線纜周圍存在干擾的可能最大，應(yīng)首選為“被干擾鏈路”。

圖6選擇在同一束里的線纜作為“干擾鏈路”。

由此可見，只有同一個(gè)線束中的布線鏈路才會(huì)對(duì)綜合外部串?dāng)_(PSAXtalk)的測(cè)量產(chǎn)生影響。一個(gè)線束中的布線鏈路越少，PSAXtalk(綜合外部串?dāng)_)就越小。當(dāng)每個(gè)線束中的鏈路數(shù)量較少時(shí)，我們前面討論的測(cè)試策略會(huì)更有效。每個(gè)線束中最理想的鏈路數(shù)量(尤其對(duì)于Cat.6布線通道而言)是12條，一般最好不要超過24條。此外，不要將線束中的電纜捆得太緊;每隔2英尺(60cm左右)或更長(zhǎng)間距扎一條綁帶。

大部分外部近端串?dāng)_都發(fā)生在鏈路起始端前20m內(nèi)。除非每條電纜都并行貫穿整個(gè)線束，否則，從測(cè)試端算起的20m之后的電纜所產(chǎn)生的外部近端串?dāng)_實(shí)際上不會(huì)對(duì)總體PSANEXT產(chǎn)生任何影響。因此，鏈路的跳線和配線架布置方式以及由此產(chǎn)生的機(jī)架線纜管理都會(huì)對(duì)鏈路之間的外部串?dāng)_程度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。相距越近，外部串?dāng)_程度就越高。

采樣建議明顯表明，當(dāng)測(cè)試配線架的外部串?dāng)_性能時(shí)，適當(dāng)了解布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)讓您受益匪淺，它可以幫助您分辨出同一線束中捆綁了哪些電纜，從而更有效的抽樣選擇被測(cè)鏈路。

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