六类布线系统方案和应用.doc

上海安缇信息科技有限公司六类综合布线系统(2001/8/1)六类布线系统 五类布线系统以后的新选择因为部分是市场需求的原因,现在许多人在热衷讨论一些正在开发中的高速及宽带带网络产品,不论这是真实的或者还在想象中的。区域网厂家也都正在积极的开发高速(千兆位)应用系统、电缆、硬件及标准,以满足市场的需求.然而基于在同一时期内开发这一类产品,因此硬件的开发也缺乏一个确定的标准作为其设计的方针。在缺乏确实的规范情况下产生一大堆不实广告,使得布线系统的设计者、安装商、用户现在无法决定什么时候安装五类、超五类、或六类布线产品可以应用在当前或将来的网络项目。为此,dintek公司提供几个因素让您思考高速(千兆1000BASE-T)或更高速网络系统所需要的布线系5统的选择。五类及超五类:都能支持1000BASE-T,可是超五类产品对安装所产生的变量及边界因素能提供较可靠的保证.IEEE委员会正在撰写让1000BASE-T能在五类布线系统运行的规格.可是因为和规格的边界很接近,因此在五类系统上运行1000BASE-T是有一定的风险,如周围环境产生的噪声或安装造成的误差都会产生误码,以至重新发送而减低数据传输效率。因此,您应该选择超五类或六类产品。另外一个因素必须考虑的是:如果要在五类系统上运行千兆网速度,则需要用昂贵的硬件来克服问题。因为必须在网卡、集线器或其它网络设备上设计噪声消除电路来扺消五类布线造成的噪声。因此,采用超五类布线系统就可以节省采用这些昂贵的网络设备而仍可以使用一般价格便宜、来源充足的网络设备。为了支持将来运行1000BASE-T等高速网络,建议采用超五类产品如dintek公司pcs系列的信息插座、跳线架、110跳线架及跳线。这种产品有极佳的累加功率系统性能而且价格不高。pcs系统比一般五类产品有更多的性能富裕度,而这多余的富裕度就是保证能在一般的五类电缆上可以正常运行1000BASE-T.pcs与及未来标准/应用的比较表100MHz的信道性能Cat-5Cat-5EEPSCat-61000BASE-TNEXT-27.1-30.1-33.6-39.9-27.1衰减-24.1-24.0-20.2-21.7-24.0ACR18.23.1ACR 富裕度无3.110.315.10六类:应用在比1000BASE-T更高的网络由于近来各电缆及接插件厂家都在大脚步开发六类产品,但六类(或称为E级)除了有较大的频宽,而且还有一些五类产品所没有的性能参数如回流损耗、远程串扰等.可是有两点必须注意:由于标准仍在草拟阶段,可能还有变化。因此在插座规范能定下来之前,很可能发生某一厂家的产品无法适应另一个厂家产品而无法正常工作。因此,建议现在您要购买六类产品时,就必须购买同一个厂家的产品。等标准制定下来了,才能保证各厂家产品能互相工作顺畅。另外,由于规格还会不断的修改,如您要比较安心的使用六类产品,那就只能等标准确定下来了再采购。可是,并不是每个用户都能在哪里等着。因此,为了今年需要六类产品的用户,dintek已决定在99年第二个季度将已在开发中的六类产品推向市场”这些六类产品性能都远超过目前草拟的标准,故能使用在1000BASE-T及在1000BASE-T后的高速网络。今日与明日的综合布线测试在一个布线工程项目结束后,有一个很重要的环节往往被疏忽掉,那就是“测试”.综合布线系统的测试不是仅对一个电缆线段的测试,而是整个线路的测试,包括电缆、跳线架、信息座等。但为了掌握安装可能衍生的问题,美国TIA制定了两种测试配置: Basic Link及Channel。对于安装人员而言,他在每安装了一条Link (即两个压接点之间的线路)后,必须用BasicLink (基本线路)的规格对该线路的性能加以测试,否则等到整个信道安装好后,再检修时就比较困难。而另一个Channel配置,则使用在前段所说的系统验收测试。目前的测试规范TIA的TSB-67规范制定了非遮蔽双绞线电缆的测试指标为:接线图:检查电缆接线是否按照规定连接的。接线的故障有:开路(或称断路)、短路、反向、交错、分岔线对及其它错误的接线。联机长度:局域网络拓展对联机的长度有一定的规定.因为长度超过指针时则信号衰减过大.长度的测量是以 TDR(时间域反射测量学)原理测得的。但测试仪所设定的NVP(额定传播速率)会影响长度的精确。因此在测量长度之前,应该用不短于15米的电缆样本做一次NVP校验。衰减量:信号在电缆上运行时,其强度会随距离的增加而逐渐变小。衰减量与长度及频率有直接关系。近端串扰NEXT:信号在一个线对运行时,同时也会感应一小部分的信号到其它线对.这小信号就是串扰。串扰分为NEXT(近端串扰)与FEXT(远程串扰)。但TSB-67只要求进行NEXT的测量。但NEXT测量的串扰信号并不仅是在近端点所产生的,而是指在近端点所测量的串扰值,这个信号会随电缆的衰减而变小,在远程处对其他线对的串扰也相对变小。实验证明在40米内所量的NEXT是比较确实的,超过40米外所产生的串扰信号则可能无法测量到。基于这个原因,TSB-67规范要求对NEXT的测量必须在链路两端都要进行。未来的测试规范由于1000Base-T(千兆以太网)是要能在现有的5类布线系统上运行的,同时是在四对在线同时以全双工方式,在每对在线传送每秒250兆位数字信号。因此TIA已开始修订当前的规范以适用千兆网的应用。TIA除了在97年提出的累加功率NEXT及传播时间延迟外,将新增两个测试参数: 回流损耗(ReturnLoss)及ELFEXT(同电位远程串扰)。另外为适应千兆以太网以后的高速网络应用,TIA也正在制定6类规范,同时将频带宽从5类的100MHz扩充到200MHz。其它测试参数则与未来修订过的5类规范一样。这些新的规范预定在1998年年底之前发布。累加功率NEXT:由于高速网络将信号同时在四对线传送,原来的对与对间的NEXT测量已不能测量真实的环境,因此必须采用累加功率NEXT测试方法,也就是在三对线同时发送信号,而在另一对线测量其串扰值。累加功率衰减对信号比(ACR): 在高频率段,串扰与衰减值的比例关系变成是一种很重要的参数。这个ACR值是由最差的衰减值与NEXT值的差异计算的,较高的ACR值表示对噪声的免疫力更强。在当前TSB-67及TIA-568A中均无此规范,但在ISO 11801里要求至少要大于10db。如果ACR值是以累加功率NEXT计算的,则称为累加功率ACR。传播延迟时间差异(Skew): 同样因为高速网络的应用,信号在四对线对上并行的时间差异过大会影响信号的完整性及错码的产生。因此要以传播时间最长的一对为准,计算其它三对线与该对线的时间差异。同电位远程串扰(ELFEXT): 由于是采用双工并行传输,远程的串扰也会对信号造成影响,因此必须在远程点测量所感应的串扰信号。这就是FEXT。可是由于线路的衰减,会使远程点发送的信号变小,以至所测量的FEXT不是真实在远程的串扰值,因此在测量得到的FEXT值,再减去线路的衰减值后,就得到所谓的ELFEXT值。5类与6类电缆测试仪的不同目前的5类测试仪将会升级新增以上的各测试参数。而6类电缆测试仪除了包括了原来及新增的测试参数外,最大的改进是频带宽与动态测量范围的扩展。可以从下面的比较表中了解:测试参数新版的5类双向测试仪6类测试指标频带宽度100MHz250MHz动态测量范围55-65db 100MHz87db 100MHz回流损耗测量需要需要PS NEXT需要需要EL FEXT需要需要PS EL FEXT需要需要PS ACR需要需要由于测试频带宽必须比6类的累加功率的ACR零点高出25%,因此频带宽必须是250MHz。可是频带宽的提升不是仅用软件就能将5类测试仪升级到6类测试仪。不仅是因为6类电缆串扰信号太小以致不容易测量,而且对于ELFEXT测量的难度,因此测试仪的动态量程必须加大许多。5类在100MHz的NEXT规格是29db,而6类则是42db,因此对于动态量程就必须增加了13db。在测量ELFEXT时还要考虑线路的衰减量,以100米会有19dB衰减量计算,6类测试仪的动态量程就必须比5类测试仪多了 13db十19db或32db的范围。如同频带宽的改进,动态量程的扩充也必须用硬件手段,不是用软件就可以将5类测试仪升级的。因此,你目前的预算可能只能购置较廉价的单向测试仪,但将来要按新的测试规范的话,则单向机种势必不能使用。而市面上存在两种单向机,一种是可以升级的,一种是无法升级的.因此现在购买之前,请要确定将来是否会浪费这单向机种?如能升级,则升级费用为多少?六类(CAT-6)布线系统的发展及现状为什么用六类电缆?在1996年之前许多人对五类电缆是否有足够的频带宽而且能有效益的来进行全部的区域网应用表示怀疑。当ATM论坛也发布能够在铜缆运行155Mbps的规格,在国际通行的D级标准还不能符合其要求时,TIA的5类标准己足够满足这需求了。对此种问题,大家一直在争辩着。您是否要仍沿用5类产品,但在网卡等设备上改进其性能,或应用较复杂的调变方式及NEXT(近端串扰)扺消技术来适应100MHz内的新科技应用,或者对于无遮蔽双绞线(UTP)电缆再规定一种新的高性能规范? IEEE正在研究制定一种可以研用标准5类电缆之千兆位以太网规格。可是目前看来,要超5类或6类系统才可以符合这需求了另外,许多厂家都致力于改进其生产工序及技术以减低串扰并改进回流损耗。可是目前还没有一种标准可以为这些产品认证,因此只能用“较佳的富裕度”或“高速性能”等用语。这些对市场的确产生一些困扰。就在同时候,一些欧洲标准制定单位,尤其德国委员会最积极了,正在制定一套可以在遮蔽电缆运行频带宽为600MHz的性能标准。世界标准组织(ISO)于1997年9月在慕尼黑举办一场重要的会议,决定同时开发UTP频带宽为200MHz的6类及SSTP频带宽为600MHz的7类等标准。什么是6类?因为还在定义6类,因此无法对它明确的说明。然而有一个共识是6类信号的频带宽至少需耍200MHz。这就是说电缆之对与对间ACR衰减对串扰比)值在200MHz时至少有3dB,也就是这一点是累加功率的ACR零点。6类可以说是日前最好的UTP布线系统。在1998年,IEEE曾发函给美国电讯工业协会(TIA)及世界标准组织(ISO),函中要求新的布线系统规范里对性能要求必须比累加功率的ACR零点至少要多出25%。他们的理由是网络接口设备的新技术可以在线路上扺消部分的NEXT,也就是这能应用在ACR零点以上的频带。因此,对于6类性能的测试频率至少为250MHz了。6类与5类最大的不同点在于改善其在串扰及回流损耗方面的性能。对于新一代的全双工式高速网络应用而言,优良回流损耗性能是极重要的。串扰性能是掌握最好频带宽的因素,因为不可能用加大电线直径来改善其衰减性能。依据现有的数据,5类及6类的性能比较列在下面的表-1基本回路性能CAT-5依据TIA-568A-A4 (3/6/1998)CAT-6依据草案2A (4/9/1998)最长的长度94米94米NEXT性能29.3db 100MHz29.3db 100MHz36.9db 200MHz衰减量性能21.6db 100MHz20.7db 100MHz30.4db 200MHz回流损耗性能15db (1f20MHz)15-7 log (f/20) db (20f100MHz)19db (1f20MHz)19-7 log (f/20) db (20f87db 100MHz回流损耗测量需要需要PS NEXT需要需要EL FEXT需要需要PS EL FEXT需要需要PS ACR需要需要表-3 6类测试仪的性能要求由于测试频带宽必须比6类的累加功率的ACR零点高出25%,因此频带宽必须是250MHz。可是频带宽的提升不是仅用软件就能将5类测试仪升级到6类测试仪。不仅是因为6类电缆串扰信号太小以至不容易测量,而且对于ELFEXT测量的难度,因此测试仪的动态量程必须加大许多。5类在100MHz的NEXT规格是29db,而6类则是42db,因此对于动态量程就必须增加了13db。在测量ELFEXT时还耍考虑线路的衰减量,以100米会有19db衰减量计算,6类测试仪的动态量程就必须比5类测试仪多了13db+19db或32db的范围。如同频带宽的改进,动态量程的扩充也必须用硬体手段,不是用软件就:可以将5类测试仪升级的。电缆的类别(Category)与等级(Class)3类C级5类D级5E类6类E级7类F级频带宽16MHz100MHz100MHz200MHz600MHz电缆种类UTPUTP/FTPUTP/FTPUTP/FTPSSTP连接器种类8芯模块8芯模块8芯模块超级8芯模块待定义标准的现状己制定己制定98年第3季99年第1季99年第1季链路价格比(5类=1)0.7基本线路性能(Basic Link Performance)3类5类5E类6类传播延迟548ns548ns548ns延迟差异时间45ns45ns54ns衰减量(db)1MHz10MHz100MHz200MHz3.210.02.16.320.730.4NEXT(db)1MHz10MHz100MHz200MHz40.124.360.045.529.364.049.032.373.557.841.936.9PSNEXT(db)1MHz10MHz100MHz200MHz60.045.529.371.255.539.334.3ELFEXT1MHz10MHz100MHz200MHz57.037.017.061.041.021.019.2PSELFEXT1MHz10MHz100MHz200MHz54.434.414.458.038.018.016.2回授损失 (db)1-20MHz 20