迎接万兆铜缆时代的到来

2013-09-21康普公司

智能建筑与智慧城市 2013年3期

文｜康普公司吴健

迎接万兆铜缆时代的到来

文｜康普公司吴健

1 前言

万兆铜缆经过很久的等待与争论，尘埃落定。毫无疑问，我们现在必须为未来的铜缆应用做好准备。本文希望能够为读者建立必要的知识储备，以解目前市场诸多对万兆铜缆的疑惑。同时笔者也就已出版的《万兆铜缆系统工程设计、施工与检测技术白皮书》做了普及性导读。

本文及国内标准将Cat.6A线缆称之为增强型6类线缆。读者可以从本文中了解到什么是万兆铜缆，万兆铜缆的标准是什么，万兆铜缆可以支持以太网多远距离，Cat.6线缆可以支持万兆应用吗，万兆铜缆最重要的技术指标是什么，万兆铜缆是否可以和其他等级的插接件混合使用，万兆铜缆只有屏蔽产品，万兆铜缆如何测试，万兆铜缆施工需要注意的事项。

2 标准早已准备好

铜缆的发展与以太网技术发展密切相关。铜缆如此有生命力，正如以太网一样，它在网络连接市场始终占有重要的地位。正如光与石英密切相伴一样，铜与电密切相伴，目前所有的终端都在以电信号作为运算处理对象，而不是以光信号作为运算处理对象，所以铜缆的生命力依然旺盛。为了满足未来数据中心及网络主干更高的传输速率要求，IEEE 802.3an标准于2006年颁布，并定义了10GBase-T接口标准。同时云计算及虚拟技术发展要求更高性能的布线系统，2008年2月以后，TIA和ISO相继发布了Cat.6A/Class Ea布线标准，当时TIA的标准为ANSI/TIA 568B.2-10，这是NSI/TIA 568B标准的第10次修订版。随后2009年初颁布ANSI/TIA 568C，更完整地建立了Cat.6A布线体系。在这之前ISO 11801也已经建立了Class Ea标准，因为TIA对中国的影响力更深远，本文将以Cat.6A内容描述为主。

在这一标准发展过程中，市场中也出现过一些不同声音，比如Cat.6E、低能耗的10GBase-T接口、短距离的10GBase-T应用等，但今天看来，要让市场规范、用户有信心、设计和安装自由，必须采用标准的Cat.6A来支持标准的10GBase-T。那么，我们就看看Cat.6A是如何在TIA 568C中定义的。标准中将Cat.6A称为增强型6类，而Cat.6E是某一历史阶段的叫法，现已更名。

数据中心是万兆铜缆主要应用之地。所以数据中心标准中在布线方面也进入Cat.6A时代。图1可以看到ISO数据中心标准和TIA数据中心标准都已经把Cat.6A/Class Ea标准纳入推荐等级。TIA 942在2012年对标准进行了更新，并引入了TIA 568C.2标准。

3 标准增强型6类的明确定义

对于万兆数据网络的传输，布线标准比网络标准准备得更早、更充分。

Cat.6A是真正意义上的万兆铜缆。Cat.6尽管在有限条件下可支持10GBase-T的应用，但是考虑到短链路的影响，且安全的距离在15m～37m之间，尽管以前也有55m的说法，但现场因素复杂，局限性很大，所以不建议用户采用Cat.6来承载万兆应用。

并不是每个人都会去研究标准，对于Cat.6A铜缆，要做到最基本的了解，需要强调以下四个方面，这也是标准定义的最基本特征。

（1）保证信道性能达到或超过布线标准，能够支持500MHz，我们通常将这一指标称为带宽。相对比而言，6类是250MHz，Cat.6A带宽提高一倍，其传输能力也提高了10倍。

（2）信道长度最长可达100m，能够支持4个连接的应用。以太网中通道的最大长度是100m，这个距离是端到端的通道最大距离，包括100M、1000M、10G，所有以太网应用都是如此，这是由传输时延、以太网技术等方面决定的。尽管距离设计原则不能变，但是Cat.6A比Cat.6传输更稳定、更可靠。任何时候的传输数据量与高等级的线缆都比低等级的线缆更稳定可靠，抗干扰能力更强，误码率更低。

（3）能够支持标准的10GBase-T的应用，依旧采用RJ45接口，有极好的兼容性。所以Cat.6A是一个很好的向后兼容的系统。相比较而言，F级（俗称7类）及Fa级都不能支持RJ45接口，所以兼容性不好。考虑到国际标准、产品生产、验收测试及相关应用等方面的不足，在中国市场中F级并没有被作为万兆铜缆应用的首选。

（4）优异的外部串扰干扰抑制性能，通过外部串扰AXT测试，这是增强型6类最重要的性能特征。Cat.6A区别于Cat.6的重要特征就是外部串扰。它以6包1的场景作为最差分析对象，测试仪将模拟图2的场景来分析中间线缆抵抗外部串扰的能力。

4 万兆以太网的应用

万兆以太网的接口有多种，通常将其统称为10GE，其中最被看好的一种是10GBase-T。如果要支持10GBase-T应用必须要部署Cat.6A铜缆。布线厂商产品早已准备好并有成熟的应用，大多数国内外厂商都能够生产制造Cat.6A线缆，部分厂商也有很好的制造Cat.6A接插件的能力。

Cat.6A的高速发展取决于10GBase-T接口设备的大量使用。图3是DELL公司和Intel公司对10GBase-T接口的发展预测。2012年之后，10GBase-T的接口销量将快速增长。随着功耗和成本的下降，10GBase-T在成本、支持距离、兼容性、易用性等方面越来越明显。同时，作为基础设施，必须具有前瞻性，选择Cat.6A将会为未来的发展打好“地基”。

万兆铜缆如前几年所预测，确实走入一个快速增长期，总体是乐观的。从第三方的报告分析，今后几年将明显出现接口价格下降，同时接口的销售数量上升的趋势，如图4所示。

5 屏蔽与非屏蔽的选择

和Cat.5e与Cat.6一样， Cat.6A仍然存在屏蔽和非屏蔽两种选择。Cat.6A国际标准没有对屏蔽和非屏蔽产品定义出选择依据。屏蔽和非屏蔽只是为了达到性能所采用的生产制造方式而已。

从制造者来说，屏蔽Cat.6A生产更容易一些，非屏蔽则在研发、生产、质量控制方面有较高的要求。但非屏蔽对于使用和安装者来说更方便，在市场仍然受欢迎。屏蔽布线对于施工和接地方面的要求极高，这不只是Cat.6A 的问题，屏蔽Cat.6要求同样如此。事实上，对于布线系统来说，屏蔽系统的最大挑战并不是来自生产制造和设计安装，而是屏蔽层本身的测试，在这一领域，还没有很好的测试方法、测试标准和测试工具。这一点多少让人不解，多数人尚不了解屏蔽测试的难点，但是用户也不是无所作为，可以通过三种措施来间接把关。

这三个方式是：按照厂商的安装指导严格施工、通过布线认证测试仪表确认屏蔽层的连通性、严格执行接地测试。完成这三个工作，我们认为屏蔽系统是可用的、合格的。

从外部串扰的角度考虑，万兆铜缆中屏蔽线缆的销售量所占比例可能会提高，屏蔽和非屏蔽在设计和测试角度的区别不大，关键是施工，施工是两者之间最大的区别。《屏蔽布线系统设计与施工技术白皮书》可以作为很好的施工参考资料，所以在《万兆铜缆系统工程设计、施工与检测技术白皮书》中没有过多的重复。

市场中争论较多的是Cat.6A非屏蔽线缆外径较粗，所以施工时会多占用管槽。但是，许多厂商也可以生产出较细的非屏蔽Cat.6A，并有很好的外部串扰抵抗力。