文｜ 康普公司 吳 健

迎接萬兆銅纜時(shí)代的到來

文｜ 康普公司 吳 健

1 前言

萬兆銅纜經(jīng)過很久的等待與爭論，塵埃落定。毫無疑問，我們現(xiàn)在必須為未來的銅纜應(yīng)用做好準(zhǔn)備。本文希望能夠?yàn)樽x者建立必要的知識(shí)儲(chǔ)備，以解目前市場諸多對(duì)萬兆銅纜的疑惑。同時(shí)筆者也就已出版的《萬兆銅纜系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工與檢測(cè)技術(shù)白皮書》做了普及性導(dǎo)讀。

本文及國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)將Cat.6A線纜稱之為增強(qiáng)型6類線纜。讀者可以從本文中了解到什么是萬兆銅纜，萬兆銅纜的標(biāo)準(zhǔn)是什么，萬兆銅纜可以支持以太網(wǎng)多遠(yuǎn)距離，Cat.6線纜可以支持萬兆應(yīng)用嗎，萬兆銅纜最重要的技術(shù)指標(biāo)是什么，萬兆銅纜是否可以和其他等級(jí)的插接件混合使用，萬兆銅纜只有屏蔽產(chǎn)品，萬兆銅纜如何測(cè)試，萬兆銅纜施工需要注意的事項(xiàng)。

2 標(biāo)準(zhǔn)早已準(zhǔn)備好

銅纜的發(fā)展與以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)。銅纜如此有生命力，正如以太網(wǎng)一樣，它在網(wǎng)絡(luò)連接市場始終占有重要的地位。正如光與石英密切相伴一樣，銅與電密切相伴，目前所有的終端都在以電信號(hào)作為運(yùn)算處理對(duì)象，而不是以光信號(hào)作為運(yùn)算處理對(duì)象，所以銅纜的生命力依然旺盛。為了滿足未來數(shù)據(jù)中心及網(wǎng)絡(luò)主干更高的傳輸速率要求，IEEE 802.3an標(biāo)準(zhǔn)于2006年頒布，并定義了10GBase-T接口標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)云計(jì)算及虛擬技術(shù)發(fā)展要求更高性能的布線系統(tǒng)，2008年2月以后，TIA和ISO相繼發(fā)布了Cat.6A/Class Ea布線標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)時(shí)TIA的標(biāo)準(zhǔn)為ANSI/TIA 568B.2-10，這是NSI/TIA 568B標(biāo)準(zhǔn)的第10次修訂版。隨后2009年初頒布ANSI/TIA 568C，更完整地建立了Cat.6A布線體系。在這之前ISO 11801也已經(jīng)建立了Class Ea標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)門IA對(duì)中國的影響力更深遠(yuǎn)，本文將以Cat.6A內(nèi)容描述為主。

在這一標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過程中，市場中也出現(xiàn)過一些不同聲音，比如Cat.6E、低能耗的10GBase-T接口、短距離的10GBase-T應(yīng)用等，但今天看來，要讓市場規(guī)范、用戶有信心、設(shè)計(jì)和安裝自由，必須采用標(biāo)準(zhǔn)的Cat.6A來支持標(biāo)準(zhǔn)的10GBase-T。那么，我們就看看Cat.6A是如何在TIA 568C中定義的。標(biāo)準(zhǔn)中將Cat.6A稱為增強(qiáng)型6類，而Cat.6E是某一歷史階段的叫法，現(xiàn)已更名。

數(shù)據(jù)中心是萬兆銅纜主要應(yīng)用之地。所以數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)中在布線方面也進(jìn)入Cat.6A時(shí)代。圖1可以看到ISO數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)和TIA數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)都已經(jīng)把Cat.6A/Class Ea標(biāo)準(zhǔn)納入推薦等級(jí)。TIA 942在2012年對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更新，并引入了TIA 568C.2標(biāo)準(zhǔn)。

3 標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)型6類的明確定義

對(duì)于萬兆數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳輸，布線標(biāo)準(zhǔn)比網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備得更早、更充分。

Cat.6A是真正意義上的萬兆銅纜。Cat.6盡管在有限條件下可支持10GBase-T的應(yīng)用，但是考慮到短鏈路的影響，且安全的距離在15m～37m之間，盡管以前也有55m的說法，但現(xiàn)場因素復(fù)雜，局限性很大，所以不建議用戶采用Cat.6來承載萬兆應(yīng)用。

并不是每個(gè)人都會(huì)去研究標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于Cat.6A銅纜，要做到最基本的了解，需要強(qiáng)調(diào)以下四個(gè)方面，這也是標(biāo)準(zhǔn)定義的最基本特征。

（1）保證信道性能達(dá)到或超過布線標(biāo)準(zhǔn)，能夠支持500MHz，我們通常將這一指標(biāo)稱為帶寬。相對(duì)比而言，6類是250MHz，Cat.6A帶寬提高一倍，其傳輸能力也提高了10倍。

（2）信道長度最長可達(dá)100m，能夠支持4個(gè)連接的應(yīng)用。以太網(wǎng)中通道的最大長度是100m，這個(gè)距離是端到端的通道最大距離，包括100M、1000M、10G，所有以太網(wǎng)應(yīng)用都是如此，這是由傳輸時(shí)延、以太網(wǎng)技術(shù)等方面決定的。盡管距離設(shè)計(jì)原則不能變，但是Cat.6A比Cat.6傳輸更穩(wěn)定、更可靠。任何時(shí)候的傳輸數(shù)據(jù)量與高等級(jí)的線纜都比低等級(jí)的線纜更穩(wěn)定可靠，抗干擾能力更強(qiáng)，誤碼率更低。

（3）能夠支持標(biāo)準(zhǔn)的10GBase-T的應(yīng)用，依舊采用RJ45接口，有極好的兼容性。所以Cat.6A是一個(gè)很好的向后兼容的系統(tǒng)。相比較而言，F(xiàn)級(jí)（俗稱7類）及Fa級(jí)都不能支持RJ45接口，所以兼容性不好?？紤]到國際標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品生產(chǎn)、驗(yàn)收測(cè)試及相關(guān)應(yīng)用等方面的不足，在中國市場中F級(jí)并沒有被作為萬兆銅纜應(yīng)用的首選。

（4）優(yōu)異的外部串?dāng)_干擾抑制性能，通過外部串?dāng)_AXT測(cè)試，這是增強(qiáng)型6類最重要的性能特征。Cat.6A區(qū)別于Cat.6的重要特征就是外部串?dāng)_。它以6包1的場景作為最差分析對(duì)象，測(cè)試儀將模擬圖2的場景來分析中間線纜抵抗外部串?dāng)_的能力。

4 萬兆以太網(wǎng)的應(yīng)用

萬兆以太網(wǎng)的接口有多種，通常將其統(tǒng)稱為10GE，其中最被看好的一種是10GBase-T。如果要支持10GBase-T應(yīng)用必須要部署Cat.6A銅纜。布線廠商產(chǎn)品早已準(zhǔn)備好并有成熟的應(yīng)用，大多數(shù)國內(nèi)外廠商都能夠生產(chǎn)制造Cat.6A線纜，部分廠商也有很好的制造Cat.6A接插件的能力。

Cat.6A的高速發(fā)展取決于10GBase-T接口設(shè)備的大量使用。圖3是DELL公司和Intel公司對(duì)10GBase-T接口的發(fā)展預(yù)測(cè)。2012年之后，10GBase-T的接口銷量將快速增長。隨著功耗和成本的下降，10GBase-T在成本、支持距離、兼容性、易用性等方面越來越明顯。同時(shí)，作為基礎(chǔ)設(shè)施，必須具有前瞻性，選擇Cat.6A將會(huì)為未來的發(fā)展打好“地基”。

萬兆銅纜如前幾年所預(yù)測(cè)，確實(shí)走入一個(gè)快速增長期，總體是樂觀的。從第三方的報(bào)告分析，今后幾年將明顯出現(xiàn)接口價(jià)格下降，同時(shí)接口的銷售數(shù)量上升的趨勢(shì)，如圖4所示。

5 屏蔽與非屏蔽的選擇

和Cat.5e與Cat.6一樣， Cat.6A仍然存在屏蔽和非屏蔽兩種選擇。Cat.6A國際標(biāo)準(zhǔn)沒有對(duì)屏蔽和非屏蔽產(chǎn)品定義出選擇依據(jù)。屏蔽和非屏蔽只是為了達(dá)到性能所采用的生產(chǎn)制造方式而已。

從制造者來說，屏蔽Cat.6A生產(chǎn)更容易一些，非屏蔽則在研發(fā)、生產(chǎn)、質(zhì)量控制方面有較高的要求。但非屏蔽對(duì)于使用和安裝者來說更方便，在市場仍然受歡迎。屏蔽布線對(duì)于施工和接地方面的要求極高，這不只是Cat.6A 的問題，屏蔽Cat.6要求同樣如此。事實(shí)上，對(duì)于布線系統(tǒng)來說，屏蔽系統(tǒng)的最大挑戰(zhàn)并不是來自生產(chǎn)制造和設(shè)計(jì)安裝，而是屏蔽層本身的測(cè)試，在這一領(lǐng)域，還沒有很好的測(cè)試方法、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試工具。這一點(diǎn)多少讓人不解，多數(shù)人尚不了解屏蔽測(cè)試的難點(diǎn)，但是用戶也不是無所作為，可以通過三種措施來間接把關(guān)。

這三個(gè)方式是：按照廠商的安裝指導(dǎo)嚴(yán)格施工、通過布線認(rèn)證測(cè)試儀表確認(rèn)屏蔽層的連通性、嚴(yán)格執(zhí)行接地測(cè)試。完成這三個(gè)工作，我們認(rèn)為屏蔽系統(tǒng)是可用的、合格的。

從外部串?dāng)_的角度考慮，萬兆銅纜中屏蔽線纜的銷售量所占比例可能會(huì)提高，屏蔽和非屏蔽在設(shè)計(jì)和測(cè)試角度的區(qū)別不大，關(guān)鍵是施工，施工是兩者之間最大的區(qū)別?！镀帘尾季€系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)白皮書》可以作為很好的施工參考資料，所以在《萬兆銅纜系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工與檢測(cè)技術(shù)白皮書》中沒有過多的重復(fù)。

市場中爭論較多的是Cat.6A非屏蔽線纜外徑較粗，所以施工時(shí)會(huì)多占用管槽。但是，許多廠商也可以生產(chǎn)出較細(xì)的非屏蔽Cat.6A，并有很好的外部串?dāng)_抵抗力。

6 Cat.6A測(cè)試

萬兆銅纜的現(xiàn)場測(cè)試要分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段與6類相似，也是用儀表選擇對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)（如TIA Cat.6A 或ISO Class Ea）進(jìn)行基本測(cè)試。第二個(gè)階段是要對(duì)外部串?dāng)_進(jìn)行測(cè)試，最終得到6包1綜合外部串?dāng)_結(jié)果。顯然后一個(gè)階段需要必要的儀表和時(shí)間準(zhǔn)備。

市場中有種說法：屏蔽產(chǎn)品不需要外部串?dāng)_測(cè)試。筆者認(rèn)為這是對(duì)用戶不負(fù)責(zé)任的說法，因?yàn)槠帘沃皇钱a(chǎn)品實(shí)現(xiàn)手段，而工程施工中會(huì)出現(xiàn)很多復(fù)雜因素，沒有驗(yàn)收階段的測(cè)試對(duì)于最終使用者來說是危險(xiǎn)的，所以屏蔽和非屏蔽都要重視外部串?dāng)_的問題。

為了節(jié)省對(duì)于Cat.6A測(cè)試的時(shí)間，國際標(biāo)準(zhǔn)支持采樣測(cè)試，采樣率為5%或10條最差鏈路。所以外部串?dāng)_并不可怕，只要有相關(guān)測(cè)試儀，配上萬兆銅纜的測(cè)試適配器，就可以輕松解決難題。

7 結(jié)束語

Cat.6類布線不能自由且完善地承擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)10GBase-T的應(yīng)用，Cat.7/Class F類仍然在產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)和兼容性方面面臨挑戰(zhàn)，所以Cat.6A義不容辭地?fù)?dān)當(dāng)起萬兆銅纜的重任。