千兆網(wǎng)用5E并非上策

為了在5類雙絞線上實(shí)現(xiàn)千兆的傳輸速率，以PAM-5編碼為基礎(chǔ)的
“超5類”技術(shù)(5E)應(yīng)運(yùn)而生，但該技術(shù)對(duì)電氣參數(shù)提出了相應(yīng)的
要求,并不是所有的5類線均可支持。因此，如果確實(shí)需要千兆網(wǎng)
應(yīng)用，而且布線工程尚處選型階段，采用“5E”也許并非上策。
　　“寬帶”布線仍是以5類或“超5類”（5E）技術(shù)的應(yīng)用為熱
點(diǎn)。最初，在北美開(kāi)發(fā)千兆以太網(wǎng)時(shí)，意圖是在現(xiàn)有的5類雙絞線
上運(yùn)行。但在實(shí)際操作中人們發(fā)現(xiàn)，并非所有的5類線纜均可以運(yùn)
行千兆以太網(wǎng)。產(chǎn)品之間的區(qū)別主要體現(xiàn)在電氣性能是否滿足千
兆以太網(wǎng)所需的4對(duì)芯全雙工傳輸要求。因此，許多廠商把可以運(yùn)
行千兆以太網(wǎng)的產(chǎn)品冠以“增強(qiáng)型” (Enhanced Cat 5)推向市
場(chǎng)，“增強(qiáng)型5類”簡(jiǎn)稱為：“5E”，也被人們統(tǒng)稱為“超5
類”。
　　以何支持千兆
　　在實(shí)際應(yīng)用中，帶寬經(jīng)常與數(shù)據(jù)傳輸速率混淆，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采用帶寬作為衡量和劃分布線系統(tǒng)的
依據(jù)，用Hz作單位，不用bps作單位。和所有通信系統(tǒng)一樣，衡量一個(gè)布線系統(tǒng)信息傳輸能力的客觀參數(shù)是
帶寬，信道的可用帶寬是最重要的傳輸參數(shù)之一，帶寬是否符合要求，是實(shí)現(xiàn)一定的數(shù)據(jù)傳輸速率的基本
條件。對(duì)于布線系統(tǒng)支持的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，它是由信道的NEXT值與衰減量差3dB時(shí)的最低頻率決定的。
　　數(shù)據(jù)信號(hào)在通過(guò)線纜進(jìn)行傳輸時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備先對(duì)其進(jìn)行編碼調(diào)制，因此，在線纜上傳輸信號(hào)的頻率并
不等于數(shù)據(jù)的傳輸速率，與編碼方法有關(guān)。利用高級(jí)的編碼方案，可以使數(shù)據(jù)信號(hào)在較低的帶寬上傳輸。
例如:100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，當(dāng)使用2級(jí)編碼方案(如:NRZI)時(shí)，需要的傳輸帶寬是62.5MHz；當(dāng)使用3級(jí)
編碼方案(如MLT-3)時(shí)，需要的傳輸帶寬只有31.25MHz。如何在5類雙絞線上實(shí)現(xiàn)1000Mbps的傳輸速率，IEE
E 802.3ab委員會(huì)最終決定采用一種被稱為脈沖幅度調(diào)制(PAM-5)的編碼。
　　符合現(xiàn)有5類標(biāo)準(zhǔn)要求的雙絞線工作于半雙工時(shí)（即一對(duì)線用于發(fā)送，另一對(duì)線用于接收數(shù)據(jù)時(shí)），兩
對(duì)線具有100MHz可用帶寬。而4對(duì)芯都工作于全雙工模式時(shí)（即每一對(duì)線都被用于兩個(gè)收發(fā)信機(jī)之間的雙向
傳輸），通過(guò)某對(duì)線進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)接收的站點(diǎn)，會(huì)同時(shí)受到來(lái)自另3對(duì)線的信號(hào)串?dāng)_。在線路的兩端，對(duì)每
一對(duì)線都要進(jìn)行串?dāng)_疊加計(jì)算，如果最差線對(duì)的功率和串?dāng)_達(dá)到增強(qiáng)型5類標(biāo)準(zhǔn)的要求，則每對(duì)線傳輸帶寬
為100MHz，4對(duì)芯共具有400MHz可用帶寬，千兆以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行頻帶正是400MHz。
　　注意把握指標(biāo)
　　“5E”系統(tǒng)的部分指標(biāo)限值見(jiàn)表所示。
　　這些指標(biāo)是指在含有4個(gè)連接頭的最壞情形下的信道性能。ELFEXT(Equal Level Far End Cross talk)
是在接收端去除傳輸信號(hào)衰減后得到的一個(gè)等電平比較的遠(yuǎn)端串音;RL(Return Loss)是由于布線系統(tǒng)的元
器件互相不匹配而導(dǎo)致的反射信號(hào)，從而干擾原傳輸信號(hào)，不僅要求雙絞線的鏈路阻抗應(yīng)該很一致，而且
也對(duì)接插件的匹配有嚴(yán)格的要求；PS NEXT實(shí)際上是一種計(jì)算式，其值是由4對(duì)芯中的3對(duì)線對(duì)另一對(duì)線的串
擾的代數(shù)和推導(dǎo)出來(lái)的，如果最差線對(duì)的PSNEXT達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求，那末就具有支持千兆應(yīng)用的潛
力。
　　由于千兆以太網(wǎng)是在4對(duì)線上全雙工傳輸，PS ELFEXT成為一個(gè)突出的問(wèn)題，PS NEXT、PS ACR和延遲扭
曲等都成為必須考慮的參數(shù)。對(duì)于這種高速率應(yīng)用，用戶要注意把握“5E”布線的系統(tǒng)指標(biāo)。否則，可能
會(huì)“欲速則不達(dá)”。
　　“5E”并非上策
　　為了在4對(duì)芯上透過(guò)“5E”實(shí)現(xiàn)千兆的傳輸速率，采用了PAM-5編碼，并且對(duì)電氣參數(shù)提出了相應(yīng)的要
求。盡管如此，5類線纜畢竟存在有需要電子設(shè)備容忍或補(bǔ)償?shù)娜毕?，包括NEXT、FEXT等，還要考慮外部串
音干擾。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的PHY(物理層)芯片上，用于克服5類線纜性能局限性的晶體管數(shù)量超過(guò)了總數(shù)的50%。
PHY的集成度高、技術(shù)復(fù)雜，世界上只有少數(shù)幾個(gè)生產(chǎn)廠商掌握該技術(shù)，產(chǎn)品價(jià)格昴貴。因此，如果確實(shí)需
要千兆網(wǎng)應(yīng)用，而且布線工程尚處在選型階段，采用“5E”并非上策。如同快速以太網(wǎng)（100Mbps）一樣，
今天有誰(shuí)會(huì)去采用4對(duì)芯3類線纜（100Base—T4），而將5類線纜（100Base—TX）擱置一邊呢？也就是說(shuō)，
對(duì)于采用了“5E”布線的用戶來(lái)說(shuō)，到了很需要千兆網(wǎng)應(yīng)用到桌面的時(shí)候，只好采購(gòu)高價(jià)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在“5
E”上運(yùn)行。這就要求用戶必須更加注意選用真正的“5E”，并且選擇真正能夠規(guī)范設(shè)計(jì)和施工的布線承包
商。
　　應(yīng)用決定布線
　　從用戶的角度，在選擇產(chǎn)品時(shí)需要冷靜地考慮一下:是否真正需要。選擇何種布線系統(tǒng)，最佳考慮還是
由應(yīng)用決定。
　　目前，千兆以太網(wǎng)主要是作為網(wǎng)絡(luò)主干用，很難說(shuō)什么時(shí)候真正普遍用于水平子系統(tǒng)到桌面，恐怕到
了那時(shí)候，用什么產(chǎn)品情況又變了。因?yàn)殂~纜終將無(wú)法超越自身的帶寬、傳輸距離和電磁干擾的限制，替
代它的仍將是光纖，或者是未來(lái)的某種傳輸介質(zhì)。
　　記得快速以太網(wǎng)設(shè)備于1993年投入使用，其標(biāo)準(zhǔn)是在1994年出臺(tái)，基于快速以太網(wǎng)的普遍應(yīng)用就出現(xiàn)
得更晚了。近年來(lái)，對(duì)于千兆網(wǎng)來(lái)說(shuō)也如此，真正的千兆級(jí)到桌面應(yīng)用甚少，這些都表明技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)的
出現(xiàn)與實(shí)際應(yīng)用的需要之間還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間間隔。應(yīng)當(dāng)從實(shí)際出發(fā)對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)有一個(gè)正
確預(yù)測(cè)，選擇合適的布線產(chǎn)品。
　　6類一定好？
　　廠商并推的千兆布線產(chǎn)品:一是5E;二是6類。以上對(duì)于5/5E類布線論述的觀點(diǎn)，也適合于6類。即：Σc
at 6 ≠ Cat 6 Σ；測(cè)試NEXT必須在兩端進(jìn)行；布線不應(yīng)采用“全6類”；千兆網(wǎng)采用6類布線也并非上策
等等。
　　現(xiàn)在雖說(shuō)也有廠家將線徑加大，推出自稱的“超6類”，但是業(yè)界的共識(shí)是，6類已是UTP技術(shù)的極限。
眾所周知，極限技術(shù)難免有它的脆弱性。相比之下，何不巧用光纖？
　　在筆者看來(lái)，光纖、銅纜（5類或超5類）適當(dāng)并用到桌面,是明智的選擇，千兆及其以上數(shù)據(jù)布線盡量
采用光纖，例如光纖從干線延伸到區(qū)域，使光纖離桌面盡可能靠近，采用高性價(jià)比的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備。