千兆網用5E并非上策

為了在5類雙絞線上實現千兆的傳輸速率，以PAM-5編碼為基礎的
“超5類”技術(5E)應運而生，但該技術對電氣參數提出了相應的
要求,并不是所有的5類線均可支持。因此，如果確實需要千兆網
應用，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）技術的應用為熱
點。最初，在北美開發千兆以太網時，意圖是在現有的5類雙絞線
上運行。但在實際操作中人們發現，并非所有的5類線纜均可以運
行千兆以太網。產品之間的區別主要體現在電氣性能是否滿足千
兆以太網所需的4對芯全雙工傳輸要求。因此，許多廠商把可以運
行千兆以太網的產品冠以“增強型” (Enhanced Cat 5)推向市
場，“增強型5類”簡稱為：“5E”，也被人們統稱為“超5
類”。
　　以何支持千兆
　　在實際應用中，帶寬經常與數據傳輸速率混淆，國際標準化組織采用帶寬作為衡量和劃分布線系統的
依據，用Hz作單位，不用bps作單位。和所有通信系統一樣，衡量一個布線系統信息傳輸能力的客觀參數是
帶寬，信道的可用帶寬是最重要的傳輸參數之一，帶寬是否符合要求，是實現一定的數據傳輸速率的基本
條件。對于布線系統支持的網絡應用來說，它是由信道的NEXT值與衰減量差3dB時的最低頻率決定的。
　　數據信號在通過線纜進行傳輸時，網絡設備先對其進行編碼調制，因此，在線纜上傳輸信號的頻率并
不等于數據的傳輸速率，與編碼方法有關。利用高級的編碼方案，可以使數據信號在較低的帶寬上傳輸。
例如:100Mbps的數據傳輸速率，當使用2級編碼方案(如:NRZI)時，需要的傳輸帶寬是62.5MHz；當使用3級
編碼方案(如MLT-3)時，需要的傳輸帶寬只有31.25MHz。如何在5類雙絞線上實現1000Mbps的傳輸速率，IEE
E 802.3ab委員會最終決定采用一種被稱為脈沖幅度調制(PAM-5)的編碼。
　　符合現有5類標準要求的雙絞線工作于半雙工時（即一對線用于發送，另一對線用于接收數據時），兩
對線具有100MHz可用帶寬。而4對芯都工作于全雙工模式時（即每一對線都被用于兩個收發信機之間的雙向
傳輸），通過某對線進行數據信號接收的站點，會同時受到來自另3對線的信號串擾。在線路的兩端，對每
一對線都要進行串擾疊加計算，如果最差線對的功率和串擾達到增強型5類標準的要求，則每對線傳輸帶寬
為100MHz，4對芯共具有400MHz可用帶寬，千兆以太網的設計運行頻帶正是400MHz。
　　注意把握指標
　　“5E”系統的部分指標限值見表所示。
　　這些指標是指在含有4個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衰減后得到的一個等電平比較的遠端串音;RL(Return Loss)是由于布線系統的元
器件互相不匹配而導致的反射信號，從而干擾原傳輸信號，不僅要求雙絞線的鏈路阻抗應該很一致，而且
也對接插件的匹配有嚴格的要求；PS NEXT實際上是一種計算式，其值是由4對芯中的3對線對另一對線的串
擾的代數和推導出來的，如果最差線對的PSNEXT達到標準所規定的要求，那末就具有支持千兆應用的潛
力。
　　由于千兆以太網是在4對線上全雙工傳輸，PS ELFEXT成為一個突出的問題，PS NEXT、PS ACR和延遲扭
曲等都成為必須考慮的參數。對于這種高速率應用，用戶要注意把握“5E”布線的系統指標。否則，可能
會“欲速則不達”。
　　“5E”并非上策
　　為了在4對芯上透過“5E”實現千兆的傳輸速率，采用了PAM-5編碼，并且對電氣參數提出了相應的要
求。盡管如此，5類線纜畢竟存在有需要電子設備容忍或補償的缺陷，包括NEXT、FEXT等，還要考慮外部串
音干擾。在網絡設備的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量超過了總數的50%。
PHY的集成度高、技術復雜，世界上只有少數幾個生產廠商掌握該技術，產品價格昴貴。因此，如果確實需
要千兆網應用，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（100Mbps）一樣，
今天有誰會去采用4對芯3類線纜（100Base—T4），而將5類線纜（100Base—TX）擱置一邊呢？也就是說，
對于采用了“5E”布線的用戶來說，到了很需要千兆網應用到桌面的時候，只好采購高價的網絡設備在“5
E”上運行。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范設計和施工的布線承包
商。
　　應用決定布線
　　從用戶的角度，在選擇產品時需要冷靜地考慮一下:是否真正需要。選擇何種布線系統，最佳考慮還是
由應用決定。
　　目前，千兆以太網主要是作為網絡主干用，很難說什么時候真正普遍用于水平子系統到桌面，恐怕到
了那時候，用什么產品情況又變了。因為銅纜終將無法超越自身的帶寬、傳輸距離和電磁干擾的限制，替
代它的仍將是光纖，或者是未來的某種傳輸介質。
　　記得快速以太網設備于1993年投入使用，其標準是在1994年出臺，基于快速以太網的普遍應用就出現
得更晚了。近年來，對于千兆網來說也如此，真正的千兆級到桌面應用甚少，這些都表明技術及其標準的
出現與實際應用的需要之間還有相當長的一段時間間隔。應當從實際出發對信息網絡的發展趨勢有一個正
確預測，選擇合適的布線產品。
　　6類一定好？
　　廠商并推的千兆布線產品:一是5E;二是6類。以上對于5/5E類布線論述的觀點，也適合于6類。即：Σc
at 6 ≠ Cat 6 Σ；測試NEXT必須在兩端進行；布線不應采用“全6類”；千兆網采用6類布線也并非上策
等等。
　　現在雖說也有廠家將線徑加大，推出自稱的“超6類”，但是業界的共識是，6類已是UTP技術的極限。
眾所周知，極限技術難免有它的脆弱性。相比之下，何不巧用光纖？
　　在筆者看來，光纖、銅纜（5類或超5類）適當并用到桌面,是明智的選擇，千兆及其以上數據布線盡量
采用光纖，例如光纖從干線延伸到區域，使光纖離桌面盡可能靠近，采用高性價比的光電轉換設備。