10G網(wǎng)絡(luò)的線纜測(cè)試

 
　　今天，我們討論的是一種全新的網(wǎng)絡(luò)類型。這就意味著要介紹一下新的傳輸帶寬標(biāo)準(zhǔn)。今年夏天，IEEE 802.3an 傳輸標(biāo)準(zhǔn)將支持通過(guò)銅纜傳輸10G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流。   
很明顯，這意味著1G（千兆網(wǎng)絡(luò)）數(shù)據(jù)將能被傳輸?shù)絺€(gè)人工作點(diǎn)。這將是一個(gè)劃時(shí)代的傳輸技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。 

　　然而從理論上而言，當(dāng)我們介紹一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，它是否可以應(yīng)用于現(xiàn)有的布線系統(tǒng)中就顯得非常重要了?，F(xiàn)在可以看到，在E級(jí)/ 6類250MHz的系統(tǒng)中不一定支持傳輸10GbaseT的數(shù)據(jù)流。對(duì)于10GbaseT的標(biāo)準(zhǔn)而言將超越老標(biāo)準(zhǔn)1000BaseT的很多測(cè)試項(xiàng)目。所以這些布線系統(tǒng)的有些標(biāo)準(zhǔn)將要被重新定義。當(dāng)前的建議做法是：在歐洲重新制定新的ISO EA 級(jí)和 ISO FA 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。北美國(guó)家則爭(zhēng)論最多的是新的 TIA/EIA 6a(增強(qiáng)6類)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有的ISO E級(jí)和TIA/EIA 6類標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)運(yùn)用執(zhí)行四年多了。新的標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)將大大減少這兩類標(biāo)準(zhǔn)的生命周期?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試產(chǎn)品自然也由于這些新變化而受到影響，下面就是需要注意的一些問(wèn)題。 

　　全新的挑戰(zhàn) 

　　最顯而易見(jiàn)的改變就是：新標(biāo)準(zhǔn)需要提升測(cè)試頻率。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的理論分析可知， 250MHz的頻率就已經(jīng)不能支持傳輸10GbaseT的速率。最初估算的625MHz的極限頻率已被目前的500MHz所取代，例如：可通過(guò)內(nèi)插值替換，只需作微小調(diào)整就可擴(kuò)展E級(jí)/6類極限值曲線，以適應(yīng)新的指標(biāo)。作為連接部件，RJ45升級(jí)到500MHz時(shí)也能保持它的原有功能。新的FA級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以F級(jí)為范本，頻率范圍將從原有的600MHz提升到現(xiàn)在1000MHz。而從現(xiàn)有的TERA的標(biāo)準(zhǔn)和GG45連接器來(lái)看，這些都已經(jīng)具備了上述頻率范圍內(nèi)的更高傳輸需要。但這只是高帶寬屏蔽系統(tǒng)的應(yīng)用，這里我們重點(diǎn)討論非屏蔽E級(jí)/6類標(biāo)準(zhǔn)的變化。 

　　新的測(cè)試參數(shù) 

　　上面已經(jīng)描述了新的標(biāo)準(zhǔn)，也提出了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)。所有擁有線纜測(cè)試儀的朋友都不得不面對(duì)一個(gè)問(wèn)題，那就是對(duì)于這些新問(wèn)題是否需要花費(fèi)額外的投資呢？答案是：“不一定”。但我們必須明確一個(gè)事實(shí)：三級(jí)精度的6類通道測(cè)試設(shè)備將不再適合這場(chǎng)角逐。 

　　已經(jīng)說(shuō)過(guò)，更大的挑戰(zhàn)來(lái)自于不斷增加的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試頻率范圍。6a類和EA級(jí)的頻率范圍從250MHz提高到了500MHz。而FA 級(jí)的測(cè)試范圍由600MHz增加到了前所未有的1000MHz。頻率范圍增加了，如果仍用以前的測(cè)試精度來(lái)衡量，顯然是不合適的。因?yàn)槿?jí)精度的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)以往定義的測(cè)試帶寬到現(xiàn)有的250MHz頻率之間的。而新的6a類 /EA 級(jí)測(cè)試要求一種更新的精度類別來(lái)區(qū)分，那就是：增強(qiáng)三級(jí)精度（Level IIIa）。當(dāng)然，對(duì)于ISO Class FA 相應(yīng)的有增強(qiáng)型四級(jí)精度（Level IVa）與之對(duì)應(yīng)。目前現(xiàn)有的四級(jí)精度的類別則是對(duì)600MHz以下而言。而目前討論的四級(jí)精度和增強(qiáng)四級(jí)精度從性能對(duì)比中已經(jīng)涵蓋了增強(qiáng)型三級(jí)精度。事實(shí)上，這就意味著，當(dāng)前每個(gè)擁有四級(jí)精度的測(cè)試設(shè)備已經(jīng)擁有了測(cè)試6a 類和 EA.級(jí)的能力。 

　　有沒(méi)有不利于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀的消息呢？目前回答十分簡(jiǎn)單：沒(méi)有！但是對(duì)于以后針對(duì)10 G網(wǎng)絡(luò)而修定的一些測(cè)試項(xiàng)目，會(huì)讓你感到一點(diǎn)點(diǎn)麻煩。不過(guò)也是僅僅反映在軟件編程，繪制極限曲線上。測(cè)試儀的生產(chǎn)廠家會(huì)根據(jù)新的情況制定相應(yīng)的極限值曲線圖來(lái)附和新的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)備生產(chǎn)商們也會(huì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的變化及時(shí)地更新他們測(cè)試儀的固件版本。 

　　不必?fù)?dān)心來(lái)自外部的干擾 

　　對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)備而言，很難預(yù)測(cè)到6a 類和EA 級(jí)信道測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)出現(xiàn)哪些新的測(cè)試參數(shù)。在美國(guó)，目前這是個(gè)非常熱門(mén)的討論課題，甚至有些比較激烈的爭(zhēng)執(zhí)。而追根溯源則是關(guān)于一些非屏蔽系統(tǒng)的具體問(wèn)題。這些問(wèn)題集中在300MHz范圍附近的敏感地帶。我們知道，單個(gè)的傳輸通道會(huì)干擾其他相鄰的傳輸通道。這個(gè)效應(yīng)被稱為“外部串?dāng)_”（AXT），這種串?dāng)_不僅干擾相鄰線對(duì)，同樣也會(huì)干擾線纜外部傳送的信號(hào)。串?dāng)_信號(hào)與線纜幾何結(jié)構(gòu)相關(guān)（線對(duì)的扭絞率）。另外，各種類型的數(shù)據(jù)幀、比特流以及路由環(huán)回信號(hào)都在線纜上運(yùn)行。這些新的參數(shù)起源于外部近端串?dāng)_音（Alien-NEXT）和外部遠(yuǎn)端串?dāng)_音(Alien-FEXT)，縮寫(xiě)為ANEXT和AFEXT。同樣也存在綜合ANEXT及綜合AFEXT (Power Sum ANEXT & Power Sum ANEXT)。這些參數(shù)定義來(lái)自相鄰數(shù)據(jù)線纜中串?dāng)_分貝數(shù)，對(duì)于10G速率的非屏蔽線纜而言，有非常重大的意義。簡(jiǎn)單起見(jiàn)，下面將對(duì)ANEXT這一術(shù)語(yǔ)本身，以及為何將其作為其他“外部干擾”參數(shù)的參考加以描述。 

　　正如我們所知，干擾源的來(lái)源非常復(fù)雜，要想在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中有效地測(cè)試這些參數(shù)，即使通過(guò)合理的努力，仍然不大可能。問(wèn)題必須通過(guò)其他途徑解決。先前我們描述的一些參數(shù)及評(píng)判數(shù)據(jù)是從實(shí)驗(yàn)室得來(lái)的。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，有計(jì)劃建立一種標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試模式，即被稱為“6包1”測(cè)試方法，包括建立含有6套接口的測(cè)試鏈路。換而言之，共有7條等長(zhǎng)鏈路在規(guī)定的距離同時(shí)連通。每條線路都要相對(duì)其他線纜進(jìn)行測(cè)試，總共進(jìn)行96個(gè)獨(dú)立測(cè)試。  

　　這種測(cè)試方法實(shí)際是仿真一種可重復(fù)實(shí)驗(yàn)的最差情況。在這里，關(guān)鍵字是“可重復(fù)試驗(yàn)”、因?yàn)锳NEXT只是在極端情況下，很短暫的出現(xiàn)。測(cè)試時(shí)線纜幾何結(jié)構(gòu)的微小變化都會(huì)影響ANEXT值。例如：線纜、連接器、跳線等位置的微小改變，都能在測(cè)試結(jié)果中引起一些變化。以上測(cè)試方法是確定最差情況下參數(shù)值的極好手段，它可以精確反映鏈路、線纜相互之間出現(xiàn)干擾的最大值。實(shí)際應(yīng)用中所能發(fā)生的任何影響，都要比這來(lái)得輕微得多。 

　　由于實(shí)際中永久安裝的布線系統(tǒng)不可能符合“6包1”原則，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試而言，上述測(cè)試方法實(shí)際上是沒(méi)用的。 

　　現(xiàn)場(chǎng)如何處理“線外串?dāng)_”？ 

　　對(duì)如何處理線外串?dāng)_，標(biāo)準(zhǔn)組織為技術(shù)人員提供了一些支持。譬如為如何解決ANEXT問(wèn)題而適當(dāng)?shù)亩x了一些針對(duì)6a類布線產(chǎn)品的“額外”提議，至少在ANEXT和相關(guān)問(wèn)題上作出規(guī)定，以便保證10 G 網(wǎng)絡(luò)可以運(yùn)行順暢。當(dāng)線纜、配線架、跳線以及跳線都是針對(duì)防止ANEXT而設(shè)計(jì)生產(chǎn)后，在現(xiàn)場(chǎng)也就沒(méi)必要驗(yàn)證這些影響了。 

　　當(dāng)前的狀態(tài)下，線纜制造廠商只能在整個(gè)信道上保證10 G網(wǎng)絡(luò)性能。一個(gè)簡(jiǎn)單的理由就是，針對(duì)元件、永久鏈路的標(biāo)準(zhǔn)制定仍然在發(fā)展階段。依據(jù)6類標(biāo)準(zhǔn)的組合與匹配方法還不能勝任。我們將密切關(guān)注廠商提供的單個(gè)元件的指標(biāo)。屏蔽系統(tǒng)在這種情況下是更便于使用的，因?yàn)樗邆淞俗銐虻挚笰NEXT的能力。正由于非屏蔽系統(tǒng)也能有效防止線外串?dāng)_，有些制造商己將其非屏蔽系統(tǒng)加入10G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)之中，尤其在那些只希望使用非屏蔽解決方案的國(guó)家更是如此。 

　　結(jié)論 

　　6a類、EA 級(jí)、FA 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)建立并正在發(fā)展中。隨著這些標(biāo)準(zhǔn)的提升，至少在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方面，很快就會(huì)有一套關(guān)于“什么該測(cè)”、“什么不該測(cè)”的明確規(guī)定。有一點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，即：滿足IV級(jí)精度指標(biāo)、達(dá)到500MHz甚至更高的頻率測(cè)試儀表將會(huì)是一大熱