10G網(wǎng)絡(luò )的線(xiàn)纜測試

 
　　今天，我們討論的是一種全新的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型。這就意味著(zhù)要介紹一下新的傳輸帶寬標準。今年夏天，IEEE 802.3an 傳輸標準將支持通過(guò)銅纜傳輸10G網(wǎng)絡(luò )的數據流。   
很明顯，這意味著(zhù)1G（千兆網(wǎng)絡(luò )）數據將能被傳輸到個(gè)人工作點(diǎn)。這將是一個(gè)劃時(shí)代的傳輸技術(shù)和標準。 

　　然而從理論上而言，當我們介紹一個(gè)新標準的時(shí)候，它是否可以應用于現有的布線(xiàn)系統中就顯得非常重要了?，F在可以看到，在E級/ 6類(lèi)250MHz的系統中不一定支持傳輸10GbaseT的數據流。對于10GbaseT的標準而言將超越老標準1000BaseT的很多測試項目。所以這些布線(xiàn)系統的有些標準將要被重新定義。當前的建議做法是：在歐洲重新制定新的ISO EA 級和 ISO FA 級標準。北美國家則爭論最多的是新的 TIA/EIA 6a(增強6類(lèi))標準?，F有的ISO E級和TIA/EIA 6類(lèi)標準已經(jīng)運用執行四年多了。新的標準出臺將大大減少這兩類(lèi)標準的生命周期?，F場(chǎng)測試產(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 

　　最顯而易見(jiàn)的改變就是：新標準需要提升測試頻率。經(jīng)過(guò)仔細的理論分析可知， 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)內插值替換，只需作微小調整就可擴展E級/6類(lèi)極限值曲線(xiàn)，以適應新的指標。作為連接部件，RJ45升級到500MHz時(shí)也能保持它的原有功能。新的FA級標準以F級為范本，頻率范圍將從原有的600MHz提升到現在1000MHz。而從現有的TERA的標準和GG45連接器來(lái)看，這些都已經(jīng)具備了上述頻率范圍內的更高傳輸需要。但這只是高帶寬屏蔽系統的應用，這里我們重點(diǎn)討論非屏蔽E級/6類(lèi)標準的變化。 

　　新的測試參數 

　　上面已經(jīng)描述了新的標準，也提出了現場(chǎng)測試技術(shù)所面臨的挑戰。所有擁有線(xiàn)纜測試儀的朋友都不得不面對一個(gè)問(wèn)題，那就是對于這些新問(wèn)題是否需要花費額外的投資呢？答案是：“不一定”。但我們必須明確一個(gè)事實(shí)：三級精度的6類(lèi)通道測試設備將不再適合這場(chǎng)角逐。 

　　已經(jīng)說(shuō)過(guò)，更大的挑戰來(lái)自于不斷增加的現場(chǎng)測試頻率范圍。6a類(lèi)和EA級的頻率范圍從250MHz提高到了500MHz。而FA 級的測試范圍由600MHz增加到了前所未有的1000MHz。頻率范圍增加了，如果仍用以前的測試精度來(lái)衡量，顯然是不合適的。因為三級精度的測試標準是針對以往定義的測試帶寬到現有的250MHz頻率之間的。而新的6a類(lèi) /EA 級測試要求一種更新的精度類(lèi)別來(lái)區分，那就是：增強三級精度（Level IIIa）。當然，對于ISO Class FA 相應的有增強型四級精度（Level IVa）與之對應。目前現有的四級精度的類(lèi)別則是對600MHz以下而言。而目前討論的四級精度和增強四級精度從性能對比中已經(jīng)涵蓋了增強型三級精度。事實(shí)上，這就意味著(zhù)，當前每個(gè)擁有四級精度的測試設備已經(jīng)擁有了測試6a 類(lèi)和 EA.級的能力。 

　　有沒(méi)有不利于現場(chǎng)測試儀的消息呢？目前回答十分簡(jiǎn)單：沒(méi)有！但是對于以后針對10 G網(wǎng)絡(luò )而修定的一些測試項目，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(xiàn)上。測試儀的生產(chǎn)廠(chǎng)家會(huì )根據新的情況制定相應的極限值曲線(xiàn)圖來(lái)附和新的標準?，F場(chǎng)測試設備生產(chǎn)商們也會(huì )根據標準的變化及時(shí)地更新他們測試儀的固件版本。 

　　不必擔心來(lái)自外部的干擾 

　　對于現場(chǎng)測試設備而言，很難預測到6a 類(lèi)和EA 級信道測試標準將會(huì )出現哪些新的測試參數。在美國，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執。而追根溯源則是關(guān)于一些非屏蔽系統的具體問(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)效應被稱(chēng)為“外部串擾”（AXT），這種串擾不僅干擾相鄰線(xiàn)對，同樣也會(huì )干擾線(xiàn)纜外部傳送的信號。串擾信號與線(xiàn)纜幾何結構相關(guān)（線(xiàn)對的扭絞率）。另外，各種類(lèi)型的數據幀、比特流以及路由環(huán)回信號都在線(xiàn)纜上運行。這些新的參數起源于外部近端串擾音（Alien-NEXT）和外部遠端串擾音(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)。這些參數定義來(lái)自相鄰數據線(xiàn)纜中串擾分貝數，對于10G速率的非屏蔽線(xiàn)纜而言，有非常重大的意義。簡(jiǎn)單起見(jiàn)，下面將對ANEXT這一術(shù)語(yǔ)本身，以及為何將其作為其他“外部干擾”參數的參考加以描述。 

　　正如我們所知，干擾源的來(lái)源非常復雜，要想在現場(chǎng)測試中有效地測試這些參數，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及評判數據是從實(shí)驗室得來(lái)的。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，有計劃建立一種標準的測試模式，即被稱(chēng)為“6包1”測試方法，包括建立含有6套接口的測試鏈路。換而言之，共有7條等長(cháng)鏈路在規定的距離同時(shí)連通。每條線(xiàn)路都要相對其他線(xiàn)纜進(jìn)行測試，總共進(jìn)行96個(gè)獨立測試。  

　　這種測試方法實(shí)際是仿真一種可重復實(shí)驗的最差情況。在這里，關(guān)鍵字是“可重復試驗”、因為ANEXT只是在極端情況下，很短暫的出現。測試時(shí)線(xiàn)纜幾何結構的微小變化都會(huì )影響ANEXT值。例如：線(xiàn)纜、連接器、跳線(xiàn)等位置的微小改變，都能在測試結果中引起一些變化。以上測試方法是確定最差情況下參數值的極好手段，它可以精確反映鏈路、線(xiàn)纜相互之間出現干擾的最大值。實(shí)際應用中所能發(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(xiàn)系統不可能符合“6包1”原則，對于現場(chǎng)測試而言，上述測試方法實(shí)際上是沒(méi)用的。 

　　現場(chǎng)如何處理“線(xiàn)外串擾”？ 

　　對如何處理線(xiàn)外串擾，標準組織為技術(shù)人員提供了一些支持。譬如為如何解決ANEXT問(wèn)題而適當的定義了一些針對6a類(lèi)布線(xiàn)產(chǎn)品的“額外”提議，至少在A(yíng)NEXT和相關(guān)問(wèn)題上作出規定，以便保證10 G 網(wǎng)絡(luò )可以運行順暢。當線(xiàn)纜、配線(xiàn)架、跳線(xiàn)以及跳線(xiàn)都是針對防止ANEXT而設計生產(chǎn)后，在現場(chǎng)也就沒(méi)必要驗證這些影響了。 

　　當前的狀態(tài)下，線(xiàn)纜制造廠(chǎng)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，針對元件、永久鏈路的標準制定仍然在發(fā)展階段。依據6類(lèi)標準的組合與匹配方法還不能勝任。我們將密切關(guān)注廠(chǎng)商提供的單個(gè)元件的指標。屏蔽系統在這種情況下是更便于使用的，因為它具備了足夠抵抗ANEXT的能力。正由于非屏蔽系統也能有效防止線(xiàn)外串擾，有些制造商己將其非屏蔽系統加入10G網(wǎng)絡(luò )應用的競爭之中，尤其在那些只希望使用非屏蔽解決方案的國家更是如此。 

　　結論 

　　6a類(lèi)、EA 級、FA 級標準已經(jīng)建立并正在發(fā)展中。隨著(zhù)這些標準的提升，至少在現場(chǎng)測試標準方面，很快就會(huì )有一套關(guān)于“什么該測”、“什么不該測”的明確規定。有一點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，即：滿(mǎn)足IV級精度指標、達到500MHz甚至更高的頻率測試儀表將會(huì )是一大熱