六類的系統和系統部件
2019-11-03 10:06:29
供稿：網友
孫晟東 前言
自從1998年春天第一個Cat 6電纜產品發布以來，對于Cat 6主題的討論已有四年時間了。在這段時間內，在“真正”Cat 6連接件和Cat 6現場測試方面取得了巨大的進步。隨著符合Cat 6/Class E規范的產品廣泛的被應用于眾多大型項目中，Cat 6的優勢已被很好的定義，應此“為什么使用Cat 6？”已不再是一個主要問題。
然而，有些問題仍然存在，并且隨著更多Cat 6產品供應商的出現而變得越加的重要，隨之的討論也從“為什么？”轉到了“如何才能？”；
● 我如何才能保證我的系統符合標準規范，無論現在或是將來？
● 我如何才能自信的測試我的系統？
● 我如何才能保證獲得價值的體現？
● 我如何才能保證我的系統發揮它的潛力？
Category 6或者Class E
在開始回答這個問題之前，首先有必要來回顧一下制造商們是如何應對Cat 6的挑戰的。在Cat 6的早期，更多的制造商們以整個“信道”的性能為目標，一個典型的信道結構包括從跳線盤到信息插座的部分以及兩邊的跳線兩個連接點信道。
為了防止這樣對Cat 6的描述被誤解為是所有部件都符合相應部件標準，基于信道的系統被定義為“Class E”。
“信道”描述和定義了端到端的傳輸路徑，對于最終用戶來說是至關重要的，對此不會有任何的懷疑。然而，并不應該就此認為它是唯一重要的因素。許多制造商們發現他們可以使用一些性能優異的部件來彌補另一些部件的性能不足，從而達到“Class E”系統性能。同時，也有一些廠商對安裝結構進行限制，如鏈路最長，最短的距離，集合點的禁止使用等，這些因素的限制會在將來導致某些問題的發生。因此，最終用戶應該詢問各個相關部件（電纜，連接件），以及系統（鏈路，信道）是否均符合相關標準。
在最新的標準草案中已經定義了各個部件的性能要求來保證信道的性能，即便是在使用四個連接點的最復雜的情況下。在這個網絡模型下，允許在跳線盤和信息插座之間使用一個集合點（Consolidation Point），在跳線盤和網絡設備之間使用一個交叉連接（Cross Connect），使網絡具有更高的靈活性。
這樣的情況極有可能會在將來出現。例如當要加入新的網絡設備時，交叉連接的使用是非常有必要的。在開放式辦公室環境中，可以將整個辦公區域分割成為若干個獨立的工作區組，在各個工作區組中設立一個集合點，并連接該工作區組的所有信息插座，這樣可以在本工作區組內實現系統管理，從而體現完全的靈活性。如果安裝的Class E系統并沒有使用符合Cat 6標準的部件，雖然它可以滿足信道的要求，但隨后的改變可能會導致信道的性能失敗。如果使用符合標準的部件產品，這樣的改變仍然可以保證信道的性能。
相互匹配的部件
相匹配的部件并不是一個新的概念。“匹配”通常是針對阻抗而言，減少信號的反射而獲得最小的回波損耗，特別是在部件的接口處。那些設計和生產系統中所有部件的廠商可以保證各個部件之間獲得最好的匹配性能，例如保證水平電纜與跳線電纜的匹配 ?甚至水平電纜藍色線對與跳線電纜藍色線對的匹配。
通過OEM其他廠商的電纜或某些部件來組成自己的“系統”，或者在系統中使用廉價或自制的跳線，這樣通常是很難達到系統匹配的。為了解決這個問題，廠商們會對所有系統部件之間匹配阻抗的公差作出嚴格要求，從而獲得相“匹配”的系統。然而，所謂的“阻抗”可以表達不同的意義，以下是對不同意義的描述：
● 特性阻抗 ?Characteristic Impedance
● 輸入阻抗 ?Input Impedance
● 耦合阻抗 ?Fitted Impedance
● 名義阻抗 ?Mean Impedance
由于特性阻抗與回波損耗密切相關，因此有些標準化組織（如TIA）不再定義這個參數，而僅僅通過定義回波損耗來確定一致性。另外，如IEC，定義到了輸入阻抗和耦合阻抗；
● “輸入阻抗”類似于特性阻抗：Cat 6 = 100 ohm+/-15 ohms
● “耦合阻抗”：100 ohm+/-5 ohms
不要混淆這些不同的參數 ?那些“阻抗”是+/-5 ohms的產品感覺上會好于另外“特性阻抗”為+/-15 ohms的產品，然而這并不是同一回事情。
測試對應不同頻率上的特性阻抗，會得到一條點的軌跡。軌跡上的任意一點都不應超越+/-15 ohms的界限，而超越邊際的點表明失敗。 “名義阻抗”是使用測試的平均值來替代，即便是性能很差的產品，它仍然可以得到一個十分靠近100 ohm的數值。
同樣，“耦合阻抗”是使用一個數學公式計算后得到的一條平滑的曲線。當特性阻抗失敗時，相對應的耦合阻抗仍然十分靠近100 ohm。為了保證獲得一套完全匹配的系統，選擇一個真正的系統供應商是十分重要的，它可以生產和控制所有的系統部件，并且會測量特性阻抗以及回波損耗和名義或耦合阻抗。
跳線和插頭
插頭和插座通常在用戶看來是兩個獨立的部件 ?插頭是跳線的一端，而插座是隱藏在墻面里的連接件。實際上，這兩個部分應當被看作一個連接件的兩個部分，只有當兩個部分組合在一起才是整個的連接件。這也是真正的連接部件測試的方法--插座和插頭組合在一起的性能。正因為如此，我們不應該只專注于插座是否符合Cat 6性能，更重要的是考慮兩個部分的相互作用。
前面我們已經討論過使用相匹配的系統部件，而對于跳線的匹配問題有著更為廣泛的含義，大體分為3個部分：
1. 向后兼容性：當在Cat 6插座上使用5類跳線
2. 相互傳輸兼容性：一個廠商的Cat 6插座上使用另一個廠商的Cat 6跳線，它們之間的傳輸性能
3. 物理兼容性：一個廠商的Cat 6插座上使用另一個廠商的Cat 6跳線，它們之間的機械性能
向后兼容性是定義標準的基本原則之一 ?如果在系統中使用了不同性能等級的部件，系統的性能應該符合所使用的最差部件的性能等級。這也是為什么標準化組織選擇可以向后兼容RJ45的Cat 7連接件的原因之一。
雖然Cat 6跳線的使用可以組成一個完整的Class E系統，并且獲得所有的性能優勢和完全的數據吞吐量，但必須承認并不是所有的用戶愿意投資使用全部的Cat 6跳線，而使用Cat 5跳線滿足目前的應用。另外，作為整個信道的一個部分，工作區跳線是最易于被損壞，并且需要頻繁被更換的部件。
也有一個觀點認為，Cat 6系統必須使用Cat 6跳線，否則甚至不能符合5類性能。這一觀點起源于一些廠商使用性能非常好的插頭來補償性能較低的插座，結果是這個特殊的插頭性能優異，但它的向后兼容性卻很槽糕。現在，市場上的Cat 6解決方案大多已具備了向后兼容能力，在使用超5類跳線的情況下滿足超5類性能。
Cat 6的性能需要良好的匹配來獲得。但是，直到現在標準化組織還沒有能夠很好的解決插頭和插座相匹配的問題--混合使用兩個不同廠商連接件的組合，可能不能完全兼容。此外，作為具有長久生命周期的產品，我們也必須考慮布線接口的可靠性問題。幾乎所有的廠商都會對插頭和插座進行插拔疲勞試驗，確保接口在使用周期內不會有性能的降低。然而，這些試驗只是基于廠商自己的接口產品。不同廠家的插頭可能使用了不同的材料，擁有不同的機械特性，這就意味著不同的插頭的使用可能導致接口的過早損壞。
正因為這些問題的存在，為了保證您的布線系統不僅得到最佳的性能，而且保證完全的向后兼容性，避免兼容問題和生命周期內的可靠性，使用廠商推薦的用戶及設備跳線是最佳的選擇。
現場測試 & 認證
最后我們需要考慮的事情是現場測試。也有很多關于現場測試問題的反饋，尤其是現場手持測試儀在測試回波損耗時的精度和可靠性。這樣可能無法對安裝的系統進行準確的檢驗，甚至使最終用戶對整個系統產生懷疑。其實，一些簡單的指導就可以解決這些問題。
大多數關于現場測試和現場測試儀的問題通常可以歸結為兩方面原因：
● 測試插頭不匹配
● 測試適配器性能下降
我們已經討論過插頭/插座匹配問題，同樣這個問題也發生在測試適配器插頭與被測試系統之間。事實上，大多數廠商在測試自己的Cat 6系統時要求使用自己的測試適配器，而防止這類問題的發生。對于Cat 6系統的測試必須遵守這一要求。
第二個問題現在被認為是測試適配器跳線使用后的性能下降。由于5類系統的性能較低，并且有很高的性能空間，因此在測試時不會出現問題。眾所周知，Cat 6系統擁有很高的性能等級，對參數要求極為嚴格，Cat 6電纜在多次的卷曲和放松之后會導致性能的下降。測試適配器跳線的頻繁使用后同樣會使性能下降，并可能成為被測試系統的性能最薄弱的部分。針對這個問題，測試儀制造商研發了新型的，非基于雙絞線技術的測試跳線，它較為結實且不易被損壞，但存在靈活性較差，使得現場測試操作較為困難。
最好的現場測試的方案是使用“信道測試適配器”，它不存在容易磨損的測試跳線，可以從測試儀制造商處獲得。信道測試適配器配合使用高性能的跳線，可以很容易的得到準確的信道系統性能。
總結
盡管存在這樣或那樣的問題，但只要遵守一些簡單的規范，就可以完全有信心的完成Cat 6系統的安裝和測試。
1.使用完全符合Cat 6規范的部件來組成Class E系統 ?不僅僅只是滿足Class E信道。這樣可以保證將來系統改變后仍然符合相關標準。
2.選擇同一廠商生產的部件來組成系統，這樣可以保證所有的部件按照設計要求匹配的工作在一起。
3.使用廠商推薦的跳線，即便是降級使用下一等級的跳線。這樣不僅可以保證完全的系統性能，而且減少機械損壞發生的可能性，從而在整個周期內體現系統的可靠性和運行效率。
4.保證使用廠商推薦的測試適配器，并注意使用壽命，這樣會減少現場測試問題的發生，并減少測試時間和測試成本。（耐克森）
摘自《布線世界網絡版》
