新世紀的結構化布線解決方案

2019-11-03 10:07:14

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供稿：網友

　　伴隨著新世紀的來臨，人們對網絡帶寬的需求增長勢頭依然強勁。而千兆以太網標準的發布，使千兆以太網正在逐步變成現實。為了使以太網的速度產生歷史性的突破，使其傳輸速率達到10Gb/s，IEEE 802.3高速研究組從1999年3開始，就開始著手對以太網系列進行改進的研究工作。目前，處理器的發展以指數規律持續增長，其增長率非常接近摩爾定律，即差不多每18個月增加一倍。處理器速度的加快和帶寬性能的增強，再加上本地和遠程網絡帶寬需求的不斷增長，任何IT業界的人士都可以清醒地認識到，用戶將對帶寬有更高的需求，而且需求日益迫切。

　　用于千兆網絡應用的結構化布線解決方案

　　在1985年之前，布線規劃只涉及到電話通信領域。隨著AT&T綜合布線系統(即現在的SYSTIMAX SCS)的發展，貝爾實驗室在銅雙絞線電纜和多模光纖的基礎上定義了結構化布線的概念，以滿足話音和數據集成應用的需要。在SYSTIMAX結構和指標的基礎上形成了最早的綜合布線標準ANSI/EIA/TIA-568――商用建筑電信標準。隨著新世紀鐘聲即將敲響，貝爾實驗室的SYSTIMAX SCS研發部門正在全力開發端到端的解決方案，這種解決方案可為業內標準的制定提供一個基準，并作為一種高性價比的向高速應用升級的解決方案提供給用戶。結構化布線解決方案的基本概念包括：

　　- 星型布線結構

　　- 4線對水平電纜

　　- 8針模塊化插座(被稱作“RJ45”)

　　- 用于局域網的非屏蔽雙絞線對(UTP)和多模光纖

　　- 關于電纜和連接硬件的5類指標

　　千兆以太網和6類布線

　　由貝爾實驗室開發的5類布線系統最初是為了滿足10Mb/s局域網要求的，同時希望它能夠滿足未來100Mb/s速率的要求。經過努力，這一想法最終得以實現，而且它在支持100Mb/s應用方面(100BASE-T)具有很高的性價比。由于采用這種方法實現從10Mb/s向100Mb/s的升級非常完美。貝爾實驗室參照這一方法，開始開發下一代系統以實現一種性價比高的向千兆位應用升級的方案。隨著技術上的突破，預計6類布線系統標準將于2000年發布。

　　隨著1000BASE-T(千兆以太網)標準的發展，5類布線已經遠遠超過了最初100Mb/s的目標。如圖1所示，1000BASE-T的實現使用了全雙工并行傳輸技術，采用了復雜的數字信號處理(DSP)技術以補償5類布線系統的性能。由于許多必須的性能參數不包括在最初的5類指標之中(例如PSNEXT,ELFFEXT,延遲偏移反射損耗)，因此目前在千兆以太網應用中至少使用應該增強型5類布線，但是，到編寫本文時為止，5E類標準還未得到批準。　　貝爾實驗室正是預見到對并行傳輸的需要，發開發了SYSTIMAX SCS Power Sum解決方案和SYSTIMAX SCS GigaspEED?解決方案，以實現一種更經濟的千兆解決方案。

圖1

　　目前，6類布線系統在TIATR41的研發基礎上基本形成，TIA和ISO/IEC標準化委員會認為6類信道的性能指標在技術上已經穩定。如圖2所示，該標準的目的是為了實現的簡單化的、成本更低的千兆位方案。針對這一目的，貝爾實驗室的微電子工作組開發出了一種“低成本”千兆芯片組，使其在PHY芯片內部的晶體管數量大約減少了50%。由于改進的6類布線性能簡化了收發設備的設計，不必再使用回波抵消技術，大大降低了消除NEXT的要求。

圖2

　　在市場發展過程中，基于3類系統的復雜網絡系統(100BASE-T4,100BASE-T2和155Mb/sCAP64ATM)逐漸被基于5類布線系統只需簡單技術的網絡系統(100BASE-TX,155Mb/sNRZATM)所取代。可以預見，在千兆網應用和6類布線系統的關系上，將會出現相同的發展過程。根據來自Frost和Sullivan公司關于美國布線市場調查數據顯示，6類布線將在2003年取代5類布線，使得這種性價比更高的千兆技術的前景變得十分廣闊。

　　向10Gbps主干進軍

　　在處理能力不斷增長以及對大容量數據系統、實時語音和視頻應用需求增加的驅使下，對帶寬的要求將成爆炸性增長趨勢，實現局域網交換，可以緩解臺式計算機網絡帶寬嚴重不足。將主干網向千兆位以太網遷移，其目的就是為了支持100Mb/s工作組的數據交換。遵循摩爾定律和業內其他定律的增長曲線，我們可以預見，在未來的五年內將看到千兆以太網的桌面/服務器的連接出現，主干網則達到10Gb/s的速率（如圖3所示）。為了順應這種趨勢，IEEE 802.3工作組預計將在2002年推出10Gb/s以太網標準，而制造商們則可能在2001年初將先于標準的10Gb/s以太網產品推向市場。

圖3　　高速校園網主干

　　對帶寬需求的爆炸性增長并不僅僅限于局域網，對廣域網亦是如此。因此，10Gb/s以太網目前正在向廣域網范圍擴展。在單模光纖上實現40公里傳輸，已經引起了廣域網設備供應商的廣泛重視。

　　隨著城域光纖網絡的發展，使用光纖可以得到最大可能的帶寬，以支撐不斷增長的信道需求，為不同的服務隔離信道，提供廉價網絡。

　　貝爾實驗室在光纖研究方面取得的突破，使得建設低成本的城域網成為可能。其研制出的AllWave光纖，通過對制造工藝的改進完全消除了其他它光纖中存在的雜質，這些雜質將在1400納米波長范圍內產生高損耗。AllWave光纖還可以將全部的單模光纖頻譜開放使用。1400納米區域具有較低的色散，這一點在實現長距離傳輸高速率信號或使系統采用成本較低的激光器方面具有很高的價值。

　　使用AllWave光纖作為高速校園網主干，具有十分顯著的優點。其中最主要的優點是每根光纖支持的帶寬可以增加60%。通過開放1400納米區域，AllWave可以使用較經濟的波分復用來支持更高的吞吐量。當需要將主干向10Gb/s升級時，高速校園網主干則可能承擔全部的數據流量，提供與公共網絡的無縫連接，使潛在的傳輸數據流量超過100Gb/s，并根據需要為特定的應用分配單獨的波長。

　　無線局域網

　　面對不同的局域網應用對移動性能的要求不斷增高，無線局域網在不同的環境中使用，它們可以為那些需要移動性能或布線不容易實現的地方提供連接，同時，它還考慮了如何與結構化布線解決方案互相集成的問題（如圖4如示）。

圖4

　　由于IEEE802.11無線局域網標準的發布，無線局域網技術已經可以穩定地適應多種環境的需求，包括教育、醫療衛生、倉儲和其他許多方面。蘋果公司宣布在其新型便攜式iBook電腦中置入一個11Mb/s的無線局域網網卡選件，這標志著人們對無線局域網技術的認可，也是無線局域網產品向家庭和教育市場邁進的一個重大步驟。

　　802.11標準的制定是為了使不同品牌的無線局域網設備之間盡可能的實現互用，同時實現不同程度的改進和帶來相應的效益。802.11的升級版本將在1999年發布，它將把IEEE/ANSI和ISO/IEC的標準聯合在一起。該版本的標準中使用一個基于SNMP協議的管理信息庫替換基于OSI協議的管理信息庫(MIB)。另外，在該標準的最后通過階段又加入了兩個新的重要補充：802.11a是數據速率從6Mb/s到54Mb/s，所用頻段為5GHz的標準擴展，802.11b基于2.4GHz頻段，速率為1Mb/s到11Mb/s的標準擴展。

　　隨著標準的不斷發展，用戶對于無線局域網的靈活性和移動性的要求可以通過現在的與IEEE兼容的技術得到最好的滿足，同時它也也為面向未來的技術升級提供明確的路徑。WaveLAN的產品設計不僅可以通過支持現有標準來保護用戶對基礎結構的投資，同時還可以為用戶提供向未來技術升級的途徑。例如，朗訊科技的WavePOINT-II接入節點支持早期的WaveLAN無線網卡和/或現有IEEE標準兼容網卡，同時還象他們介紹的那樣，可以支持與未來IEEE標準兼容的WaveLAN無線網卡，允許用戶在保護對現有技術投資的基礎上購買更高速率的產品。

　　下世紀的結構化布線解決方案

　　隨著人們跨入新世紀，對帶寬的爆炸性需求將沒有盡頭，根據現在的增長速率，可以預言在未來的幾年內將有更多的企業需要建設千兆局域網。對某些特定的企業來說，實現向更高速率方案升級的確切時間雖然很難預測，但是如果在今天就選擇合適的網絡基礎結構，對于實現快速和經濟的向更高速率系統升級，其好處是顯而易見的。

　　如圖5所示，一個典型的建筑物和校園網布局，在充分考慮未來需求的基礎上，使用戶能夠技術的、平滑的、經濟的向未來高速率網絡升級。

圖5

　　在水平子系統中，GigaSPEED解決方案為下一代1Gb/s提供技術支持。由于其質量保證信道性能與6類E信道要求兼容，因此GigaSPEED解決方案為1000BASE-T留有一定的余地，使其具有支持未來6類布線性能的更高速率應用的能力。如果需要光纖到桌面的網絡連接，那么采用LazrSPEED解決方案可以提供對10Gb/s應用的支持。

　　在主干上，LazrSPEED解決方案可以提供對下一代10Gb/s技術的支持，允許用戶在不需要額外的單模光纖的情況下為未來的應用服務。由于采用了低成本的850納米發送器，LazrSPEED解決方案同樣提供對現有應用的支持，并在用戶向10Gb/s應用升級時極大地節約成本。

　　由于校園網主干安裝條件非常困難，因此，網絡規劃人員必須考慮使用最高容量的電纜。AllWave光纖解決方案可以滿足目前的需求并提供傳統單模光纖不具備的額外的帶寬能力，提供一種經濟的向100+Gb/s網絡升級的途徑。

----《通信世界》