万兆非屏蔽铜缆技术与应用分析

　　其次，产品争相问世。布线领域一直是这样，尽管最终标准还没有颁布，但领导厂商总是有一些新的研究成果，并且在标准颁布前就拿出在性能上“超过标准规定”的产品，在万兆非屏蔽铜缆产品中表现得更为突出。泰科电子、康普、西蒙、Molex、Belden CDT、泛达等厂商都推出了相关产品，给已经点燃的火焰添足了燃料。更为欣喜的是，在西蒙最近发布的新闻中有这样一个信息点值得关注，即目前在全球范围内西蒙已为用户安装了超过100万个支持未来万兆应用的铜缆信息点，这其中包括了至少50万个非屏蔽铜缆信息点和超过50万个屏蔽铜缆信息点。

　　再有，万兆增长迅速。布线系统作为网络的基础，其发展与网络设备有直接关系。换句话说，新的布线系统技术的诞生与发展，完全是网络应用高速发展带来的新要求。那么，我们看一下IDC对不同端口以太网交换机销售的预计（详见下图）。从图中可以看出，从2002年开始，万兆端口销售数量逐年增多，相信随着技术的成熟，万兆非屏蔽铜缆一定会为整体万兆端口的增长贡献力量。西蒙公司技术支持李常力先生表示，“超5类产品1999年成为市场主流，6类产品在2002年成为市场的主流，随着万兆双绞线铜缆技术标准在明年夏天颁布，从今年起万兆铜缆技术在国际、国内就开始得到一些应用，综合考虑网络应用的普及，该技术会在2007到2008年得到大发展。”

　　

　　事情往往都有两个方面，万兆非屏蔽铜缆技术似乎更明显一些。火焰的另一面，冷冷的海水依然存在，并且不浅。

　　在布线领域技术一直比较领先的泰科电子公司虽然推出了万兆非屏蔽铜缆产品，但该公司表示，由于采用一些新的设计来解决串扰问题，生产成本也会提高，因此就目前的研究表明，利用屏蔽布线解决方案可以有效地消除串扰的影响，提高信噪比，而且屏蔽系统是相对成熟的布线系统，对用户来说是一种好的选择。显然，就目前来讲，他们更建议用户采用万兆屏蔽系统。百通公司上海办事处应用专员王为认为，万兆主要是针对部分对传输速率有超高要求的用户而开发的，相信不会和“6类替代超5类”有类似性，也不会成为市场的主角。

　　中国电子科技集团公司第二十八研究所张豫沛先生更是给万兆非屏蔽铜缆泼足了冷水。他讲，“在现阶段以及相当长时期内，万兆真正应用于桌面的需求量小于10/100/1000Mbps到桌面的需求量，万兆非屏蔽铜缆布线系统，其合理的使用量也相应有限。在综合布线系统的配线子系统中，若个别需要规划10GBase-T到桌面，则暂不宜用UTP。无论把万兆UTP布线系统说得多么如花似锦，它总归是进入UTP性能极限，对外界的异常也非常敏感。光纤具有冗余大、富有弹性、安全性高、安装难度小等特点，有了光纤作为选择，何必要挑战非屏蔽双绞线这个极限？综合布线系统是为计算机网络应用服务的，而不是为最先进性而布线的，建筑物布线是基础建设，不是试验场。在此需要指出的是，万兆真正大量应用于桌面是比较渺茫的。”记者也就这个话题与国内几家布线安装商进行了交流，“我们对万兆非屏蔽铜缆布线系统很关注，但我们还没有真正安装过产品。”成为了普遍说法。

　　的确，万兆非屏蔽铜缆在国内用户尚少这是事实，但是任何新鲜事物都有个起步的过程，把眼光放到足够远来看待这个问题更有意义，现在关键要看它是否有足够的优势来说服用户选择它。万兆非屏蔽铜缆是否已经跨越了技术的门槛？其未来的应用会集中在哪些领域？选型和实施要注意些什么？这些问题都需要探讨。

　　跨过了技术门槛

　　串扰问题是非屏蔽铜缆支持万兆应用要解决的最大问题，因为一个电缆外皮内部不同线对之间的串扰一直是一个问题，这一问题会随着传输频率、信号电平以及外皮内平行线对长度的提高而表现得越突出。由于万兆非屏蔽铜缆使用的传输频率非常高（目前所要求的是500MHz），因此外部线缆近端串扰（即外来串扰，ANEXT）问题就更为严重，被认为是增加信道容量的最大限制因素。ANEXT被定义为线缆中的一对线给相临的另一对线带来的干扰。在两个相同颜色的线之间的ANEXT干扰最明显，这是由于在这对线中它们的纽距事实上是一样的，更深一层的考虑必须基于综合线外串扰，即PSANEXT，因为在所有临近的线对之间也存在感应噪声干扰，不仅仅是那些相同颜色的线之间。除了线缆之外，配线架相临的两个端口之间互相也存在着强烈的ANEXT干扰影响。

　　对于这个问题，各布线厂家高度重视，推出的万兆非屏蔽铜缆系统在电缆、模块的结构以及连接上都做了很多新的设计，包括使用新的材料、新的制造技术、改变四对电缆的相对位置、改变模块的印刷电路设计等来改善ANEXT性能，满足万兆传输的要求。“通过采用精确纽绞技术、独特的内锯齿外皮结构以及其他专利技术来解决串扰问题。”SYSTIMAX亚太区技术总监Russell Julius先生这样表示。百通公司王为讲到，“我们公司提供的线缆使用了一项极具创意的SpiralFleX设计，通过增加线缆间距的随机性来减低相邻线缆间的串扰。系统中的模块采用了一项名为Matrix的数据中心及配线架电路布局设计专利技术，显著地降低了模块间的串扰。”具体来讲，他们采用了一个叫做X-Bar的技术，它是一个线对定位装置，在将线对卡到10GX模块上的IDC上时，可确保每一个UTP线对的准确定位。在模块内采用了一项专利的FlexPoint 印刷电路技术， 将补偿电路直接放置在插头的触点位置。

　　西蒙公司技术支持李常力先生也对这方面作了具体介绍，除提供7类、屏蔽万兆6类两种方案外，对于非屏蔽的万兆布线系统，在产品和工程实施两个方面，通过以下措施排除外来串扰的影响：改善插入损耗（降低1dB插入损耗的效果相当于缓解1dB外来串扰）、不要过分捆绑线缆、分离线槽或分离配线架、采用新的DSP技术、工作区面板和配线架内端口隔离、优化线缆的结构，这些方法的综合运用可以减少外界串扰影响。

　　Molex企业布线网络部亚洲技术总监Steve Smitham在6类布线安装方法中建议，不要在走线中形成完美的电缆捆，而是应该在电缆组内部的电缆中采用比较随机的绞距，这样有助于不会在不同电缆内部非常长地平行敷设线对，降低外来串扰的影响。事实上，这一方法也同样适用于万兆非屏蔽铜缆系统，似乎已经成为多个厂家采用的方式之一。

　　由此可见，曾经困扰万兆非屏蔽铜缆的串扰问题在各厂家的努力下似乎已经不再表现得那样突出。但需要说明的是，虽然有了多种解决这一问题的方法，但技术的进步并无止境，更简单、更有效的解决之道一直值得追求，并且能够更大程度降低成本的方法值得期待，因为这样为说服用户采购万兆非屏蔽铜缆提供了更充分的理由，尤其是越来越多的用户已经开始从TCO和ROI角度考虑采购。

　　身为IEEE、TIA多个标准委员会成员的西蒙全球网络应用市场经理Carrie Higbie表示，“双绞线铜缆万兆以太网标准（IEEE 802.3an）的制定正在顺利进行，并将于2006年7月如期颁布。”正如前文所说，虽然标准还没有推出，但很多公司已经推出了相关产品，现在购买这些产品可靠吗？类似这样的问题如何回答呢？

　　实际上，很多人在布线领域标准的认识上有偏差，标准只是对所有产品在性能上具有普遍约束力的“基本”规定，刚刚达到标准可能表示只是“及格”，而技术领先的厂商一般都有员工参与标准的制定，其推出的产品往往要超出标准很多，甚至达到“优秀”的程度。正因为此，布线领域的标准往往都要落后于产品，而先于标准之前问世的产品性能一般都会超出后来所颁布的标准中的规定。SYSTIMAX公司Russell Julius先生讲，SYSTIMAX各个解决方案都是基于标准并富有余量，当然也会随着时间的推移而更新及提高其性能。西蒙公司技术支持李常力先生也表示出类似的观点，“西蒙公司一直深入地参与国际相关组织对万兆产品的标准制订工作，如TIA、ISO及IEEE等。基于对网络传输标准草案和UTP布线系统传输能力的深入研究，西蒙万兆UTP布线产品自2003年推出以后，就保证产品符合并超过最终标准的技术要求。比如最初，西蒙的万兆非屏蔽产品的使用带宽高达625MHz，这已经超过了目前所要求的500MHz的范围。当然，西蒙公司产品也会根据布线标准的发展不断优化产品性能，使之继续保持领先的技术指标。”

　　找好了落脚点

　　万兆非屏蔽铜缆的适用对象主要是哪些？说服用户采用万兆非屏蔽铜缆的理由又是什么？

　　张豫沛表示，“综合布线的采用价值主要基于以太网的应用，万兆的应用或许有：高性能科学计算（大气运动和污染分布的建模、高电子性能材料的设计和开发、精确的三维医疗、全球经济模型的建立及运行等）；大型跨地区、跨国企业的网络应用（例如对时延非常敏感的金融机构）；数据流量高度汇聚应用的数据中心（用于服务器群核心层或分布层）。从诸如此类的应用可以看出，万兆到桌面应用的比例不多，而绝大多数以太网到桌面的广泛应用，最终可能锁定在千兆。”

　　一些厂商也传达出类似声音。如泰克电子表示，虽然在目前的商业办公环境中，万兆网络应用看起来并不必要，但在其他领域对这种应用的需求却是现实的，例如在现代的数据中心环境下使用服务器集群应用时就需要低成本的光纤替代方案。目前万兆铜缆系统的使用对象多是一些对未来网络速度要求较高、成本要求较低和考虑长远、接受新技术快的高端用户，例如金融、政府、工厂及一些科研单位。“需要高数据流量的数据中心、主干及水平布线系统是万兆非屏蔽系统的落脚点。”SYSTIMAX公司Russell Julius先生如此表示。百通公司王为讲，“主要是以对传输速率有超高要求的用户为主，考虑到网络未来发展的不可预计性，这部分客户应该考虑使用10G系统。”

　　看来，大家对万兆非屏蔽系统的定位比较一致，并且在相当长的一段时间内不可能较多地应用到桌面。那么，即使在数据中心，万兆非屏蔽系统靠什么能站住脚？分析任何产品是否能得到较多应用都可以从成本方面进行核算。“百米内与万兆光缆相比有高性价比是万兆非屏蔽系统的优势。”SYSTIMAX公司Russell Julius先生这样认为。泰克电子表示，“万兆铜缆系统为用户提供了利用铜缆实现10G以太网应用的低成本的光纤替代方案，更加节省产品成本和安装。”

　　西蒙全球网络应用市场经理Carrie Higbie表示，IEEE 802.3an将于2006年7月如期颁布，据此我们可以预计支持10GBase-T的网络设备将会于2008年1月左右被正式推向市场。届时其市场供应量及价格将会与现今的1000Base-T网络设备相当，并只有目前一个万兆光纤端口价格的三分之一。当国际标准组织正致力于有关万兆标准的制定时，支持未来万兆应用的布线系统也在市场中得到了越来越多用户的认可，并且越来越多的用户已经看到了在今天安装支持未来万兆应用布线系统所能获得的巨大价值，并认识到这种布线系统能保证有足够长的使用周期。

　　事实上，关于成本方面的比较，最后还是落实到铜缆与光纤的比较上来。不容忽视的是，在比较铜缆与光纤成本时，很重要的一点是要分析总的网络成本（包括网络设备），而不仅仅是布线成本。而众所周知的是，交换机万兆光纤端口的价格要远远高于万兆双绞线端口的价格（一般前者为后者的3 倍），这也是万兆双绞线诞生的原动力。

　　除了成本以外，基于IEEE 802.3af 标准的PoE（以太网供电）是未来的一个应用热点，光纤供电目前还没有实现，而铜缆正具备这方面的优势。因为缺乏利用光纤传输电力的能力在一些网络上可能会受到限制，这是不是也是说服用户采用万兆铜缆系统来替换光纤的一个理由？

　　要选也不能盲选

　　分析了万兆非屏蔽铜缆的优势，对于那些有高带宽需求的用户来说，如果决定了选择万兆非屏蔽铜缆，那么该注意些什么？

　　选择成熟的具有质量保证的产品是目前选择万兆非屏蔽铜缆最重要的建议，目前技术标准还在制订中，不同厂家、不同品牌的万兆非屏蔽系统性能不同，产品完善程度也不同，选择成熟的产品可以更大程度地保障用户投资。厂商产品线的完整程度、产品被采用的广度都可以一定程度上反映出产品的成熟度。评估万兆非屏蔽解决方案时，泰科电子提供了如下建议，希望用户可以根据以上各项建立一个检查表，然后整体分析。

　　● 组成系统的所有部件都是现成的吗？

　　● 传输能力的计算是否经过独立地验证？

　　● 是否已经进行了最差情况下的ANEXT性能测试和传输能力的测试？

　　● 组成系统的部件是否兼容现有应用的需求？

　　● 布线系统是否有最小安装长度的限制？

　　● 在没有现场ANEXT/ILR测试至625MHz的情况下，是否可以保证系统的性能？

　　● 在不采用特殊现场安装方法的情况下是否可以达到性能要求？

　　● 对新型电缆的使用是否有限制条件？

　　● 新型电缆的外经相对于标准电缆是否有很大增加？

　　● 标准圆形电缆设计能够达到性能要求吗？

　　● 安装布线系统时不同电缆之间是否有最小分离距离的要求？

　　● 当与旧的双绞线电缆同时安装时是否可以保证ANEXT性能？

　　● 系统中的配线架产品能够保持现有的高密度设计吗？

　　● 使用系统时是否有额外的跳线管理需求？

　　在安装方面更要给予足够的重视。有专家表示，万兆非屏蔽铜缆的安装有着与普通6类产品不同的技术要求，比如在线缆捆扎方面就有新的要求，即跳线不允许捆扎、至配线架5 米内范围线缆捆扎间隔大于0.6 米、其他水平线缆捆扎间隔大于1.5米、工作区端口之间要求有间隔等。

　　编看编想

　　水与火的和谐

　　水火不相容，但水和火却同时成为了人类赖以生存的必需品，充满了辩证法的自然界并不是一定找不到二者的平衡。火可煮水，水可解暑就是这样的道理。对于在万兆非屏蔽铜缆方面有着争论的“海水”与“火焰”似乎也知道了这个理儿，已经找到了一些平衡点。例如，困扰万兆非屏蔽铜缆的串扰问题已经找到了答案、往往一推再推的标准问题在万兆非屏蔽铜缆方面表现非常理想（目前进展相当顺利）、业界为万兆非屏蔽铜缆找到了几乎一致的落脚点、……，所有这些注定了“海水”与“火焰”已经不是谁要吞掉谁的问题。

　　解决了生存问题，再来看一下发展。成本方面的巨大优势为“海水”与“火焰”达到和谐带来了可能，需要的只是时间。因为开发万兆铜缆的主要驱动力就是降低成本，目的是用3倍的成本实现10倍的性能，衡量的标准是千兆以太网（以千兆以太网技术来衡量，成本是其3倍，性能达到其10倍）。对于大范围实施万兆以太网来说，利用光纤传输的解决方案已经被证明过于昂贵，因此铜缆的解决方案得以被开发。

　　而对于高端用户来说，选择性能高一些的布线系统也许并不是一种浪费，相反却是一种经济的解决方案。因为在强调投资回报率（ROI）和总体拥有成本（TCO）的时代，已经有越来越多的用户深知整个生命周期的重要意义，知道了不仅应该考虑到最初的成本，而且还要考虑到这之后所产生的成本，这就为万兆非屏蔽铜缆布线提供了足够大的生存空间。因为仅仅只占整个网络投资5～8%的布线系统却有着非凡的角色，生命周期要超过大多数网络部件，同时又是网络中最难替换的和潜在更换起来最为昂贵的部件。

　　和谐产生美，但我们不要奢望万兆非屏蔽铜缆的这种美能够在短时间内普遍存在，而高端用户的数据中心会成为最先绽放美丽的地方。