信息化時(shí)代的到來意味著我們對網(wǎng)絡(luò)的速度有了越來越高的要求,我們要通過網(wǎng)絡(luò)傳送文件, 也要通過網(wǎng)絡(luò)舉行視頻會議;我們不僅需要收發(fā)郵件,也要快速下載各種視頻、音頻文件。 而隨著網(wǎng)絡(luò)的速度由原來的一兆、十兆、幾年前的百兆,發(fā)展到今天的千兆, 布線系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施面臨著更高的挑戰(zhàn)。
千兆傳輸技術(shù)的挑戰(zhàn)
千兆以太網(wǎng)協(xié)議的制定工作是在IEEE 802.3完成百兆以太網(wǎng)協(xié)議的制定后開始的。 在當(dāng)時(shí)5類布線正開始被廣泛的使用,因而銅纜千兆以太網(wǎng)的開發(fā)目標(biāo)是希望在大量的5類布線上可以實(shí)現(xiàn)千兆以太網(wǎng)的傳輸, 由此銅纜千兆以太網(wǎng)(1000BASE-T)被確定為采用和百兆以太網(wǎng)(100BASE-TX)相兼容的協(xié)議形式(相同的幀結(jié)構(gòu), 相同的信號率-每秒125兆個(gè)信號)。在這種條件下要達(dá)到千兆的數(shù)據(jù)傳輸率, 必須采用更高效的編碼和多線對并行傳輸?shù)姆绞健?000BASE-T采用脈沖幅度調(diào)制的5級電平(PAM5)編碼方式, 即每個(gè)信號有5級電平,可攜帶2.5位(bit)信息,其中2位為有用信息,其他為控制信息。 這樣在一個(gè)線對上可傳輸?shù)目捎脭?shù)據(jù)率為125M信號/秒x 2位/信號= 250M位/秒; 為達(dá)到千兆雙工的傳輸率必須采用4對同時(shí)并行傳輸,同時(shí)在每一對上要采用雙向同時(shí)傳輸?shù)姆绞健?BR> 影響傳輸性能的幾個(gè)主要參數(shù)
銅纜千兆以太網(wǎng)由于采用了復(fù)雜的傳輸方式,對傳統(tǒng)的5類布線是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
根據(jù)香農(nóng)的信息傳輸理論,傳輸?shù)男盘柨偸前殡S著噪音一起到達(dá)接收端的。在接收端要能分辯出有用信號, 要求接收的有用信號的強(qiáng)度必須大于接收的噪音信號強(qiáng)度,而信號和噪音強(qiáng)度相等時(shí)是接收的臨界點(diǎn), 此時(shí)信號和噪音的比率等于1;而我們通常用對數(shù)形式來表達(dá)的信號噪音比率,得出的結(jié)果用分貝(dB)表示, 信號和噪音的比率等于1的地方即是0dB點(diǎn),信號和噪音的比率大于1的地方其分貝數(shù)大于0, 這即是我們常說的信噪比大于0。
在雙絞線上傳輸信號,受幾個(gè)方面因素的影響,其中之一是線纜的衰減(Attenuation)。 衰減主要是由于高頻信號在銅線上傳輸受到趨膚效應(yīng)的影響。趨膚效應(yīng)是指在高頻信號在導(dǎo)線上傳輸時(shí),頻率越高, 信號的傳輸區(qū)域越趨于導(dǎo)線外層的一種物理現(xiàn)象。由于信號頻率越高,導(dǎo)線能傳輸信號的表層越薄, 對信號的衰減也就越大,因而導(dǎo)線上信號的傳輸衰減是隨頻率的增加而增加的。
影響雙絞線上信號傳輸?shù)牧硪粋€(gè)因素叫串?dāng)_(Cross Talk),它是一個(gè)線對與其他線對產(chǎn)生電磁耦合, 其他線對傳輸?shù)男盘柋获詈系酱司€對,這些耦合信號構(gòu)成了此線對傳輸?shù)闹饕胍魜碓础?電磁耦合的程度也是隨著頻率增加而增加,因而串?dāng)_也是隨著頻率的增加而強(qiáng)度增加的。
一般意義上的信噪比采用布線系統(tǒng)特定的性能參數(shù)后便成為衰減串?dāng)_比,英文縮寫為ACR。布線系統(tǒng)的衰減隨頻率增加, 即信號強(qiáng)度隨頻率減小,串?dāng)_增加,兩條曲線有交匯點(diǎn),此點(diǎn)ACR=0或信噪比等于0,在此頻率以下ACR>0。 此ACR=0點(diǎn)確定了有用傳輸頻率的上限,此頻率點(diǎn)定義了布線系統(tǒng)的傳輸帶寬。
在各種傳輸條件下會產(chǎn)生不同的形式的串?dāng)_,
在線纜某一端的一個(gè)接收線對受到本端另一線對發(fā)送信號的影響而產(chǎn)生的串?dāng)_叫近端串?dāng)_(NEXT)。
受到線纜另一端的另一發(fā)送線對的影響而產(chǎn)生的串?dāng)_叫遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)。
在多對并行傳輸?shù)那闆r下,某一線對就不僅僅受到另外一個(gè)線對的影響,而是受到多個(gè)線對的影響, 此時(shí)受到的影響是多個(gè)線對影響的疊加,分別為功率和近端串?dāng)_(Power Sum NEXT) 和功率和遠(yuǎn)端串?dāng)_(Power Sum FEXT)。
千兆傳輸技術(shù)的挑戰(zhàn)
千兆以太網(wǎng)協(xié)議的制定工作是在IEEE 802.3完成百兆以太網(wǎng)協(xié)議的制定后開始的。 在當(dāng)時(shí)5類布線正開始被廣泛的使用,因而銅纜千兆以太網(wǎng)的開發(fā)目標(biāo)是希望在大量的5類布線上可以實(shí)現(xiàn)千兆以太網(wǎng)的傳輸, 由此銅纜千兆以太網(wǎng)(1000BASE-T)被確定為采用和百兆以太網(wǎng)(100BASE-TX)相兼容的協(xié)議形式(相同的幀結(jié)構(gòu), 相同的信號率-每秒125兆個(gè)信號)。在這種條件下要達(dá)到千兆的數(shù)據(jù)傳輸率, 必須采用更高效的編碼和多線對并行傳輸?shù)姆绞健?000BASE-T采用脈沖幅度調(diào)制的5級電平(PAM5)編碼方式, 即每個(gè)信號有5級電平,可攜帶2.5位(bit)信息,其中2位為有用信息,其他為控制信息。 這樣在一個(gè)線對上可傳輸?shù)目捎脭?shù)據(jù)率為125M信號/秒x 2位/信號= 250M位/秒; 為達(dá)到千兆雙工的傳輸率必須采用4對同時(shí)并行傳輸,同時(shí)在每一對上要采用雙向同時(shí)傳輸?shù)姆绞健?BR> 影響傳輸性能的幾個(gè)主要參數(shù)
銅纜千兆以太網(wǎng)由于采用了復(fù)雜的傳輸方式,對傳統(tǒng)的5類布線是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
根據(jù)香農(nóng)的信息傳輸理論,傳輸?shù)男盘柨偸前殡S著噪音一起到達(dá)接收端的。在接收端要能分辯出有用信號, 要求接收的有用信號的強(qiáng)度必須大于接收的噪音信號強(qiáng)度,而信號和噪音強(qiáng)度相等時(shí)是接收的臨界點(diǎn), 此時(shí)信號和噪音的比率等于1;而我們通常用對數(shù)形式來表達(dá)的信號噪音比率,得出的結(jié)果用分貝(dB)表示, 信號和噪音的比率等于1的地方即是0dB點(diǎn),信號和噪音的比率大于1的地方其分貝數(shù)大于0, 這即是我們常說的信噪比大于0。
在雙絞線上傳輸信號,受幾個(gè)方面因素的影響,其中之一是線纜的衰減(Attenuation)。 衰減主要是由于高頻信號在銅線上傳輸受到趨膚效應(yīng)的影響。趨膚效應(yīng)是指在高頻信號在導(dǎo)線上傳輸時(shí),頻率越高, 信號的傳輸區(qū)域越趨于導(dǎo)線外層的一種物理現(xiàn)象。由于信號頻率越高,導(dǎo)線能傳輸信號的表層越薄, 對信號的衰減也就越大,因而導(dǎo)線上信號的傳輸衰減是隨頻率的增加而增加的。
影響雙絞線上信號傳輸?shù)牧硪粋€(gè)因素叫串?dāng)_(Cross Talk),它是一個(gè)線對與其他線對產(chǎn)生電磁耦合, 其他線對傳輸?shù)男盘柋获詈系酱司€對,這些耦合信號構(gòu)成了此線對傳輸?shù)闹饕胍魜碓础?電磁耦合的程度也是隨著頻率增加而增加,因而串?dāng)_也是隨著頻率的增加而強(qiáng)度增加的。
一般意義上的信噪比采用布線系統(tǒng)特定的性能參數(shù)后便成為衰減串?dāng)_比,英文縮寫為ACR。布線系統(tǒng)的衰減隨頻率增加, 即信號強(qiáng)度隨頻率減小,串?dāng)_增加,兩條曲線有交匯點(diǎn),此點(diǎn)ACR=0或信噪比等于0,在此頻率以下ACR>0。 此ACR=0點(diǎn)確定了有用傳輸頻率的上限,此頻率點(diǎn)定義了布線系統(tǒng)的傳輸帶寬。
在各種傳輸條件下會產(chǎn)生不同的形式的串?dāng)_,
在線纜某一端的一個(gè)接收線對受到本端另一線對發(fā)送信號的影響而產(chǎn)生的串?dāng)_叫近端串?dāng)_(NEXT)。
受到線纜另一端的另一發(fā)送線對的影響而產(chǎn)生的串?dāng)_叫遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)。
在多對并行傳輸?shù)那闆r下,某一線對就不僅僅受到另外一個(gè)線對的影響,而是受到多個(gè)線對的影響, 此時(shí)受到的影響是多個(gè)線對影響的疊加,分別為功率和近端串?dāng)_(Power Sum NEXT) 和功率和遠(yuǎn)端串?dāng)_(Power Sum FEXT)。

