10G網絡的線纜測試
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今天,我們討論的是一種全新的網絡類型。這就意味著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銅纜傳輸10G網絡的數據流。
很明顯,這意味著1G(千兆網絡)數據將能被傳輸到個人工作點。這將是一個劃時代的傳輸技術和標準。
然而從理論上而言,當我們介紹一個新標準的時候,它是否可以應用于現有的布線系統中就顯得非常重要了。現在可以看到,在E級/ 6類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)標準。現有的ISO E級和TIA/EIA 6類標準已經運用執行四年多了。新的標準出臺將大大減少這兩類標準的生命周期。現場測試產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題。
全新的挑戰
最顯而易見的改變就是:新標準需要提升測試頻率。經過仔細的理論分析可知, 250MHz的頻率就已經不能支持傳輸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:可通過內插值替換,只需作微小調整就可擴展E級/6類極限值曲線,以適應新的指標。作為連接部件,RJ45升級到500MHz時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連接器來看,這些都已經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,這里我們重點討論非屏蔽E級/6類標準的變化。
新的測試參數
上面已經描述了新的標準,也提出了現場測試技術所面臨的挑戰。所有擁有線纜測試儀的朋友都不得不面對一個問題,那就是對于這些新問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事實:三級精度的6類通道測試設備將不再適合這場角逐。
已經說過,更大的挑戰來自于不斷增加的現場測試頻率范圍。6a類和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 /EA 級測試要求一種更新的精度類別來區分,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涵蓋了增強型三級精度。事實上,這就意味著,當前每個擁有四級精度的測試設備已經擁有了測試6a 類和 EA.級的能力。
有沒有不利于現場測試儀的消息呢?目前回答十分簡單:沒有!但是對于以后針對10 G網絡而修定的一些測試項目,會讓你感到一點點麻煩。不過也是僅僅反映在軟件編程,繪制極限曲線上。測試儀的生產廠家會根據新的情況制定相應的極限值曲線圖來附和新的標準。現場測試設備生產商們也會根據標準的變化及時地更新他們測試儀的固件版本。
不必擔心來自外部的干擾
對于現場測試設備而言,很難預測到6a 類和EA 級信道測試標準將會出現哪些新的測試參數。在美國,目前這是個非常熱門的討論課題,甚至有些比較激烈的爭執。而追根溯源則是關于一些非屏蔽系統的具體問題。這些問題集中在300MHz范圍附近的敏感地帶。我們知道,單個的傳輸通道會干擾其他相鄰的傳輸通道。這個效應被稱為“外部串擾”(AXT),這種串擾不僅干擾相鄰線對,同樣也會干擾線纜外部傳送的信號。串擾信號與線纜幾何結構相關(線對的扭絞率)。另外,各種類型的數據幀、比特流以及路由環回信號都在線纜上運行。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)。這些參數定義來自相鄰數據線纜中串擾分貝數,對于10G速率的非屏蔽線纜而言,有非常重大的意義。簡單起見,下面將對ANEXT這一術語本身,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,干擾源的來源非常復雜,要想在現場測試中有效地測試這些參數,即使通過合理的努力,仍然不大可能。問題必須通過其他途徑解決。先前我們描述的一些參數及評判數據是從實驗室得來的。關于這個問題,有計劃建立一種標準的測試模式,即被稱為“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條等長鏈路在規定的距離同時連通。每條線路都要相對其他線纜進行測試,總共進行96個獨立測試。
這種測試方法實際是仿真一種可重復實驗的最差情況。在這里,關鍵字是“可重復試驗”、因為ANEXT只是在極端情況下,很短暫的出現。測試時線纜幾何結構的微小變化都會影響ANEXT值。例如:線纜、連接器、跳線等位置的微小改變,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、線纜相互之間出現干擾的最大值。實際應用中所能發生的任何影響,都要比這來得輕微得多。
由于實際中永久安裝的布線系統不可能符合“6包1”原則,對于現場測試而言,上述測試方法實際上是沒用的。
現場如何處理“線外串擾”?
對如何處理線外串擾,標準組織為技術人員提供了一些支持。譬如為如何解決ANEXT問題而適當的定義了一些針對6a類布線產品的“額外”提議,至少在ANEXT和相關問題上作出規定,以便保證10 G 網絡可以運行順暢。當線纜、配線架、跳線以及跳線都是針對防止ANEXT而設計生產后,在現場也就沒必要驗證這些影響了。
當前的狀態下,線纜制造廠商只能在整個信道上保證10 G網絡性能。一個簡單的理由就是,針對元件、永久鏈路的標準制定仍然在發展階段。依據6類標準的組合與匹配方法還不能勝任。我們將密切關注廠商提供的單個元件的指標。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外串擾,有些制造商己將其非屏蔽系統加入10G網絡應用的競爭之中,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、EA 級、FA 級標準已經建立并正在發展中。隨著這些標準的提升,至少在現場測試標準方面,很快就會有一套關于“什么該測”、“什么不該測”的明確規定。有一點是顯而易見的,即:滿足IV級精度指標、達到500MHz甚至更高的頻率測試儀表將會是一大熱
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