10G網(wǎng)絡的線纜測試

 
　　今天，我們討論的是一種全新的網(wǎng)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(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流。   
很明顯，這意味著1G（千兆網(wǎng)絡）數(shù)據(jù)將能被傳輸?shù)絺€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(xiàn)有的布線系統(tǒng)中就顯得非常重要了。現(xiàn)在可以看到，在E級/ 6類250MHz的系統(tǒng)中不一定支持傳輸10GbaseT的數(shù)據(jù)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(tǒng)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?，F(xiàn)有的ISO E級和TIA/EIA 6類標準已經(jīng)運用執(zhí)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(xiàn)場測試產(chǎn)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(zhàn) 

　　最顯而易見的改變就是：新標準需要提升測試頻率。經(jīng)過仔細的理論分析可知， 250MHz的頻率就已經(jīng)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(nèi)插值替換，只需作微小調(diào)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(xiàn)在1000MHz。而從現(xiàn)有的TERA的標準和GG45連接器來看，這些都已經(jīng)具備了上述頻率范圍內(nèi)的更高傳輸需要。但這只是高帶寬屏蔽系統(tǒng)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(shù) 

　　上面已經(jīng)描述了新的標準，也提出了現(xiàn)場測試技術所面臨的挑戰(zhàn)。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(jīng)說過，更大的挑戰(zhàn)來自于不斷增加的現(xiàn)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(xiàn)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(qū)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(xiàn)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(jīng)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(jīng)擁有了測試6a 類和 EA.級的能力。 

　　有沒有不利于現(xiàn)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(wǎng)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(chǎn)廠家會根據(jù)新的情況制定相應的極限值曲線圖來附和新的標準?，F(xiàn)場測試設備生產(chǎn)商們也會根據(jù)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(xiàn)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(xiàn)哪些新的測試參數(shù)。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(zhí)。而追根溯源則是關于一些非屏蔽系統(tǒng)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(shù)據(jù)幀、比特流以及路由環(huán)回信號都在線纜上運行。這些新的參數(shù)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(shù)定義來自相鄰數(shù)據(jù)線纜中串擾分貝數(shù)，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(shù)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(xiàn)場測試中有效地測試這些參數(shù)，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(shù)及評判數(shù)據(jù)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(guī)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(xiàn)。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(shù)值的極好手段，它可以精確反映鏈路、線纜相互之間出現(xiàn)干擾的最大值。實際應用中所能發(fā)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(tǒng)不可能符合“6包1”原則，對于現(xiàn)場測試而言，上述測試方法實際上是沒用的。 

　　現(xiàn)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?shù)亩x了一些針對6a類布線產(chǎn)品的“額外”提議，至少在ANEXT和相關問題上作出規(guī)定，以便保證10 G 網(wǎng)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(chǎn)后，在現(xiàn)場也就沒必要驗證這些影響了。 

　　當前的狀態(tài)下，線纜制造廠商只能在整個信道上保證10 G網(wǎng)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(fā)展階段。依據(jù)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(tǒng)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(tǒng)也能有效防止線外串擾，有些制造商己將其非屏蔽系統(tǒng)加入10G網(wǎng)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(jīng)建立并正在發(fā)展中。隨著這些標準的提升，至少在現(xiàn)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(guī)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