萬兆非屏蔽雙絞線系統的隱性成本

文｜美國西蒙公司

萬兆非屏蔽雙絞線系統的隱性成本

文｜美國西蒙公司

目前，在基于銅纜的10GBase-T萬兆以太網應用標準和6A類布線標準均獲批準的情況下，非屏蔽雙絞線UTP與屏蔽雙絞線F/UTP和S/FTP布線系統之間存在著諸多混亂狀況。

考慮到布線通道成本只是當今10Gbps方程式中的一部分。為了適當評估每一種10Gbps銅纜布線選項的效益，需要理解所有事實，這點非常重要。本文將提供與10Gbps通道、路徑、人工和性能有關的當前事實。

10GBase-T標準支持的系統如下：

（1）有限距離的6類布線（為現在已安裝的6類系統設計）。

（2）6A類布線（屏蔽和非屏蔽）。

（3）7類布線（僅為全屏蔽）。

要理解不同類型的可支持10Gbps的銅纜系統的可行性，需要簡單解釋一下外來串擾。外來串擾（AXT）是指在較高頻率應用時會出現的線纜和線纜之間的噪聲，它在非屏蔽系統中會產生更大問題。相鄰線纜中的同類線對之間會產生噪音耦合，因為他們的絞距是幾乎一樣的。而在屏蔽系統中就不存在這個問題，因為屏蔽本身可阻止外來串擾影響鄰近線纜，如圖1所示。

為了支持10Gbps，現有6類系統需要進行大量的緩解串擾實踐，從而帶來很多的人工成本。6類系統所需的緩解串擾技術引用例子來說明，包括為所有電纜松綁，改成屏蔽跳線，重新端接到6A類硬件上，以及每隔一個的交換機端口或配線架端口通電等。因為使用緩解技術之后，若測試不通過，可能需要嘗試另一種方法重新測試，使得測試這些系統需要大量時間。為此，建議10Gbps傳輸采用6A類或更高的系統。

為了緩解10Gbps的外來串擾影響，TIA規定其為增強6類或6A類，在ISO/IEC中規定為等級EA，該標準適用F/UTP屏蔽雙絞線系統以及UTP非屏蔽雙絞線。7類/F級是一直被認可的，可在100m距離支持萬兆應用的銅纜解決方案。

在6類和可支持10Gbps的6A類之間最明顯的區別是6A類線纜的最大允許直徑增加到0.354″（9.1mm）。這一增加使得在非屏蔽雙絞線配置中干擾線纜與被干擾線纜之間的隔離增大。因為F/UTP屏蔽線纜可通過使用全箔片屏蔽層排除AXT，而不需要增加線纜隔離，這使得6A類F/UTP屏蔽線纜比起相應的非屏蔽雙絞線通常線徑更細。雖然現在市場上也有一些較小直徑的可支持10Gbps的非屏蔽雙絞線電纜，但關鍵的是他們必須在安裝后確保能通過“六包一”的AXT現場測試?，F在已有一些案例在做現場測試，由于每一24端口配線架所需的AXT現場測試時間就達3.5～4小時，這使得制造商和最終用戶都承擔了風險。

為了使非屏蔽雙絞線電纜在10Gbps應用中作為一個可行的選項，還必須考慮其他因素：一是路徑填充率。如果路徑填充率大于40%時，底部電纜可能被擠壓而變形或受損，從而破壞原先增加隔離帶來的益處。噪聲將重回系統，這是排除故障時最棘手的問題，因為這種噪聲是分散的和間隙性的。

AXT形式的外來串擾不僅出現在電纜之間而且出現在靠近的連接器之間。為了在配線架上緩解AXT，使用各種方法，例如增大間距和改變打線方式，后者會增加安裝時間并且加大了出錯的可能性。在某些安裝過程中，電纜一端的接線方式和另一端的接線方式不同，使安裝更加復雜。屏蔽電纜的AXT防護功能同樣也適用于屏蔽連接器，所以不需要采用不同的端接，簡化安裝。

二是對10Gbps非屏蔽雙絞線系統的警告是不能在同一路徑或管道中混用不同類型的非屏蔽線纜，這使得潛在成本增加。將6A類非屏蔽雙絞線電纜與其他類非屏蔽雙絞線電纜綁在一起，可導致外來串擾水平超過行業要求，并潛在影響10GBase-T應用操作。這意味著如果選擇6A類非屏蔽雙絞線，則必須在共享路徑的任何信道中都使用6A類線纜，而在通常安裝中，一個路徑或管道內會有幾種不同類型的線纜混合需求。比如在水平布線中，可能需要建立自動化系統、檢測系統、訪問控制、模擬語音或VoIP。為了滿足10Gbps應用要求，無論這些系統安裝在何處，唯一的選擇是使所有應用都統一采用更昂貴的6A類非屏蔽雙絞線電纜，或添加額外的路徑和空間，使得較低級別的UTP線纜與6A類UTP線纜完全分離。

在數據中心中，隨著一些新設備的逐步啟用，將會經歷有部分信道需要升級到10Gbps應用的情形，此時還有一些應用，如訪問控制、火情監測、冷卻監控等，并不需要10Gbps銅纜布線系統。此時，在非屏蔽雙絞線的情景之下，只能被迫將所有信道全面升級到6A類非屏蔽雙絞線，或為6A類UTP線纜提供單獨路徑和空間。在房地產寸土寸金的情況下，也許并不能為額外的路徑和空間提供足夠的地方，特別是在設備機柜中。而屏蔽布線則可以毫無顧慮地綁在一起并且與所有其他類型電纜共享一個路徑，因此有著明顯的節省。

在一個新建大樓或一個升級項目中，如果使用6A類UTP布線，將需要為所有的信道部署6A類UTP，或為6A類UTP信道部署完全獨立的路徑或管道。

在一座已有建筑中，為高速UTP線纜增加新的路徑和管道，或部署更大直徑的6A類UTP線纜也許是不可能的。這對于滿負載運行的數據中心，情況是相同的。如果進行10Gbps的全面升級，則那些KVW、調制解調器連接、監測和控制系統仍將在若干年內繼續使用5e類或6類UTP布線。這樣，如果安裝一套屏蔽6A系統來支持10Gbps信道，就可以在相同路徑和管道中部署這些5e類或6類UTP信道，這將產生相當大的成本節省效益。

為了讓5e類和6類UTP布線與6A類UTP布線在同個網絡共存而增設另一套管道和路徑，將極大地影響項目的材料和人工成本。若采用屏蔽布線系統來支持高速數據，則不需要這些成本增加。

那些反對屏蔽系統的人們可能會指出，屏蔽系統需要增加端接時間和接地成本。事實是，任何一個網絡都必須具備一個接地系統，即使是100%光纖的網絡，所以幾乎可以忽略的唯一成本增加量是為設備機架（應當已經連接到現存接地系統）中的每一24端口配線架安裝一條#6號線規的接地線成本。即使屏蔽系統的端接時間可能比非屏蔽系統的稍長，也并不足以影響屏蔽系統已達到的成本節省和性能優勢。更何況西蒙公司性能卓越的Z-MAX 6A類屏蔽系統的模塊端接時間已經達到業界最快（少于1分鐘），其成本節省就不言而喻。