新的安裝及測試指導準則有助于降低外部串擾(AXTalk)基于銅纜雙絞線的10千兆/秒以太網標準(10GBASE-T) 目前仍處于制定階段。
標準中的許多問題和要求均已在最近幾個月得到了明確,預計10GB/S以太網標準有望在 2006 年年中確定和發布。本白皮書簡要介紹了雙絞線的布線要求以及布線系統安裝完成后的測量和驗證方法。
10GBASE-T現場測試和驗證簡介
布線鏈路的傳輸能力不能孤立地進行定義。首先,發送器需要對數字信息進行編碼并生成可以傳輸的電子信號,然后通過布線鏈路將這些信號發送出去。其次,物理鏈路必須能夠跨越所需的距離將發送器的信號傳輸給接收器,并保證接收器輸入端的信號質量。最后,接收器也必須滿足一組性能參數,確保通過鏈路到達的信號符合技術要求,從而保證成功實現自己的功能。因此必須要認真了解發送器的要求、信號編碼方式、接收器的能力以及鏈路的傳輸特性,并將它們作為一個整體來考慮。
電氣和電子工程師協會(IEEE)制定了IEEE 802.3 以太網標準,并對標準進行維護。10 GB/S 以太網工作組將建立 802.3an 標準。IEEE 利用自己的專長設計并確定了主動電子子系統,并與電信行業協會 (TIA) 和國際標準化組織(ISO) 等電纜標準主要制定機構聯手確立了布線通道的性能規格。
自建立之日起,FlukeNetworks就積極參加TIA 和 ISO 研究委員會的各項活動。在 Fluke Networks 的推動下,一套行之有效的外部串擾 (AXTalk)測量方法得以成形。外部串擾是雙絞線布線鏈路發送 10 GB/S 以太網 (10GbE)信令的一個關鍵性能參數。我們將會解釋這些參數的含義以及測試方法。
在現場驗證安裝好的10GBASET雙絞線時,需要用到Cat 6 TIA/EIA-568-B 文*檔中指定的所有測試參數。這些參數包括插入損耗、回波損耗、線對到線對近端串擾、綜合近端串擾、線對到線對遠端串擾、綜合遠端串擾、傳播延時、長度以及延遲時差。
10GBASE-T的測試限制與最高頻率為250MHz 的 Cat 6 的測試限制完全相同,但為了支持 10 GB/S 以太網技術獲得更高的數據傳輸速率,這些測試的頻率范圍和性能要求被擴大到了 500 MHz.此外,現場驗證 10 GB/S 以太網必須涉及到本白皮書中討論的外部串擾測試參數。
了解外部串擾及其對10GB/S性能的影響
10GBASE-T信令需要頻率高達500MHz 的布線帶寬,這明顯比 1000BASE-T(1 千兆/秒以太網)的 100 MHz 帶寬的要求高了很多。這些頻率非常高,因此必須為布線測試參數增加一組重要的干擾測定參數。這組新的測試參數就被稱為外部串擾。
串擾測量的是一段雙絞線布線鏈路中一個線對到另一個線對的信號耦合。這種耦合會在線對中產生噪音干擾,因此我們并不需要它。串擾的效果和一條受噪音干擾的傳輸線非常類似。接收器無法從串擾產生的噪音中區分出鏈路另一端發送器發來的信號。在數據通信活動中,串擾是一個關鍵的性能參數。串擾程度隨著信號發送頻率的提高而加深,而信號頻率越高,衰減也越嚴重(信號在沿著鏈路傳輸時變得越來越弱)。正是因為這兩種效應的存在,我們才需要找到這樣一個頻率:串擾產生的噪音與發送器發來的信號相等。對于100mCat 5e 通道,這個頻率通常在 120 MHz 左右,對于整個 Cat 6 通道,通常在 240 MHz 左右。
電子設備如果不具備先進的數字信號處理技術,就無法在這個頻率左右甚至更高的頻率上實現可靠的信號傳輸。這一現象為雙絞線的帶寬設置了一個限制。
近端串擾(或曰“NEXT”)測量的是布線鏈路中發出測試信號或干擾信號的那一端的串擾信號。圖1說明了一個具有兩個線對的系統中的近端串擾。如果同時在多個線對上進行信號傳輸,就像在1000BASET 和 10GBASET 中那樣,則還必須考慮并測試遠端串擾 (FEXT)(參見圖 2)。
圖1和圖2 中描述的串擾發生在同一條電纜的線對之間(線對包在同一個電纜外皮中)。外部串擾和這種現象完全相同,只不過是串擾耦合發生在不同但相鄰兩條布線鏈路中的線對之間。
外部串擾是非屏蔽雙絞線(UTP)的一個亟待解決的難題,因為對于采用UTP 布線的 10GbE 應用場合而言,它是最主要的干擾或噪音源。圖 3 顯示了相鄰電纜中的線對對其中一個線對產生的外部串擾。
外部串擾的測量將包括線對之間的外部近端串擾和外部遠端串擾。由于必須評估線束中眾多線對對接受測試的線對(通常稱為受害線對)所造成的總體影響,因此應為線束中的線對計算并評估綜合外部近端串擾(PSANEXT)及綜合外部遠端串擾(PSAFEXT)。