超五類、六類非屏蔽對絞線電纜系統(tǒng)的測試問題
時間:2015-03-25 15:24:03 來源：
最近一個時期，很多綜合布線的供應(yīng)商都相繼推出一些新的電纜系統(tǒng)，比如美國安普公司的超五類電纜系統(tǒng)，美國朗訊公司的千兆比電纜系統(tǒng)以及其他公司后來陸續(xù)推出的類似的電纜系統(tǒng)等。面對這些新的電纜系統(tǒng)，那些剛剛安裝完五類系統(tǒng)的用戶感覺好象已經(jīng)落伍了，而正在準備安裝電纜系統(tǒng)的用戶為究竟選擇哪種電纜系統(tǒng)而猶豫不決。本文不想就有關(guān)的詳細測試參數(shù)和技術(shù)進行討論，只想根據(jù)目前掌握的資料介紹一下目前電纜測試標準的概況供大家參考。希望對用戶在選擇安裝什么樣的電纜系統(tǒng)有所幫助。
首先有一個概念要明確，這就是帶寬(用MHz來表示)和數(shù)據(jù)傳輸速率(用Mbps表示)，這個概念搞不清就很難作出正確的選擇。關(guān)于二者的定義和具體含義可以參考有關(guān)技術(shù)文章。其基本的結(jié)論是二者有關(guān)系，這種關(guān)系與編碼方式等有關(guān)。但不一定是一比一的關(guān)系：例如ATM155，其155是指數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，?55Mbps。而實際的帶寬只有80MHz。又如：1000Mbps以太網(wǎng)，由于采用4對線全雙工的工作方式，其傳輸?shù)膸挼囊笾挥?00MHz。在計算機網(wǎng)絡(luò)行業(yè)，廣泛使用數(shù)據(jù)傳輸速率。而在電纜的行業(yè)使用的是帶寬，所以不要將二者混淆。
一、目前新的電纜系統(tǒng)
1. 超五類電纜系統(tǒng)(Enhanced Cat 5)
它是將現(xiàn)在的五類非屏蔽雙絞線的性能加以改善，不少參數(shù)的性能，例如近端串?dāng)_ (NEXT)，衰減串?dāng)_比(ACR)等都有提高，但其帶寬仍然確定為100MHz。
2. 六類電纜系統(tǒng)(Cat 6)
它是一個新級別的電纜，除了各項性能參數(shù)有較大提高之外，其帶寬會擴展至200MHz以上。ADSS光纜
不論是超五類還是六類電纜系統(tǒng)，其連接的結(jié)構(gòu)仍和現(xiàn)在廣泛使用的插接模塊(RJ45)相兼容。
3. 7類電纜系統(tǒng)
7類電纜系統(tǒng)是歐洲提出的一種電纜標準。其計劃的帶寬為600MHz，但是其連接的結(jié)構(gòu)和目前的RJ45形式完全不兼容，它是一種屏蔽的電纜系統(tǒng)。
目前關(guān)于這三種電纜系統(tǒng)的現(xiàn)場測試標準進展情況是：今年年底或明年年初，現(xiàn)行的五類現(xiàn)場測試標準會更新；超五類電纜系統(tǒng)的現(xiàn)場測試標準預(yù)計今年年底或明年年初也會制定出來；關(guān)于六類的測試標準計劃到2000年底之前才能制定出來；而關(guān)于七類的標準，在歐洲正在進行研究和討論，在美國沒有被標準委員會列入議程。
這些標準的意義在哪里呢？因為電纜系統(tǒng)存在二次施工的問題。當(dāng)從電纜系統(tǒng)供應(yīng)商那里購買了質(zhì)量完全合格的產(chǎn)品之后，施工人員需要將它們組裝在一起構(gòu)成電纜系統(tǒng)。而由于施工的工藝和質(zhì)量都嚴重影響到電纜系統(tǒng)的最終質(zhì)量，所以安裝完的電纜系統(tǒng)未必都能夠達到其規(guī)定的指標。于是當(dāng)安裝了某種電纜系統(tǒng)以后，您(通常是網(wǎng)絡(luò)的最終用戶)希望知道所安裝的電纜系統(tǒng)是否達到了它應(yīng)該達到的指標，您所付出的費用和實際所得到的質(zhì)量是否相符。這就是現(xiàn)場測試標準的意義所在。當(dāng)安裝的電纜系統(tǒng)通過了相應(yīng)標準的測試之后就可以保證其施工的質(zhì)量，從而確保投資的回報。
二、目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對傳輸媒介的需求
安裝電纜系統(tǒng)是為了滿足網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求，那么目前的網(wǎng)絡(luò)速度要求有哪些呢？目前主要的計算機網(wǎng)絡(luò)有4M和16M令牌環(huán)、10M以太網(wǎng)、100M以太網(wǎng)（包括100BASE-T和 100BASE-T4）、ATM155（基于雙絞線）。這些網(wǎng)絡(luò)都可在目前的五類雙絞線上 運行。
而當(dāng)前可以看到的唯一沒有確定的是1000Mbps以太網(wǎng)。也就是千兆以太網(wǎng)需要在什么樣的銅介質(zhì)上運行。目前千兆以太網(wǎng)的最終標準還沒有全部完成，但一些基本指標已經(jīng)確定。例如它對非屏蔽雙絞線的要求是使用全部四對線(100BASE-T只用兩對)，全雙工運 行，傳輸?shù)膸捲?00MHz之內(nèi)。
根據(jù)上述的基本要求，用戶自然會關(guān)心，既然千兆以太網(wǎng)的帶寬仍在100MHz之內(nèi)，那么它是否可以在目前的五類雙絞線上運行呢？從目前的標準草案來看，由于千兆以太網(wǎng)要全雙工地運行于四對線上，雖然帶寬仍是100MHz，但它對雙絞線電線系統(tǒng)的一些其他性能有了新的更加嚴格的要求。比如傳輸時延(Propagation delay)，時延差(Delay skew)， 遠端串?dāng)_(FEXT)等。關(guān)于這些指標以及其他技術(shù)細節(jié)可參考福祿克公司或其他公司的技術(shù)文章。在這些新的參數(shù)中最重要的是等效遠端串?dāng)_(ELFEXT)。因為它對千兆以太網(wǎng)運行的影響是最大的?；氐接脩絷P(guān)心的五類電纜系統(tǒng)是否可以運行千兆以太網(wǎng)的問題。只要五類雙絞線系統(tǒng)能夠滿足年底制定出來的新的標準，包括最重要的ELFEXT指標，那么它就可以運行千兆以太網(wǎng)。
目前標準及其內(nèi)容的草案大概是什么呢？一是對現(xiàn)行五類雙絞線標準(TSB67)進行修訂，增加一些新的參數(shù)。例如傳輸時延，時延差，遠端串?dāng)_等。二是超五類的標準，既Cat5E，它沒有增加新的參數(shù)，帶寬仍然限定在100MHz之內(nèi)。但不少參數(shù)的指標比五類系統(tǒng)的都更加嚴格。三是六類電纜系統(tǒng)的標準，它計劃在2000年底之前才能夠完成，目前還在討論之中。但有一點是非常重要也是確定的，那就是其帶寬肯定要擴展到200MHz或更高。
下表是測試標準的概況。
參數(shù) Cat-5 Cat-5E Cat-6
頻率 100MHz 100MHz 200MHz
接線圖 不變 不變 不變
長度 不變 不變 不變
衰減 不變 不變 更嚴格
近端串?dāng)_(NEXT) 不變 更嚴格 更嚴格
傳輸時延(Prop.delay) 新參數(shù) 不變 不變
時延差(Delay skew) 新參數(shù) 不變 不變
綜合近端串?dāng)_(PS NEXT) 不要求 新參數(shù) 更嚴格
回波損耗(Return Loss) 新參數(shù) 不變 更嚴格
等效遠端串?dāng)_(ELFEXT) 新參數(shù) 更嚴格 更嚴格
綜合遠端串?dāng)_(PS ELFEXT) 新參數(shù) 更嚴格 更嚴格
說明：以上標準只是草案，一切都要以最終的標準為準。
三、用戶的選擇
面對這些不同類別的電纜系統(tǒng)，用戶將如何選擇安裝哪一類的電纜系統(tǒng)呢？我們的建議是：從實際應(yīng)用出發(fā)，適當(dāng)考慮未來的發(fā)展，權(quán)衡投資費用和效益，確保安裝質(zhì)量。
從實際出發(fā)是考慮目前對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求有多大，10M以太網(wǎng)可以支持多長時間，100M以太網(wǎng)是否夠用。是否需要千兆網(wǎng)到每個桌面。因為網(wǎng)絡(luò)的布線系統(tǒng)是一次性長期投資，通?？紤]在10至15年之間。所以要考慮網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是否會在10年左右會有高速網(wǎng)絡(luò)的需求，例如千兆以太網(wǎng)或未來更高速的網(wǎng)絡(luò)的需求。
作出完全正確的決定是很困難的。特別是判斷該決定是否正確要到幾年或十幾年以后才能知道。例如安裝了三類系統(tǒng)，在10年之內(nèi)都能滿足公司對網(wǎng)絡(luò)的要求，那么就可以認為安裝三類電纜系統(tǒng)的決定是正確的。而如果安裝的三類系統(tǒng)在三年后就發(fā)現(xiàn)不能滿足網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用而需要更新，那么當(dāng)時的決定可能有問題。反之，如果安裝了非常高類別的電纜系統(tǒng)而在10年之內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用仍然是10M或100M以太網(wǎng)，那么當(dāng)初的投資可能過大。因為10年后的電纜系統(tǒng)可能是另一個世界了。
其實，真正最重要的是如何保證所安裝的電纜系統(tǒng)的質(zhì)量，而不論它是三類，四類，五類還是六類。因為電纜系統(tǒng)的質(zhì)量除了產(chǎn)品本身的質(zhì)量以外（通常是由廠家來保證，而且通常不是問題的主要原因），它們都必須經(jīng)過精心的施工安裝才能完成。而施工的過程對電纜系統(tǒng)的影響很大。即使選擇了高性能的電纜系統(tǒng)，例如超五類或六類，如果施工粗制濫造，其性能可能還達不到五類的性能。所以不論選擇安裝什么級別的電纜系統(tǒng)，最后的結(jié)果一定要達到與之相應(yīng)的性能，也就是對安裝的電纜系統(tǒng)進行相關(guān)標準的認證測試以保證投資的可靠。
根據(jù)目前所得到的信息，可以得出以下幾點結(jié)論。
1. 目前對五類雙絞線系統(tǒng)有現(xiàn)場認證標準可依。它們是TIA568-TSB67和ISO11801。
2. 超五類電纜系統(tǒng)的測試標準可能會在今年年底或明年年初出臺。
3. 而對六類電纜系統(tǒng)的標準可能在2000年底之前才能完成。
4. 五類電纜系統(tǒng)可以支持10M和100M以太網(wǎng)以及ATM155。
5. 千兆以太網(wǎng)對銅介質(zhì)雙絞線電纜系統(tǒng)的要求是：現(xiàn)行的五類電纜系統(tǒng)在通過了新版本的五類測試標準的測試以后就可以支持千兆以太網(wǎng)。但是不能確保的是現(xiàn)行的五類電纜系統(tǒng)是否都可以通過該測試標準。根據(jù)目前的一些實驗和評估，其中大部分現(xiàn)行的性能優(yōu)良的，只有兩個轉(zhuǎn)接器的五類電纜系統(tǒng)應(yīng)該可以通過該標準的測試，對超五類電纜系統(tǒng)只要測試符合不久就要頒布的新的超五類標準就應(yīng)該肯定可以支持千兆以太網(wǎng)；而對六類電纜系統(tǒng)，由于近期不會有最終的標準出現(xiàn)，只能根據(jù)和原有的標準進行對比或根據(jù)草案標準來進行測試。它不僅應(yīng)該完全可以支持千兆以太網(wǎng)，而實際上是為更高速的網(wǎng)絡(luò)準備的。因為其帶寬可以達到 200MHz以上。
就在本文剛剛完成時得到了最新的消息，TAI關(guān)于Cat5E的標準至少會延遲三至四個月。
四、福祿克公司的方案
美國福祿克公司是電纜系統(tǒng)現(xiàn)場測試儀的最大生產(chǎn)廠商。其享有專利的數(shù)字測試技術(shù)的測試儀DSP系列已經(jīng)被用戶所廣泛使用。為了滿足用戶對更新型和更高級別的電纜系統(tǒng)的現(xiàn)場測試需求，福祿克公司不久前推出了新型的電纜測試分析儀DSP4000。
DSP4000仍然采用先進的數(shù)字測試技術(shù)，其測試的帶寬可以達到350MHz。所以它不僅可以支持新的五類和超五類電纜系統(tǒng)標準，在將來肯定可以支持六類的測試標準。DSP4000仍然保持了測試速度快，精度高等優(yōu)點以外，它的故障診斷能力是非常獨特，而又是用戶真正需求的功能。它可以對有故障的電纜進行定位，迅速查明故障的位置所在，縮短故障診斷的時間。此外，所有DSP系列電纜測試儀都可以支持中文的軟件，打印出中文的認證測試報告。而且可以支持當(dāng)前的國內(nèi)的郵電標準和上海地方標準。
最后有一點要說明的是，由于千兆以太網(wǎng)對雙絞線電纜系統(tǒng)的要求，新增加的參數(shù)，主要是遠端串?dāng)_(FEXT)和等效遠端串?dāng)_(ELFEXT)的測試是非常具有挑戰(zhàn)性的。它要求測試儀器的測量動態(tài)范圍很大而且又要有很高的精度和分辨率。這好比用萬用表測量一個很大的電壓，比如100V，而同時有要求萬用表可以精確地測量或分辨出1mV以下的電壓。這就是挑戰(zhàn)性所在。正是由于這一點，目前市場上原來的各類電纜測試儀器是不可能只通過軟件升級來達到支持新的測試標準。因為測試儀的測試電路不經(jīng)過精心的重新設(shè)計和制造是不可能達到如此高的要求的。
