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超五類系統(tǒng)與六類系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)千兆傳輸?shù)膮^(qū)別

2011-09-30

正如我們所知的,超五類系統(tǒng)只是“能夠”支持千兆以太網(wǎng),而六類系統(tǒng)才是“真正有保證”地運(yùn)用千兆以太網(wǎng)。這種保證的優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在相對(duì)于普通超五類系統(tǒng),六類系統(tǒng)擁有與生俱來(lái)更佳的技術(shù)參數(shù),使得其更能夠適應(yīng)當(dāng)下的建筑環(huán)境,尤其是在那些集中了大量的雙絞線并擁有很多干擾源的地方,比如說(shuō)擁有許多電器(電腦、電話、各種生產(chǎn)設(shè)備等)的房間、設(shè)備間、鄰近有電力線、照明線的地方。可以說(shuō)隨著科技的發(fā)達(dá)、人們生活方式的發(fā)展,這樣的環(huán)境現(xiàn)在早已無(wú)處不在環(huán)繞在我們的周圍,這就造成了在絕大多數(shù)使用超五類系統(tǒng)的的千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)在投入使用后,實(shí)際網(wǎng)絡(luò)速度不足設(shè)計(jì)速度的30%。以下就通過(guò)超五類系統(tǒng)及六類系統(tǒng)傳輸千兆以太網(wǎng)的不同的方式為您揭示造成以上差別的原因:

  超五類系統(tǒng)
   1000Base-T就是超五類系統(tǒng)傳輸千兆網(wǎng)絡(luò)所采用的標(biāo)準(zhǔn)。1000Base-T標(biāo)準(zhǔn)可支持在符合ANSI/TIA/EIA-568A(1995) 標(biāo)準(zhǔn)的五類雙絞線上運(yùn)行千兆以太網(wǎng)。1000Base-T采用4對(duì)五類雙絞線完成1000Mbps的數(shù)據(jù)傳送,每一對(duì)雙絞線傳送250Mbps的數(shù)據(jù)流。但因?yàn)槲孱惣俺孱愲p絞線的設(shè)計(jì)帶寬僅有100MHz,要實(shí)現(xiàn)雙向傳輸1000Mbps的網(wǎng)絡(luò),必須滿足以下要求:
  ● 4對(duì)線全都使用(全雙工) 
  ● 全雙工運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要串?dāng)_/回聲消除技術(shù)
 
  ● 4級(jí)編碼(PAM-5)
 
  ● 每個(gè)信號(hào)電平代表2比特
 
  ● 每秒發(fā)送125M符號(hào)
 
  ● 與100Base-Tx符號(hào)速率相同
 
  ● 降低噪聲的干擾
 
 每對(duì)線支持250Mbps的數(shù)據(jù)速率(每個(gè)方向)
 
   下圖就是4級(jí)信號(hào)編碼的原理圖


  可見(jiàn)正常的方波電壓被壓縮調(diào)制成4個(gè)臺(tái)階分別對(duì)應(yīng)4個(gè)2位二進(jìn)制數(shù),這就造成了4級(jí)信號(hào)之間的峰值電壓差距不大,受干擾疊加后容易造成誤碼。再加上每條鏈路必須雙向全雙工傳輸信號(hào),誤碼的可能更大大加強(qiáng)。所以為了能使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能正確地辨識(shí)每一個(gè)方波信號(hào),在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中必須增加大量的串?dāng)_/回聲消除DSP處理器,這就造成了支持1000Base-T的交換機(jī)平均端口成本大大增加。如下圖所示:

  六類系統(tǒng)
  1000BASE-Tx則是六類系統(tǒng)工作的方式。1000Base-TX也是基于四對(duì)雙絞線,但卻是以兩對(duì)線發(fā)送,兩對(duì)線接收( 類似于100Base-TX的一對(duì)線發(fā)送一對(duì)線接收 )。由于每對(duì)線纜本身不進(jìn)行雙向的傳輸,線纜之間的串?dāng)_就大大降低,同時(shí)其編碼方式也相對(duì)簡(jiǎn)單。這種技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接口要求比較低,不需要非常復(fù)雜的電路設(shè)計(jì),降低了網(wǎng)絡(luò)接口的成本。但由于使用線纜的效率降低了(兩對(duì)線收,兩對(duì)線發(fā)),要達(dá)到1000mbps的傳輸速率,要求帶寬就超過(guò)100mhz,也就是說(shuō)在五類和超五類的系統(tǒng)中不能支持該類型的網(wǎng)絡(luò)。一定需要六類系統(tǒng)的支持。
  ● 2對(duì)線接收,2對(duì)線發(fā)送 
  ● 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無(wú)需回聲消除技術(shù)
 
  ● 只有6類或更高的布線系統(tǒng)才能支持

  以下就是1000BASE-Tx的工作方式:

  

  可見(jiàn),工作在1000BASE-Tx的方式下的六類系統(tǒng)具有天生更強(qiáng)的抗干擾能力,由于其擁有250MHz的設(shè)計(jì)帶寬,并擁有更大的導(dǎo)體直徑及采用了中心十字架等新的生產(chǎn)工藝,使之即使應(yīng)用于1000BASE-T的網(wǎng)絡(luò)時(shí)也能提供更好的串?dāng)_指標(biāo)。
   反觀超五類線纜的先天不足,使之完全不能夠勝任于1000BASE-Tx的工作方式,而當(dāng)在運(yùn)行1000BASE-T的時(shí)候,即使擁有155MHz帶寬的超五類線也不能提供足夠的帶寬余量及串?dāng)_指標(biāo)來(lái)抵御外部的干擾(可惜的是,直到最近的超六類標(biāo)準(zhǔn)才對(duì)這些外部的干擾進(jìn)行了定量的指標(biāo)分析)造成其構(gòu)成的千兆系統(tǒng)絕大多數(shù)實(shí)際傳輸率遠(yuǎn)低于1000Mbps。
  綜上,盡管在絕大多數(shù)的應(yīng)用中,超五系統(tǒng)因較低的投資及近乎可以被接受的性能表現(xiàn)使得其仍然可以勝任甚至可替暫時(shí)代六類系統(tǒng)。但當(dāng)您的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備全部都是千兆端口時(shí),1000BASE-Tx因不需要大量昂貴的DSP芯片而帶來(lái)的成本優(yōu)勢(shì)則須計(jì)入您網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)劃成本核算。