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超五類系統(tǒng)與六類系統(tǒng)實現(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”地運用千兆以太網(wǎng)。這種保證的優(yōu)勢具體體現(xiàn)在相對于普通超五類系統(tǒng),六類系統(tǒng)擁有與生俱來更佳的技術參數(shù),使得其更能夠適應當下的建筑環(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,比如說擁有許多電器(電腦、電話、各種生產(chǎn)設備等)的房間、設備間、鄰近有電力線、照明線的地方??梢哉f隨著科技的發(fā)達、人們生活方式的發(fā)展,這樣的環(huán)境現(xiàn)在早已無處不在環(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,實際網(wǎng)絡速度不足設計速度的30%。以下就通過超五類系統(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)絡所采用的標準。1000Base-T標準可支持在符合ANSI/TIA/EIA-568A(1995) 標準的五類雙絞線上運行千兆以太網(wǎng)。1000Base-T采用4對五類雙絞線完成1000Mbps的數(shù)據(jù)傳送,每一對雙絞線傳送250Mbps的數(shù)據(jù)流。但因為五類及超五類雙絞線的設計帶寬僅有100MHz,要實現(xiàn)雙向傳輸1000Mbps的網(wǎng)絡,必須滿足以下要求:
  ● 4對線全都使用(全雙工) 
  ● 全雙工運行網(wǎng)絡設備需要串擾/回聲消除技術
 
  ● 4級編碼(PAM-5)
 
  ● 每個信號電平代表2比特
 
  ● 每秒發(fā)送125M符號
 
  ● 與100Base-Tx符號速率相同
 
  ● 降低噪聲的干擾
 
 每對線支持250Mbps的數(shù)據(jù)速率(每個方向)
 
   下圖就是4級信號編碼的原理圖


  可見正常的方波電壓被壓縮調制成4個臺階分別對應4個2位二進制數(shù),這就造成了4級信號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,誤碼的可能更大大加強。所以為了能使網(wǎng)絡設備能正確地辨識每一個方波信號,在網(wǎng)絡設備中必須增加大量的串擾/回聲消除DSP處理器,這就造成了支持1000Base-T的交換機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也是基于四對雙絞線,但卻是以兩對線發(fā)送,兩對線接收( 類似于100Base-TX的一對線發(fā)送一對線接收 )。由于每對線纜本身不進行雙向的傳輸,線纜之間的串擾就大大降低,同時其編碼方式也相對簡單。這種技術對網(wǎng)絡的接口要求比較低,不需要非常復雜的電路設計,降低了網(wǎng)絡接口的成本。但由于使用線纜的效率降低了(兩對線收,兩對線發(fā)),要達到1000mbps的傳輸速率,要求帶寬就超過100mhz,也就是說在五類和超五類的系統(tǒng)中不能支持該類型的網(wǎng)絡。一定需要六類系統(tǒng)的支持。
  ● 2對線接收,2對線發(fā)送 
  ● 網(wǎng)絡設備無需回聲消除技術
 
  ● 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,工作在1000BASE-Tx的方式下的六類系統(tǒng)具有天生更強的抗干擾能力,由于其擁有250MHz的設計帶寬,并擁有更大的導體直徑及采用了中心十字架等新的生產(chǎn)工藝,使之即使應用于1000BASE-T的網(wǎng)絡時也能提供更好的串擾指標。
   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,而當在運行1000BASE-T的時候,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擾指標來抵御外部的干擾(可惜的是,直到最近的超六類標準才對這些外部的干擾進行了定量的指標分析)造成其構成的千兆系統(tǒng)絕大多數(shù)實際傳輸率遠低于1000Mbps。
  綜上,盡管在絕大多數(shù)的應用中,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代六類系統(tǒng)。但當您的網(wǎng)絡設備全部都是千兆端口時,1000BASE-Tx因不需要大量昂貴的DSP芯片而帶來的成本優(yōu)勢則須計入您網(wǎng)絡的總體規(guī)劃成本核算。