萬兆以太網(wǎng)布線對于用戶來說已經(jīng)不再陌生，其標準的出臺讓更是吹響了萬兆以太網(wǎng)的號角，但是你的布線準備好了嗎？
采用萬兆以太網(wǎng)的理由
首先從技術(shù)層面來看，萬眾矚目的10 G以太網(wǎng)Cat.6A布線標準TIA/EIA 568B.2-10 和ISO/IEC11801 2nd附錄1相繼頒布，這標志著萬兆以太網(wǎng)走出實驗室，經(jīng)過兩年的市場適應(yīng)，已經(jīng)成為成熟可行的技術(shù)。
其次10G以太網(wǎng)設(shè)備制造成本的下降，是推動10G以太網(wǎng)應(yīng)用普及的關(guān)鍵因素。多家網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商如Intel、Cisco、Broadcom、Solarflare都在相續(xù)發(fā)布最新的10GBase-T 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，10GBase-T每端口的價格從最初的2000 美元左右降到大約1000美元左右。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和制造成本的下降，萬兆以太網(wǎng)不再是遙不可及的事情。
最后是市場客觀需求。近幾年隨著千兆網(wǎng)卡的價格大幅下降(最低的只需50～100元)，千兆以太網(wǎng)到桌面相當普及，目前大部分的數(shù)據(jù)中心（IDC）或SAN (存儲局域網(wǎng))采用的是千兆網(wǎng)絡(luò)做主干，萬兆網(wǎng)絡(luò)主干面臨著應(yīng)用瓶頸。根據(jù)國際權(quán)威機構(gòu)的市場調(diào)查報告，2002年之前部署的數(shù)據(jù)中心機房80% 已經(jīng)不堪重負, 急需進行網(wǎng)絡(luò)升級和改造，在未來幾年內(nèi)大量數(shù)據(jù)中心機房將會部署萬兆以太網(wǎng)。
萬兆光纖還是雙絞線
傳輸距離方面，早在2002年6月，IEEE802.3ae任務(wù)小組就頒布了一系列基于光纖的萬兆以太網(wǎng)的標準,表一是IEEE定義傳輸萬兆時能夠支持的最大傳輸距離。
通過比較可知，在距離300m內(nèi)性價比最高的傳輸萬兆以太網(wǎng)解決方案是采用10GBase-SR光纖模塊和OM3光纜；10GBase-LX4雖然能夠在傳統(tǒng)多模光纖上支持300米傳輸距離，但由于其采用昂貴的粗波分復(fù)用（CWDM）技術(shù)及專門的模式控制跳線（Mode Conditioning Patch Cord ），因此嚴重阻礙了萬兆以太網(wǎng)的普及和應(yīng)用。
目前大部分的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)主干采用OM1或OM2多模光纖，為了能夠在以前安裝的傳統(tǒng)多模光纖（OM1、OM2）上傳輸萬兆，IEEE802.3aq任務(wù)小組于2006年9月頒布了10GBase-LRM光纖標準。該解決方案通過采用電子散射補償（ECP）技術(shù)和模式控制跳線，能夠使以前安裝的傳統(tǒng)多模光纖平滑升級為萬兆以太網(wǎng)，傳輸距離達到220 米。但是與10GBase-SR解決方案相比，10GBase-LRM大約是10GBase-SR價格的3倍，因此10GBase-SR解決方案仍然是實現(xiàn)園區(qū)萬兆網(wǎng)絡(luò)主干的理想解決方案。
信道容量比較
價格方面，光纖傳輸萬兆以太網(wǎng)經(jīng)濟的網(wǎng)絡(luò)解決方案是采用10GBase-SR光纖模塊，雖然如此，10GBase-T網(wǎng)絡(luò)模塊每端口成本只有10GBase-SR的二分之一，10GBase-ER/EW的十分之一甚至更低。
通過比較，可以看出在100米距離內(nèi)如水平布線、數(shù)據(jù)中心布線，Cat.6A雙絞線是萬兆以太網(wǎng)理想的解決方案；當傳輸距離超過100米小于300米，如園區(qū)網(wǎng)絡(luò)主干或者樓內(nèi)垂直網(wǎng)絡(luò)主干，可以采用OM3多模光纖；當超過300米，如MAN(城域網(wǎng))或WAN（廣域網(wǎng)）必須采用單模光纖。
現(xiàn)場測試的區(qū)別與變化
千兆以太網(wǎng)噪音的主要來源是一根雙絞線中的4對線對之間的串擾，周圍其他雙絞線對這根雙絞線的串擾影響可忽略不計。在10G以太網(wǎng)中，由于工作頻率的增高（10GBase-T的工作帶寬為417MHz，遠高于1000Base-T 80MHz的工作帶寬），噪音除了雙絞線內(nèi)部的串擾外，周邊的其他電纜對這根雙絞線的串擾是影響10G以太網(wǎng)信道容量的主要因素。這種串擾稱為外部串擾（Alien Crosstalk, 簡寫為AXT）。當一根雙絞線被周圍六根雙絞線包圍，而且相同顏色的線對相鄰，此時中間一根雙絞線所受的外部串擾最為顯著。
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接地系統(tǒng)圖
外部串擾一般在配線架一端開始，20m距離內(nèi)比較明顯, 超過20m隨著傳輸信號的衰減，外部串擾也會減弱。
外部串擾無法通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的DSP（數(shù)字信號處理器）技術(shù)來進行消除，只能通過增大線纜直徑及配線架插座間隔或采用屏蔽來消除。
外部串擾是限制10G傳輸信道容量的最主要因素，因此萬兆以太網(wǎng)的測試除了要測試線纜內(nèi)的信號串擾，還必須測試線纜外部的串擾，外部串擾單位dB，通常情況下，測試值越大，性能越好。
屏蔽還是非屏蔽
萬兆以太網(wǎng)，采用屏蔽還是非屏蔽? 許多國內(nèi)的用戶可能首先會想到UTP。事實上，目前業(yè)界專家普遍認為采用屏蔽系統(tǒng) (STP) 更適于萬兆以太網(wǎng)的傳輸?；蛟S有人會對這個結(jié)論感到驚訝，其實，回顧以太網(wǎng)發(fā)展歷史，屏蔽系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)有相當悠久的歷史：早在以太網(wǎng)發(fā)展的初期，屏蔽系統(tǒng)就一直是市場的主流，早期的Token-Ring(令牌環(huán)網(wǎng))、10Base-5、10Base-2，都是采用的屏蔽布線系統(tǒng)；到了上世紀90年代快速以太網(wǎng)100Base-T出現(xiàn)后，屏蔽系統(tǒng)市場份額才逐漸減少，但并沒有退出以太網(wǎng)的舞臺。甚至，屏蔽的技術(shù)標準發(fā)展步伐已經(jīng)走在了非屏蔽系統(tǒng)之前。最近隨著萬兆以太網(wǎng)布線標準的發(fā)布，屏蔽系統(tǒng)重新成為人們關(guān)注的焦點。
早在2002年，ISO/IEC 11801 2nd發(fā)布了七類即Class F的性能標準，帶寬要求至少600MHz，2008年2月ISO/IEC 11801 2nd附錄1除發(fā)布了超六類 (Cat.6A) 性能標準之外，又加入了超七類即Class FA 的性能標準，帶寬要求至少1000MHz，遠遠超過Cat.6A 500MHz帶寬要求。
AXT測試模型比較
其實，屏蔽系統(tǒng)在國內(nèi)某些特定的行業(yè)早已有廣泛的應(yīng)用，比如政府、國防、科研等領(lǐng)域。但是國內(nèi)許多用戶甚至系統(tǒng)集成商仍然對屏蔽系統(tǒng)缺乏足夠的認識和了解，行業(yè)中流行一種錯誤的說法：由于屏蔽層是一根長導(dǎo)體，屏蔽系統(tǒng)容易形成 天線 效應(yīng)，即吸收周圍環(huán)境中的噪音信號，同時發(fā)射噪音信號干擾雙絞線中傳輸?shù)男盘?。事實上，不論是非屏蔽還是屏蔽系統(tǒng)在不同程度上都是 天線 ，不同的是，屏蔽系統(tǒng)抵制外界耦合噪音的能力是非屏蔽系統(tǒng)的100～1000倍。另外一種普遍的認識誤區(qū)是：屏蔽系統(tǒng)如果接地不良，容易引起接地回路，信號傳輸效果比非屏蔽還要差。第三方實驗室的研究結(jié)果表明，即使在最差的情況下即屏蔽系統(tǒng)兩端沒有接地的情況下，兩條屏蔽雙絞線之間耦合噪音信號仍然低于兩條非屏蔽雙絞線之間的耦合噪音信號20dB。換言之，即使在屏蔽系統(tǒng)兩端沒有接地的情況下，屏蔽系統(tǒng)抵制外界耦合噪音的能力仍然是非屏蔽系統(tǒng)的10倍。
下面我們分別從AXT性能裕量、信道性能裕量、電磁兼容性 (EMC)、安裝、測試、接地、價格等幾個方面對屏蔽和非屏蔽系統(tǒng)進行比較和分析：
1、外部串擾裕量
眾所周知，非屏蔽雙絞線通過相互扭絞的平衡傳輸模式 (又稱為差模模式) 傳輸信號，外界的噪音耦合到雙絞線上由于大小相等、相位相反，在接收端相互抵消，但是由于在現(xiàn)實世界中沒有完全理想的雙絞線，因此六類以上的高性能雙絞線只能消除30MHz以下的低頻信號干擾。對于100Base-T或1000Base-T工作頻率80MHz以下的以太網(wǎng)來說，雙絞線本身的 免疫 能力足以應(yīng)付外界的干擾。但是，10Gbase-T工作頻率高達417MHz，雙絞線本身的 免疫 能力對于相鄰線纜的干擾已經(jīng)微不足道。
非屏蔽的 Cat.6A雙絞線雖然通過增加線纜直徑甚至改變線纜護套內(nèi)部的構(gòu)造來減輕外部串擾的影響，但不能夠消除外部串擾。第三方權(quán)威實驗室測試結(jié)果表明，非屏蔽的 Cat.6A 雙絞線無法保證外部串擾裕量 。
相反，屏蔽系統(tǒng)雙絞線由于采用金屬箔 (Foil) 或者金屬箔與金屬網(wǎng)(Foil+Braid)，能夠從根本上消除AXT的影響，屏蔽的Cat.6A雙絞線提供更高ANEXT裕量，AMP XG屏蔽雙絞線至少提供20dB PSANEXT裕量。
2、信道裕量
10Gbase-T由于采用全雙工的傳輸方式，因此信道容量要求至少為20Gbps。根據(jù)香農(nóng)定理 (Shannon capacity) 雙絞線的信道傳輸能力即信道容量（C）與信道帶寬(B)及信噪比（S/N）成正比。
屏蔽雙絞線由于采用屏蔽金屬箔結(jié)構(gòu)，能夠更顯著地提高高頻工作頻率下的信噪比（S/N），因而屏蔽系統(tǒng)能夠提供更高的信道容量（capacity） 及信道帶寬 (bandwidth)，從而為未來的應(yīng)用提供更高的裕量。
第三方權(quán)威實驗室測試結(jié)果表明，在100米4連接信道上測試Cat.6A STP提供的信道容量遠超過Cat.6A UTP信道容量。
通過圖1我們可以看出采用Cat.6A屏蔽系統(tǒng)比采用Cat.6A非屏蔽系統(tǒng)提供更高的性能余量，因此能夠支持未來更高的應(yīng)用，為用戶提供更高的投資回報（ROI）。
3、電磁兼容性
電磁兼容性（EMC）描述了系統(tǒng)或設(shè)備對抗外界 噪音 的能力，同時也是描述系統(tǒng)對外界電磁輻射強度的重要參數(shù)。10GBase-T由于工作頻率高達417MHz, 對周圍環(huán)境 噪音 極為敏感，同時，由于它較高的工作頻率，網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)容易被外界 竊聽 。10GBASE-T的網(wǎng)絡(luò)誤碼率（BER）要求小于10。
屏蔽系統(tǒng)由于采用金屬箔（一般為鋁箔，厚度0.038～0.051mm之間）屏蔽，隔離外界的 噪音 的 隔音 效果是非屏蔽系統(tǒng)的100～1000倍，同時因為外面包裹的屏蔽層，網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔⒉蝗菀仔孤?。因此Cat.6A屏蔽系統(tǒng)更能夠保證網(wǎng)絡(luò)傳輸誤碼率；同時能夠防止網(wǎng)絡(luò)信息被竊取，確保網(wǎng)絡(luò)信息安全。這也是為什么交換機的RJ45插座及高質(zhì)量的語音或視頻傳輸電纜都采用屏蔽的原因。實驗室測試結(jié)果顯示， S/FTP 結(jié)構(gòu)的屏蔽雙絞線比普通的非屏蔽雙絞線在消除外界噪音干擾方面高出40dB性能余量。
4、安裝比較
有些人或許認為Cat.6A STP直徑比Cat.6A UTP線纜直徑粗，其實不然!為了消除AXT的影響，Cat.6A非屏蔽雙絞線只能通過增大線纜直徑來增加線纜之間的物理間隔，為了規(guī)范Cat.6A雙絞線的直徑，TIA/EIA 568B.2-11規(guī)定Cat.6A線纜直徑不能超過8.99mm。目前市場上推出的Cat.6A非屏蔽雙絞線其直徑比Cat.6A非屏蔽雙絞線直徑至少增加30%，比Cat.6A屏蔽雙絞線直徑至少增加10%。
線纜直徑的增大意味著線槽/線管成本的提高，使用同樣的線槽、同樣的填充比的情況下，Cat.6A屏蔽線纜數(shù)量比Cat.6A 非屏蔽線纜的數(shù)量至少高出30%。
EN50174-2《信息技術(shù)一般布線系統(tǒng)第2部分：辦公樓》明確規(guī)定：不同用途的線纜在同一線槽內(nèi)必須采用金屬隔板進行隔離。由于AXT 的影響，Cat.6A UTP將無法與其他線纜如 CATV 等弱電線纜或者電纜在同一線槽中混合安裝, 必須采用金屬隔板（鋁板或者鋼板）隔離。Cat.6A STP 屏蔽系統(tǒng)由于有屏蔽層的保護可以與其他弱電線纜混合安裝。
由于10G以太網(wǎng)布線傳輸?shù)氖歉咚俚木W(wǎng)絡(luò)信號，因此對于布線施工人員的技術(shù)要求也比較高。采用Cat.6A UTP布線時，為了減少線纜之間的外部串擾，線纜必須進行捆扎，線束中線纜數(shù)量越小意味著外部串擾越小。TSB155建議：Cat.6A UTP線纜安裝時須進行捆扎，捆扎不宜太緊，一捆最理想不超過12根。如果采用屏蔽系統(tǒng)則不必進行捆扎。
10G以太網(wǎng)傳輸時，從配線架開始20米距離之內(nèi)外部串擾 最為明顯，同時，配線架上的跳線之間也會發(fā)生強烈的外部串擾。為了消除配線架上的外部串擾，Cat.6A非屏蔽配線架必須增加插座之間的物理間隔，這意味著配線架端口密度將會減少。此外，Cat.6A非屏蔽配線架為了減少跳線之間的串擾，必須采用直徑更粗的跳線或者采用屏蔽跳線。
5、接地
長期以來對于國內(nèi)的許多系統(tǒng)集成商、布線安裝商來說，存在一個認識誤區(qū)：非屏蔽系統(tǒng)無須接地，屏蔽系統(tǒng)必須接地！實際上，對于非屏蔽系統(tǒng)來說，為了保障人身安全和設(shè)備安全，非屏蔽系統(tǒng)機房接地同樣至關(guān)重要！ ANSI/J-STD–607-A-2002《商業(yè)建筑電信接地和接線要求》明確定義了建筑物通信機房接地和連接方法，TIA/EIA-568-B.1及ISO/IEC11801:2002特別要求配線架、機柜及金屬線槽/線管必須用直徑至少為6AWG (4mm) 的帶絕緣層的銅導(dǎo)體連接（bond）到配線間/機房的接地銅排（TGB）上，而工作區(qū)則通過設(shè)備電源連接進行接地。
6、測試比較
萬兆以太網(wǎng)的現(xiàn)場測試需要購買專門測試外部串擾的測試適配器，另外萬兆以太網(wǎng)的現(xiàn)場測試時間成本和人力成本也遠遠高過千兆以太網(wǎng)的測試。
對于7根線捆扎在一起的線纜來說，中間的一條受干擾（Victim Cable）的鏈路總共要測試4 4 6=96次ANEXT及AFEXT。如果要測試這捆線的綜合外部串擾（Power Sum AXT）則更加復(fù)雜，圖3為Fluke及Agilent測試萬兆以太網(wǎng)綜合外部串擾（Power Sum AXT）時測試模型比較：Fluke測試時需要一對測試適配器、一對終端阻抗匹配器及一條同步鏈路，測試過程中需要要交換測試儀的主機和遠端，并且需要連接筆記本電腦來計算綜合外部串擾；Agilent則采用六對外部串擾信號模擬器。
萬兆以太網(wǎng)平均測試每條受干擾鏈路的外部串擾大約要花費20～30分鐘。如果安裝時線束捆扎的數(shù)量超過12根，則測試的時間需要多一倍。
通過前面的介紹我們已經(jīng)了解到 Cat.6A 屏蔽系統(tǒng)由于采用金屬屏蔽層來消除外部串擾，提供足夠的外部串擾性能余量，因此在現(xiàn)場驗收測試時不必進行外部串擾測試，只需進行信道內(nèi)部測試，從而極大地減少了測試適儀器成本、時間成本和人工成本。
7、成本比較
萬兆以太網(wǎng)出現(xiàn)之前，人們普遍認為屏蔽布線系統(tǒng)的價格高于非屏蔽布線系統(tǒng)的價格。隨著屏蔽產(chǎn)品制造技術(shù)的發(fā)展及萬兆以太網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，這一現(xiàn)象成為歷史，采用Cat.6A屏蔽系統(tǒng)在布線材料成本、線槽成本、測試成本，綜合擁有成本，投資回報 (ROI) 等方面均優(yōu)越于Cat.6A非屏蔽系統(tǒng)。
綜上可以看出，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，層出不窮的應(yīng)用諸如IP網(wǎng)絡(luò)傳輸語音（VoIP），企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、客戶關(guān)系管理（CRM）、視頻會議（Video conference）對網(wǎng)絡(luò)主干帶寬提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，越來越多的數(shù)據(jù)中心（IDC）、存儲局域網(wǎng)（SAN）在未來幾年內(nèi)將會大量部署萬兆以太網(wǎng)。用戶在部屬萬兆以太網(wǎng)時，首先需要保證網(wǎng)絡(luò)的物理層基礎(chǔ)必須能夠提供足夠的性能余量，屏蔽系統(tǒng)是萬兆水平布線的明智選擇。
