雙絞線布線環境10GB/S乙太網測試挑戰

2020-11-22 IT168

編輯評語:網管朋友是不是為怎麼布線而煩惱呢,其實在實際當中布線也是非常重要的,要考慮布線的方式和線程怎麼走。本文給大家講解了布雙絞線的環境,大家都知道布線的環境是必須得選好的。

新的安裝及測試指導準則有助於降低外部串擾(AXTalk)

  基於銅纜雙絞線的10千兆/秒乙太網標準(10GBASE-T) 目前仍處於制定階段。

  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乙太網標準有望在 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後的測量和驗證方法。

  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並生成可以傳輸的電子信號,然後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,並保證接收器輸入端的信號質量。最後,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,並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 乙太網標準,並對標準進行維護。10 GB/S 乙太網工作組將建立 802.3an 標準。IEEE 利用自己的專長設計並確定了主動電子子系統,並與電信行業協會 (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 乙太網 (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 乙太網技術獲得更高的數據傳輸速率,這些測試的頻率範圍和性能要求被擴大到了 500 MHz.此外,現場驗證 10 GB/S 乙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/秒乙太網)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幹擾測定參數。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幹擾,因此我們並不需要它。串擾的效果和一條受噪音幹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。對於100mCat 5e 通道,這個頻率通常在 120 MHz 左右,對於整個 Cat 6 通道,通常在 240 MHz 左右。

    電子設備如果不具備先進的數位訊號處理技術,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幹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,則還必須考慮並測試遠端串擾 (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,因為對於採用UTP 布線的 10GbE 應用場合而言,它是最主要的幹擾或噪音源。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。由於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並評估綜合外部近端串擾(PSANEXT)及綜合外部遠端串擾(PSAFEXT)。

    測試外部串擾

    本節將介紹外部串擾的測量方法和測試策略。測量方法介紹的是一些測試工具的硬體和軟體配置,這些工具用來測量相鄰電纜中線對之間的串擾。測試策略討論的是布線系統測試的實現方式。在大多數情況下,測試所有可能的線對組合的外部串擾從經濟角度講並不可行或者難以承受。

    DTX-1800CableAnayzer?測試儀主要用於提供測試外部串擾參數所需的帶寬,FlukeNetworks 基於這種測試儀開發了一些試驗性的測量工具和測量技術。這些技術經過不斷的發展,目前已被很多電纜製造商用於實驗室和現場測試,為其生成外部串擾參數的特徵。外部串擾模塊將會在開發周期結束後隨同 DTX-1800 一起提供。

    測量方法

    當使用驗證測試儀來測試電纜的近端串擾性能時,主測試儀和遠端測試儀應分別連接到同一條電纜的兩端,而且這兩個設備應使用接受測試的鏈路來同步它們的測量過程。如果測量外部近端串擾,則應使用DTX永久鏈路適配器將DTX-1800 主設備和DTX-1800 遠端設備連接到不同的電纜,如圖 4 所示。

    為使主設備和遠端設備能夠同步執行測量過程,需要在這兩個設備之間建立一條連接。請將一個特殊的外部串擾模塊插到DTX-1800設備的背面,插入位置與DTX-MFM 等光纖損耗測試模塊的插入位置相同。在為這兩個設備都裝上外部串擾模塊之後,可使用標準跳線連接這兩個模塊並建立同步所需的鏈路。此時,接受測試的布線鏈路的遠端還未連接到測試儀設備。鏈路末端的開路將會對測試信號產生明顯的反射。為避免遠端產生發射,對測量過程和測量的準確性產生幹擾,必須要在這兩個鏈路的末端安裝一個特殊的端接插頭。圖 4 顯示了為測試線束中兩條電纜之間線對到線對外部近端串擾而配置的 DTX-1800 主測試儀設備和遠端測試儀設備之間的連接。兩條布線鏈路之間的所有近端串擾線對組合共有16 種。按圖 4 所示的方式配置之後,DTX-1800 會在大約 30 秒內用 1 到 500 MHz 之間的頻率測量這 16 種線對到線對組合的外部近端串擾。

    圖5顯示了用來測量一個線束中幾條電纜之間線對到線對外部遠端串擾的DTX 測試儀的連接。這兩個測試儀設備現在連接到了此線束的不同末端。測試儀設備必須要配備我們在前面提到的用來測量外部近端串擾的外部串擾模塊。您可以使用測量時不用的備用布線鏈路或鏈路在 DTX-1800 主設備和 DTX-1800 遠端設備之間建立同步路徑。對於測試中涉及到的鏈路,開路端必須使用測試外部近端串擾時所用的插頭進行端接。此方法已在現場應用中取得了很好的使用效果。測試儀的一個非常重要的性能參數是底線噪聲 (Noise Floor),它允許測試儀非常準確地測量出非常小的線對到線對外部串擾信號。

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