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I B M A C S 先 进 布 线 系 统STP 与 UTP
随 着 计 算 机 技 术 和 计 算 机 网 络 技 术 的 发 展 和 人 类 对 于 信 息 传 递 和 信 息 交 换 需 求 的 不 断 增 长, 综 合 布 线 技 术 在 局 域 网 和 现 代 办 公 大 楼 的 应 用 越 来 越 引 人 注 目.当 今 的 综 合 布 线 系 统 不 仅 要 传 输 话 音 信 号, 还 要 承 载 数 据 ,图 象 和 控 制 信 号.而 新 的 高 速 网 络 传 输 技 术 的 不 断 产 生 和 发 展 , 进 一 步 对 布 线 系 统 的 传 输 性 能 提 出 更 高 的 要 求 .
在 综 合 布 线 系 统 中 , 使 用 最 多 的 当 属 各 种 各 样 不 同 类 型 的 线 缆 .这 些 线 缆 构 成 了 综 合 布 线 系 统 中 信 息 传 输 通 道 的 主 要 部 分 , 因 此 线 缆 的 性 能 对 整 个 系 统 的 表 现 有 极 大 的 影 响 . 常 用 线 缆 包 括 铜 缆 和 光 缆 , 而 铜 缆 以 其 安 装 灵 活 , 造 价 较 低 等 特 点 成 为 布 线 系 统 的 主 流 .
综 合 布 线 系 统 中 所 使 用 得 铜 缆 均 为 双 绞 线 , 分 为 非 屏 蔽 双 绞 线 (UTP) 和 屏 蔽 双 绞 线 .
非 屏 蔽 双 绞 线(UTP)
非 屏 蔽 双 绞 线 的 结 构 如 下 图 .
非 屏 蔽 双 绞 线 的 铜 质 导 线 外 有 绝 缘 层 包 围 , 并 每 2根 绞 合 成 线 对 . 线 对 与 线 对 之 间 也 进 行 了 相 应 地 绞 合 .在 所 有 绞 合 在 一 起 的 线 对 外 , 再 包 上 有 机 材 料 制 成 的 外 皮 .
为 了 减 少 线 对 之 间 的 串 扰 以 及 来 自 外 界 的 电 磁 干 扰 , 线 对 间 的 绞 和 度 和 线 对 内 两 根 导 线 的 绞 和 度 都 经 过 了 精 心 设 计 , 并 需 在 生 产 中 得 以 严 格 的 控 制 , 以 使 这 些 传 输 中 的 不 利 因 素 在 一 定 程 度 上 得 以 抵 销 , 从 而 提 高 线 路 通 道 的 传 输 特 性 .
屏 蔽 双 绞 线
通 常 意 义 上 的 屏 蔽 双 绞 线 实 际 上 是 铝 箔 屏 蔽 双 绞 线 (FTP), 铝 箔 /铜 网 双 层 屏 蔽 双 绞 线 (S-FTP) 和 独 立 屏 蔽 双 绞 线 (STP) 的 统 称 . 这 几 种 屏 蔽 双 绞 线 在 结 构 上 的 差 异 使 用 户 在 性 能 和 价 格 等 因 素 上 有 了 多 种 的 选 择 .
FTP由 绞 合 的 线 对 和 线 对 外 的 铝 箔 屏 蔽 层 构 成 , 在 铝 箔 屏 蔽 层 和 内 层 聚 酯 包 皮 之 间 有 一 根 用 于 帮 助 良 好 接 地 的 消 耗 导 线 . 在 屏 蔽 层 外 是 电 缆 外 皮 .其 剖 面 结 构 如 下 图 .
S-FTP 是 绞 和 的 线 对 以 及 其 外 包 围 的 铝 箔 屏 蔽 层 和 铜 网 屏 蔽 层 构 成 , 其 结 构 如 下 图 .S-FTP提 供 了 比 FTP更 好 的 电 磁 屏 蔽 特 性 .
在 STP 中 , 铝 箔 屏 蔽 层 被 包 围 在 每 一 个 线 对 的 外 面 , 同 时 在 最 外 面 又 包 以 铜 网 屏 蔽 层 .这 种 结 构 不 仅 能 够 有 效 的 阻 止 外 界 电 磁 源 的 干 扰 , 也 使 线 对 间 的 串 扰 得 到 了 有 效 的 控 制 .其 结 构 如 下 图 .
屏 蔽 双 绞 线 和 非 屏 蔽 双 绞 线 的 应 用
为 了 能 够 适 应 网 络 技 术 的 发 展 , ISO/IEC (International Organization for Standardization/International Electrotechnical Committee) 制 定 了 一 系 列 的 布 线 标 准 .在 11801 标 准 中 定 义 了 5 类 线 缆 的 频 率 带 宽 是100MHz.正 在 讨 论 中 的 标 准 还 包 括 6 类 线 (频 率 带 宽 200 MHz) 和 7 类 线 (频 率 带 宽 600 MHz).
需 要 指 出 的 是 , 线 缆 的 频 率 带 宽 (MHz) 和 在 线 缆 上 传 输 的 数 据 速 率 (Mbps) 是 两 个 截 然 不 同 的 概 念 . Mbps 衡 量 的 是 单 位 时 间 内 线 路 传 输 的 二 进 制 位 的 数 量 , 而 MHz 衡 量 的 是 单 位 时 间 内 线 路 中 电 信 号 的 振 荡 次 数 .对 于 5 类 双 绞 线 , 其 频 率 带 宽 为 100MHz, 因 此 , 任 何 应 用 于 5 类 线 的 网 络 系 统 都 应 以 低 于 100MHz 的 信 号 来 传 输 数 据 , 才 能 比 较 稳 定 可 靠 .
网 络 系 统 中 的 编 码 方 式 建 立 了 MHz 与 Mbps 之 间 的 联 系 .某 些 特 殊 的 网 络 编 码 方 案 能 够 在 有 限 的 频 率 带 宽 上 高 速 地 传 输 数 据 .几 年 前 , IEEE 曾 经 利 用 一 种 被 成 为 Cap64 的 编 码 方 式 在 5 类 双 绞 线 上 进 行 了 622Mbsp 的 数 据 传 输 试 验 .
然 而 , 当 信 号 以 很 高 的 频 率 在 线 路 中 传 输 时 , 如 果 不 采 取 一 定 的 措 施 , 仍 将 因 为 外 界 的 电 磁 干 扰 和 线 缆 自 身 内 部 的 串 扰 产 生 大 量 的 传 输 错 误, 从 而 降 低 系 统 的 性 能 .就 像 许 多 网 络 管 理 员 不 愿 在 3 类 线 上 运 行 10M 网 络 系 统 一 样 , 他 们 发 现 在 5 类 非 屏 蔽 双 绞 线 上 运 行 100M 网 络 系 统 的 性 能 也 并 非 他 们 所 想 象 的 那 么 快 速 和 可 靠 .那 么 , 使 用 屏 蔽 双 绞 线 的 情 况 又 怎 么 样 呢 ? 是 不 是 可 以 用 6 类 (200MHz) 非 屏 蔽 双 绞 线 来 解 决 问 题 呢 ?
IBM 的 La Gaude 实 验 室 针 对 这 个 问 题 进 行 了 严 格 的 实 验 .实 验 的 目 的 是 比 较 非 屏 蔽 双 绞 线 和 屏 蔽 双 绞 线 在 实 际 的 网 络 系 统 中 受 强 电 器 和 强 电 线 路 的 影 响 而 产 生 的 传 输 错 误 率 .网 络 系 统 采 用 ATM 155, 并 让 其 持 续 工 作 在 120Mbps 的 速 率 下 .实 验 遵 循 EN801-4 标 准 , 对 象 是 IBM 的 SFTP 和 UTP 5 类 系 统 及 另 一 厂 家 的 UTP 6 类 系 统 .
当 干 扰 源 产 生 的 交 变 信 号 的 强 度 从 200V 逐 渐 升 高 到 3500V 时 , 在 SFTP 5 类 系 统 中 传 输 的 数 据 信 号 均 未 发 生 任 何 错 误 .而 在 UTP系 统 中 , 情 况 就 没 有 这 么 好 了 : 当 电 压 升 高 到 200V 时 , UTP 系 统 便 开 始 产 生 数 据 错 误 和 丢 失 .在 实 际 应 用 中 , 线 缆 经 常 会 与 强 电 线 缆 敷 设 得 很 近 , 强 电 线 路 中 的220V 交 流 电 便 成 为 影 响 布 线 系 统 性 能 的 重 要 的 干 扰 源 .
网 络 设 备 发 现 传 输 过 程 中 的 错 误 后 , 会 耗 费 大 量 的 时 间 用 于 重 发 和 恢 复 这 些 错 误 的 数 据 , 从 而 使 实 际 的 可 用 流 量 受 到 极 大 的 影 响 , 这 就 恰 恰 证 实 了 那 些 网 络 管 理 员 的 担 心 .
UTP 5 类 错 误 率 UTP 5 类 剩 余 流 量 UTP 6 类 错 误 率 UTP 6 类 剩 余 流 量 SFTP 5 类 错 误 率 SFTP 5 类 剩 余 流 量
0V 0 120Mb/s 0 120Mb/s 0 120Mb/s
200V 12500b/s 9Mb/s 6500b/s 15Mb/s 0 120Mb/s
500V 25000b/s 10Mb/s 12000b/s 10Mb/s 0 120Mb/s
500~3500V 未 测 未 测 未 测 未 测 0 120Mb/s
由 于 RJ45 插 头 ( 座 ) 的 性 能 的 改 进 和 线 缆 传 输 信 噪 比 的 提 高 , 6 类 非 屏 蔽 系 统 的 传 输 错 误 率 比 5 类 系 统 低 一 半 . 但 是 这 仍 然 使 网 络 传 输 的 速 率 受 到 了 很 大 影 响 .事 实 证 明 , 当 网 络 系 统 的 传 输 要 求 越 接 近 布 线 系 统 的 带 宽 极 限 , 消 除 外 界 对 系 统 的 电 磁 干 扰 就 越 发 重 要 .
选 择 适 用 的 布 线 类 型
布 线 器 件 使 用 何 种 级 别(5 类 , 6 类 或 7 类 ) 取 决 于 网 络 系 统 使 用 的 通 讯 协 议 的 要 求 .
n 5 类 :能 够 可 靠 地 运 行 4MB, 10MB 和 16MB 的 网 络 系 统 , 当 运 行 100M 网 络 系 统 时 , 可 使 用 屏 蔽 布 线 以 提 高 网 络 在 高 速 传 输 时 的 抗 干 扰 特 性.
n 6 类 :与 5 类 布 线 相 比 , RJ45 插 头 的 性 能 得 到 了 改 善 , 线 缆 的 信 噪 比 有 所 提 高 ,将 会 成 为 非 屏 蔽 线 缆 的 最 高 标 准 .
n 7 类 : 由 于 频 率 带 宽 高 达 600MHz, 非 屏 蔽 双 绞 线 和 标 准 的 RJ45 插 头 已 无 法 满 足 隔 绝 线 对 串 扰 和 抵 抗 外 界 干 扰 的 要 求 , 必 须 使 用 STP 屏 蔽 双 绞 线 系 统 和 特 殊 设 计 的 插 头 ( 座 ).需 要 充 分 考 虑 系 统 升 级 的 网 络 管 理 者 可 以 使 用 7 类 布 线 系 统 在 比 光 纤 更 低 的 价 格 上 实 现 高 速 可 靠 的 铜 缆 传 输 特 性 .
布 线 器 件 的 结 构 类 型 取 决 与 相 关 的 环 境 和 网 络 的 复 杂 程 度 .
1) UTP ( 非 屏 蔽 双 绞 线 ):
n 适 用 于 网 络 流 量 不 大 的 情 况 . 由 于 网 络 流 量 尚 未 到 达 极 限 , 网 络 系 统 的 纠 错 系 统 仍 能 够 有 效 地 工 作 .
n 适 用 于 设 备 和 线 缆 的 安 装 密 度 不 大 的 情 况 . 影 响 系 统 性 能 的 往 往 是 系 统 设 备 本 身 . 当 数 百 根 UTP 延 伸 几 十 米 , 并 经 过 一 个 中 央 电 气 设 备 间 时 , 其 传 输 性 能 已 经 大 打 折 扣 .
2) FTP/SFTP ( 铝 箔 铜 网 屏 蔽 双 绞 线 )
n 适 用 于 网 络 流 量 较 大 的 情 况 .
n 庞 大 而 且 复 杂 的 电 气 设 备 间 , 布 线 系 统 和 电 源 系 统 .
n 信 息 出 口 到 配 线 架 的 距 离 很 长 ( 随 着 距 离 的 加 长 , 布 线 系 统 的 串 扰 和 衰 减 都 会 加 剧 , 因 此 系 统 的 抗 干 扰 能 力 就 更 重 要 ).
3) STP ( 独 立 屏 蔽 双 绞 线 )
n 适 用 于 高 速 网 络 协 议 的 应 用 .7 类 传 输 标 准 只 能 在 STP 线 缆 上 才 能 实 施 .
n 提 供 高 度 保 密 的 传 输 .
n 支 持 将 来 出 现 的 新 的 网 络 系 统 应 用 .
n 有 助 于 保 持 网 络 系 统 的 一 致 性 , 使 得 各 种 信 息 , 从 电 子 报 表 到 多 媒 体 视 频 , 都 可 以 在 统 一 的 高 速 系 统 中 传 输 .
因 此 , UTP布 线 系 统 更 适 合 办 公 环 境 的 网 络 应 用 . FTP/SFTP 提 供 稳 定 可 靠 的 高 强 度 传 输 , 适 用 于 机 密 度 高 或 工 作 强 度 高 的 行 业 , 如 银 行 , 机 场 , 工 厂 等 .STP 则 提 供 极 高 的 频 率 带 宽 ( 600MHz 以 上 ), 可 以 支 持 未 来 的 网 络 系 统( 2GB, 4GB, 8GB), 并 提 供 更 远 的 传 输 距 离 和 对 多 种 应 用 平 台 的 支 持 .
I B M A C S 先 进 布 线 系 统 解 决 方 案
I B M 不 仅 提 供 常 规 的 UTP, FTP/SFTP 产 品 , 还 提 供 面 向 未 来 的 600MHz STP 产 品 和 Mini C 独 立 屏 蔽 插 头 ( 座 ) 系 列 产 品 .
IB M 的 600MHz 线 缆 性 能 超 过 了 任 何 一 种 非 屏 蔽 线 缆 , 其 独 立 屏 蔽 的 线 对 使 其 得 到 了 很 高 的 “NEXT”表 现 ,以 致 于 测 试 仪 器 都 无 法 测 出 .
IBM 600MHz 线 缆 可 以 连 接 到 普 通 的 RJ45 插 头 ( 座 ), 尽 管 如 此 , 其 线 路 通 道 在 100MHz 时 的 ACR 值 仍 然 超 过 25dB.当 这 种 电 缆 连 接 到 Mini C 插 头 ( 座 ) 时, 性 能 将 得 到 最 大 限 度 的 发 挥 , 频 率 带 宽 高 达 600MHz.
IBM ACS 先 进 布 线 系 统 用 先 进 的 产 品 为 用 户 的 未 来 提 供 真 正 的 系 统 先 进 性 保 证 .
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