--康寧光纜系統(tǒng) (Corning Cable Systems)
更高的傳輸速度需求為綜合布線市場(chǎng)的發(fā)展提供了巨大的推動(dòng)力。今天的布線系統(tǒng)正被建設(shè)成或升級(jí)以支持不斷增長(zhǎng)的帶寬需求。千兆以太網(wǎng),即1000Base-T,被設(shè)計(jì)為100倍于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(10Base-T)系統(tǒng)或10倍于快速以太網(wǎng)(100Base-T)系統(tǒng)的速率。伴隨著更高的數(shù)據(jù)傳輸速率,系統(tǒng)管理員很自然地關(guān)心起他們的系統(tǒng)物理層設(shè)施的傳輸能力問(wèn)題。
TIA/EIA-568-B.3,光纜布線構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn),在繼續(xù)采用標(biāo)準(zhǔn)化的SC雙芯接頭的同時(shí),還允許 使用小型化 (small form factor, SFF)接頭的使用。MT-RJ接頭是今 天企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的SFF接頭類型。 雖然MT-RJ接頭使用時(shí)間已有 幾年,但是 已被廣泛使用的雙芯SC接頭擁有更多的經(jīng)驗(yàn)。雖然MT-RJ接頭性能上達(dá)到了TIA/EIA-568-B.3關(guān)于每對(duì)接頭最大插入損耗值為0.75dB的要求,但人們?nèi)匀豢赡荜P(guān)心這種接頭 應(yīng)用于千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)中的表現(xiàn)。
為了示范典型的 MT-RJ接頭以及其它幾種多模光纖接頭類型在千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)中 的表現(xiàn),康寧光纜系統(tǒng)與美國(guó)艾利斯特公司(ANIXTER,一家大型通信設(shè)備分銷商)一起協(xié)力進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.3z,即沖突檢測(cè)載波偵聽(tīng)多路存。–SMA/CD)數(shù)據(jù)通道方式和物理層規(guī)范,此標(biāo)準(zhǔn)是最常用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。在艾利斯特公司著名的Levels實(shí)驗(yàn)室(Levels Laboratory),收發(fā)器(transceiver)以千兆以太網(wǎng)的傳輸速度向端接好MTRJ接頭的光纜系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)。結(jié)果數(shù)據(jù)成功的在千兆以太網(wǎng)上傳輸,引人注目的是不管是系統(tǒng)長(zhǎng)度還是鏈路衰減值都大大優(yōu)于IEEE 802.3z 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī) 定數(shù)值。
整個(gè)鏈路設(shè)備由收發(fā)器,交換機(jī)及千兆以太網(wǎng)卡組成。收發(fā)器產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀,并符合標(biāo)準(zhǔn)的吞吐量。數(shù)據(jù)通過(guò)交換機(jī)進(jìn)行傳輸,交換機(jī)是局域網(wǎng)系統(tǒng)的典型設(shè)備,并在 IEEE 802.3z標(biāo)準(zhǔn)中有具體描述。而千兆以太網(wǎng)卡為使用VCSEL (VerticalCavity SurfaceEmitting Laser 垂直諧振腔表面激射激光)技術(shù)的千兆以太網(wǎng)卡(GBIC’s)。
數(shù)據(jù)幀在850nm短波長(zhǎng)環(huán)境下傳輸并測(cè)試。測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)是所有的數(shù)據(jù)楨是否都被 100%接收到。在測(cè)試中任何性能低于100%的數(shù)據(jù)傳輸都被看作測(cè)試失敗。作為光纖接收的一個(gè)指標(biāo),千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)推薦1/1012的誤比特率(BER)。
IEEE 802.3z詳細(xì)說(shuō)明了各種光纖鏈路的長(zhǎng)度。如果系統(tǒng)鏈路不超過(guò)規(guī)定的長(zhǎng)度及 插入損耗,則該系統(tǒng)鏈路將可以支持千兆以太網(wǎng)傳輸。這個(gè)長(zhǎng)度和插入損耗數(shù)值獨(dú)立于接頭描述。鏈路長(zhǎng)度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)距離數(shù)值并不自動(dòng)說(shuō)明該系統(tǒng)在千兆速率下失敗。這個(gè)數(shù)值僅僅是千兆以太網(wǎng)模型用于最壞情況下的故障保障數(shù)字。IEEE 802.3z 聲明“傳輸鏈路距離如果在符合其他的光纖規(guī)定條件的情況下超過(guò)規(guī)定的距離數(shù)值是可以接受的”。這就允許使用更高等級(jí)的光纖或最新的電子設(shè)備而達(dá)到更遠(yuǎn)傳輸距離。
鏈路長(zhǎng)度超過(guò)千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定在典型的室內(nèi)鏈路是不常見(jiàn)的。距離超長(zhǎng)一般發(fā)生在園區(qū)環(huán)境----當(dāng)從一棟建筑物到另一棟建筑物。人們一般認(rèn)為千兆以太網(wǎng)距離超長(zhǎng)時(shí)必須使用單模光纜。其實(shí),此時(shí)多模光纜也是一種可能選擇。為了證明這一點(diǎn),本次測(cè)試的鏈路遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了IEEE 802.3z規(guī)定的長(zhǎng)度。
測(cè)試使用的光纖由康寧公司的光纖分部生產(chǎn)。分別使用Infinicora 300多模62.5/125 mm 光纜和 Infinicora 600多模50/125 mm光纜進(jìn)行測(cè)試。 Infinicora 300 和 Infinicora 600是康寧公司的商標(biāo)。
遵照IEEE802.3z標(biāo)準(zhǔn),在850nm波長(zhǎng)下,62.5/125 mm多模光纖用于千兆以太網(wǎng)有300m的傳輸距離。50/125 mm光纖用于千兆以太網(wǎng)有600m的傳輸距離。測(cè)試使用的光纜由康寧布線系統(tǒng)提供,且分別包含上述2種光纖。光纜從倉(cāng)庫(kù)中隨機(jī)提取,而不是在同級(jí)中選擇性能優(yōu)良的產(chǎn)品。
表1是本次測(cè)試的取樣,附帶IEEE 802.3z對(duì)不同光纖類型的建議傳輸距離。
注意以上數(shù)據(jù)并不能體現(xiàn)各種光纖的的最大系統(tǒng)長(zhǎng)度。因?yàn)楸敬卧囼?yàn)用到的光纖長(zhǎng)度不決定實(shí)際情況下的精確壞點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)的目的僅僅是表示在某些情況下,諸如使用高品質(zhì)的光纖,是有能力構(gòu)建大大超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)中定義的數(shù)據(jù)傳輸長(zhǎng)度的系統(tǒng)的。IEEE 802.3z 標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)列出了多模光纖在推薦長(zhǎng)度下的最小帶寬。
不同的鏈路其鏈路損耗和接頭對(duì)的個(gè)數(shù)也不同。在用兩個(gè)接頭對(duì)的情況下,Infinicor 600鏈路可以在2160米的長(zhǎng)度上傳輸數(shù)據(jù),且光纖1和光纖2的鏈路衰減分別為6.4dB和6.9dB,當(dāng)1400米Infinicor 600鏈路存在13個(gè)接頭對(duì)時(shí)鏈路衰減為6.8dB和6.7dB。
構(gòu)造超過(guò)IEEE 802.3z標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大長(zhǎng)度的系統(tǒng)增加了超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)中定義的最大鏈路衰減的概率。鏈路的衰減由兩部分構(gòu)成:光纖的衰減和接頭對(duì)的插入損耗?偟膿p耗可以由接頭或光纖以任意比例構(gòu)成。
同樣,這些值是保守的最壞情況下的值;超過(guò)這些值并不會(huì)因?yàn)檫^(guò)多的潛在能量損失(功率處罰)而自動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)失敗。這允許了將來(lái)對(duì)系統(tǒng)的改變,如發(fā)送器降級(jí)或增加十字交叉連接等。見(jiàn)表2,測(cè)試鏈路的衰減大于IEEE 802.3的規(guī)定。另外一些多模光纖的鏈路衰減建議值也列在標(biāo)準(zhǔn)中。
表2中鏈路的損耗包括過(guò)長(zhǎng)的光纖造成的衰減和接頭對(duì)造成的插入損耗。正如上面的討論,額外的長(zhǎng)度并不一定造成系統(tǒng)癱瘓。那接頭呢?
千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3z 沒(méi)有規(guī)定一條鏈路中的接頭個(gè)數(shù),而是規(guī)定了插入損耗的值, 下面將在表3中論述。
大多數(shù)情況下LAN系統(tǒng)中兩個(gè)設(shè)備間的路徑短且直。在典型鏈路里,兩個(gè)收發(fā)器間有2或3個(gè)接頭和數(shù)段光纖。在這種基本配置里,一條含有MT-RJ(或雙向SC)接頭的鏈路不太可能造成鏈路超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的插入損耗值。正像表2中的例子,對(duì)于62.5mm光纖,在帶寬為200MHz·km,波長(zhǎng)為850nm的情況下標(biāo)準(zhǔn)允許總的鏈路損耗為2.6dB。事實(shí)上,MT-RJ接頭分性能可以輕易滿足TIA/EIA568B.3的要求, 即接頭對(duì)損耗不大于0.75dB,且只能使用兩個(gè)接頭對(duì)。
有一些系統(tǒng)可能存在多于典型的二或三個(gè)接頭對(duì)。在絕大多數(shù)情況下,這不太可能造成導(dǎo)致系統(tǒng)失敗所必需的高損耗。出于試驗(yàn)的目的,我們構(gòu)建了使用不同接頭對(duì)數(shù)的鏈路以觀察其對(duì)系統(tǒng)性能造成的影響。
線纜用兩種不同類型的MT-RJ接頭端接。有的鏈路經(jīng)康寧布線系統(tǒng)原廠加工的環(huán)氧/拋光型接頭預(yù)端接。這是典型的預(yù)端接鏈路的例子,可以不必費(fèi)力的進(jìn)行室內(nèi)安裝。另一些線纜一端用康寧布線系統(tǒng)UniCama MT-RJ接頭端接,一種現(xiàn)場(chǎng)安裝的MT-RJ類型接頭,不需要環(huán)氧處理、養(yǎng)護(hù)時(shí)間或打磨。沒(méi)有了這些花費(fèi)時(shí)間的步驟,準(zhǔn)備每個(gè)接頭將在1分鐘內(nèi)完成。如同光纜產(chǎn)品,這些接頭是提取自一流原料的產(chǎn)品。為了測(cè)試各種光纖類型和接頭對(duì)個(gè)數(shù),測(cè)試中組合了許多搭配。表3顯示了這些組合。
康寧布線系統(tǒng)MT-RJ接頭在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)都很好。數(shù)據(jù)包被100%傳輸,原廠預(yù)裝 MT-RJ 端接鏈路和現(xiàn)場(chǎng)安裝MT-RJ接頭端接鏈路運(yùn)行于千兆速率的表現(xiàn)是可以接受 的。一條鏈路中有8個(gè)現(xiàn)場(chǎng)安裝接頭超過(guò)了許多人的想象。12個(gè)或更多的原廠預(yù)裝接頭對(duì)于一條鏈路來(lái)說(shuō)應(yīng)該是極限情況。因此,在設(shè)計(jì)一個(gè)使用典型數(shù)量接頭對(duì)的系統(tǒng)時(shí),不必?fù)?dān)心混用了MT-RJ接頭的系統(tǒng)在千兆以太網(wǎng)上的運(yùn)行。
同樣,沒(méi)有鏈路因?yàn)椴迦霌p耗或超過(guò)最大系統(tǒng)長(zhǎng)度被測(cè)試為失敗。在一個(gè)被動(dòng)光纖系統(tǒng)里有很多系統(tǒng)變量成為體現(xiàn)傳輸失敗的確切特征。市場(chǎng)上的每個(gè)收發(fā)器有不同的運(yùn)行參數(shù),光纜有不同的等級(jí),甚至不同生產(chǎn)商的產(chǎn)品都對(duì)系統(tǒng)性能造成影響。正是由于太多的變動(dòng)因素所以能理解為什么標(biāo)準(zhǔn)中采用了非常保守的數(shù)值。本次測(cè)試顯示只要遵照標(biāo)準(zhǔn)在普通情況下就能保證千兆以太網(wǎng)的傳輸能力。
測(cè)試證明了標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的系統(tǒng)長(zhǎng)度和鏈路損失可以大幅度的超越。表1和表2顯示一個(gè)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值的系統(tǒng)可以很好的工作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)師將可以采用高品質(zhì)的光纜實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的系統(tǒng)長(zhǎng)度。像康寧這樣的生產(chǎn)商出品的光纖提供了超越802.3z標(biāo)準(zhǔn)限制的千兆以太網(wǎng)性能。康寧布線系統(tǒng)的MT-RJ產(chǎn)品可以安全的用于千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)。
這些信息對(duì)于今天正在拓展的系統(tǒng)是個(gè)好消息。測(cè)試結(jié)果顯示了更大的彈性,可以理解構(gòu)建在今天的接頭和光纖產(chǎn)品上的系統(tǒng)將可運(yùn)作更長(zhǎng)的時(shí)間。準(zhǔn)備迎接夸張的傳輸速率吧!!
參考:1)TIA/EIA568B.3, 光纜布線構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)(Optical Fiber Cabling Components Standard)
2)IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn), 1988 版,第三部分: 沖突探測(cè)載波多路偵聽(tīng)算法和物理層描述(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications)