迎接萬兆銅纜時代的到來

文｜ 康普公司 吳 健

迎接萬兆銅纜時代的到來

文｜ 康普公司 吳 健

1 前言

萬兆銅纜經過很久的等待與爭論，塵埃落定。毫無疑問，我們現在必須為未來的銅纜應用做好準備。本文希望能夠為讀者建立必要的知識儲備，以解目前市場諸多對萬兆銅纜的疑惑。同時筆者也就已出版的《萬兆銅纜系統工程設計、施工與檢測技術白皮書》做了普及性導讀。

本文及國內標準將Cat.6A線纜稱之為增強型6類線纜。讀者可以從本文中了解到什么是萬兆銅纜，萬兆銅纜的標準是什么，萬兆銅纜可以支持以太網多遠距離，Cat.6線纜可以支持萬兆應用嗎，萬兆銅纜最重要的技術指標是什么，萬兆銅纜是否可以和其他等級的插接件混合使用，萬兆銅纜只有屏蔽產品，萬兆銅纜如何測試，萬兆銅纜施工需要注意的事項。

2 標準早已準備好

銅纜的發展與以太網技術發展密切相關。銅纜如此有生命力，正如以太網一樣，它在網絡連接市場始終占有重要的地位。正如光與石英密切相伴一樣，銅與電密切相伴，目前所有的終端都在以電信號作為運算處理對象，而不是以光信號作為運算處理對象，所以銅纜的生命力依然旺盛。為了滿足未來數據中心及網絡主干更高的傳輸速率要求，IEEE 802.3an標準于2006年頒布，并定義了10GBase-T接口標準。同時云計算及虛擬技術發展要求更高性能的布線系統，2008年2月以后，TIA和ISO相繼發布了Cat.6A/Class Ea布線標準，當時TIA的標準為ANSI/TIA 568B.2-10，這是NSI/TIA 568B標準的第10次修訂版。隨后2009年初頒布ANSI/TIA 568C，更完整地建立了Cat.6A布線體系。在這之前ISO 11801也已經建立了Class Ea標準，因為TIA對中國的影響力更深遠，本文將以Cat.6A內容描述為主。

在這一標準發展過程中，市場中也出現過一些不同聲音，比如Cat.6E、低能耗的10GBase-T接口、短距離的10GBase-T應用等，但今天看來，要讓市場規范、用戶有信心、設計和安裝自由，必須采用標準的Cat.6A來支持標準的10GBase-T。那么，我們就看看Cat.6A是如何在TIA 568C中定義的。標準中將Cat.6A稱為增強型6類，而Cat.6E是某一歷史階段的叫法，現已更名。

數據中心是萬兆銅纜主要應用之地。所以數據中心標準中在布線方面也進入Cat.6A時代。圖1可以看到ISO數據中心標準和TIA數據中心標準都已經把Cat.6A/Class Ea標準納入推薦等級。TIA 942在2012年對標準進行了更新，并引入了TIA 568C.2標準。

3 標準增強型6類的明確定義

對于萬兆數據網絡的傳輸，布線標準比網絡標準準備得更早、更充分。

Cat.6A是真正意義上的萬兆銅纜。Cat.6盡管在有限條件下可支持10GBase-T的應用，但是考慮到短鏈路的影響，且安全的距離在15m～37m之間，盡管以前也有55m的說法，但現場因素復雜，局限性很大，所以不建議用戶采用Cat.6來承載萬兆應用。

并不是每個人都會去研究標準，對于Cat.6A銅纜，要做到最基本的了解，需要強調以下四個方面，這也是標準定義的最基本特征。

（1）保證信道性能達到或超過布線標準，能夠支持500MHz，我們通常將這一指標稱為帶寬。相對比而言，6類是250MHz，Cat.6A帶寬提高一倍，其傳輸能力也提高了10倍。

（2）信道長度最長可達100m，能夠支持4個連接的應用。以太網中通道的最大長度是100m，這個距離是端到端的通道最大距離，包括100M、1000M、10G，所有以太網應用都是如此，這是由傳輸時延、以太網技術等方面決定的。盡管距離設計原則不能變，但是Cat.6A比Cat.6傳輸更穩定、更可靠。任何時候的傳輸數據量與高等級的線纜都比低等級的線纜更穩定可靠，抗干擾能力更強，誤碼率更低。

（3）能夠支持標準的10GBase-T的應用，依舊采用RJ45接口，有極好的兼容性。所以Cat.6A是一個很好的向后兼容的系統。相比較而言，F級（俗稱7類）及Fa級都不能支持RJ45接口，所以兼容性不好。考慮到國際標準、產品生產、驗收測試及相關應用等方面的不足，在中國市場中F級并沒有被作為萬兆銅纜應用的首選。

（4）優異的外部串擾干擾抑制性能，通過外部串擾AXT測試，這是增強型6類最重要的性能特征。Cat.6A區別于Cat.6的重要特征就是外部串擾。它以6包1的場景作為最差分析對象，測試儀將模擬圖2的場景來分析中間線纜抵抗外部串擾的能力。

4 萬兆以太網的應用

萬兆以太網的接口有多種，通常將其統稱為10GE，其中最被看好的一種是10GBase-T。如果要支持10GBase-T應用必須要部署Cat.6A銅纜。布線廠商產品早已準備好并有成熟的應用，大多數國內外廠商都能夠生產制造Cat.6A線纜，部分廠商也有很好的制造Cat.6A接插件的能力。

Cat.6A的高速發展取決于10GBase-T接口設備的大量使用。圖3是DELL公司和Intel公司對10GBase-T接口的發展預測。2012年之后，10GBase-T的接口銷量將快速增長。隨著功耗和成本的下降，10GBase-T在成本、支持距離、兼容性、易用性等方面越來越明顯。同時，作為基礎設施，必須具有前瞻性，選擇Cat.6A將會為未來的發展打好“地基”。

萬兆銅纜如前幾年所預測，確實走入一個快速增長期，總體是樂觀的。從第三方的報告分析，今后幾年將明顯出現接口價格下降，同時接口的銷售數量上升的趨勢，如圖4所示。

5 屏蔽與非屏蔽的選擇

和Cat.5e與Cat.6一樣， Cat.6A仍然存在屏蔽和非屏蔽兩種選擇。Cat.6A國際標準沒有對屏蔽和非屏蔽產品定義出選擇依據。屏蔽和非屏蔽只是為了達到性能所采用的生產制造方式而已。

從制造者來說，屏蔽Cat.6A生產更容易一些，非屏蔽則在研發、生產、質量控制方面有較高的要求。但非屏蔽對于使用和安裝者來說更方便，在市場仍然受歡迎。屏蔽布線對于施工和接地方面的要求極高，這不只是Cat.6A 的問題，屏蔽Cat.6要求同樣如此。事實上，對于布線系統來說，屏蔽系統的最大挑戰并不是來自生產制造和設計安裝，而是屏蔽層本身的測試，在這一領域，還沒有很好的測試方法、測試標準和測試工具。這一點多少讓人不解，多數人尚不了解屏蔽測試的難點，但是用戶也不是無所作為，可以通過三種措施來間接把關。

這三個方式是：按照廠商的安裝指導嚴格施工、通過布線認證測試儀表確認屏蔽層的連通性、嚴格執行接地測試。完成這三個工作，我們認為屏蔽系統是可用的、合格的。

從外部串擾的角度考慮，萬兆銅纜中屏蔽線纜的銷售量所占比例可能會提高，屏蔽和非屏蔽在設計和測試角度的區別不大，關鍵是施工，施工是兩者之間最大的區別。《屏蔽布線系統設計與施工技術白皮書》可以作為很好的施工參考資料，所以在《萬兆銅纜系統工程設計、施工與檢測技術白皮書》中沒有過多的重復。

市場中爭論較多的是Cat.6A非屏蔽線纜外徑較粗，所以施工時會多占用管槽。但是，許多廠商也可以生產出較細的非屏蔽Cat.6A，并有很好的外部串擾抵抗力。

6 Cat.6A測試

萬兆銅纜的現場測試要分為兩個階段：第一個階段與6類相似，也是用儀表選擇對應標準（如TIA Cat.6A 或ISO Class Ea）進行基本測試。第二個階段是要對外部串擾進行測試，最終得到6包1綜合外部串擾結果。顯然后一個階段需要必要的儀表和時間準備。

市場中有種說法：屏蔽產品不需要外部串擾測試。筆者認為這是對用戶不負責任的說法，因為屏蔽只是產品實現手段，而工程施工中會出現很多復雜因素，沒有驗收階段的測試對于最終使用者來說是危險的，所以屏蔽和非屏蔽都要重視外部串擾的問題。

為了節省對于Cat.6A測試的時間，國際標準支持采樣測試，采樣率為5%或10條最差鏈路。所以外部串擾并不可怕，只要有相關測試儀，配上萬兆銅纜的測試適配器，就可以輕松解決難題。

7 結束語

Cat.6類布線不能自由且完善地承擔標準10GBase-T的應用，Cat.7/Class F類仍然在產品、標準和兼容性方面面臨挑戰，所以Cat.6A義不容辭地擔當起萬兆銅纜的重任。