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网络布线--选光缆还是铜缆?

出处:未知  作者:admin  发布:2014-07-11 15:44  阅读:()
摘要: 单模光纤和多模光纤之间的成本差异很高,但随着连接器价格的下降和端接方法的简化,单模光纤将成为一个更具吸引力的选项。
 
  几年前,人们曾经认为非屏蔽双绞线铜缆在五类100MHz时已经达到极限,许多用户和厂商把注意力转向了光纤,认为光纤是IT设施必然的过渡途径。光纤从各个方面解决了非屏蔽双绞线的缺点:它具有更高带宽,允许的距离更长,安全性更高,完全消除了RFIEMI,允许更靠近电力电缆,而且不会对人身健康造成辐射威胁。

  尽管光纤比铜缆具有固有的优越性,但我们现在仍满腔热情地寻找铜缆和连接器制造商,努力地从铜缆中析取极限速度。

  我们为什么不在任何地方安装光纤,而放弃在铜缆中作出的这些努力呢?这里涉及的一个主要因素就是成本问题。

  在前不久举行的一次研讨会上,MODTAP行政总裁Paul Andres预测说:“我相信,总有一天光纤会代替铜缆。我这里说的是整个系统,包括电缆、一级黄色电影安装和有源设备。关键问题是价格差异。如果光纤与铜缆价格相同,那么铜缆就会被淘汰。这一点与五类布线降价时,四类非屏蔽双绞线被淘汰的情况非常类似。”

  那么离这一天到底还有多远?让我们来看一下目前状况、一级黄色电影明智的安装商采取的新措施及业诜⒄骨魇,然后以此为基础作出某些预测。

铜缆的当前状况

  目前安装的大多数网络布线是非屏蔽双绞线,其遵循的标准一般都是EIATIAISO公布的“超五类”标准。这些性能标准满足了目前尚处在初期阶段的超高速网络应用的需要,如千兆位以太网和速率高于12Gbps的ATM系统。这些应用的设计目标是以千兆位以上的速率把信息送到桌面,与大多数用户正在使用的普通共享式10BaseT以太网系统相比,前者的速率大约是后者的1001000倍。想像一下,如果速率达到每秒千兆位,您可以通过网络在16秒内下载PC机中整整2000兆字节的硬驱内容。因此铜缆在传送“急件”时也并非一无是处,也不会因为带宽限制而被淘汰。

  目前,标明通过非屏蔽双绞线运行的速率最高的工作站应用是24Gbps的ATM。这种应用通过超五类布线实现,它采用某种完善的编码技术,信号通过电缆中所有4对线分别传输,可以在低于100MHz的运行频率中获得24Gbps的速率。预定的六类布线频率极限为200MHz,以200MHz运行的未来编码系统实现的速率将更高。所以数据速率并不是我们何时转向光纤的决定因素。

  那么非屏蔽双绞线的距离限制是不是决定因素呢?目前,大多数办公室中要求的布线长度一般都低于铜缆的100米距离限制,我们很少看到办公环境中要求的电缆距离超过100米。但是,随着计算机网络用于更加工业化的环境中,如仓库、一级黄色电影工厂和石化处理厂,距离限制将成为一个重要问题。

  目前,在大多数办公室中没有EMIRFI问题,工业间谍威胁微乎其微,也没有使用任何敏感的设备。因此,铜缆放射或接收辐射的问题对大多数办公室影响不大。当然,人们希望能够解决这一问题,但也仅仅是希望而已。

  从本质上看,光纤在各个方面都要优于非屏蔽双绞线,但这些优势对办公网络的日常问题不是非常关键,其结果,大多数机构都很难接受两者之间巨大的成本差异。

铜缆和光纤的成本比较

  我们以一个包括100台工作站的典型办公楼层为例,对安装一个4线对非屏蔽双绞线信道与安装一个多模光纤信道的成本进行比较。非屏蔽双绞线信道符合超五类布线标准,由线缆、一级黄色电影接线板、一级黄色电影工作站插座和信道两端的接插线构成。光纤信道由FDDI级多模光缆、一级黄色电影接线板、一级黄色电影工作站插座和两端的接插线构成。

1.非屏蔽双绞线结构的成本

  需安装下列设备:(1)从网络布线室到100个用户终端站的100条超五类非屏蔽双绞线数据电缆;(2RJ45超五类接线板,把非屏蔽双绞线电缆端接到通信支架上;(3)水平电缆管理面板和垂直侧环,在通信支架中帮助支撑集线器和接线板之间的所有RJ45接插线;(4)使用超五类单通道表面安装块端接每个插座;(5)包有乙烯绝缘体的电缆标签,贴在电缆两端,而机器打印的乙烯插座标签,贴在每个插座面板上;(6)两米长的接插线;(7)三米长的跨接线;(8)电缆托架和吊线支撑系统,为所有非屏蔽双绞线电缆提供支撑;(9)记录本,记录新机柜中的所有接插状况,并通过所有已安装插座的自动CAD功能,打印出已建的楼层规划图。

2.光纤到桌面(OFTD)结构的成本

  需安装下列设备:(1)从通信局域网络布线室到100个用户终端站的1002芯多模光缆;(2)多模SC光纤接线板,把电缆端接到通信支架上;(3)水平电缆管理面板和垂直侧环,帮助支撑所有双工接插线;(4)使用配有一个双工耦合器的光纤墙板端接每台桌面;(5)包有乙烯绝缘体的电缆标签,贴在电缆两端,而机器打印的乙烯插座标签,贴在每个插座面板上;(6)两米长的双工光纤SC接插线;(7)双工光纤用户/桌面SC跨接线;(8)电缆托架和吊线支撑系统,为所有光纤提供支撑;(9)记录本,记录新机柜中的所有接插情况,并通过所有已安装插座的自动CAD功能,打印出已建的楼层规划图。

很明显,光纤到桌面(OFTD)的成本要远远高于非屏蔽双绞线成本。确切地说,前者的成本是后者的三倍多,而这仅仅是网络中无源部件的成本。如果加上有源设备的成本,如集线器和网络接口卡(NIC),则成本差异会进一步提高。

铜缆、一级黄色电影光纤、一级黄色电影无线并用

  过去在连接工作站的水平信道中,我们一般都考虑采用“铜缆”或“光纤”作为选择的传输介质,并把二者完全对立起来。让我们跳出必须在水平信道中安装光纤系统或铜缆系统的思维定势,我们需要在水平信道中同时安装铜缆和光纤系统。通过同时安装铜缆和光纤,用户可以花费更少的成本,获得更好的系统,从而实现了创新。对处在最远位置的少数工作站或装置,其距离可能超过100米的极限,那么安装商会直接为这些装置安装光纤信道,而不是单独建立一个配线间。光纤布线的造价可能比较高,但由于不必再安装一个配线间和有源硬件,因此可以节约大量的成本。

  变通方案并不仅限于光纤,无线设备也是一种值得考虑的介质,因为它具有许多优于铜缆和光纤的优势,如在历史遗留下来的古典建筑物或不断移动的设备中,再比如在仓库中。每种介质在网络中都有相应的用途,为了提供性能价格比最高的布线设施,必须进行通盘考虑。

  从经验做法来看,铜缆是办公环境首选的介质,因为它的购买成本、一级黄色电影安装成本和维护成本都最低。而在出现距离问题时,应考虑采用光纤;在出现接入问题时,则应考虑采用无线设备。

  我们再看一下在主干中同时采用铜缆和光纤的情况。目前,我们在主干中安装多模光纤。为了满足未来的带宽要求,某些承包商正在安装一对单模光纤,并把单模光纤隐藏起来或者没有端接。将来某一天需要更高带宽时,可以使用这些单模光纤。一次性增加的成本可以说微乎其微,但其带来的长期优势却非常明显。

布线业诜⒄骨魇

六类规范是非屏蔽双绞线的热门话题。EIATIAISO标准组织正在合作开发六类布线的性能和测试标准,但正式批准的规范还有很长的路要走。

  另一方面,光纤布线的成本正在明显下降。多模光纤和单模光纤都具有很高的性能水平。现在许多建筑物中都正在安装复合电缆,即同时采用多模光纤和单模光纤。这代表着一种新的发展趋势,而不同于以往的从多模到单模的传统发展态势。

  光电装置的成本太高一直是采用单模光纤的障碍,特别是激光发射器。但是,业诘一些开发工作正使光电装置的价格明显下降。首先是规模经济。由于激光的使用量不断上升,因此其成本不断下降。目前,激光最常见的用途是用于光驱,包括电脑和音频设备。其次,新型芯片组的开发明显改善了制造成本,如惠普公司已经发布一种VCSEL(垂直空腔表面发射激光)芯片,这种IC芯片直接集成了激光发射器,与传统的光电装置成本有着明显的差异。

  同时采用非屏蔽双绞线和光纤可以实现更高的性能,但也存在许多问题,如延迟偏差、一级黄色电影外部NEXT、一级黄色电影非屏蔽双绞线电缆导线直径提高;紧凑型连接器、一级黄色电影激光成本低、一级黄色电影对单模光纤电缆的需求提高等等。

未来的光纤信道

  据业谠ぜ,将来某一天人们将从非屏蔽双绞线转向光纤,但将来我们看到的光纤信道与目前的OFTD并不相同。

  未来的光纤信道将是采用单模单芯光纤的双向信道。市场上已经开始出现专用光纤接口,可以同时收发不同波长的光信号。发射器通过一个单向反射器发出光信号,反射器实际是一片硅,在它上面蚀刻了超精细的具体波长线。信号通过反射器沿光纤传送,遇到另一个反射器后反射回来,传送到检测器。同时,发射器发出的另一个信号可以发送到另一端的检测器。一条光纤连到每个工作站,一条光纤连到每台桌面,这样,一条单模单芯光纤就可以按两个方向同时传输信号。

  单模单芯光纤信道使连接器和接线板的成本各降低了一半(每个办公室一个连接器),接插线的成本也降低了一半,因为我们可以用单工接插线替代双工接插线。电缆成本下降,墙板成本下降。这种模型提供了一种成本低于当前五类非屏蔽双绞线的备选方案。使这种方案在成本上不可行的唯一限制因素是有源设备。目前的真正推动因素是,网络集线器制造商将能够在接插卡前端容纳两倍数量的信道。有的厂商称他们可以在一张卡上容纳最多100条信道,但互连空间的限制使其不能实现这种方法。把单芯光纤模型与新的紧凑型光纤连接器相结合,可以逐渐解决空间问题。

  目前,多模光纤是结构化布线系统中的主要光纤介质,但多模光纤仅占整个光纤业的1%。通信运营商根本不会采用多模光纤,有线电视公司也不会采用多模光纤,他们采用的都是单模光纤。唯一采用多模光纤电缆的行业是数据业。据新规范提供的标准,多模光纤的最远布线距离是300米,而不是以前所称的2000米。把距离限制在300米的目的是为了完全实现协议过渡,但也给多模光纤带来了问题。单模光纤解决了这种两难境地。单模光纤是一种优秀的技术,能够提供高得多的带宽和距离,制造成本低,连接器技术也已经得到了极大的改进,用户现在可以像安装多模连接器一样,简便地安装单模连接器。

  单模光纤和多模光纤之间的成本差异很高,但随着连接器价格的下降和端接方法的简化,单模光纤将成为一个更具吸引力的选项。

  一般来说,多模光纤的额定速率为每公里500Mbps,在水平布线中的速率为每1005Gbps。多模光纤是一种长度和带宽成反比的产品,距离越大,数据速率越慢。因此,为了在主干上支持1.2Gbps异步传输模式,最大距离仅为300米。多模光纤的问题在于:数据速率不断提高,而光缆的规范却没有变化。因此,如果距离太远,建筑群环境中多模主干光缆的带宽可能不会高出622Mbps异步传输模式太多。相反,目前运营商采用单模光纤、一级黄色电影通过OC192协议,用户运行的速率已经达到160Gbps。许多实验室正在试验密集波长分路复用(DWDM)技术。在这种技术中,可以通过光纤仅以0.8毫微米的间隔传送不同波长的光。这是一种类似于有线电视系统的宽带系统,许多实验室系统可以同时运行150条信道,每条信道的带宽为10Gbps,也就是说,光纤的带宽可以达到每秒1.5太位(Tb,1Tb=1000Gb)。在理论上,单模光纤的带宽可以达到每秒25太位。

 
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