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網(wǎng)絡(luò)布線選什么-光纖還是銅纜?日期：2007-03-20來源：千家綜合布線網(wǎng)字體：大 中 小 幾年前，人們曾經(jīng)認為非屏蔽雙絞線銅纜在五類100MHz時已經(jīng)達到極限，許多用戶和廠商把注意力轉(zhuǎn)向了光纖，認為光纖是IT設(shè)施必然的過渡途徑。光纖從各個方面解決了非屏蔽雙絞線的缺點：它具有更高帶寬，允許的距離更長，安全性更高，完全消除了RFI和EMI，允許更靠近電力電纜，而且不會對人身健康造成輻射威脅。 盡管光纖比銅纜具有固有的優(yōu)越性，但我們現(xiàn)在仍滿腔熱情地尋找銅纜和連接器制造商，努力地從銅纜中析取極限速度。 我們?yōu)槭裁床辉谌魏蔚胤桨惭b光纖，而放棄在銅纜中作出的這些努力呢？這里涉及的一個主要因素就是成本問題。 在前不久舉行的一次研討會上，MODTAP行政總裁Paul Andres預測說：“我相信，總有一天光纖會代替銅纜。我這里說的是整個系統(tǒng)，包括電纜、安裝和有源設(shè)備。關(guān)鍵問題是價格差異。如果光纖與銅纜價格相同，那么銅纜就會被淘汰。這一點與五類布線降價時，四類非屏蔽雙絞線被淘汰的情況非常類似?！?那么離這一天到底還有多遠？讓我們來看一下目前狀況、明智的安裝商采取的新措施及業(yè)內(nèi)發(fā)展趨勢，然后以此為基礎(chǔ)作出某些預測。 銅纜的當前狀況 目前安裝的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)布線是非屏蔽雙絞線，其遵循的標準一般都是EIATIA和ISO公布的“超五類”標準。這些性能標準滿足了目前尚處在初期階段的超高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需要，如千兆位以太網(wǎng)和速率高于12Gbps的ATM系統(tǒng)。這些應(yīng)用的設(shè)計目標是以千兆位以上的速率把信息送到桌面，與大多數(shù)用戶正在使用的普通共享式10BaseT以太網(wǎng)系統(tǒng)相比，前者的速率大約是后者的100到1000倍。想像一下，如果速率達到每秒千兆位，您可以通過網(wǎng)絡(luò)在16秒內(nèi)下載PC機中整整2000兆字節(jié)的硬驅(qū)內(nèi)容。因此銅纜在傳送“急件”時也并非一無是處，也不會因為帶寬限制而被淘汰。 目前，標明通過非屏蔽雙絞線運行的速率最高的工作站應(yīng)用是24Gbps的ATM。這種應(yīng)用通過超五類布線實現(xiàn)，它采用某種完善的編碼技術(shù)，信號通過電纜中所有4對線分別傳輸，可以在低于100MHz的運行頻率中獲得24Gbps的速率。預定的六類布線頻率極限為200MHz，以200MHz運行的未來編碼系統(tǒng)實現(xiàn)的速率將更高。所以數(shù)據(jù)速率并不是我們何時轉(zhuǎn)向光纖的決定因素。 那么非屏蔽雙絞線的距離限制是不是決定因素呢？目前，大多數(shù)辦公室中要求的布線長度一般都低于銅纜的100米距離限制，我們很少看到辦公環(huán)境中要求的電纜距離超過100米。但是，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)用于更加工業(yè)化的環(huán)境中，如倉庫、工廠和石化處理廠，距離限制將成為一個重要問題。 目前，在大多數(shù)辦公室中沒有EMIRFI問題，工業(yè)間諜威脅微乎其微，也沒有使用任何敏感的設(shè)備。因此，銅纜放射或接收輻射的問題對大多數(shù)辦公室影響不大。當然，人們希望能夠解決這一問題，但也僅僅是希望而已。 從本質(zhì)上看，光纖在各個方面都要優(yōu)于非屏蔽雙絞線，但這些優(yōu)勢對辦公網(wǎng)絡(luò)的日常問題不是非常關(guān)鍵，其結(jié)果，大多數(shù)機構(gòu)都很難接受兩者之間巨大的成本差異。 銅纜和光纖的成本比較 我們以一個包括100臺工作站的典型辦公樓層為例，對安裝一個4線對非屏蔽雙絞線信道與安裝一個多模光纖信道的成本進行比較。非屏蔽雙絞線信道符合超五類布線標準，由線纜、接線板、工作站插座和信道兩端的接插線構(gòu)成。光纖信道由FDDI級多模光纜、接線板、工作站插座和兩端的接插線構(gòu)成。 1非屏蔽雙絞線結(jié)構(gòu)的成本 需安裝下列設(shè)備：（1）從網(wǎng)絡(luò)布線室到100個用戶終端站的100條超五類非屏蔽雙絞線數(shù)據(jù)電纜；（2）RJ45超五類接線板，把非屏蔽雙絞線電纜端接到通信支架上；（3）水平電纜管理面板和垂直側(cè)環(huán)，在通信支架中幫助支撐集線器和接線板之間的所有RJ45接插線；（4）使用超五類單通道表面安裝塊端接每個插座；（5）包有乙烯絕緣體的電纜標簽，貼在電纜兩端，而機器打印的乙烯插座標簽，貼在每個插座面板上；（6）兩米長的接插線；（7）三米長的跨接線；（8）電纜托架和吊線支撐系統(tǒng)，為所有非屏蔽雙絞線電纜提供支撐；（9）記錄本，記錄新機柜中的所有接插狀況，并通過所有已安裝插座的自動CAD功能，打印出已建的樓層規(guī)劃圖。 2光纖到桌面（OFTD）結(jié)構(gòu)的成本 需安裝下列設(shè)備：（1）從通信局域網(wǎng)絡(luò)布線室到100個用戶終端站的100條2芯多模光纜；（2）多模SC光纖接線板，把電纜端接到通信支架上；（3）水平電纜管理面板和垂直側(cè)環(huán)，幫助支撐所有雙工接插線；（4）使用配有一個雙工耦合器的光纖墻板端接每臺桌面；（5）包有乙烯絕緣體的電纜標簽，貼在電纜兩端，而機器打印的乙烯插座標簽，貼在每個插座面板上；（6）兩米長的雙工光纖SC接插線；（7）雙工光纖用戶桌面SC跨接線；（8）電纜托架和吊線支撐系統(tǒng)，為所有光纖提供支撐；（9）記錄本，記錄新機柜中的所有接插情況，并通過所有已安裝插座的自動CAD功能，打印出已建的樓層規(guī)劃圖。 很明顯，光纖到桌面（OFTD）的成本要遠遠高于非屏蔽雙絞線成本。確切地說，前者的成本是后者的三倍多，而這僅僅是網(wǎng)絡(luò)中無源部件的成本。如果加上有源設(shè)備的成本，如集線器和網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC），則成本差異會進一步提高。 銅纜、光纖、無線并用 過去在連接工作站的水平信道中，我們一般都考慮采用“銅纜”或“光纖”作為選擇的傳輸介質(zhì)，并把二者完全對立起來。讓我們跳出必須在水平信道中安裝光纖系統(tǒng)或銅纜系統(tǒng)的思維定勢，我們需要在水平信道中同時安裝銅纜和光纖系統(tǒng)。通過同時安裝銅纜和光纖，用戶可以花費更少的成本，獲得更好的系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了創(chuàng)新。對處在最遠位置的少數(shù)工作站或裝置，其距離可能超過100米的極限，那么安裝商會直接為這些裝置安裝光纖信道，而不是單獨建立一個配線間。光纖布線的造價可能比較高，但由于不必再安裝一個配線間和有源硬件，因此可以節(jié)約大量的成本。 變通方案并不僅限于光纖，無線設(shè)備也是一種值得考慮的介質(zhì)，因為它具有許多優(yōu)于銅纜和光纖的優(yōu)勢，如在歷史遺留下來的古典建筑物或不斷移動的設(shè)備中，再比如在倉庫中。每種介質(zhì)在網(wǎng)絡(luò)中都有相應(yīng)的用途，為了提供性能價格比最高的布線設(shè)施，必須進行通盤考慮。 從經(jīng)驗做法來看，銅纜是辦公環(huán)境首選的介質(zhì)，因為它的購買成本、安裝成本和維護成本都最低。而在出現(xiàn)距離問題時，應(yīng)考慮采用光纖；在出現(xiàn)接入問題時，則應(yīng)考慮采用無線設(shè)備。 我們再看一下在主干中同時采用銅纜和光纖的情況。目前，我們在主干中安裝多模光纖。為了滿足未來的帶寬要求，某些承包商正在安裝一對單模光纖，并把單模光纖隱藏起來或者沒有端接。將來某一天需要更高帶寬時，可以使用這些單模光纖。一次性增加的成本可以說微乎其微，但其帶來的長期優(yōu)勢卻非常明顯。 布線業(yè)內(nèi)發(fā)展趨勢 六類規(guī)范是非屏蔽雙絞線的熱門話題。EIATIA和ISO標準組織正在合作開發(fā)六類布線的性能和測試標準，但正式批準的規(guī)范還有很長的路要走。 另一方面，光纖布線的成本正在明顯下降。多模光纖和單模光纖都具有很高的性能水平?，F(xiàn)在許多建筑物中都正在安裝復合電纜，即同時采用多模光纖和單模光纖。這代表著一種新的發(fā)展趨勢，而不同于以往的從多模到單模的傳統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢。 光電裝置的成本太高一直是采用單模光纖的障礙，特別是激光發(fā)射器。但是，業(yè)內(nèi)的一些開發(fā)工作正使光電裝置的價格明顯下降。首先是規(guī)模經(jīng)濟。由于激光的使用量不斷上升，因此其成本不斷下降。目前，激光最常見的用途是用于光驅(qū)，包括電腦和音頻設(shè)備。其次，新型芯片組的開發(fā)明顯改善了制造成本，如惠普公司已經(jīng)發(fā)布一種VCSEL（垂直空腔表面發(fā)射激光）芯片，這種IC芯片直接集成了激光發(fā)射器，與傳統(tǒng)的光電裝置成本有著明顯的差異。 同時采用非屏蔽雙絞線和光纖可以實現(xiàn)更高的性能，但也存在許多問題，如延遲偏差、外部NEXT、非屏蔽雙絞線電纜導線直徑提高；緊湊型連接器、激光成本低、對單模光纖電纜的需求提高等等。 未來的光纖信道 據(jù)業(yè)內(nèi)預計，將來某一天人們將從非屏蔽雙絞線轉(zhuǎn)向光纖，但將來我們看到的光纖信道與目前的OFTD并不相同。 未來的光纖信道將是采用單模單芯光纖的雙向信道。市場上已經(jīng)開始出現(xiàn)專用光纖接口，可以同時收發(fā)不同波長的光信號。發(fā)射器通過一個單向反射器發(fā)出光信號，反射器實際是一片硅，在它上面蝕刻了超精細的具體波長線。信號通過反射器沿光纖傳送，遇到另一個反射器后反射回來，傳送到檢測器。同時，發(fā)射器發(fā)出的另一個信號可以發(fā)送到另一端的檢測器。一條光纖連到每個工作站，一條光纖連到每臺桌面，這樣，一條單模單芯光纖就可以按兩個方向同時傳輸信號。 單模單芯光纖信道使連接器和接線板的成本各降低了一半（每個辦公室一個連接器），接插線的成本也降低了一半，因為我們可以用單工接插線替代雙工接插線。電纜成本下降，墻板成本下降。這種模型提供了一種成本低于當前五類非屏蔽雙絞線的備選方案。使這種方案在成本上不可行的唯一限制因素是有源設(shè)備。目前的真正推動因素是，網(wǎng)絡(luò)集線器制造商將能夠在接插卡前端容納兩倍數(shù)量的信道。有的廠商稱他們可以在一張卡上容納最多100條信道，但互連空間的限制使其不能實現(xiàn)這種方法。把單芯光纖模型與新的緊湊型光纖連接器相結(jié)合，可以逐漸解決空間問題。 目前，多模光纖是結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)中的主要光纖介質(zhì)，但多模光纖僅占整個光纖業(yè)的1。通信運營商根本不會采用多模光纖，有線電視公司也不會采用多模光纖，他們采用的都是單模光纖。唯一采用多模光纖電纜的行業(yè)是數(shù)據(jù)業(yè)。據(jù)新規(guī)范提供的標準，多模光纖的最遠布線距離是300米，而不是以前所稱的2000米。把距離限制在300米的目的是為了完全實現(xiàn)協(xié)議過渡，但也給多模光纖帶來了問題。單模光纖解決了這種兩難境地。單模光纖是一種優(yōu)秀的技術(shù)，能夠提供高得多的帶寬和距離，制造成本低，連接器技術(shù)也已經(jīng)得到了極大的改進，用戶現(xiàn)在可以像安裝多模連接器一樣，簡便地安裝單模連接器。 單模光纖和多模光纖之間的成本差異很高，但隨著連接器價格的下降和端接方法的簡化，單模光纖將成為一個更具吸引力的選項。 一般來說，多模光纖的額定速率為每公里500Mbps，在水平布線中的速率為每100米5Gbps。多模光纖是一種長度和帶寬成反比的產(chǎn)品，距離越大，數(shù)據(jù)速率越慢。因此，為了在主干上支持1.2Gbps異步傳輸模式，最大距離僅為300米。多模光纖的問題在于：數(shù)據(jù)速率不斷提高，而光纜的規(guī)范卻沒有變化。因此，如果距離太遠，建筑群環(huán)境中多模主干光纜的帶寬可能不會高出622Mbps異步