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局域网布线技术探讨

时间:2023-03-16 21:31:29 科技观察

在设计网络系统时,布线是一个关键因素。随着互联网的蓬勃发展和计算机桌面应用的不断完善,布线连接到桌面的新技术具有广阔的市场前景,为5E和6类布线提供了无限的商机。综合布线技术1.布线标准本文介绍的局域网技术的布线规范参考了TIA/EIA-568-A(商业楼宇电信布线标准)和ISO/IEC11801:1995(E)标准。布线标准的内容包括布线网络拓扑结构、性能、组件、安装实践和现场测试。与之相关的电信标准有很多,如ATMForum、CC99vT、CENELEC、IEEEANSI802等。2、布线拓扑TIA/EIA-568-A和ISO/IEC11801布线标准基于相同的基本布线系统结构,其系统结构在标准中有严格明确的定义。布线系统包括用于水平布线、建筑物内主干布线和复杂主干布线的电缆、跳线和连接器。结构化布线支持布线端接,同时便于与设备连接或与跳线交叉连接。3、布线距离标准中对布线距离有严格规定(水平布线<90米,建筑主干线<500米,公园主干线<1500米),布线距离主要取决于实际工作区域(即建筑面积)。主干布线距离基于实际应用定义的距离。4、布线性能在TIA/EIA-568-A和ISO/IEC11801这两个标准中,100欧姆双绞线按其性能分为:Category3:规定为16MHz;4类:规定为20MHz;Category5/5E类别:指定为100MHz;类别6:指定为250MHz。5、电缆电气传输性能参数直流电阻不平衡;直流电阻;工作电容;对地电容不平衡;特性阻抗;结构回波损耗(SRL);衰减;近端串扰衰减(NEXT)。6.连接器电气传输性能参数直流电阻;回损;衰减;近端串扰衰减。7.水平布线链路性能TIA/EIA-568-A标准关于水平布线的传输特性是基于它的组件,而ISO/IEC11801则取决于应用。另外,ISO/IEC11801规范是基于链路(Link)(即不包括工作区电缆和设备电缆),而TIA/EIA-568A是基于通道(Channel)。TIA/EIA568-A的最小信道近端串扰衰减可以从元器件的特性推导出来(例如信道近端损耗是具有相位损耗的元器件之和),最大衰减是衰减通道中每个组件的总和。对于ISO/IEC11801链路,最小近端衰减和最大衰减基于其附录G中列出的标准应用。ISO链路按性能分类(A类到E类),其中E类相当于6类性能.8.CrosstalkAttenuationRatioACR与LAN技术中定义的Signal-to-SerialRatio(SCR)有关(通常更准确地定义为Crosstalk和InsertionLossRatioNIR)。ACR不受收发器更改的影响,SCR和NIR也是如此。由于没有技术支持100MHz以上的4dBACR,因此没有与100MHz以上的ACR相关的特定应用。另外,随着网络技术的发展和串扰消除方法的出现,布线选择将不再依赖于ACR值(即ACR固定后,与线缆长度和近端串扰相关的衰减可以互相补偿)。9、100欧姆布线性能现场测试布线系统的传输性能取决于其元器件的性能和安装过程。TIA/EIA技术系统公告(TSB-67)指定了用于在安装后测试100欧姆双绞线布线性能的现场测试工具的参数。10、TIA/EIA-TSB-67测试参数连接图:检测电缆对接头和插头的端接,找出连接错误。衰减:信道或链路中的信号损失。长度:布线的最大长度。近串衰减:相邻发射和接收对之间的信号耦合。11.MHz和MBps的比较电缆的衰减和NEXT可以通过扫频测量得到,规定的测试范围是0.1MHz到100MHz。衰减和NEXT值表示特定频率下的正弦电压损耗,不应与带宽限制、比特率或波特率混淆(即622MBps并不意味着将布线限制为622MHz)。根据设计目标,具有幅度、频率或相位变化的调制和信号处理通常用于将所需的比特率更改为可接受的信号速率(波特率)。12.数据传输设计目标决定了调制技术、信号整形的复杂性以及消除串扰的必要性。最具挑战性和吸引力的是基于5E类布线的1000BASE-T和基于3类布线的100BASE-T2。这些建议都需要对电缆缺陷进行极其复杂的补偿。例如100BASE-T2需要在两对3类(ISO/IEC11801中的TypeA)布线上完成数字信号处理和混合信号处理技术。而且100BASE-T2工作在近端串扰严重的环境中,只符合FCCA类或B类和CISPR.022类A或B类。13.串扰环境由于多对电缆可以用于多种应用,基于并行数据传输和多媒体技术的应用已经实现(如1000BASE-T使用4对线同时传输数据)、其他串扰源及其自身的近端串扰必须认真对待,同时5E和6类布线也增加了新的性能参数,例如RSL(回波损耗)和ELFEXT(等效远端串扰)。aliencrosstalk所指的近端串扰(NEXT)或远端串扰(FEXT)耦合不能像自身近端串扰(即来自外部连接的串扰)一样消除。当串扰与两个可能的外部干扰源有关时,它被定义为多干扰源近端串扰(MDNEXT)和多干扰源远场串扰(MDELFEXT)。远端串扰(FEXT)描述了从电缆一端的发射器(源)到另一端环路的串扰耦合。等效远端串扰(ELFEXT)描述了从电缆一端的发射器(源)耦合到另一端环路的串扰,通过从FEXT(远端串扰)中减去线对衰减得到,从而消除了电缆长度的影响。回波损耗(RSL)由传输通道中各元件的相互匹配程度决定。对于1000BASE-T,只有匹配的连接才能满足其苛刻的RSL要求。14.共享和交换LAN在局域网(LAN)中,工作站可以使用媒体访问控制协议(MAC)共享单个通道,或者它们可以连接到交换机。在共享LAN中,各个工作站连接到中继器或集中器,并在站点之间形成广播信道。这样工作站就可以接收到任何一个站发来的信息。工作站以半双工方式运行,局域网内一次只能有一个发送信息,这是由MAC协议决定的。上述工作站也可以连接到交换机。任何时候每个交换机只允许一个活动源。交换机根据需要将数据包从一个输入端口复制到特定的输出端口,而其他端口可以发送和接收不同的数据包。工作端直连交换机时,为全双工模式,无需访问控制。15.传播延迟和延迟失真在共享1000BASE-TLAN中,包括布线传输延迟在内的往返延迟是一个关键参数。此外,对于使用100BASE-T4(半双工)和1000BASE-T(全双工)等同步发射器的应用,延迟失真(对之间传输延迟的差异)也很重要。在任何情况下,链路中最快和最慢的单工链路段之间的传播延迟或延迟差异必须超过50ns(对于2MHz至100MHz的频率范围),而传输延迟不超过570ns。作为进一步的功能要求,一旦安装了1000BASE-T,在满足上述要求的情况下,所有线对组合之间由环境条件引起的延迟失真将不超过±10ns。高速技术布线拓扑结构1、1000/100BASE-T布线拓扑结构1000BASE-T、100BASE-T和10BASE-T在拓扑结构上有很大的不同。由于时序限制,1000BASE-T冲突域只有一个活动中继器,100BASE-T不超过两个。MAC定义的1024个站数不变。它支持的媒体类型包括Category3、Category5、Category5E和Category6双绞线。1000/100BASE-T也可以通过合并FDDI和PMD规范来支持多模光纤,满足多模光纤;然而,由于上述时间限制,无法实现PMD支持的2公里范围。2、ATM布线拓扑155MbpsATM支持Category5/5E/6、150欧STP、多模光纤(UNI3.1)和单模光纤的应用。预计六类布线系统将支持622Mbps和1.2Gbps的ATM应用。ATM拓扑结构是一个交换网络,也就是说,一个工作站点使用一个独立的具有多路由功能的交换机,它可以连接到网络中的另一个交换机。由于ATM的MAC协议没有对端到端的扩展设置时间限制,ATM提供了一种虚拟的、无限的端到端扩展。3.VG-AnyLAN拓扑结构VG-AnyLAN也称为100VG-AnyLAN和DemandPriorityNetwork。它是由IEEE802.12工作组开发的100Mbps协议。它支持802.3或802.5帧格式,但其协议本身与其他协议不同。由于网络只能以一种帧格式运行,VG-AnyLAN可以在802.3或802.5一种帧格式上运行,不能同时运行。VG-AnyLan支持Category3、Category5、Category5E、Category6UTP和150欧姆屏蔽双绞线(STP),也支持2公里距离1300nm波长和05距离800nm波长光纤链路公里。其拓扑结构由一个链式集线器(Hub)组成,类似于10BASE-T结构。端到端距离限制与有源中继器类型有关。总结高速局域网技术正在飞速发展,100欧姆非屏蔽双绞线布线将以其巨大的现有市场份额发挥重要作用。6类布线也被业界认可为支持廉价的网络设备,因为它提供了很大的余量(布线性能的额外余量)。可以预见,千兆以太网标准将更全面地支持六类布线,同时支持已安装和现有的五类和五类布线。