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UTP铜缆和多模光纤发展历程与展望(下)
 
慧聪网   2005年10月10日8时59分   信息来源:计算机网络世界    

   接上篇:UTP铜缆和多模光纤发展历程与展望(上)

  光纤

  在GbE之前,主干网和竖直布线,有时还包括到桌面,都普遍采用62.5微米光纤。但是当主干网的速度提高到GigE,就很少再用62.5微米光纤了。以前一直作为传输光源的廉价的发光二极管LED)信号激励技术不再适用于当前的布线系统。Coleman解释说:“LED每秒开关的次数有限,最快只有大约622Mbit/sec,这使我们转向激光技术。”已经开发出并在数据中心得到应用的垂直腔表面发射激光器(VCSELS)成为GbE的传输光源。

  尽管在1300纳米波长使用VCSELS时,62.5和50微米光纤具有相似的性能,VCSELS的开发和使用却是850纳米操作窗口。Beam说:“选择850纳米还是1300纳米的关键是哪种波长更适合于高速数据。850纳米波长之所以更适合于VCSELS,是因为它更简单,更可靠,性价比也更高。”

  在多模光纤上进行激光数据传输,会产生一种效应,叫做差分模式延迟(DMD),它发生在当一束激光射入光纤芯的中心时,这束激光分散成几种光模式。General Cable公司的技术主管Mauricio Silva解释说:“由于DMD效应,不同光模式到接收端的时间不相同,从而造成信号失真,降低传输容量。光纤芯越细产生的光模式越少,从而失真越小。”因为50微米光纤的芯更细,所以它比芯粗一些的62.5微米光纤,能传输更长距离。

  用于园区主干网传输架构的多模光纤需要能支持500米的传输距离。对于GbE来说,62.5微米光纤信道长度最多只能有220米,所以TIA/EIA-568-B.3把50微米光纤选进结构化布线和连接器件标准。Beam说:“尽管62.5微米光纤接到VCSELS也能运行GigE,如较小的楼宇网络主干和长度较短的园区线路。但是对于距离超过300米的情况,就需要50微米光纤了,另外,考虑到传输速度今后不会停步于1Gig,业界也需要选择50微米光纤。” Beam认为,这是一个令人痛苦的转换,他说,“基于我们当时掌握的所有迹象,以及当时最出色的前瞻者的预言,我们推广、销售和安装62.5微米光纤,从没有想到会替换它们。”

  为了避免在一些多模光纤中出现缺陷,制造商们开发出偏移发射接插线,即偏离线芯中心几个微米发射激光。偏移发射接插线在IEEE 802.3z标准中被列为使用1300纳米波长时必选。Silva解释说:“偏离线芯中心20微米发射激光,让激光在中心轴线周围传播,减少散射。”

  Corning Cable Systems公司的阻燃线缆产品线经理Martyn Easton认为,由于光纤连接器件性能和连接技术的发展,从某种程度上,使从易于安装的光纤到光纤传输性能更佳的转变成为可能。Easton说:“许多公司都在日以继夜地工作,开发带有推拉功能的连接器,以便使现场端接更容易,更迅速。这些连接方面取得的成就使62.5微米光纤也能传输更长距离,所以连接对光纤布线系统性能的影响程度还没有它对缆布线的大。”

  ST连接器(直端)具有推拉匹配设计,在出现SC之前一直被认为是标准连接器。SC后来同ST一起被TIA/EIA-568-B标准列为结构化布线推荐连接器。Beam说:“SC用了很长时间才占领市场,然而ST仍拥有一定的用户,所以ST现在仍没有完全退出。”

  在最初,光纤连接器的竞争主要集中在功能和可用性上面,而最近更注重于成本了。小封装连接器(SFF)的端口密度更高,底座更小,“一体化封装设计,两根光纤埋入在一个导槽里。这使每个交换器的端口更多,而端口成本更低。”Easton这样解释说。

  展望

  最近,IEEE成立了一个10GBase-T研究组,来研究在UTP铜缆上发送10GbE,许多人都在焦急的等待研究结果出来。Baddar说:“多数人相信,在铜缆上运行10Gig,必须选择6类。作为制造商,我们正在竭力向IEEE证明,6类是最好的选择,因为尽管今天6类系统只占安装总数的20%,但到2005年,它的比例将会增长到70%和80%。”

  6类信道的显著性能特征是250MHz工作频段,随着数据传输速率越来越高,将来势必需要UTP铜缆布线的工作频率更高。John Siemon说:“要理解工作在500MHz的系统性能特性不是很容易做到的,规定出控制平衡要求,和抑制外部噪声的能力将是在铜缆布线上能否扩展到每秒1Gig的关键。”

  O'Connor认为,业界将继续努力改进产品,但是在铜缆上运行10GbE将是一道难以逾越的障碍。但不管怎样,他说,“6类布线架构能工作在250MHz,肯定比只能工作在100MHz的系统,如5e类,更有能力支持10Gig。”

  今天,62.5微米光纤布线能为许多用户提供满意的数据传输速率,然而,随着10GbE主干网的来临,50微米光纤的需求将会增加。Beam说:“我的确不相信62.5光纤会出现在10Gig领域,以这样高的速度,它的传输距离只有60米,没有什么实用价值。”

  激光优化50微米光纤,通过修改折射轮廓指标,不需要偏移发射接插线或者改变连接器和安装方法,10GbE性能传输距离可达300米。Easton解释说:“为了制造出激光优化50微米光纤,我们已经为它升级了激励源。”他说,目前没有合适的传输设备能运行10GbE,但是由于50微米光纤的带宽可调节,因此它最终将作为传输介质解决方案,既能够满足以前应用的要求,也能支持将来应用的需要。

  尽管62.5微米光纤适用于许多当前的应用,随着10GbE主干网的来临,50微米光纤的需求仍将可能增加,这是由于它的长距离传输性能更佳。

  随着对带宽需求的增加,40和100GbE到来的时间可能比我们想象得还要快,有些人怀疑多模光纤到时能否支持这么高的传输速率,Silva说:“如果我们真会到了那么一天,即传输速率增加到40或100Gig,我们可能会发现主干网中的光纤由多模更换成单模。如果激光技术发展到成熟实用阶段,沿路铺设光纤成为可能,单模可能就会完全替代今天多模的位置。”

  现有的几种光纤连接器使许多人认识到标准接口的必要性,业界目前正在朝着这个方向努力。Leviton公司的光纤产品经理Harley Lang说:“有几个因素在决定使用什么类型的连接器的过程中起重要作用,包括标准编写者的个人因素。当然,我相信,市场将是最终的决定因素。”

  小结

  主干网中UTP铜缆和光纤布线共存,光纤占主导。但是如果数据传输速率上升到10 GbE甚至更高的100GbE,铜缆布线的容量就有点儿不够了。Beam认为:“在铜缆和光纤之间肯定还会出现一次战斗,但是这次战斗的激烈程度经过过去的10年,已经大大降低。10年前,有人错误地以为FDDI会是铜缆的终结者,接下来,我们又认为吉比特以太网将彻底取代铜缆。”

  Beam认为,区域布线,光纤进入水平布线,短距离铜缆接到桌面,这种结构将使UTP铜缆和光纤布线共存。他说:“许多公司都投入巨资购买了PC机和笔记本电脑,它们都和铜缆接口兼容,而光纤到区域的构想让这些铜缆接口得以继续存在下去。”

  John Siemon说:“铜缆传输架构既能支持30年前就有的应用,包括象模拟电话业务,也能支持那些现在还没有投入商用的业务。然而尽管铜缆系统看起来跟上了网络技术的发展步伐,但光纤将来必将进一步深入到水平布线中去。”

  “所以,铜缆和光纤布线应选哪一种?”,John Siemon说,“不是选哪一种,而是两个都要,一个都不能少。”(全文完)

 
 
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