随着互联网应用范围的增加,对传输宽带的需求和能力也在提高。
作为儿数据传输的基础设施-综合布线系统面临挑战。尤其是对作为万兆应用的铜缆传输系统提出了更高的要求。当用户提出铜缆系统万兆应用需求时,对于超六类系统在屏蔽和非屏蔽的选择上,往往会出现选择困难。在系统性能、造价、实施、验收、维护等方面总会存在一些疑问。今天我们就这些问题来做详细讲述,方便用户根据自身需求做出合适的选择。
注:ISO/IEC 称ClassEA,TIA称Category 6A简写Cat.6A。国内也称超六类。下文统称为超六类或超六类系统。
1. 为什么要选择超六类系统
首先,当用户有铜缆借口需要满足至少万兆传输速率需求时,需要选择超六类以上的系统。
其次,从国际标准角度,ISO/IEC 和TIA对数据中心及新安装的项目建议采用超六类系统:
- 应采用ClassEA布线系统:ISO/IEC 11801-5数据中心;ISO/IEC11801-6分布式楼宇服务。
- 建议用于支持10GBASE-T和新安装项目采用ClassEA布线系统:ISO/IEC11801-1通用;ISO/IEC11801-2办公环境。
- 应采用Cat.6A布线系统:TIA-1179-A医疗卫生。
- 推荐Cat.6A布线系统:TIA-942-B数据中心;TIA-568.1-D商业楼宇;TSB-162-A无线局域网。
- 建议新安装项目采用Cat.6A布线系统:TIA-4966教育机构;TIA-862-B智能化楼宇。
第三,国内标准GB50174-2017中规定,对于承担数据业务的水平子系统应采用6A类及以上对绞电缆。
2. 超六类系统应用分析
ISO/IEC和TIA是两个标准,对于超六类系统的规定却是一致的,物理带宽500MHz,传输速率10Gbps,永久链路长度90米,信道长度为100米。
图表中显示,之前国内主流的六类系统物理带宽只有250MHz,传输速率是1Gbps,在标准规定的永久链路和信道长度内,不能满足10Gbps的应用。
七类系统、超七类系统也支持10Gbps的应用,但由于线缆、接插件等造价相对较高,同时受限于其接插件为非RJ45接口,所以没有太多的有源设备与之配套使用,应用也不多;八类系统虽然物理带宽和传输速率都有大幅提升,接插件沿用RJ45端口,但由于40Gbps的电口交换机还没广泛使用,同时受到40Gbps的传输距离只有30m限制。
三方机构调研显示,超六类系统在铜缆布线系统中的比例正在逐年上升,将逐渐取代之前的六类布线系统的份额。以国内2017年市场调研为例,超六类在数据中心、医疗、政府等行业的应用达到5500万美元市场份额占整个铜缆市场份额的15%。其中41%采用屏蔽超六类胸膛那个,59%的用户采用超六类非屏蔽系统。
3. 超六类选择屏蔽还是非屏蔽
(1)屏蔽双绞线结构分析
在国家标准(GB 50311-2016)中已经规定了屏蔽电缆类型的表示方法,同样也符合ISO/IEC 11801-2002的要求,具体如下:
其中,金属箔一般为铝箔,金属编织网一般为镀锡铜编织网。
在命名规则中,用不同的字母去区分各种屏蔽类型,并使用“/”区分是采用4对芯线外进行屏蔽还是在每对芯线上进行屏蔽。
屏蔽超六类双绞线结构
(2)超六类非屏蔽双绞线结构分析
对于超六类非屏蔽双绞线结构,为减少线对之间的干扰和线间串扰通常设计为线对或线芯隔离,外护套内侧设计为“锯齿”结构,或增加填充物,或加大外护套厚度,或设计为非连续性屏蔽层等结构,从而提高线缆本身数据传输的电气性能和抗干扰能力。因此非屏蔽超六类双绞线的外径一般情况下都比较粗,有些达到8.5mm以上(个别厂家控制在7mm以上)。
非屏蔽双绞线电缆采用的制造工艺已经实现平衡传输,但不足以一直外界干扰。对绞电缆的线对传输带宽超过30MHz时,非屏蔽对绞线缆易受到外部电磁干扰的影响和产生信息泄漏。
(3)超六类屏蔽和非屏蔽双绞线生产技术分析
对于双绞线而言,超六类也是屏蔽和非屏蔽的分水岭,以目前的双绞线生产技术,非屏蔽最高只可以做到超六类系统,超六类以上系统必须采用屏蔽结构才能实现。
在国外市场,绝大多数用户会选择超六类屏蔽系统,因为这种系统无论从性能指标、抗电磁干扰、保密等各方面都优于非屏蔽系统。
在国内市场,长期以来以非屏蔽系统占据主流。除非有特殊要求,才会选择屏蔽系统。是因为大部分国内客户都认为屏蔽系统造价高、施工和维护不便,而非屏蔽系统造价低、施工和维护简单。
今天,我们就简单分析一下。从制造、生产角度来看,就屏蔽双绞线而言,产线要增加屏蔽层包裹的生产工序,因此生产成本略高,但如果采用线对铝箔屏蔽结构为基础的生产技术,没有必要精确控制对绞线线缆线对绞距,可以节省铜原料,降低双绞线的总体生产成本。
线对屏蔽绞距 非屏蔽
屏蔽系统还具有更好的EMC性能,而非屏蔽的则没有。尤其是在超六类高频传输系统中,电磁辐射和电磁干扰更加受到客户的重视。特别在数据中心项目中,最大的电磁辐射和电磁干扰源是数量众多的交换机等有源设备。这些设备在运行过程中,户产生非常高的电磁辐射和电磁干扰,就双绞线而言,对数据传输有较大影响。
(4)超六类屏蔽和非屏蔽系统施工
在施工阶段,最大的工程量分别是铜缆的布放和铜缆模块的端接。
无论是屏蔽还是非屏蔽,线缆布放的难度和时间差别不大。最大的区别是为了降低外部串扰的状况,非屏蔽线缆的捆扎密度更小,线缆间的布放间距更宽松,同时重量较重的情况下,布放时更为费力。而屏蔽线缆因为履薄层的原因,多跟线缆弯曲时会更硬。
在模块的端接方面,屏蔽和非屏蔽两者的差异十分明显。
非屏蔽超六类模块,端接的步骤比较简单,与超五类和六类非屏蔽模块的端接一样,一般的弱电施工人员只需依照产品的安装图就可以完成端接。也不需要查看模块和配线架的连接和配线架与机柜的连接是否良好接地,进一步简化施工。
当选择超六类屏蔽系统时,屏蔽模块的端接会比非屏蔽模块更为复杂和繁琐。首先必须要处理线缆的屏蔽层,同时要保证模块和线缆屏蔽层有良好的接触,以保证整个链路都是完整的接地状态。一个屏蔽模块的端接时间要比非屏蔽模块多增加1~2分钟的时间。
而且安装后要挨个对模块和配线架的连接和配线架与机柜的接地情况进行确认。因为端接要求偏高,所以我们建议施工人员在接受厂家专业的现场安排培训后再进行模块端接。
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