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        1. 數據中心萬兆應用為何要采用屏蔽6A布線

          2014-09-10 編輯:宇訊瀏覽:4192

           數據中心是由一個高速度,高需求的網絡通信系統組成,能夠處理SAN(儲存區域網絡),NAS(網絡附加存儲),文件/應用/網絡服務器群,和位于受控環境中的其他組成部分間的通訊。對環境的控制涉及濕度,水,電力,溫度,消防,當然還有人員出入。數據中心的輸入輸出由多種不同配置方式的WAN,CAN/MAN和LAN鏈路提供,這些配置取決于中心的具體需要。一個正常運行的數據中心將提供除去計劃維護所需的停機時間以外每年365天,每周7天,每天24小時的可用性、可訪問性、可擴展性和可靠性。而這些服務都建立在一套高效安全的布線系統之上。數據中心布線一般具備準確率高,抗干擾能力強,誤碼率小,安全性好、易于管理等特點。

            為了面向未來的網絡應用,數據中心內部的網絡傳輸速率需求增長迅速。隨著10GBASE-T標準的正式頒布,萬兆銅纜成為數據中心的熱門首選。而處理芯片技術的發展也使服務器設備變得更小更強大,相當于同樣的安裝環境里可以容納更多的設備,需要更高的線纜密度。從而也對高密度環境下如何控制線路間的干擾提出了新的挑戰。

            萬兆應用除了原來六類標準定義的一些性能參數外,還多了一個非常關鍵的性能參數,即線間串擾,也稱外部串擾ANEXT。而且該指標不能通過增加設備的信號處理器等技術來消除,必須在物理層的布線系統上解決。

            數據中心萬兆應用中采用6A屏蔽布線的理由

            最大的10G性能裕量

            由于絕大多數用戶不會在5年內就升級他們的網絡基礎設施,所以要支持10GBASE-T 應用,正確的選擇是采用6A類或者更高級別的布線技術設施。高品質布線提供的性能裕量可以經得起移動、增加、更改等的正常磨損,也可以保證在系統整個生命周期內支持新的應用的升級。由于10GBASE-T 應用對線間串擾(即ANEXT外部串擾)非常敏感,而一些不良的安裝和網絡維護會使ANEXT加劇,因此擁有足夠的ANEXT裕量對未來5年的無故障運行是很有必要的。萬兆屏蔽的屏蔽層與身俱來的特點解決了相鄰線纜間的外來串擾影響,其優異的外部串擾性能,使得用戶無需進行該指標的現場測試。美國西蒙的10G 6A F/UTP 布線系統能夠保證提供比568-B.2-10 6A類和11801 EA級規定的綜合ANEXT至少10 dB以上的性能裕量。

            穩健強壯的安裝

            即使使用很有技能的安裝隊,要維護好所有的線纜拉力、彎曲半徑、管道填充率,并使線纜在安裝過程中免受擠壓或打結,也是非常富有挑戰性的。在初始安裝完成后,不合規范的移動、增加、更改等操作,比如為了容納增長而超越最大的管道填充率,在重新管理路由時使跳線打結,在移除廢棄線纜時損傷了鄰近信道,管道底端的線纜受到擠壓等都會引起傳輸性能降低。不像 F/UTP 系統,當6A類 UTP 系統遭受到不良安裝和不規范的移動、增加和更改后很容易引起外來串擾(ANEXT)性能的降低。而且,由于6A類 UTP 系統不能保證ANEXT性能,所以需要進行極其復雜的現場ANEXT測試認證。這個ANEXT測試非常耗時,每個24端口配線架需要增加3.5-4個小時。由于外部串擾需要考慮6包1的測試環境。在實際布線工程中,要求對每條非屏蔽鏈路都進行100%外部串擾測試是不切實際的。在大多數情況下,測試所有可能的線對組合的外部串擾從經濟角度講并不可行或者難以承受。即使是抽樣測試,也需要大量的人力和時間投入,這對用戶來說難以得到足夠的保障。(對UTP 和 F/UTP來說,雖然不良的安裝也會引起除ANEXT之外其他性能指標的下降,但是這些指標可以很容易通過現場測試得到識別認證)。美國西蒙的 10G 6A F/UTP具有良好的屏蔽特性,使得外部串擾ANEXT被消除,從而無需進行現場測試,另外由于沒有UTP系統嚴格的安裝限制,使得F/UTP系統的移動、增加、更改更加人性化,因此能節約珍貴的安裝和糾錯的時間。

            在基礎設施升級時通過共享管道節省成本

            把6A類 UTP線纜與其他類別的 UTP 線纜捆綁在一起,將導致外部串擾,并影響到6A類 UTP線纜上的 10GBASE-T 應用。因此,絕大多數廠家不允許用戶把6A類 UTP線纜與其他類別的 UTP 線纜綁在一起,或者共享一個管道。另外,根據TSB-155規范,在短距離范圍內支持10GBASE-T的6類線纜也不可以與6A類UTP線纜混用一個管道。這些嚴格的安裝限制使得6A類UTP線纜缺少吸引力。 美國西蒙的10G 6A F/UTP 線纜可以與任何其他類別的線纜(語音的,樓宇自控的等)綁在一起或者共享管道,所以有更好的成本效益。

            使密度最大

            從目前市場上發布的萬兆非屏蔽來看,為了達到ANEXT的指標,一般通過增加線纜外徑來加大線纜之間的實際距離來實現,但過粗的外徑使得萬兆非屏蔽需要更多更大的管槽,同時需要更大的彎曲半徑,受限制的線纜綁扎等。而6A F/UTP萬兆屏蔽系統則沒有這些捆綁或共享的安裝限制,其比萬兆非屏蔽更細的線纜外徑可以提高管槽的容積利用率,降低對彎曲半徑的要求,使得管道中的線纜數量和配線架端口數量都可最大化(記?。撼送獠看當_性能外,決定配線架端口最大數量的還有垂直配線管理器中能容納的最大的跳線數量)。高于非屏蔽20dB的ANEXT性能余量不僅提高了線路和端口的使用密度,同時保證了信號傳輸的穩定高效。美國西蒙的10G 6A F/UTP布線系統 能夠在老樓改造的設計中避免更換已有的管道,并在全新的設計中使用更小的管道和更少的機架空間,從而節省費用。

            出色的 EMC性能

            電磁兼容性 (EMC) 描寫了系統免受外界干擾(免疫)和可能對外界產生干擾(輻射)的程度,是能否與其他電子/電氣設備共存的一個重要指標。

            通常認為,屏蔽層是很長的金屬,所以可以看作是天線。因此有人擔心的是屏蔽層會吸收環境中的信號或雙絞線上的輻射信號.事實上,在某種程度上看,屏蔽層以及在UTP線纜上的銅平衡雙絞線都可作為天線。不同的是,從簡易環形天線上表現出的結果來看,在同樣環境下,耦合在屏蔽層上的噪聲強度要比非屏蔽雙絞線小100到1000倍.這是由于內部良好的設計以及屏蔽裝置能將共模阻抗接地。以下是對兩種不同類型的信號干擾的分析,它們可以作用于平衡雙絞線布線的抗噪聲干擾性能:低于30MHz及高于30MHz。

            在頻率低于30 MHz的情況下,環境中的噪聲電流可以穿透屏蔽層,作用于雙絞線。然而,簡化的環形天線顯示,這些信號的強度是比較小的(大部分衰減是由于鋁箔的吸收損失),即同樣環境下,非屏蔽雙絞線受到的電場強度更高。

            慶幸的是,線纜本身的平衡性能足以達到30MHZ,以確保無論是否整體屏蔽,都能從干擾源得到最小的感應。因為趨膚作用,以及內部絞對結構是完全抗干擾的,在頻率超過30MHz時,環境噪聲電流無法穿透屏蔽層。但對于UTP系統,在頻率較高時,平衡性能已不足以確保足夠的抗噪性能。這會對布線系統中DSP技術要求的信噪比水平的保持產生負面影響。

            線纜成為天線的可能性可以通過實驗驗證,安排兩個平衡線纜線路,將一個信號輸入線纜,對傳輸天線的掃頻范圍進行仿真,并測量相鄰線纜的干擾。作為一個經驗法則:噪聲源頻率越高,干擾的電勢也就越高。如圖1所示,兩個UTP線纜之間的耦合(用黑色表示)比兩個正確接地的F/UTP線纜(用蘭色表示)要差最少40分貝。應當指出, 40分貝的幅度相當于100倍的電壓耦合,從而確定了模擬預測結果。顯然, UTP線纜的輻射和接收(作為天線)比F/UTP 線纜大得多!

            第二個誤區是關于屏蔽層中的共模信號只能通過一個低阻抗接地路徑耗散的錯誤觀念。有人擔心一個不接地的屏蔽裝置將輻射信號,這些信號在屏蔽層中“前后反射”和“增大”。 事實是,即使沒有接地,一個屏蔽裝置還將使高頻率的信號大幅衰減,這是因為由電阻、分布式并聯電容和電感組成的低通濾波器。雙絞線線纜兩端不接地的結果,也可以用以前的實驗方法驗證。如圖2所示,兩個UTP線纜之間的耦合(用黑色表示)比兩個未接地的F/UTP線纜(用蘭色表示)要差最少20分貝。應當指出的是,20分貝的幅度相當于10倍的電壓耦合。即使是在最惡劣的情況下,無接地條件,UTP線纜也比F/UTP起到有更強天線作用。

            模擬與實驗結果表明。屏蔽系統甚至是不當接地,相比于非屏蔽系統,針對30MHz以上的抗噪性能也有很大改善。

            當然,完善的接地系統是屏蔽系統的基本要求,相關的布線標準都要求對屏蔽系統實施可靠的接地以確保其優異的EMI特性。美國西蒙的 10G 6A F/UTP 布線系統有很強的EMC性能。其屏蔽層對噪聲的免疫性能夠免受高頻傳輸和無線設備的干擾,可以為高速率信號傳輸提供更好的保證,更能勝任噪音環境下的無故障運行,是制造業、工業,和其他有干擾環境的理想傳輸媒介。另外屏蔽系統可以排除外界輻射,從而提高信號的安全性。

            更好地支持 PoE/PoE Plus應用-更好的散熱和節能

            由于數據中心的高密度,還需要考慮非常重要的散熱和節能。萬兆屏蔽系統擁有更好的散熱功能。根據最近來自TIA和ISO/IEC標準委員會的理論和實驗數據顯示:在同樣的直流電穿過線對時(比如PoE/PoE Plus應用),UTP非屏蔽系統會比F/UTP屏蔽系統升高兩倍的溫度。原因是因為金屬的屏蔽層的導電性和散熱能力比起護套材料高很多。而且當溫度升高時,屏蔽系統表現出比非屏蔽系統更小的插入損耗增加。另外,萬兆屏蔽更細的外徑也使得線纜占用空間大大減小,增強了空氣的流通性,利于數據中心的散熱和節能。美國西蒙的 10G 6A F/UTP 布線系統是支持未來PoE Plus應用的理想媒介,確保最佳的散熱效能。

            不斷增長的屏蔽市場份額

            屏蔽布線系統的使用得到 TIA,ISO 和其他標準委員會的賞識已經多年,而且在世界上絕大多數市場,6A F/UTP布線的增長速度已遠超 6A UTP布線。事實上,根據 BSRIA 的報告,“在所有的計劃選擇10G銅攬鏈路的用戶中,有75%都計劃采用屏蔽的布線解決方案?!?美國西蒙的10G 6A F/UTP 布線系統是外徑更小,性能更高的支持10Gb/s的布線解決方案。

            結論

            美國西蒙的10G 6A F/UTP 屏蔽布線系統具有最大的線槽填充率,線纜外皮不易受擠壓變形,而且具有外來串擾接近零、支持高密度安裝的特點,支持10G Base-T應用,適用于數據中心應用環境。其端接和接地工藝快速、簡單,線纜可以堆疊,跳線可以集束,對于線纜捆綁固定沒有嚴格限制。市場方面具有很強的競爭優勢,能夠保證投資回報最大化,是 10GBASE-T用戶的最佳選擇。

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