从六类布线发展看GigaBIX系统

信息化时代的到来意味着我们对网络的速度有了越来越高的要求，我们要通过网络传送文件， 也要通过网络举行视频会议；我们不仅需要收发邮件，也要快速下载各种视频、音频文件。 而随着网络的速度由原来的一兆、十兆、几年前的百兆，发展到今天的千兆， 布线系统作为网络的基础设施面临着更高的挑战。

　　千兆传输技术的挑战

　　千兆以太网协议的制定工作是在IEEE 802.3完成百兆以太网协议的制定后开始的。 在当时5类布线正开始被广泛的使用，因而铜缆千兆以太网的开发目标是希望在大量的5类布线上可以实现千兆以太网的传输， 由此铜缆千兆以太网（1000BASE-T）被确定为采用和百兆以太网（100BASE-TX）相兼容的协议形式（相同的帧结构， 相同的信号率－每秒125兆个信号）。在这种条件下要达到千兆的数据传输率， 必须采用更高效的编码和多线对并行传输的方式。1000BASE-T采用脉冲幅度调制的5级电平（PAM5）编码方式， 即每个信号有5级电平，可携带2.5位（bit）信息，其中2位为有用信息，其他为控制信息。 这样在一个线对上可传输的可用数据率为125M信号/秒x 2位/信号＝ 250M位/秒； 为达到千兆双工的传输率必须采用4对同时并行传输，同时在每一对上要采用双向同时传输的方式。

　　影响传输性能的几个主要参数

　　铜缆千兆以太网由于采用了复杂的传输方式，对传统的5类布线是一个巨大的挑战。

　　根据香农的信息传输理论，传输的信号总是伴随着噪音一起到达接收端的。在接收端要能分辩出有用信号， 要求接收的有用信号的强度必须大于接收的噪音信号强度，而信号和噪音强度相等时是接收的临界点， 此时信号和噪音的比率等于1；而我们通常用对数形式来表达的信号噪音比率，得出的结果用分贝（dB）表示， 信号和噪音的比率等于1的地方即是0dB点，信号和噪音的比率大于1的地方其分贝数大于0, 这即是我们常说的信噪比大于0。

　　在双绞线上传输信号，受几个方面因素的影响，其中之一是线缆的衰减（Attenuation）。 衰减主要是由于高频信号在铜线上传输受到趋肤效应的影响。趋肤效应是指在高频信号在导线上传输时，频率越高， 信号的传输区域越趋于导线外层的一种物理现象。由于信号频率越高，导线能传输信号的表层越薄， 对信号的衰减也就越大，因而导线上信号的传输衰减是随频率的增加而增加的。

　　影响双绞线上信号传输的另一个因素叫串扰（Cross Talk），它是一个线对与其他线对产生电磁耦合， 其他线对传输的信号被耦合到此线对，这些耦合信号构成了此线对传输的主要噪音来源。 电磁耦合的程度也是随着频率增加而增加，因而串扰也是随着频率的增加而强度增加的。

　　一般意义上的信噪比采用布线系统特定的性能参数后便成为衰减串扰比，英文缩写为ACR。布线系统的衰减随频率增加， 即信号强度随频率减小，串扰增加，两条曲线有交汇点，此点ACR＝0或信噪比等于0，在此频率以下ACR>0。 此ACR＝0点确定了有用传输频率的上限，此频率点定义了布线系统的传输带宽。

　　在各种传输条件下会产生不同的形式的串扰，

　　在线缆某一端的一个接收线对受到本端另一线对发送信号的影响而产生的串扰叫近端串扰（NEXT）。

　　受到线缆另一端的另一发送线对的影响而产生的串扰叫远端串扰（FEXT）。

　　在多对并行传输的情况下，某一线对就不仅仅受到另外一个线对的影响，而是受到多个线对的影响， 此时受到的影响是多个线对影响的叠加，分别为功率和近端串扰（Power Sum NEXT） 和功率和远端串扰（Power Sum FEXT）。