光纤到桌面咫尺还是天涯？

光纤到桌面 咫尺还是天涯？

［ 作者：苏贤刚 侯波 刘德明    转贴自：赛迪网    点击数：314    文章录入：chenxiaodong ］

综合布线六类标准的正式出台为六类布线成为主流扫清了障碍。 使用户享有高性能和低成本的应用，推动着新的布线类别的产生，六类标准的通过在某种程度上也把七类和光纤布线推到了台前，同时也标志着结构化布线正朝着六类、七类和光纤的未来迈进。 面对群雄割据，“三分天下”的格局，是锲而不舍的继续坚持双绞线的“革命”，还是转而投奔更富有诱惑力的光纤，成了摆在许多业者面前的一道难题。无论是从传输性能，价格比较，还是从安装的难易程度等因素上来看，二者都各有千秋，伯仲难辩。 而在本文中，笔者所要阐述的便是光纤到桌面，离我们究竟有多远？ 铜缆的当前状况 目前安装的大多数网络布线是非屏蔽双绞线，其遵循的标准一般都是EIA／TIA和ISO公布的“超五类”和“六类”标准。这些性能标准满足了目前尚处在初期阶段的超高速网络应用的需要，如千兆位以太网和速率高于1.2Gbps的ATM系统。这些应用的设计目标是以千兆位以上的速率把信息送到桌面，与大多数用户正在使用的普通共享式10Base－T以太网系统相比，前者的速率大约是后者的100到1000倍。想像一下，如果速率达到每秒千兆位，您可以通过网络在16秒内下载PC机中整整2000兆字节的硬驱内容。因此铜缆在传送“急件”时也并非一无是处，也不会因为带宽限制而被淘汰。 目前，标明通过非屏蔽双绞线运行的速率最高的工作站应用是2.4Gbps的ATM。这种应用通过超五类布线实现，它采用某种完善的编码技术，信号通过电缆中所有4对线分别传输，可以在低于100MHz的运行频率中获得2.4Gbps的速率。而新的六类布线标准把频率极限提升为200MHz，以200MHz运行的未来编码系统实现的速率将更高。所以数据速率并不是我们何时转向光纤的决定因素。 那么非屏蔽双绞线的距离限制是不是决定因素呢？目前，大多数办公室中要求的布线长度一般都低于铜缆的100米距离限制，我们很少看到办公环境中要求的电缆距离超过100米。但是，随着计算机网络用于更加工业化的环境中，如仓库、工厂和石化处理厂，距离限制将成为一个重要问题。 从本质上看，光纤在各个方面都要优于非屏蔽双绞线，但这些优势对办公网络的日常问题不是非常关键，其结果，大多数机构都很难接受两者之间巨大的成本差异。 布线业内发展趋势 六类规范是非屏蔽双绞线的热门话题。六类标准的出台为铜缆布线提供了更为广阔的市场空间和应用前景。 而另一方面，光纤布线的成本正在明显下降。多模光纤和单模光纤都具有很高的性能水平。现在许多建筑物中都正在安装复合电缆，即同时采用多模光纤和单模光纤。这代表着一种新的发展趋势，而不同于以往的从多模到单模的传统发展态势。 光电装置的成本太高一直是采用单模光纤的障碍，特别是激光发射器。但是，业内的一些开发工作正使光电装置的价格明显下降。首先是规模经济。由于激光的使用量不断上升，因此其成本不断下降。目前，激光最常见的用途是用于光驱，包括电脑和音频设备。其次，新型芯片组的开发明显改善了制造成本，如惠普公司已经发布一种VCSEL（垂直空腔表面发射激光）芯片，这种IC芯片直接集成了激光发射器，与传统的光电装置成本有着明显的差异。 同时采用非屏蔽双绞线和光纤可以实现更高的性能，但也存在许多问题，如延迟偏差、外部NEXT、非屏蔽双绞线电缆导线直径提高；紧凑型连接器、激光成本低、对单模光纤电缆的需求提高等等。 未来的光纤信道 据业内预计，将来某一天人们将从非屏蔽双绞线转向光纤，但将来我们看到的光纤信道与目前的“光纤到桌面”并不相同。 未来的光纤信道将是采用单模单芯光纤的双向信道。市场上已经开始出现专用光纤接口，可以同时收发不同波长的光信号。发射器通过一个单向反射器发出光信号，反射器实际是一片硅，在它上面蚀刻了超精细的具体波长线。信号通过反射器沿光纤传送，遇到另一个反射器后反射回来，传送到检测器。同时，发射器发出的另一个信号可以发送到另一端的检测器。一条光纤连到每个工作站，一条光纤连到每台桌面，这样，一条单模单芯光纤就可以按两个方向同时传输信号。 单模单芯光纤信道使连接器和接线板的成本各降低了一半（每个办公室一个连接器），接插线的成本也降低了一半，因为我们可以用单工接插线替代双工接插线。电缆成本下降，墙板成本下降。这种模型提供了一种成本低于当前五类非屏蔽双绞线的备选方案。使这种方案在成本上不可行的唯一限制因素是有源设备。目前的真正推动因素是，网络集线器制造商将能够在接插卡前端容纳两倍数量的信道。有的厂商称他们可以在一张卡上容纳最多100条信道，但互连空间的限制使其不能实现这种方法。把单芯光纤模型与新的紧凑型光纤连接器相结合，可以逐渐解决空间问题。 目前，多模光纤是结构化布线系统中的主要光纤介质，但多模光纤仅占整个光纤业的1％。通信运营商根本不会采用多模光纤，有线电视公司也不会采用多模光纤，他们采用的都是单模光纤。唯一采用多模光纤电缆的行业是数据业。据新规范提供的标准，多模光纤的最远布线距离是300米，而不是以前所称的2000米。把距离限制在300米的目的是为了完全实现协议过渡，但也给多模光纤带来了问题。单模光纤解决了这种两难境地。单模光纤是一种优秀的技术，能够提供高得多的带宽和距离，制造成本低，连接器技术也已经得到了极大的改进，用户现在可以像安装多模连接器一样，简便地安装单模连接器。 单模光纤和多模光纤之间的成本差异很高，但随着连接器价格的下降和端接方法的简化，单模光纤将成为一个更具吸引力的选项。 一般来说，多模光纤的额定速率为每公里500Mbps，在水平布线中的速率为每100米5Gbps。多模光纤是一种长度和带宽成反比的产品，距离越大，数据速率越慢。因此，为了在主干上支持1.2Gbps异步传输模式，最大距离仅为300米。多模光纤的问题在于：数据速率不断提高，而光缆的规范却没有变化。因此，如果距离太远，建筑群环境中多模主干光缆的带宽可能不会高出622Mbps异步传输模式太多。相反，目前运营商采用单模光纤、通过OC192协议，用户运行的速率已经达到160Gbps。许多实验室正在试验密集波长分路复用(DWDM)技术。在这种技术中，可以通过光纤仅以0.8毫微米的间隔传送不同波长的光。这是一种类似于有线电视系统的宽带系统，许多实验室系统可以同时运行150条信道，每条信道的带宽为10Gbps，也就是说，光纤的带宽可以达到每秒1.5太位(Tb,1Tb=1000Gb)。在理论上，单模光纤的带宽可以达到每秒25太位。 光纤到桌面的实施 要完整地考虑一个光纤到桌面的解决方案，不仅要有光纤信息出口（ST、SC、平直或倾斜等），光纤配线箱（ST、SC、墙面安装型、机柜安装型、可抽拉式等），还需考虑光纤直接到桌面后计算机网卡及网络集线器的设备问题。 故在众多的光纤到桌面的解决方案中，很多技术人员会碰到网络设备的造价将会提高很多这样一个很现实的问题，即我们平常使用的计算机网卡将换成光纤网卡，普通的集线器的RJ45出口也不能使用，将被纯光纤出口的集线器取代。光纤网卡及光出口的HUB 价格非常昂贵，致使整个系统造价上升，所以在国内光纤到桌面基本上只是纸上谈兵。一种非常实用的实现光纤到桌面的选择是使用介质转换器(即光电转换器)。这种器件是使局域网升级到光纤非常简单，且可以保护铜缆LAN设备的投资。目前，尽管在水平布线系统中光纤的应用低于10%，但随着光电器件、光纤、和连接器技术的发展，新标准的出台和用户的认可，在未来2年内，光纤的应用会扩大2倍甚至3倍。当前最简单实用的实现光纤到桌面的方法就是使用光电介质转换器。 结论 纵观整个铜缆和光纤布线的发展进程和历史现状，我们不难发现，随着光纤成本的进一步降低和技术的成熟，“光纤到桌面”——将不再是遥远的梦想，而是实实在在的咫尺的诱惑。