千兆以太网与六类布线

1997年9月， ISO/IEC JTC1 SC25 WG3 标准委员会决定为ISO 11801的下一版本开发两种新型电缆，这两种新型电缆按性能分为六类/E级和七类/F级。该决定引起了布线工业及一些标准委员会 (特别是美国TIA/EIA组织及欧洲CENELEC)的极大兴趣。

除了布线标准委员会开展的这些工作之外，局域网标准委员会也在开发在现有结构化电缆系统上实现千兆位传输的技术。1996年开始研究的IEEE802.3千兆位以太网作为一种特殊的局域网技术引起了网络工业界的广泛关注。IEEE802.3委员会所面对的最具挑战性的工作是开发出一种能够在现有五类/D级系统上运行的可靠而且鲁棒的千兆位以太网技术。

众所周知,以太网技术与布线技术紧密相联系，那么千兆位以太网技术是如何发展以支持新一代电缆，特别是建议中的六类线/E类电缆的呢?

IEEE 802.3 千兆以太网

千兆以太网项目开始于1996年，目前已完成了大量工作。千兆位以太网项目的主要目的是为骨干网络提供1Gbps的带宽，并为现有快速以太网提供自然升级的办法，同时要尽可能地利用现有的网络管理工具和相应的培训。

在局域网中为了维持直径为200米的最大碰撞区域，最小CSMA/CD载波时间,以太网时间片已从目前的512比特扩展到512字节(4096比特)，最小信息包大小仍为64字节。载波扩展特性在不修改最小包尺寸的条件下解决了CSMA/CD固有的时序问题。虽然这些改变可能会影响到小信息包的性能，然而这种影响已经被CSM/CD算法中称作信息包突发传送的特性所抵消。

为了缩小千兆以太网产品进入市场的时间，标准中1000BASE－SX， －LX 和 －CX版本都能适应目前经过时间考验的 Fiber Channel技术。即采用8B10 NRZ (不归零制) 编码方式 ，提供1.25Gbaud的有效波特率， 因此能提供全速1Gbps的数据速率。

1000BASE－SX 系列采用低成本短波的CD（compact disc，光盘激光器) 或者VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔体表面发光激光器)发送器，而1000BASE－LX系列则使用相对昂贵的长波激光器。1000BASE－CX系列则打算在配线间使用短跳线电缆把高性能服务器和高速外围设备连接起来。

1000BASE－T系列是支持大量已安装的五类布线系统的新设计。为了克服5类线的缺陷而运用了复杂的数字信号处理 (DSP) 技术。 1000BASE－T在传输中使用了全部4对双绞线并工作在全双工模式下。这种设计采用 PAM－5 (5级脉冲放大调制) 编码在每个线对上传输 250 Mbps。 双向传输要求所有的四个线对收发器端口必须使用混合磁场线路，因为无法提供完美的混合磁场线路，所以无法完全隔离发送和接收电路。任何发送与接受线路都会对设备发生回波。因此，要达到要求的10－10的错误率（BER）就必须抵消回波。1000BASE－T无法对频率集中在125MHz之上的频段进行过滤，但是使用扰频技术和网格编码能对80MHz之后的频段进行过滤。为了解决五类线在如此之高的频率范围内因近端串扰 (在PSNEXT的情况下)而受到的限制，应该采用合适的方案来抵消串扰。使用网格编码可以增强抗干扰能力，这一结论对上面的所有情况都适用。

最终用户可能会为使用什么样的电缆来支持1000BASE－T而感到困惑。尽管这种技术支持已安装5类线系统，需要特别指出的是新增加的布线传输参数也必须要令人满意。这些参数包括回波损耗，等级远端串扰（ELFEXT），传播延迟和延时畸变。因此，如果电缆满足5类线（1998）或者超5类线的要求，那么它将支持1000BASE－T。如果已安装的电缆仅满足5类线标准(1995)， 那么，在连接1000BASE－T设备之前，应对布线系统按照新增加的布线参数进行测量和认证 。需要6类布线吗 ?

目前布线行业中对是否需要六类布线的争论很多 (即使在当前的草案阶段)为了正确分析，让我们回头看看1992年3类布线盛行、而5类布线仅刚提出时的情形。廉价的10Mbps是为运行以太网(10 BASE－T) 和25 Mbps ATM 局域网而在三类布线的基础之上研制的。100BASE－T2和 155.5 Mbps CAP64 ATM 局域网要求使用复杂的DSP技术以克服三类布线的局限性。随着5类布线被众多最终用户采用，廉价的100Mbps(100BASE－TX)以太网和155.5Mbps NRZ ATM局域网也得以发展并在五类布线的基础上得到了更好的性能。

实际情况表明: 使用三类布线运行100BASE－T4时每个用户连接的全部费用（例如从路由器到网卡，包括电缆在内）为164英镑，而在五类布线的基础上实现100BASE－TX仅需费用132英镑，相比之下，平均每个用户连接费用节省24％。

毫无疑问,同样的发展将再次发生在1000BASE－T局域网技术上，由于1000BASE－TX设计采用两对线对发送、两对接收的工作方式，因此不需要全双工模式下的回波抵消。为了缩短进入市场的时间，将选择100BASE－TX使用的MLT－ 3编码方式， MLT－3的带宽效率为每 赫兹4 比特，因此频宽为125MHz