综合布线中千兆位以太网的优势

 现在,我们可以就我们最佳的网络设施方案制订某些决策。如果机构庞大,那么应制订采用千兆位以太网的网络转型战略；如果建筑物租赁期很长,那么选择就不那么简单了。介质类型和网络设备的成本将变得非常重要。　　让我们看一下其中三个问题：
　　1.对大型机构,其部分员工可能是"高应用需求用户"。在短期及中期内,这必然要求转向千兆位以太网到桌面。因此最终用户必须在考虑未来开支时把千兆位以太网列入计划之内。1000Base-TX还没有上市,但将在明年前后上市。如果公司中的高应用需求用户在这个时间框架内转向千兆位以太网,那么在六类布线上采用1000Base-TX的部署成本较低。因此,尽管六类布线的安装成本要比超五类布线高大约40%,但在不久的将来,千兆位以太网的部署成本将相当低。
　　2.如果网络转型战略中包括了千兆位以太网,那么用户将从立即安装六类布线中受益。尽管许多用户目前仅部署10/100Mbps以太网,但成本较低的1000Base-TX制式将便于在将来部署千兆位以太网。
　　3.如果公司对建筑物的租赁期很长,可能是5+5+5年的租期,或者使用的是自有建筑物,那么公司极有可能最终转向千兆位以太网。现在安装六类布线也将有助于使用1000Base-TX,以较低的总成本部署千兆位以太网。
　　毋庸置疑,1000Base-T有源设备的成本将随着时间推移而不断下降,到公司转向千兆位以太网时,NIC和交换机的成本将是当前成本的一半。这种观点是正确的,而且指明了公司将在什么时候转向千兆位以太网。这可能表明,1000Base-TX较六类布线的成本优势将不再适用。
　　然而,与价格下降有关的同一规则也适用于1000Base-TX。随着时间推移,在1000Base-TX技术被采用时,其开发成本已经得到补偿,在生产中已经实现了规模经济,竞争程度加剧,1000Base-TX设备的价格将以类似的比例下降,因此可以象当前一样产生同样的价格优势。
　　1000Base-T与1000Base-TX对比
　　现在,让我们更详细地考察千兆位以太网的工作方式及1000Base-T和1000Base-TX之间的差别。
　　1000Base-T作为IEEE批准的标准已有近两年的时间,其术语是IEEE802.3ab。下图是其在布线上的工作方式简图。
　　从本质上看,1000Mbps信号分成四个250Mbps块。每个块通过电缆中四个线对的一个线对传输。电缆两端同时传输信号,构成了全双工传输。这样,每一端的设备为每个线对部署收发器(在一个设备中融合了发射器和接收器)。因此,每个1000Base-TNIC都有四台收发器。
　　通过使用称为PAM5（5级脉冲调幅）的完善的编码系统,信号沿着每个线对传送,传输的中心频率仅为62.5MHz。这说明了我们为什么可以在超五类布线系统上运行1000Mbps的数据吞吐量,而其额定带宽仅为100MHz。
　　正如有人指出的那样,这种方案中的电路非常复杂,因此其成本通常很高。目前每台NIC的成本一般在400-700美元之间。
　　现在让我们考虑一下1000Base-TX替代方案,EIA/TIA标准委员会（而不是IEEE）目前正在开发这一方案。1000Mbps信号仅分成两个500Mbps块,每个块通过一个线对传输。这样,它通过两个线对在单向上传输总计1000Mbps的信号。在反方向上,通过另两个线对接收1000Mbps的信号。这是半双工传输。因此,在NIC上,只有两台发射器和两台接收器,其电路数量只是上面1000Base-T版本电路数量的一半。
　　这有助于解释为什么其成本预计要比1000Base-TNIC和交换机低30%；在当前价位上,其成本一般在300-500美元之间。它采用相同的编码方案,传输的中心频率为125MHz,超过了超五类布线的能力,但刚好位于六类布线的能力范围之内。
　　两种系统共存
　　基本上,我们可以在两种千兆位以太网系统之间选择,每种系统都要求不同类型的布线基础设施。这种情况对布线行业并不陌生,以前100Mbps以太网也出现过这种情况。
　　六年前当IEEE第一次作为桌面协议发布100Mbps以太网时,其采用的形式是100Base-T。它在两个线对上在每个方向上传输100Mbps,电缆中的另两个线对则没有使用。它采用MLT3编码,在线对上以100MHz传输信号。它是为了在五类布线上工作而设计的,当时五类布线还是非常新的系统。当时几乎没有公司在办公室中真正安装五类布线。因此这阻碍了各机构从10Mbps转向100Mbps。自然这也阻碍这种新系统的销售。
　　为了消除这一采用100Mbps以太网的障碍,惠普公司开发了一种替代性、但更加复杂的100Mbps以太网版本-100Base-VG。'VG'表示'语音级'。它可以在语音级布线上运行,当时语音级布线是全美办公室中最常用的布线系统。在美国,语音级布线符合TIA三类布线。因此,您可以在三类布线上传输100Mbps,进而可以极其简便地从10Mbps以太网转向100Mbps以太网。100Base-VG协议率先使用UTP电缆中的四个线对,并以全双工传输方式运行,在很大程度上类似于当前的1000Base-T。

　　当时,我们可以在多种100Mbps以太网中进行选择。如果您采用了级别较低、成本较低的三类布线,那么您可以使用比较完善、成本较高的有源设备部署100Mbps以太网。如果您采用了级别较高、成本较高的五类布线,那么您可以使用完善性较差、成本较低的有源设备部署100Mbps以太网。
　　随着时间推移,五类布线成为主导的布线系统,100Base-T成为主导的以太网版本,正如有人预料的那样,其总成本已经大幅度下降。我们今天已经看到这一点。现在没有人使用100Base-VG,因为它成本太高,没有任何价值。
　　将来千兆位以太网将会出现同样的情形。在转向新协议时,最终用户可以根据转型时拥有的布线基础设施进行类似的选择。如果他们采用了级别较低、成本较低的超五类布线,那么他们将不得不部署比较复杂、比较昂贵的1000Base-T网络。如果他们采用级别较高、成本较高的六类布线,那么他们将能够部署复杂度较低、成本较低的1000Base-TX网络。
　　我认为,正如100Base-T成为主导协议一样,我们将看到类似的市场因素会导致1000Base-TX成为主导协议：
　　1.通过使用六类布线上的1000Base-TX,已安装的网络成本将降低。
　　2.一旦六类标准最终形成,对六类系统的市场接受率将提高,六类系统将成为首选的布线系统。此外,在机构转向千兆位以太网时,六类平台将已经能够支持1000Base-TX。
　　在千兆位以太网络介面卡(NIC)内部
　　前面我们已经讨论了选择千兆位以太网及相应布线类型的商业因素,下面我们将考察连接布线的千兆位以太网NIC内部的情况。
　　最近,我翻了一下3Com的一本白皮书,它在摘要中报告了通过铜缆传输千兆位以太网信号在NIC内部造成的影响。文章指出,"所有以太网双绞线技术都会受到信号损伤的影响"。因此,布线会降低信号的质量,这可以说是老生常谈。但是,文章接着指出,"在1000Base-T的情况下,这些干扰消除了。"
　　1000Base-TNIC的先进电路实际上补偿了布线的影响。为了处理衰减,NIC带有自适应均衡器。为了处理NEXT,NIC带有NEXT消除器。为了处理FEXT,NIC带有FEXT消除器。为了处理回波损耗,NIC带有回声消除器。数字信号处理技术(DSP)使这一切成为可能,这种技术以数字方式调节信号,可以消除布线引入的信号损伤。
　　在1000Base-TNIC外部,一个RJ45与四个线对互连。但在内部,在信号作为GMII信号实际处理前,它通过电缆补偿电路进行处理。这也在一定程度上说明了为什么这些网卡成本如此之高！
　　小结
　　在最后,我想阐明在安装六类布线时最终用户应考虑的真正原因：
　　1)许多六类布线厂商为用户提供的最常见的原因是,在办公室中面向未来搭建网络。尽管六类布线提供的带宽要远远高于超五类布线,但目前或在可以预见的未来,还没有任何实际应用将提供超过超五类布线的带宽。因此,这并不是安装六类布线的好的理由。它将愚弄用户比实际需求花费更多的资金,而只是为了支持更多的"可能"带宽。这就象是说你需要买一辆Mack大卡车,来装载您从超市中购买的杂货！当然您可以获得更多的装载容量,但您真的需要大卡车吗？如果销售人员试图仅以这个理由劝说您购买六类电缆,那么说明他们并没有真正理解您的需求,也不会给您提供任何价值。他们可能只是象其声称的那样,在推销最新的产品系列。
　　2)真正原因是为最终用户提供商业优势。我认为这是安装六类布线而不是超五类布线的一个比较合理的理由。如果您在布线系统使用期间的某个阶段,在转型计划中包括千兆位以太网,那么在六类布线上的部署成本要低于超五类布线。在这方面,我已经使用成本模型、通过比较1000Base-T和1000Base-TX对其进行了演示。最终用户可以以较低的整体成本获得相同的数据吞吐量,这是真正的优势。以前在快速以太网中我们已经看到了这一优势,在千兆位以太网中我们将再次看到这一优势。
　　如果公司的计划中没有千兆位以太网,那么六类布线只会浪费资金。您可以安装超五类布线,然后使用节约的资金购买更多的计算机！
　　还有什么疑问吗？去年,EIA/TIA布线标准委员会发布了一个草议的TIA规范PN-4657,标题为六类均衡双绞线上1000Mbps(1000Base-TX)的全双工以太网物理层规范,现在六类的布线标准已正式的通过