浅析六类线缆的结构与六类系统传输性能

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    Cat6/ClassE综合布线铜缆系统的国际标准发布已经好几年了，在市场上，以六类系统为代表的解决方案已经成为中高端布线市场的代表。
    正在六类系统广为大家熟悉与接受的同时，对于六类线缆的结构问题，却始终存在着一个认识的误区：只有带十字隔离的线缆才是标准六类线缆的特征。对于这个问题的真正答案又是什么呢？
    首先，让我们翻阅一下对六类系统进行严格定义的相关国际标准。在正式发布的最新版ISO/IEC11801：2002版中，对ClassE系统定义核心内容是“Class E is specified up to 250MHz”，围绕这一要求的是一系列线缆传输性能的指标定义，包括 Return Loss、Insertion Loss、NEXT、PS NEXT、ACR、PS ACR、ELFEXT、PS ELFEXT、Propagation delay、Delay skew等参数。对于线缆本身的具体要求，则主要涉及阻抗、电流、电压、功率参数。全篇没有任何地方提到线对隔离的具体要求。而在另一个重要的综合布线国际标准TIA/EIA568B.2-1中，对Cat6的定义为“Category 6：This designation applies to 100 Ωcables whose transmission characteristics are specified up to 250 MHz”，并且也定义了一系列电气参数，与ISO/IEC 11801中规定的参数基本相同。因此，任何满足上述标准中规定的各项电气参数的4对8芯双绞线铜缆系统，都将是合格的Cat6/Class E级系统。
    那么，所谓十字隔离和一字隔离的线缆又是如何诞生？他们之间又有什么差别呢？
    大家都知道，在六类系统出现之前，传统的四对八芯结构的铜缆系统的传输性能只能达到五类或超五类标准，其系统传输带宽只能达到100MHz，因此新出现的六类系统对铜缆系统的带宽要求将超过传统五类/超五类系统150%。为了达到这种新的要求，在铜缆系统的设计中，增加了大量以前在五类系统时代所没有规定的电气参数。如果我们把这些参数根据其影响的重要性进行分类，我们就会发现对数字传输过程影响最大的是各种串扰类参数，包括近端串扰、功率累加近端串绕、远端串扰等。这种串扰形成的主要原因是在一个外皮内各个不同线对上传输的电讯号之间的相互干扰。而串扰的集中发生点，是在线缆与模块、配线架的连接部分。这种串扰随线对空间相互位置和传输频率不同而改变。为了使设计的新系统能够达到六类标准的严格要求，通过增加线对之间空间距离的方法来降低串扰的影响的确是一种最常见和最容易的解决方案。利用这种方法，可以降低接插件部分重新设计的难度，而线缆生产工艺也较简单。因此，利用在传统线缆结构中增加十字隔离装置使系统达到六类传输性能的方式成为大多数厂商的选择。这就是很多用户对六类系统与传统五类/超五类系统在物理结构差别上的主要印象，导致很多人将十字隔离与六类相联系起来。
    但是，除了利用这种十字隔离设计方式外，有没有其他设计方式来达到六类国际标准所提出的传输要求呢？答案是肯定的。
    六类系统是一个端到端的信道系统，链路中包括了跳线、模块、水平线缆、配线架各个环节。对全系统的性能提升，包括线缆和接插件两个大部分。因此，如果同时在接插件和线缆两个部分进行设计改进，就可以采用在物理结构上更简单的方式来达到六类系统的指标要求。这就是一字隔离设计方式的出现。
    我们可以将十字隔离线缆与一字隔离线缆在物理结构上进行横向比较：

    在传输性能上，康普公司的GigaSPEED1071系列线缆，采用了一字隔离结构，其系统传输性能远远高于六类国际标准相比：

    从以上指标我们可以发现，这种一字结构的六类系统，性能超越了绝大多数十字结构的六类系统。因此，十字结构与一字结构的差别，根本与六类标准无关。
    目前正在草案制定阶段的新一代以10G以太网为目标的综合布线标准CAT6A（业界所谓的超六类系统），设计的信道带宽将达到500MHz，而康普公司在今年正式发布的基于这一新标准的万兆铜缆解决方案GigaSPEEDX10D，仍然采用了一字隔离结构的1091系列线缆。
    也许人们会问，既然十字隔离结构的设计方式十分简单，那么为什么还要舍近求远，去开发一字隔离结构的线缆呢？
    由于很多人总把十字结构与六类国际标准联系起来，因此忽略了十字结构系统所带来的负面影响。从厂商角度看，也许十字结构设计具有很多优点，但是，作为施工商，和用户，我们必须看到十字结构所带来的各种不便因素：
    ·由于所采用的十字骨架，是硬体结构，刚性大，增加了线缆的外形尺寸，和弯曲半径，采用这种线缆必须对基于五类或超五类系统的原有线槽尺寸和路由设计进行改动，空间需求增加了20%到40%，因此增加了施工难度和成本。
    ·众所周知，柔软的线缆在实际布放过程中和布放后，经常受到外部各种挤压而变形，甚至受到短时外力冲击。而传统圆形线缆因其柔软性，可适应各种外力的影响而保持传输性能。但是，当线缆采用了十字骨架后，其硬骨架部分就会成为外力的主要破坏点，在受到外力挤压，弯曲等作用后，十字骨架的外形会发生各种变形甚至破坏，由于十字骨架线缆的主要性能都依托于十字骨架，因此，线缆的性能会因为十字骨架的性质变化而改变。
    因此，采用柔形一字结构设计的线缆系统，可完全避免十字结构的不足之处，在总施工效率上，一字结构系统比十字结构系统高出25%以上。
    当然，不论如何分析和论证，实践总是最能够检验真伪的。目前，六类系统已经成为中高端市场的最主要代表，已经有大量实际安装并开始使用的工程案例可供用户去检验和考察。作为全球最大的综合布线系统供应商，康普公司的GigaSPEED1071系统是全球安装量最大的一种六类布线系统，因此，实际上一字结构系统反而是获得最广泛应用的六类系统。在中国，从早期的中国银行总行、中国移动总部、国家质检总局，到中国海洋石油总公司、广州新白云机场，各种行业和背景的用户都已经实际采用了1071系列一字结构的六类系统。康普公司通过其GigaSPEED71系列产品的大量实际安装范例，再次证明了一字结构系统的合理之处。
    作为一个真正的用户，对综合布线系统的核心需求是获得稳定可靠的高传输性能。因此，基于国际标准的设计要求，追求一种从产品设计性能、到系统安装可靠，使用简便，并且具有良好经济性能的解决方案，是每个综合布线系统厂商、工程施工单位和用户共同追求的目标。而这正是康普公司SYSTIMAX结构化综合布线系统孜孜不倦的努力，从GigaSPEED1071系列的六类解决方案、到GigaSPEED1091系列万兆超六类解决方案，我们从不满足于仅仅追随国际标准和传统，不断创新，和发展新的技术和解决方案，是SYSTIMAX的核心理念。