光纖到桌面咫尺還是天涯？

only4u 2006-03-30

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光纖到桌面咫尺還是天涯？

［作者：蘇賢剛侯波劉德明轉(zhuǎn)貼自：賽迪網(wǎng) 點(diǎn)擊數(shù)：314 文章錄入：chenxiaodong ］

綜合布線六類標(biāo)準(zhǔn)的正式出臺(tái)為六類布線成為主流掃清了障礙。

使用戶享有高性能和低成本的應(yīng)用，推動(dòng)著新的布線類別的產(chǎn)生，六類標(biāo)準(zhǔn)的通過(guò)在某種程度上也把七類和光纖布線推到了臺(tái)前，同時(shí)也標(biāo)志著結(jié)構(gòu)化布線正朝著六類、七類和光纖的未來(lái)邁進(jìn)。

面對(duì)群雄割據(jù)，“三分天下”的格局，是鍥而不舍的繼續(xù)堅(jiān)持雙絞線的“革命”，還是轉(zhuǎn)而投奔更富有誘惑力的光纖，成了擺在許多業(yè)者面前的一道難題。無(wú)論是從傳輸性能，價(jià)格比較，還是從安裝的難易程度等因素上來(lái)看，二者都各有千秋，伯仲難辯。

而在本文中，筆者所要闡述的便是光纖到桌面，離我們究竟有多遠(yuǎn)？

銅纜的當(dāng)前狀況

目前安裝的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)布線是非屏蔽雙絞線，其遵循的標(biāo)準(zhǔn)一般都是EIA／TIA和ISO公布的“超五類”和“六類”標(biāo)準(zhǔn)。這些性能標(biāo)準(zhǔn)滿足了目前尚處在初期階段的超高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需要，如千兆位以太網(wǎng)和速率高于1.2Gbps的ATM系統(tǒng)。這些應(yīng)用的設(shè)計(jì)目標(biāo)是以千兆位以上的速率把信息送到桌面，與大多數(shù)用戶正在使用的普通共享式10Base－T以太網(wǎng)系統(tǒng)相比，前者的速率大約是后者的100到1000倍。想像一下，如果速率達(dá)到每秒千兆位，您可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在16秒內(nèi)下載PC機(jī)中整整2000兆字節(jié)的硬驅(qū)內(nèi)容。因此銅纜在傳送“急件”時(shí)也并非一無(wú)是處，也不會(huì)因?yàn)閹捪拗贫惶蕴?

目前，標(biāo)明通過(guò)非屏蔽雙絞線運(yùn)行的速率最高的工作站應(yīng)用是2.4Gbps的ATM。這種應(yīng)用通過(guò)超五類布線實(shí)現(xiàn)，它采用某種完善的編碼技術(shù)，信號(hào)通過(guò)電纜中所有4對(duì)線分別傳輸，可以在低于100MHz的運(yùn)行頻率中獲得2.4Gbps的速率。而新的六類布線標(biāo)準(zhǔn)把頻率極限提升為200MHz，以200MHz運(yùn)行的未來(lái)編碼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的速率將更高。所以數(shù)據(jù)速率并不是我們何時(shí)轉(zhuǎn)向光纖的決定因素。

那么非屏蔽雙絞線的距離限制是不是決定因素呢？目前，大多數(shù)辦公室中要求的布線長(zhǎng)度一般都低于銅纜的100米距離限制，我們很少看到辦公環(huán)境中要求的電纜距離超過(guò)100米。但是，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用于更加工業(yè)化的環(huán)境中，如倉(cāng)庫(kù)、工廠和石化處理廠，距離限制將成為一個(gè)重要問(wèn)題。

從本質(zhì)上看，光纖在各個(gè)方面都要優(yōu)于非屏蔽雙絞線，但這些優(yōu)勢(shì)對(duì)辦公網(wǎng)絡(luò)的日常問(wèn)題不是非常關(guān)鍵，其結(jié)果，大多數(shù)機(jī)構(gòu)都很難接受兩者之間巨大的成本差異。

布線業(yè)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)

六類規(guī)范是非屏蔽雙絞線的熱門(mén)話題。六類標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)為銅纜布線提供了更為廣闊的市場(chǎng)空間和應(yīng)用前景。

而另一方面，光纖布線的成本正在明顯下降。多模光纖和單模光纖都具有很高的性能水平?，F(xiàn)在許多建筑物中都正在安裝復(fù)合電纜，即同時(shí)采用多模光纖和單模光纖。這代表著一種新的發(fā)展趨勢(shì)，而不同于以往的從多模到單模的傳統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢(shì)。

光電裝置的成本太高一直是采用單模光纖的障礙，特別是激光發(fā)射器。但是，業(yè)內(nèi)的一些開(kāi)發(fā)工作正使光電裝置的價(jià)格明顯下降。首先是規(guī)模經(jīng)濟(jì)。由于激光的使用量不斷上升，因此其成本不斷下降。目前，激光最常見(jiàn)的用途是用于光驅(qū)，包括電腦和音頻設(shè)備。其次，新型芯片組的開(kāi)發(fā)明顯改善了制造成本，如惠普公司已經(jīng)發(fā)布一種VCSEL（垂直空腔表面發(fā)射激光）芯片，這種IC芯片直接集成了激光發(fā)射器，與傳統(tǒng)的光電裝置成本有著明顯的差異。

同時(shí)采用非屏蔽雙絞線和光纖可以實(shí)現(xiàn)更高的性能，但也存在許多問(wèn)題，如延遲偏差、外部NEXT、非屏蔽雙絞線電纜導(dǎo)線直徑提高；緊湊型連接器、激光成本低、對(duì)單模光纖電纜的需求提高等等。

未來(lái)的光纖信道

據(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，將來(lái)某一天人們將從非屏蔽雙絞線轉(zhuǎn)向光纖，但將來(lái)我們看到的光纖信道與目前的“光纖到桌面”并不相同。

未來(lái)的光纖信道將是采用單模單芯光纖的雙向信道。市場(chǎng)上已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)專用光纖接口，可以同時(shí)收發(fā)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)。發(fā)射器通過(guò)一個(gè)單向反射器發(fā)出光信號(hào)，反射器實(shí)際是一片硅，在它上面蝕刻了超精細(xì)的具體波長(zhǎng)線。信號(hào)通過(guò)反射器沿光纖傳送，遇到另一個(gè)反射器后反射回來(lái)，傳送到檢測(cè)器。同時(shí)，發(fā)射器發(fā)出的另一個(gè)信號(hào)可以發(fā)送到另一端的檢測(cè)器。一條光纖連到每個(gè)工作站，一條光纖連到每臺(tái)桌面，這樣，一條單模單芯光纖就可以按兩個(gè)方向同時(shí)傳輸信號(hào)。

單模單芯光纖信道使連接器和接線板的成本各降低了一半（每個(gè)辦公室一個(gè)連接器），接插線的成本也降低了一半，因?yàn)槲覀兛梢杂脝喂そ硬寰€替代雙工接插線。電纜成本下降，墻板成本下降。這種模型提供了一種成本低于當(dāng)前五類非屏蔽雙絞線的備選方案。使這種方案在成本上不可行的唯一限制因素是有源設(shè)備。目前的真正推動(dòng)因素是，網(wǎng)絡(luò)集線器制造商將能夠在接插卡前端容納兩倍數(shù)量的信道。有的廠商稱他們可以在一張卡上容納最多100條信道，但互連空間的限制使其不能實(shí)現(xiàn)這種方法。把單芯光纖模型與新的緊湊型光纖連接器相結(jié)合，可以逐漸解決空間問(wèn)題。

目前，多模光纖是結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)中的主要光纖介質(zhì)，但多模光纖僅占整個(gè)光纖業(yè)的1％。通信運(yùn)營(yíng)商根本不會(huì)采用多模光纖，有線電視公司也不會(huì)采用多模光纖，他們采用的都是單模光纖。唯一采用多模光纖電纜的行業(yè)是數(shù)據(jù)業(yè)。據(jù)新規(guī)范提供的標(biāo)準(zhǔn)，多模光纖的最遠(yuǎn)布線距離是300米，而不是以前所稱的2000米。把距離限制在300米的目的是為了完全實(shí)現(xiàn)協(xié)議過(guò)渡，但也給多模光纖帶來(lái)了問(wèn)題。單模光纖解決了這種兩難境地。單模光纖是一種優(yōu)秀的技術(shù)，能夠提供高得多的帶寬和距離，制造成本低，連接器技術(shù)也已經(jīng)得到了極大的改進(jìn)，用戶現(xiàn)在可以像安裝多模連接器一樣，簡(jiǎn)便地安裝單模連接器。

單模光纖和多模光纖之間的成本差異很高，但隨著連接器價(jià)格的下降和端接方法的簡(jiǎn)化，單模光纖將成為一個(gè)更具吸引力的選項(xiàng)。

一般來(lái)說(shuō)，多模光纖的額定速率為每公里500Mbps，在水平布線中的速率為每100米5Gbps。多模光纖是一種長(zhǎng)度和帶寬成反比的產(chǎn)品，距離越大，數(shù)據(jù)速率越慢。因此，為了在主干上支持1.2Gbps異步傳輸模式，最大距離僅為300米。多模光纖的問(wèn)題在于：數(shù)據(jù)速率不斷提高，而光纜的規(guī)范卻沒(méi)有變化。因此，如果距離太遠(yuǎn)，建筑群環(huán)境中多模主干光纜的帶寬可能不會(huì)高出622Mbps異步傳輸模式太多。相反，目前運(yùn)營(yíng)商采用單模光纖、通過(guò)OC192協(xié)議，用戶運(yùn)行的速率已經(jīng)達(dá)到160Gbps。許多實(shí)驗(yàn)室正在試驗(yàn)密集波長(zhǎng)分路復(fù)用(DWDM)技術(shù)。在這種技術(shù)中，可以通過(guò)光纖僅以0.8毫微米的間隔傳送不同波長(zhǎng)的光。這是一種類似于有線電視系統(tǒng)的寬帶系統(tǒng)，許多實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)可以同時(shí)運(yùn)行150條信道，每條信道的帶寬為10Gbps，也就是說(shuō)，光纖的帶寬可以達(dá)到每秒1.5太位(Tb,1Tb=1000Gb)。在理論上，單模光纖的帶寬可以達(dá)到每秒25太位。

光纖到桌面的實(shí)施

要完整地考慮一個(gè)光纖到桌面的解決方案，不僅要有光纖信息出口（ST、SC、平直或傾斜等），光纖配線箱（ST、SC、墻面安裝型、機(jī)柜安裝型、可抽拉式等），還需考慮光纖直接到桌面后計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡及網(wǎng)絡(luò)集線器的設(shè)備問(wèn)題。

故在眾多的光纖到桌面的解決方案中，很多技術(shù)人員會(huì)碰到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的造價(jià)將會(huì)提高很多這樣一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，即我們平常使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡將換成光纖網(wǎng)卡，普通的集線器的RJ45出口也不能使用，將被純光纖出口的集線器取代。光纖網(wǎng)卡及光出口的HUB 價(jià)格非常昂貴，致使整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)上升，所以在國(guó)內(nèi)光纖到桌面基本上只是紙上談兵。一種非常實(shí)用的實(shí)現(xiàn)光纖到桌面的選擇是使用介質(zhì)轉(zhuǎn)換器(即光電轉(zhuǎn)換器)。這種器件是使局域網(wǎng)升級(jí)到光纖非常簡(jiǎn)單，且可以保護(hù)銅纜LAN設(shè)備的投資。目前，盡管在水平布線系統(tǒng)中光纖的應(yīng)用低于10%，但隨著光電器件、光纖、和連接器技術(shù)的發(fā)展，新標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)和用戶的認(rèn)可，在未來(lái)2年內(nèi)，光纖的應(yīng)用會(huì)擴(kuò)大2倍甚至3倍。當(dāng)前最簡(jiǎn)單實(shí)用的實(shí)現(xiàn)光纖到桌面的方法就是使用光電介質(zhì)轉(zhuǎn)換器。

結(jié)論

縱觀整個(gè)銅纜和光纖布線的發(fā)展進(jìn)程和歷史現(xiàn)狀，我們不難發(fā)現(xiàn)，隨著光纖成本的進(jìn)一步降低和技術(shù)的成熟，“光纖到桌面”——將不再是遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想，而是實(shí)實(shí)在在的咫尺的誘惑。

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