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WiFi 6,NBASE-T及MPTL链路测试

时间: 2019-07-16
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Wi-Fi 布线

在过去十年甚至更长时间里,Wi-Fi 网络的支持者认为铜缆网络终将结束。虽然 Wi-Fi 非常受欢迎并且发展迅速,但铜缆网络也在不断发展,尽管发展速度较慢。其中部分原因就是,正如一位同事曾经跟我说过,“无线中有很多线缆”。我们来探索一下您需要什么样的线缆来支持最新的无线网络。


更快的 Wi-Fi 的新标准

目前广泛部署的最先进的 Wi-Fi 系统使用的是IEEE 802.11ac标准。该标准发布于 2013 年,但实际上并没有那么过时。标准中有两种实现方式:Wave 1,最大理论数据速率高达 1.3 Gbps,和Wave 2,可达到 6.9 GbpsWave 2设备从 2016 年开始发货。一些供应商已经提供可以达到11Gbps 速度的 802.11ax 设备。

在现实世界中,争用、干扰和距离限制等因素,把这些技术的吞吐量限制在理论最大值的一半。即便如此,这些技术也可以轻松超过1Gbps —— 只要连接到接入点的线缆支持。

因此,如果1G 不够,那么这些高性能 Wi-Fi 接入点只能选择10 G,对于铜缆,也就是10GBASE-T。这将使您的 Wi-Fi 系统能够再坚持十年甚至更长时间。10GBASE-T 需要 Cat6A 类(如果长度不超过 30 米,可以使用 Cat6 类)。而这对于现有布线是一个问题,因为外面安装的大多数线缆都是 Cat5e Cat6 类。将现有布线系统升级到Cat6A 标准是一项费钱、费时且费力的工作。


旧线缆发挥新作用

超过 45 家网络和线缆公司聚集在一起,建立了 NBASE-T 联盟并解决这个问题。于是,2016年底,颁布了IEEE 802.3bz 标准,旨在 Cat6 Cat5e 类线缆上运行2.5Gbps 5 Gbps 网络(有一些限制)。使得客户可以将其网络升级到超过1G的速率,而无需更换其布线系统。

802.3bz 定义了两种通信技术:2.5GBASE-T 5GBASE-T。前者可以支持所有基于Wave 1以及部分 Wave 2802.11ac 无线网络,而后者可以支持 Wave 2802.11ac,甚至802.11ax(待批准)。NBASE-T 是为了与当前的 BASE 标准共存,使用相同的物理接口并支持自动协商。也就是说,用户可以部署NBASE-T交换机来支持NBASE-T设备,还可以与现有的 1000BASE-T 设备配合使用。这种增量部署可以减少成本和网络中断。各种支持 NBASE-T 的产品列表请见 https://www.nbaset.org/technology/nbaset-products/,同时每天还有更多产品正在推出。


附属细则

现在,让我们来看看上面提到的限制。虽然聪明的 NBASE-T 设计师能够将其设计为可在大多数 5e 类和 6 类线缆上运行,但在某些情况下,线缆本身的限制会给他们带来无法解决的物理层问题。这个问题与所谓的“外部串扰”有关 —— 信号从一根四线对线缆串扰到相邻的四对线缆。当一对线缆在很长的距离相互靠近时,传输的信号有更多相互干扰的机会,问题就会突显出来。即使安装的布线已经过认证,这也可能成为问题,因为测试外部串扰需要额外的成本和精力,所以大多数线缆都没有针对外部串扰的测试。因为它在 1000BASE-T 中很少会成为问题,所以直到现在还没有人真正关心过。


NBASE-T 中有处理线缆性能问题的策略。如果线缆难以承载 5 Gbps,则两端的设备会“降档”到 2.5 Gbps。这可能会解决问题,但不是以您想要的结果。那么,您如何保证您的线缆可以支持最高的速度呢?

WiFi 6,NBASE-T及MPTL链路测试

如上所述,线缆彼此靠近的距离越长,外部串扰就越成问题。捆扎在大而紧凑、整齐的线束中的线缆就是出现这个问题的地方。为此,NBASE-T 联盟制定了上述的图表。它显示使用 6 类线缆时出现问题的风险很小,但如果 6 类线缆捆绑在一起超过 75 米,5GBASE-T 可能会出现问题。对于 5e 类设备,超过 50 米的线束可能会造成问题,超过 75 m 的线束可能无法支持 5GBASE-T

有三种方法可以最大程度地降低风险:

  • 从物理上分离设备(跳接)线。设备线上发射信号最强且接收信号最弱的地方,串扰问题最严重。

  • 松绑水平线缆。将它展开到电缆架上是最好的方法 —— 虽然不是很美观。

  • NBASE-T 连接移动到不相邻的配线架位置。


您也可以咨询线缆专业人员,他们可以测试您的线缆是否有外部串扰。由于只需要检查运行 NBASE-T 的线缆,测试额外占用的几分钟时间不会造成很大延迟。您可在 https://www.nbaset.org/library/white-paper-2/ 阅读更多关于此主题的信息。


接入点供电

IEEE 标准 802.3afat和最新的bt为基础的以太网供电标准,将电源和数据通信综合到了同一根线缆上(四线对)。大多数工业设备的无线接入点都使用 PoE 供电,这样不再需要安装交流电源插座和单独的电源。安装人员在功率水平方面唯一需要注意的就是确保供电设备(在大多数情况下是交换机)与接入点兼容并且可以提供足够的电力。PoE 有许多不同的版本,其中一些符合这些标准,一些不符合。不同的标准会为接入点提供不同级别的最大功率:802.3af 13 W802.3at 25.5 W802.3bt 71W。好消息是,大多数接入点不需要很多电力,因此大多数接入点都可以使用低功率电源。


还有一个更微妙的问题与线缆有关。通过线缆提供电源,要求线缆的电阻要低 —— 如果电阻太大,电能会在到达接入点之前消耗掉。线对之间以及一对线内的电阻也需要平衡 —— 如果太不平衡,则电源会使接收器的变压器饱和并影响数据传输。如果您运行的是 NBASE-T 等高速网络,则该影响会尤其严重。


好消息是,双绞线缆经过设计和测试可满足严格的电阻要求,因此不太可能成为问题的根源。但是,错误的安装手法可能会增加链路的电阻而现场测试标准,如 TIA-1152-A,认证时并不需要测量电阻。为了避免出现这些问题,建议现场测试包含这些可选测量。


简化连接

现在我们摆脱了讨厌的电源问题,我们再来看看如何简化安装。就接入点来说,传统的墙插和跳线并不是必需的。和办公室计算机不同,它不会经常移动,因此墙插和跳接线并不是必要的成本和劳动力。

WiFi 6,NBASE-T及MPTL链路测试

BICSI TIA 认识到了这个问题,然后定义了模块化插头端接链路 (MPTL),它从一个配线架开始,到一个现场端接的 'RJ-45' 插头结束,然后该插头可以直接插入接入点,从而省去了配线架和设备线。为了支持此标准,各制造商都发布了现场端接模块化插头。如果您熟悉 RJ-45 跳线式插头的安装,那么您肯定会很高兴听到这种方便实用的新型测试模型。

WiFi 6,NBASE-T及MPTL链路测试


新的 ANSI-TIA-568.2-D 标准包含此类链路的测试定义,而测试仪制造商正在支持这种测试。需要注意的一点是,与典型的通道测量不同,MPTL 包括现场安装的模块化插头的性能,这意味着测试人员还需要一个跳线适配器(通常是专为跳线设计的适配器)来测试该部分端接。不过,这个费用的增加,相对于采用MPTL方式而节省的费用来说,是微不足道的。

 


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