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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更新的无线网络。


更快的 Wi-Fi 的新标准

目前广泛部署的先进的 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,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较大值的一半。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更高的速度呢?

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

有三种方法可以较大程度地降低风险:

  • 从物理上分离设备(跳接)线。设备线上发射信号较强且接收信号较弱的地方,串扰问题较严重。

  • 松绑水平线缆。将它展开到电缆架上是较好的方法 —— 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和更新的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较大功率: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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云乔科技(北京)有限公司是新成立的一家专注于网络和应用性能监测的公司,创始团队均为从事网络测试行业十余年的资深专家。公司提供完整的网络测试解决方案,包括:福禄克线缆分析仪综合布线验收解决方案万兆光纤测试仪福禄克OTDR仪表局域网验收解决方案万兆网络性能测试仪表NetAlly手持式网络仪表无线网测试仪表工业以太网故障诊断工具网络故障诊断仪表等等。


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