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如何设计10Gbps光纤局域网

建筑物布线的物理实现

  布线的信道性能和拓扑结构,是所有网络基础结构的设计和实现中所必须考虑的关键问题。

  有鉴于此,在网络标准(例如以太网)中包含有物理层规范,明确地说明为了有效支持网络应用所必需的最小的光缆传输性能,及针对设计目的最大允许的布线距离。

  对于设计规划,让我们首先从铜线开始讨论。许多用户正在使用10 Mbps的网络,而且越来越多的用户正在部署100 Mbps 的网络。目前大多数正在安装的水平布线结构采用的都是TIA/EIA规定的5e类的布线方式。这种布线方式已经为千兆比特网络做好了准备。按照合理的设计准则,如果你的水平布线已经是千兆比特级的,那么你的主干网布线所能承载的速度就必须是它的数倍,也就是要采用10Gbps的基本结构。

光纤类型 带宽(MHz) 10GBase-S 850 nmmin.overfilled launch 10GBase-L4 1300nmWWDMmin.overfilled launch 10GBase-L 1310 nm 10GBase-E 1550 nm
多模:
62.5微米 160 Max 28m      
200 Max 35m      
500   Max 300m    
50微米 400 Max 69m Max 240m    
500 Max 86m Max 300m    
2000* Max 300m      
单模:
10微米 n/a 不支持 Max 10000m Max 10000m Max 40000m

*下一代光纤(新)

IEEE 目标:
多模光纤上传输65m  (短距离低成本)
已安装多模光纤上传输300m  (定义为 160/500 MHz.km 62.5um 光纤)
单模光纤上传输2km
单模光纤上传输10km
单模光纤上传输40km

表1: 10 G比特以太网距离和 IEEE 目标

300 米的距离是否充分?

  从表1可以看出,对于一个新的10 Gb/s 50微米多模光纤,当VCSEL 工作在850nm时,最大距离限制为300米。许多研究表明,大约85%的局域网主干网可以在这一距离范围内实施完成(参见图4)。

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图 4: 构筑主干网时安装长度分布情况

光纤到桌面(Fiber-to-the-desk:FTTD)的部署情况

关于光纤到桌面的拓扑结构设计的一种选择是采用"集中式光纤敷设原则"。最近公布的TIA/EIA 568-B.1标准中规定了集中式光纤拓扑结构。该结构通过采用集中式电子设备,而不是每层分布电子设备的传统方法,使62.5、125 μm和 50 μm光纤到桌面的布线系统的设计和规划更简单、更方便。

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图 5: 集中式光纤敷设

Backbone Cable 主干电缆  Backbone Pathway  主干路径
Interconnect or Splice 互连或者插接  Telecommunications Closet 电信柜
Pull-through Cable 牵引电缆 Term.Pos. 终端位置
Centralized Cross-connect 集中式交叉连接 Term.Hdwr. 终端硬件
Equipment 设备 Equipment Room 设备机房
Horizontal Cable 水平电缆 Pathway 路径
Work Area 工作区      

  根据这一设计,最大水平布线距离为90米(300英尺),同时,水平、主干布线与工作区、交叉连接线的最大组合距离不应超过300米(984英尺)。通过保持300米(984英尺)的距离,62.5/125 μm 或 50 μm多模布线系统就可以支持未来的多千兆比特应用。

  因此,300米的光纤布线距离能够满足大多数的应用设计需求。

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