Wi-Fi 布线

Wi-Fi 布线概述

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,尽管速度较慢。其中部分原因就是,正如一位同事曾经告诉过我的,“无线中有很多线”。我们来探索一下您需要什么样的线来支持最新的无线网络。

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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 Gbps。Wave 2 设备从 2016 年开始发货。一些供应商已经提供可以达到 11 Gbps 速度的 802.11ax 设备。

在现实世界中,争用、干扰和距离限制将把这些技术的吞吐量限制到其理论最大值的 50%。即便如此,这些技术也可以轻松超过 1 Gbps —— 只要连接到接入点的线提供支持。

因此,如果一个 G 不够,那么这些高性能 Wi-Fi 接入点的明显选择就是 10 G,就是意味着铜缆,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 6A 类(如果长度限制为 30 米,则需要 6 类)以进行操作。而这对于现有设施是一个问题,因为外面安装的大多数线缆都是 5e 和 6 类。将现有线缆设备升级到 6A 标准是一项昂贵且耗时的工作。

旧线缆发挥新作用

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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。结果就是,IEEE 802.3bz 标准在 2016 年年末被采用,允许 2.5 和 5 Gbps 网络在 6 和 5e 类线缆上运行(有一些限制)。这使客户可以将其网络升级到数千兆位速率,而无需更换其线缆基础设施。这证明了通过安装和认证类别线缆提前规划的好处,可以让您的安装甚至为安装时没有想到的功能做好准备。

802.3bz 定义了两种通信技术:2.5GBASE-T 和 5GBASE-T。前者可以支持所有 Wave 1 802.11ac 实施,以及一些 Wave 2,而后者可以支持 Wave 2 甚至仍然待批准的 802.11ax。NBASE-T 实施是为了与当前的 BASE 标准共存,使用相同的物理接口并支持自动协商。这意味着用户可以部署 NBASE-T 交换机来支持 NBASE-T 设备,但它也可以与现有的 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,线缆的物理限制会给他们带来(至少在合理的价格点)无法解决的物理问题。这个问题与所谓的“外部串扰”有关 —— 信号从一根四线对线缆传输到相邻的四对线缆。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,问题就会凸现出来。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。如果线缆难以处理例如 5 Gbps,则各端的设备会“降档”到 2.5 Gbps。这可能会解决问题,但不是以您想要的方式。那么,您如何保证您的线缆可以支持最高的速度呢?

如上所述,线缆彼此靠近的距离越长,外部串扰就越成问题。包在大而紧凑、整齐的线束中的线缆就是会发现这个问题的地方。为此,NBASE-T 联盟制定了右边的图表。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。
  • 将 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

为接入点加电

以 IEEE 标准 802.3 af、at 和即将发布的 bt 为基础的以太网供电将电源和数据通信综合到了同一根四线对上。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供应器。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 为 13 W,802.3at 为 25.5 W,802.3bt 为 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。在 CAT 线缆上提供电源要求线缆的电阻要低 —— 如果电阻太大,电源会在到达接入点之前消耗掉。线对之间以及一对线之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干扰数据传输。如果您运行的是 NBASE-T 等高速网络,则最后一个问题会尤其严重。

好消息是,CAT 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,错误的安装技术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,传统的墙板和跳接线并不是必需的。和办公室计算机不同,它不会经常移动,因此墙板和跳接线并不是必要的成本和劳动力。

BICSI 和 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些新设计更易于使用。

新的 ANSI-TIA-568.2-D 标准包含此链路的测试定义,而测试仪制造商正在为其提供支持。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可选适配器(通常是专为跳接线设计的适配器)来测试该部分链接。好消息是,该适配器的成本可能低于安装 MPTL 时为此节省的成本。

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