超六类布线系统

超六类布线系统自2005年开始提出至今已有7个年头了，所经过的道路与六类布线系统一样，先得经过漫长的成长期，然后才会到达自然而然选择它的成熟期。
1 超六类布线系统的产品组成
　　超六类布线系统是万兆以太网的铜缆传输线路，也就是说它的诞生是为了在双绞线传输万兆以太网而研发的。由于原有的六类布线系统（带宽250MHz）已经不能提供万兆以太网所需的500MHz物理带宽，而更高等级的七类布线系统（600MHz）在当时又无法提供相应的RJ45模块和非屏蔽结构，所以这个传输等级的产品被起名为（超六类），链路和信道则称为。
　　超六类布线系统的基本组成就与各其他等级的铜缆布线系统一样，分有非屏蔽布线系统和屏蔽布线系统两大类，每一类中的产品依然是十分简单的：
　　▲非屏蔽布线系统
　　在理论上，超六类非屏蔽布线系统中的传输部件均为传输带宽大于或等于500MHz的产品，其中包含有非屏蔽双绞线、非屏蔽模块和非屏蔽跳线。事实上，绝大多数的超六类非屏蔽布线系统也确实是由这三样部件组成。而用于支持模块和封闭墙面的保障部件（如：面板、地插、配线架等等）则与六类布线系统完全通用。
　　△超六类非屏蔽双绞线
　　超六类非屏蔽双绞线在超六类布线系统中最为关键的部件，其结构依然是四对八芯对绞结构。有了双绞线，在双绞线的两端添加模块，就构成了埋设在墙内、天花上、地板下，在面板、配线架和机柜的保护下永远不会被人触及的永久链路。而在永久链路两端添加了跳线，就形成了从楼层配线架中的网络交换机至工作区中的电脑之间信息传输的通道：信道。
　　从理论上来说，凡是通过了超六类电气性能测试都可以被称为超六类双绞线。但是，由于超六类电气测试中包含有线间串扰测试，而在频率高达500MHz时，平行的两根双绞线之间由于分布电容的影响也会产生电磁干扰，这个干扰被称之为“线间串扰”。为了抵御线间串扰，各个布线厂商就开足脑筋，想出了各种解决办法，使非屏蔽双绞线的带宽达到了所需要的500MHz。
　　对于工程应用而言，双绞线采用哪一种结构并不重要，关键是双绞线的性能和造价是否能够接受。从这个意义出发，无论是线对之间安装椭圆形数字骨架、在护套内添加麻绳、将对绞绞距和群绞绞距加密，还是添加有屏蔽材料（不是指采用有金属丝网或完整的铝箔严密包裹的屏蔽双绞线），只要500MHz的电缆级测试合格的双绞线都是超六类双绞线。
　　在工程应用中，超六类非屏蔽双绞线的应用长度仍然为90米。在标准中，除了10M以太网外，超六类非屏蔽的对于各种以太网的应用距离都是90米。
　　除了常规结构外，还有一种带屏蔽材料的超六类非屏蔽双绞线，它在对绞芯线与护套之间添加了一层导电材料，利用导电材料在不接地时的抗电磁干扰特性降低线间串扰的影响。
　　△超六类非屏蔽模块
　　超六类非屏蔽模块是端接在超六类非屏蔽双绞线两端的连接部件，它是双绞线与跳线之间的连接器，由于跳线上带有水晶头，所以在模块的正面能够插入水晶头，背后则可以使用工具（或免工具）端接双绞线。借助于模块的连接作用，将双绞线与跳线快速连接成信息的传输通道，同时可以借助于模块面向跳线的快速插拔特性，使综合布线系统的“综合”特性得以发挥。
　　△超六类非屏蔽跳线
　　超六类非屏蔽跳线是暴露在使用者面前的信息传输电缆，由于跳线大多处于易扯动、经常移动的环境中，有时会弯折后放在包里，所以对跳线的要求之一是相当于双绞线而言更不易折断，为此跳线基本上都采用了多股软线绞合更生成每一根芯线，市场上最常见的跳线用软线是由8根7股芯线对绞成四对而成。
　　▲屏蔽布线系统
　　超六类屏蔽布线系统的产品组成与非屏蔽系统完全一样，在描述中仅仅只是将“非屏蔽”三个字改为“屏蔽”两个字：超六类屏蔽双绞线、超六类屏蔽模块和超六类屏蔽跳线。根据现行的标准，它们面向信息传输的基本特征与前述超六类非屏蔽产品完全相同，最直观的区别在于屏蔽布线产品多了一层抗电磁干扰的屏蔽材料。
　　△超六类屏蔽双绞线
　　超六类屏蔽双绞线采用铜丝网或铝箔作为抗电磁干扰的屏蔽材料，依据屏蔽层的位置，分有铝箔总屏蔽双绞线（F/UTP，带十字骨架）、铝箔线对屏蔽双绞线（U/FTP，无需十字骨架）、丝网+铝箔总屏蔽双绞线（SF/UTP，带十字骨架）、铝箔总屏蔽+铝箔线对屏蔽双绞线（F/FTP，无需十字骨架）和丝网总屏蔽+铝箔线对屏蔽双绞线（S/FTP，无需十字骨架）。在上述屏蔽双绞线中，仅采用总屏蔽技术的双绞线因屏蔽层无法同时抑制线对之间的电磁干扰，所以其中都含有十字骨架；带有线对屏蔽技术的双绞线因每对芯线均有屏蔽层保护，使NEXT值可以远优于标准参数，所以凡采用线对屏蔽技术的双绞线（U/FTP、F/FTP和S/FTP）非但不需要十字骨架，而且因双绞线群绞时的旋转，使它们对外部电磁干扰的抑制能力高于仅有总屏蔽层的双绞线。
　　双绞线抗电磁干扰的手段一般有三种：阻抗匹配、对绞和屏蔽，在非屏蔽双绞线中采用了前两项，在屏蔽双绞线中则全部采用。由于屏蔽技术对于抗电磁干扰的贡献远高于前两项，所以在超六类屏蔽双绞线中，线对绞距依然十分稀松，使铜丝的长度下降，由于铝价仅为铜价的1/4，所以在超六类屏蔽双绞线已经显现价格优势。
　　从抗电磁干扰的机理上看，由于综合布线的双绞线所遇到的电磁干扰均位于电磁场理论中的高频电磁场环境中，所以所面对的已经是电磁场中的电场分量和磁场分量。一般来说，对绞技术能够抑制磁场分量，屏蔽技术则抑制电场分量。所以，非屏蔽双绞线的抗电磁干扰原理是通过削弱磁场分量后，借助于电场分量与磁场分量的交替转换，最终达到使电磁干扰达标（如：线对间的近端串扰值、两根双绞线之间的线间串扰等等优于标准参数）的作用，而屏蔽双绞线则是采用对绞技术和屏蔽层，同时减弱了高频电磁场中的电场分量和磁场分量，使屏蔽双绞线的抗电场干扰能力远高于非屏蔽双绞线。借助于综合布线的常规性能测试，也可以窥见屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线的抗电场干扰效果。例一：在使用检测中内的双绞线电缆测试仪进行产品级性能测试时，线对屏蔽双绞线的NEXT值优于带十字骨架的非屏蔽双绞线，余量值达35dB以上，而带十字骨架的非屏蔽双绞线在NEXT值的余量比不带十字骨架的非屏蔽双绞线高出5dB。例二：在进行线间串扰测试时，铝箔线对屏蔽双绞线（U/FTP）的实测余量值相对铝箔总屏蔽+铝箔线对屏蔽双绞线（F/FTP）而言少了8dB。
　　普鲁斯特上海公司因性价比原因没有生产超六类非屏蔽双绞线，而基于各种屏蔽技术的差异，目前批量投产的超六类屏蔽双绞线均为能够同时抑制外部电磁干扰和线对电磁干扰的铝箔对对屏蔽双绞线（U/FTP）和铝箔总屏蔽+铝箔对对屏蔽双绞线（F/FTP）。
　　△超六类屏蔽模块
　　超六类屏蔽模块的屏蔽壳体分为金属薄板冲压壳体、整体铸造壳体和塑料镀金属壳体三大类，凭借目测和手感极其容易分辨：金属薄板冲压壳体有明显的缝隙，壳体厚度一般在0.5毫米左右；整体铸造壳体比较重，壳体厚度一般在2毫米左右；塑料镀金属则十分轻巧，光感比较好，金属厚度则以微米计算。
　　模块的屏蔽层主要用于抵御高频电磁场中的电场分量，其中有一项指标是“渗透深度”，它的含义是电场分量下降到1/e（约为37%）时的屏蔽层厚度，当屏蔽层的厚度达到为渗透深度的多少倍时，透过屏蔽层的电场分量将下降到1/e的多少次方，所以只要看两种屏蔽模块的屏蔽效果，仅需目测其屏蔽层的厚度，就可以定性地判断这两种屏蔽模块在电磁干扰能力上的差异。渗透深度的计算公式与屏蔽材料的导电率和导磁率都有关系，由于铜的导电率和导磁率均优于铝，所以模块的最佳屏蔽材料为铜。
　　△超六类屏蔽跳线
　　普鲁斯特公司的超六类屏蔽跳线也是采用多股软线作为芯线，屏蔽层则采用了最为高端的丝网总屏蔽+铝箔线对屏蔽技术（S/FTP）。
　　在选择屏蔽跳线时，需注意屏蔽模块与屏蔽跳线芯线之间的匹配性。因为在四节点信道测试、电子配线架的双配线架结构时，常用的手段都是将一根跳线剪成两根单端RJ45尾线，这时的芯线是否能够有效地端接在模块背后的IEC打线处，取决于跳线与模块之间的匹配性。
2 超六类布线系统的设计
　　超六类布线系统一般位于配线子系统，承载着楼层配线架到工作区之间的信息传输。它的设计方法可以依据GB 50311-2007标准中传统设计方法。所需要考虑的问题在于：
　　▲电气性能参数对于工程的价值
　　双绞线和永久链路的电气性能参数对于工程设计有着一定的参考价值。例如：电磁干扰是散布在整个信息传输通道中，其中双绞线承载了最多的外部电磁干扰，所以为了保证网络的信噪比，提高网络的实测误码率，就应该优先考虑超六类屏蔽布线系统。又如：NEXT值时工程中最关心的性能参数，而工程中大量的NEXT值不合格都来自于模块与双绞线之间的端接处，如果能够采用线对屏蔽双绞线把缆线中的NEXT值降低，则对于端接人员来说，就有了更大的富裕空间，使模块端接后性能测试的合格率得以提高，这是有些系统集成商在第一次使用屏蔽布线系统后，对测试合格率反而更高感到奇怪的原理解释。
　　电气性能参数对于设计和工程的作用是在对产品和标准的理解基础上，根据工程的具体情况进行了得与失的分析后才能得以发挥，所以在通常的设计中往往见不到它的身影，但对于高手而言，它将是一个非常有价值的武器。
　　▲超六类布线系统构成时的价格配比分析
　　在布线设计完成前，可以采用直方图对系统中每个产品的合计价对总报价的贡献进行分析，以确定报价的合理性和还可以降低价格的关注点。下图是一个实际的价格配比直方图：

　　从上图可以看出，对于超六类布线工程而言，超六类屏蔽双绞线、模块和跳线的总和造价约占综合布线总价的72%，其中又以超六类屏蔽双绞线最高，由此精确统计双绞线的数量和希望铜价下跌成为总报价下降的主要选择。
　　超六类布线系统并不可能只有传输部件而没有保障部件，同时如果它没有以光纤和大对数双绞线为核心构成的主干子系统和建筑群子系统相配合，也就只能在一个极小的面积中运行。所以，超六类布线系统的价格配比分析应该在一个完整的综合布线系统中进行，而不是仅仅是双绞线、模块和跳线之间的价格配比分析。
　　3超六类布线系统的施工
　　超六类屏蔽布线系统的施工手法与超五类、六类屏蔽布线系统的施工手法如出一辙：穿线、端接、测试、验收的方法基本上都不变，其中端接的基本原则依然是：
　　△铝箔屏蔽双绞线要求铝箔与接地导线与屏蔽模块的屏蔽层端接成一体；
　　△含丝网的屏蔽双绞线仅需丝网端接到屏蔽模块的屏蔽层端接成一体，铝箔全部暴露的铝箔全部剪除；
　　△屏蔽模块的进线孔全部进行屏蔽封闭。
　　具体做法可以参见CECS协会布线工作组的《屏蔽布线系统设计与施工技术白皮书》中的施工章节。
　　4超六类布线系统的测试
　　随着综合布线性能测试仪的不断发展和完善，超六类布线系统的测试越来越简单，只要配备了相应等级的测试仪器和测试组件，按下测试按钮就可以自动完成测试。需要注意的是跳线如果要测试，应在性能测试仪（如：Fluke公司或理想公司的性能测试仪）上配备跳线测试模块，进行跳线的单体测试。采用信道测试模块测试跳线时，其数值不能代表跳线的真实电气性能。
　　5数据中心内的超六类屏蔽布线系统产品
　　在超六类布线系统的产品序列中，除了常规的4对8芯水平双绞线、模块和跳线外，还有一些在数据中心内常见的产品：

预端接型屏蔽铜缆在数据中心的水平子系统中得以广泛的应用，它与预端接光缆一样，可以大大提高施工效率：一次性敷设了预端接铜缆后，两端的模块插入相应的配线架后，施工即以完成。而它相对与常规的4对8芯水平双绞线施工而言，在桥架上显得更为平整和美观。

　　6结束语
　　超六类屏蔽布线系统对于万兆以太网的推广是一种非常好的选择，在应用时应注意与万兆光纤布线系统互补，通过取长补短，各自发挥各自的优势，为智能建筑和数据中心内的万兆以太网应用提供最佳组合的传输线路。