前言

　　基于云計算、物聯網等新技術的不斷發展和應用，網絡對于帶寬的需求越來越高，尤其在云計算環境下的數據中心將大量基于虛擬化技術，從而最大化的提高服務器設備的利用率，這就需要更高的帶寬布線系統來支持云計算數據中心的網絡通信，10G（萬兆以太網）應用已經成為主流，40G/100G作為云計算數據中心主干的發展也將越來越多的被成為用戶關注與試用。

　　隨著ISO/IEC11801以及ANSI/TIA568C.2等主流標準對萬兆銅纜性能的定義，基于銅纜作為傳輸介質的萬兆以太網已經大量應用于各類數據中心的布線中，加上銅產品設備在成本上的絕對優勢，與千兆以太網類似的、萬兆銅纜（超六類銅纜）將在萬兆以太網的傳輸介質上占有相當的優勢。

　　一、萬兆以太網的發展狀況

　　自上世紀70年代提出并實現以來，以太網憑借自身的技術優勢占據了全球局域網市場90%以上的份額，從最初的不到10M發展到了現在的10G。

　　隨著數字圖書館、在線影視欣賞、網絡教學、視頻會議以及BT下載等新技術的大規模應用，甚至由于病毒導致的帶寬占用，都令用戶的網絡系統對于帶寬的需求越來越高，傳統的千兆網絡已經無法滿足支持現代應用技術的需求，不僅僅數據中心的主干網絡要求萬兆以太網的支持，當前相當多樓宇布線的數據主干網絡也已經開始大量采用萬兆以太網。

　　根據英特爾的預測2011年萬兆端口使用量將突破500萬，IDC預計到2013年萬兆以太網出貨量會首次超過千兆網。對于服務器端口方面，根據一份來自Intel&Broadcom在2007年的預測報告可以看出：在未來的5年里，萬兆服務器設備將得到大規模的使用，如圖1。

　　來自數據分析研究機構的市場分析數據也表明萬兆以太網在數據中心的大規模應用，根據CrehanResearch的市場分析報告，目前全球大約安裝了1.70億個1GbE數據中心和服務器級端口，大約安裝了2500萬個10GbE端口、10GbE目前僅占所有已安裝的以太網端口的13%。CrehanResearch預計2012年10GbE將增至年度市場總出貨量的37%，到2014年它將成為占據統治地位和事實上的數據中心網絡連接；TheLinleyGroup今年1月的分析報告也預測10GbE將會有很大的增長，預計到2014年10GbE網卡/LOM（LanOnMotherboard，主板自帶以太網接口）的出貨量將超過1600萬。

　　為滿足不同領域應用以及相關傳輸條件的要求，自2002年第一個萬兆以太網標準IEEE802.3ae發布以來，IEEE又分別于2004年推出802.3ak，2006年發布802.3an、802.3aq以及2007年的802.3ap等一系列的萬兆以太網標準規范。再加上其他相關規范，萬兆以太網的相關標準超過10個，按照不同的應用范圍可以分為三類：1、基于光纖的局域網萬兆以太網規范；2、基于雙絞線的局域網萬兆以太網規范；3、基于光纖的廣域網萬兆以太網規范。各種萬兆以太網傳輸協議之間的對比關系見表1。

　　二、萬兆銅纜布線系統的應用

　　2002年頒布的IEEE802.3ae萬兆以太網標準是基于以光纖為傳輸介質傳輸10Gb的數據流，但由于成本的原因極大地限制了這項技術的發展和應用。在2006年萬兆的光交換機端口的發貨量只有30萬，相比同時期1000Base-T每個月就有5-6百萬端口的發貨量。

　　為加快萬兆以太網技術的應用并降低成本，以滿足將來網絡技術及應用的發展需求，在2002年末，10GBase-T委員會主席Mr.BradBooth召集了一次會議，提出了發展基于100米雙絞線應用的萬兆以太網新標準。在經過4年的討論和發展后，最終在2006年頒布了IEEE802.3an基于10GBase-T規范的萬兆以太網新標準，10GBase-T傳輸協議下的萬兆以太網成本只有10GBase-SR的60%左右、得到了非常明顯的降低。標準制定者依靠：損耗消除、模擬到數字轉換、線纜增強和編碼改進4項技術構件使10GBase-T變為現實。

　　10GBase-T萬兆以太網可提供10倍于千兆以太網的傳輸帶寬，也提供了諸多面向虛擬機的傳輸特性，此外10GBase-T依然采用傳統的RJ45作為其連接器，連接器的安裝和維護都非常方便，同時又很好的兼容了以往的千兆、百兆以太網絡，因此10GBase-T被認為是未來市場上最有可能大規模采用的萬兆技術。因此對應于10GBase-T采用的RJ45接口方式，萬兆銅纜（水平雙絞線）在萬兆以太網傳輸介質中所占的比例將大大增加，根據Intel的市場預測在2012年10GBase-T在萬兆以太網中所占的比例將達到36%、2013年這一比例還會進一步擴大到44%。

　　一份基于數據中心應用的、來自FTM咨詢公司發布的數據也說明：在數據中心布線中，銅纜布線相對于光纜布線所占比例更高。報道稱：中小型數據中心以銅纜布線為主，只有大型數據中心才主要選擇光纜布線，通過分析發現到2015年：中小型數據中心布線將達到58億美元的投資額，而大型數據中心的布線投資額只有約26億美元。

　　另外還有來自相關標準方面的要求，目前主要針對數據中心設計的相關標準對于傳輸介質方面的選擇，萬兆銅纜（Cat6A）也已經是數據中心銅纜布線系統的首要選擇。

　表2數據中心布線系統傳輸介質選擇等級要求

　　　無論是來自設備廠家如Intel等的市場預測、專業咨詢機構如FTM的市場分析數據，還是根據相關國內外標準對傳輸介質的要求，我們都能看出萬兆銅纜在萬兆以太網應用中都將占有相當大的比例，萬兆銅纜的應用前景依然非常樂觀。

　　三、萬兆銅纜布線系統的思考

　　作為萬兆以太網傳輸介質之一的萬兆銅纜，和以往雙絞線最大的區別就在于需要解決外部串擾（AXT）的影響，外部串擾被認為是萬兆以太網最重要的噪聲來源、具有統計隨機性，其引起的危害無法通過網絡設備上的DSP（數字信號處理器）得以消除。隨著萬兆端口出貨量的上升，相應的端口成本也將得到大幅度的下降，導致10GBase-T和10GBase-SR之間的成本優勢越來越低。再加上由于銅資源的緊缺、光進銅退的呼聲不斷，以及數據中心網絡需求和架構的變化等因素，因此萬兆銅纜布線系統的應用也存在相當多的挑戰，這些挑戰主要來自于三個方面：銅纜本身的、設備因素以及網絡應用和架構因素。

　　1、萬兆銅纜本身的影響因素

　　銅纜在傳輸萬兆數據時所對應的頻率達到500MHz，在如此高頻率下的傳輸性能對于外界干擾非常敏感，因此萬兆銅纜需要解決的問題必須包含兩部分：線纜本身線對間的串擾（NEXT）；來自相鄰線纜線對間的串擾（AXT）。NEXT可以通過對不同線對設計合適的絞距加以消除，這一技術已經非常成熟。AXT則主要是來自于不同線纜間的相同線對，僅僅通過設計合適的絞距無法消除這類干擾，這就需要對布線結構進行特殊的設計，比如通過增大線纜直徑、增加配線架模塊間隔或采用屏蔽技術等消除，如圖2的萬兆銅纜結構。