文｜美國(guó)西蒙公司

任何人只要看一眼金融交易場(chǎng)所，就會(huì)明白這是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的環(huán)境。實(shí)際上，交易場(chǎng)所的IT網(wǎng)絡(luò)管理同樣是充滿挑戰(zhàn)的?！皩?duì)一個(gè)大的經(jīng)濟(jì)公司，一毫秒的優(yōu)勢(shì)就可能相當(dāng)于一年一億美金的價(jià)值。” 這段話指明了網(wǎng)絡(luò)速度和可靠性是至關(guān)重要的。除了對(duì)快速交易的需求之外，交易場(chǎng)所對(duì)信息和市場(chǎng)數(shù)據(jù)有著永不滿足的渴望。在每個(gè)交易桌上都有多個(gè)電腦連接和視頻、語(yǔ)音和更多的應(yīng)用匯聚。這種高密度的應(yīng)用本身就是種挑戰(zhàn)。

成功之道是面對(duì)這些交易場(chǎng)所所挑戰(zhàn)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，這就需要從網(wǎng)絡(luò)的最基礎(chǔ)元素——布線系統(tǒng)來(lái)考慮。

1 布線和延遲

金融IT人員現(xiàn)在已經(jīng)清晰地意識(shí)到延遲是很大的麻煩。事實(shí)上，在最近的一份華爾街和科技雜志的網(wǎng)站上，有一份民意調(diào)查提出的問(wèn)題是：“在您目前的基礎(chǔ)架構(gòu)和組織中處理和分析實(shí)時(shí)的交易數(shù)據(jù)所面臨的最大局限或挑戰(zhàn)是什么？”在所有的回答中，43.1% 都表示延遲是他們最大的擔(dān)憂。

延遲可以在網(wǎng)絡(luò)的任一位置被引入。有源設(shè)備例如路由器、交換機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備和其他都可能是延遲的源頭，并引起一些低效的應(yīng)用、處理和重發(fā)。連接這些可能引起延遲設(shè)備之間的公共的鏈路是布線基礎(chǔ)設(shè)施本身的瓶頸。如果一個(gè)IT經(jīng)理可以解決所有有源設(shè)備和相關(guān)應(yīng)用的問(wèn)題，最后卻發(fā)現(xiàn)布線系統(tǒng)的容量不夠，還是會(huì)帶來(lái)不可接受的延遲。

2 選擇低延遲的布線

有些布線系統(tǒng)例如Infiniband被稱為“零”或者“低”延遲的選項(xiàng)，事實(shí)上，很難指定一個(gè)布線系統(tǒng)為“低延遲”的解決方案，因?yàn)橛刑嗥渌木W(wǎng)絡(luò)因素可能會(huì)引起延遲。布線系統(tǒng)應(yīng)著重解決速度、容量和實(shí)用性的問(wèn)題，應(yīng)從根本上支持現(xiàn)在和未來(lái)的數(shù)據(jù)傳輸速率，并擁有一定的裕量。

3 光纖解決方案

就最佳吞吐量來(lái)說(shuō)，光纜布線有著明顯的優(yōu)勢(shì)。10Gbps的光纜布線有著納秒級(jí)的延遲，相比較而言，銅纜布線的延遲是毫秒級(jí)的。這使得光纜非常適合主干的應(yīng)用，為數(shù)據(jù)中心和單個(gè)交易場(chǎng)所之間提供高容量的連接。光纜布線還提供其他的好處，例如重量更輕、密度更高、電力消耗更少，以及產(chǎn)生的熱量更少。

在交易場(chǎng)所，光纜是交換機(jī)、路由器等高性能設(shè)備之間互連的最佳選擇。預(yù)端接的解決方案如“即插即用”光纖模塊，預(yù)端接的主干線纜可簡(jiǎn)化光通道的實(shí)施，并消除了現(xiàn)場(chǎng)端接的可變性和低效性。這些解決方案通常是定制的并可獲得性能上的保障。舉個(gè)例子，西蒙對(duì)每根預(yù)端接主干線纜都進(jìn)行性能測(cè)試，并在發(fā)貨時(shí)寄送單獨(dú)的測(cè)試報(bào)告，確保性能達(dá)到指定的水平。

從主干和樓層互連單元到水平結(jié)構(gòu)，光纖面臨著一些重大的挑戰(zhàn)。光纖到桌面在理論上是支持高帶寬的理想選擇，而實(shí)際上卻不能忽略光纖的不可操作性。

如今支持10Gbps的光設(shè)備（包括給電腦加裝光纖卡的成本）通常要比銅設(shè)備貴一倍，當(dāng)越來(lái)越多的10GBase-T銅纜產(chǎn)品進(jìn)入成熟的市場(chǎng)后，光和銅的設(shè)備價(jià)格差距將會(huì)更大。即使設(shè)備和電腦的升級(jí)沒(méi)有太大問(wèn)題，許多交易柜臺(tái)的設(shè)備，例如視頻、語(yǔ)音和PoE應(yīng)用，還是不可能在一個(gè)純光纖網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的。使用 FTTD來(lái)支持以太網(wǎng)連接將要求混合的布線基礎(chǔ)設(shè)施安裝，需要在光纖信道上結(jié)合雙絞線甚至還可能有同軸電纜。

那就是說(shuō)，光纖還沒(méi)有必要作為水平布線的解決方案。作為主干連接，光纖的低延遲、高容量和未來(lái)有保障的性能完全能克服其可觀的額外費(fèi)用以及較難實(shí)施所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

4 雙絞線銅纜

我們假設(shè)擁有10Gbps 光纜主干并在某些高性能的樓層設(shè)備互連中鋪設(shè)了光纜。你已經(jīng)了解到光纖到桌面的潛在優(yōu)勢(shì)和局限，并想在水平部分使用雙絞線，那你需要了解銅纜布線和相關(guān)延遲的什么內(nèi)容？

首先，我們對(duì)光纜的討論都是基于10Gbps解決方案的，我們對(duì)銅纜的討論也是一樣。10Gbps的銅纜要求就集中在三個(gè)選項(xiàng)：6A UTP、6A F/UTP和 7A S/FTP。

如果僅僅看標(biāo)準(zhǔn)對(duì) 6A類的要求，人們可能會(huì)推測(cè) UTP 和 F/UTP的性能大致一樣，而且他們支持 10GBase-T應(yīng)用的能力足夠滿足交易對(duì)容量的需求。

不管怎樣，還是有一些其他的性能特征將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的延遲。任何類別的非屏蔽銅纜比屏蔽銅纜更容易被噪音干擾。到了10Gbps，非屏蔽布線變成了自己的干擾源，在鄰近的線纜之間會(huì)產(chǎn)生線間串?dāng)_。雖然這本身不會(huì)引起延遲，但是收發(fā)器處理信號(hào)時(shí)需要消除這些串?dāng)_， 從而導(dǎo)致延遲。這個(gè)潛在的延遲會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能或多或少的帶來(lái)負(fù)面影響，并限制目前和未來(lái)的有源設(shè)備的應(yīng)用速度。屏蔽布線系統(tǒng)可以提供高層次的保障。

屏蔽布線系統(tǒng)由于提高了線間串?dāng)_的裕量，因此能支持簡(jiǎn)化的數(shù)字信號(hào)處理器，能為將來(lái)的應(yīng)用提供極有意義的延遲優(yōu)勢(shì)。在IEEE 802.3an標(biāo)準(zhǔn)中，最大的收發(fā)器延遲2.56μs，許多最初的10GBase-T收發(fā)器在使用非屏蔽系統(tǒng)時(shí)會(huì)遇到困難，滿足不了這個(gè)要求。由于要求在每個(gè)信道消除FEXT遠(yuǎn)端串?dāng)_，對(duì)于非屏蔽系統(tǒng)來(lái)說(shuō)收發(fā)器也可能難以滿足。

在最近一次由KeyEye通信公司和西蒙公司共同舉辦的研討會(huì)上談到，7A/ FA布線的FEXT值比起6A/EA非屏蔽信道至少低20dB。這就使得信道中對(duì)FEXT消除器的需求降低了，并在信號(hào)傳輸時(shí)支持更低的延遲。 正在進(jìn)行的研究顯示與屏蔽布線性能相關(guān)的優(yōu)勢(shì)將促使屏蔽系統(tǒng)越來(lái)越多的被下一代以太網(wǎng)應(yīng)用作為理想的媒介而更多的應(yīng)用。

當(dāng)6A類屏蔽和7A類屏蔽銅纜被推薦作為金融交易場(chǎng)所的水平布線時(shí)，布線安裝的質(zhì)量也非常重要。例如，西蒙認(rèn)證的安裝商都需要成功完成獲得ISO認(rèn)證的培訓(xùn)課程。申請(qǐng)的公司必須證明其長(zhǎng)期的業(yè)務(wù)穩(wěn)定性和獨(dú)立的行業(yè)資格。只有西蒙認(rèn)證的安裝商才可以申請(qǐng)到完整的系統(tǒng)質(zhì)保。

即使高質(zhì)量的安裝也必須通過(guò)確認(rèn)。所有的鏈路都要經(jīng)過(guò)校對(duì)過(guò)的使用最新版本硬件和軟件測(cè)試儀的測(cè)試。有些公司常犯的錯(cuò)誤是使用階段性的隨機(jī)性測(cè)試，或者僅憑線纜外皮上的級(jí)別標(biāo)記來(lái)判斷性能，這將不能保證延遲的性能和無(wú)故障運(yùn)行。不恰當(dāng)?shù)陌巡煌悇e的銅纜或不同級(jí)別的光纖混合會(huì)導(dǎo)致性能降低到期望值以下。

除了基本的確認(rèn)性能的測(cè)試外，10Gbps非屏蔽布線還需要外部串?dāng)_現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試—— 一個(gè) 24端口的配線架通常需要耗時(shí)4小時(shí)的測(cè)試。而F/UTP和S/FTP屏蔽布線已通過(guò)屏蔽層完全控制了外部串?dāng)_，就不需要在現(xiàn)場(chǎng)做外部串?dāng)_的測(cè)試。

5 交易場(chǎng)所的匯聚和密度

通過(guò)以上的信息，我們很清楚的知道如何限制可能的延遲：選擇最高性能的布線并確保正確的安裝。遺憾的是，對(duì)于交易場(chǎng)所的IT來(lái)說(shuō)，他們面臨的挑戰(zhàn)還不止這一個(gè)，交易桌面本身就可能是個(gè)連接的噩夢(mèng)。

現(xiàn)代的交易桌面必須實(shí)現(xiàn)令人驚奇的通訊和信息傳遞。以太網(wǎng)連接通過(guò)多個(gè)PC提供市場(chǎng)資料和內(nèi)部數(shù)據(jù)。還需要更多個(gè)連接來(lái)支持交易。多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)直播的視頻內(nèi)容和語(yǔ)音線也需要更多的連接，一個(gè)典型的交易桌面通常要求支持至少8個(gè)數(shù)據(jù)輸入，4個(gè)交易終端，4個(gè)語(yǔ)音線，4個(gè)視頻內(nèi)容。另外，由于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵特性，通常會(huì)安裝一些額外的備份連接。不管工作區(qū)用來(lái)傳輸這些服務(wù)的有源設(shè)備類型或配置如何，有一點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，他們需要更多的布線和連接。

在許多交易樓層，各種不同的應(yīng)用需求導(dǎo)致每個(gè)桌子有多種多樣的布線配置。不斷增加的應(yīng)用需求以及頻繁的移動(dòng)、增加和更改更是加劇了復(fù)雜性。單個(gè)桌子可能有6類的以太網(wǎng)信道來(lái)支持交易，5e類來(lái)支持VoIP、傳統(tǒng)語(yǔ)音，同軸線纜來(lái)支持視頻和其他應(yīng)用。每次增加新的服務(wù)時(shí)，都需要增加新的信道。

先不談管道和設(shè)施的填充率，這已經(jīng)對(duì)管理帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。故障追蹤會(huì)變得很困難，移動(dòng)、增加、更改變得極其耗時(shí)，而且很多跳線會(huì)變得亂糟糟的。幸運(yùn)的是，匯聚可以減緩布線和連接的挑戰(zhàn)。所有這些服務(wù)可以在一個(gè)IT網(wǎng)絡(luò)上得到支持。理論上，你可以運(yùn)行多個(gè)同樣的信道到每個(gè)交易桌面，極大地簡(jiǎn)化布線和連接?，F(xiàn)在剩下一個(gè)問(wèn)題就是選擇哪一個(gè)布線設(shè)施？

先前，我們討論過(guò)光纖到桌面。就性能來(lái)說(shuō)這是非常不錯(cuò)的，但若采用單個(gè)解決方案來(lái)支持所有的交易桌面的需求是不可行的。我們也談到了交易桌面需要10Gbps布線。6A類屏蔽和非屏蔽都可以支持 10Gbps，不過(guò)6A屏蔽具有更好的延遲性能，所以6A屏蔽是更適合10Gbps的布線。但是對(duì)于語(yǔ)音和視頻來(lái)說(shuō)，6A類不是必需的，而且對(duì)一些低速的以太網(wǎng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)6A類也顯得過(guò)于超前。因此采用6A類和光纖混合的布線基礎(chǔ)設(shè)施。

從表面來(lái)看，7A類布線和6A類非常相似，對(duì)一些高速應(yīng)用非常好，對(duì)其他一些應(yīng)用可能會(huì)過(guò)度超前。不過(guò)，基于西蒙公司TERA連接的7A類解決方案提供了線纜共享的能力，使得7A類更能勝任綜合應(yīng)用的環(huán)境。

6 7A類布線和線纜共享

線纜共享是指在單根線纜上運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用。利用TERA 7A類模塊的接口，在單根線纜和單個(gè)模塊上即可支持4個(gè)應(yīng)用。

TERA模塊中4個(gè)相互絕緣隔離的插孔，配合一系列1對(duì)、2對(duì)和4對(duì)跳線，可以支持多種不同應(yīng)用的組合：一個(gè)7A類接頭能支持遠(yuǎn)超出10GBase-T的應(yīng)用；兩個(gè)10/100以太網(wǎng)連接；一個(gè)1對(duì)連接的視頻，一個(gè)1對(duì)連接的傳統(tǒng)語(yǔ)音和一個(gè)2對(duì)連接的10/100以太網(wǎng)；兩個(gè)2對(duì)連接的VoIP；四個(gè)CATV視頻以及各種其他的組合。

利用一個(gè)理想的交易桌面，我們來(lái)看看基于混合布線和一個(gè)TERA布線的連接需求。

混合布線：為高速交易系統(tǒng)和內(nèi)部數(shù)據(jù)部署兩個(gè)6A信道；為四個(gè)10/100以太網(wǎng)的市場(chǎng)數(shù)據(jù)內(nèi)容部署四個(gè)6類或 5e類的信道；為模擬電話部署兩個(gè)3類或5e類信道；為CATV部署兩個(gè)同軸信道；總計(jì)10個(gè)布線信道。

TERA：為高速交易系統(tǒng)和內(nèi)部數(shù)據(jù)部署兩個(gè)7A類信道；為四個(gè)10/100以太網(wǎng)的市場(chǎng)數(shù)據(jù)內(nèi)容部署兩個(gè)7A類信道；為兩個(gè)模擬電話和兩個(gè)CATV部署一個(gè)7A類信道；總計(jì)5個(gè)布線信道。

在線纜共享中還有許多明顯的好處。線纜的減少會(huì)在材料、安裝和以后的管理中都帶來(lái)成本效益。這些潛在的節(jié)省已經(jīng)在一些現(xiàn)實(shí)的安裝中得到驗(yàn)證。Robert Bosch Ltd在他們的英國(guó)總部采用了7A類TERA解決方案并實(shí)現(xiàn)了顯著的節(jié)省。

Robert Bosch Ltd IT基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)理Trevor Lavender說(shuō)：“為了支持未來(lái)的需求，Bosch的標(biāo)準(zhǔn)配置是樓層布線中每個(gè)工作區(qū)或每個(gè)辦公桌設(shè)置三個(gè)信息模塊。如果我們采用5e類、6類或6A類，那就意味著每個(gè)辦公桌有三根線纜連到機(jī)房。然而，由于我們采用了TERA 7A類解決方案，其共享線纜外皮的技術(shù)使得我們只需要配置兩根線纜和兩個(gè)模塊，即可以支持四個(gè)10/100設(shè)備或者語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的混合。事實(shí)上，一開(kāi)始大部分的辦公桌都只用了一個(gè)TERA模塊來(lái)支持 一個(gè)100Mbps數(shù)據(jù)連接和一個(gè)電話，另一個(gè)TERA模塊預(yù)留，為將來(lái)的千兆/萬(wàn)兆需求做好準(zhǔn)備”。

“這個(gè)線纜外皮共享技術(shù)帶來(lái)的實(shí)際成本效益是我們用了以往5e類解決方案，同樣的費(fèi)用卻得到了更多的信息模塊和更多的未來(lái)升級(jí)保證” 。

當(dāng)我們探究線纜共享和TERA的成本節(jié)省時(shí)，還有一點(diǎn)很重要的是空間，這是一個(gè)關(guān)鍵交易所面臨的最大挑戰(zhàn)之一。TERA模塊可以插進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的RJ45插座，并使用比絕大多數(shù)10Gbps 6A類非屏蔽線纜還要細(xì)的線，這就意味著能夠支持四個(gè)應(yīng)用的TERA信道的物理空間只相當(dāng)于一個(gè)RJ連接的物理空間。

除了空間、管理以及減少的布線信道所帶來(lái)成本效益之外，TERA模型還提供了極大的靈活性和易擴(kuò)展性。所有的信道都無(wú)需更改，今天支持10Gbps的一個(gè)模塊可以在明天改成支持四個(gè)CATV的信道，唯一要做的只是交換一下跳線。每個(gè)交易桌面的幾個(gè)信道可以靈活地支持無(wú)窮盡的連接的組合。而且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)性能需要升級(jí)時(shí)，所有已安裝的信道都能夠支持10Gbps以及更高的應(yīng)用。

事實(shí)上，為了準(zhǔn)備未來(lái)的FA級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，IEC國(guó)際委員會(huì)以壓倒性的優(yōu)勢(shì)批準(zhǔn)了基于TERA接口的IEC 61076-3-104 Ed.2.0標(biāo)準(zhǔn)。由7A類元器件組成的總體FA級(jí)布線信道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了上至1000MHz的帶寬，并著力于支持下一代超過(guò)10GBase-T的數(shù)據(jù)應(yīng)用。基于目前IEEE 高速研究小組的工作，下一代應(yīng)用將是40Gbps和100Gbps。簡(jiǎn)單地說(shuō)，目前可以用來(lái)支持四個(gè)電話的TERA布線在未來(lái)也可以支持40Gbps甚至100Gbps。

就如前面所說(shuō)，交易桌面對(duì)快速交易、信息和市場(chǎng)數(shù)據(jù)有著迫切的需求。這促使了應(yīng)用匯聚并引起了IT網(wǎng)絡(luò)管理的一系列連鎖反應(yīng)。在幾乎所有的案例中，這些挑戰(zhàn)都需要全網(wǎng)絡(luò)接入，這些接入需要從網(wǎng)絡(luò)最基本的元素——布線系統(tǒng)開(kāi)始。