电缆共享 – 独特、创新的 7A 类应用

经过反复讨论，电信行业协会（TIA）TR-42.7 铜缆布线小组委员会采用了 “8 类 “作为其下一代平衡双绞线布线系统的命名，该系统最终将支持每秒 40 千兆比特（Gb/s）的双连接器通道，最长可达 30 米（m[98 feet (ft)] ）。TIA 从 6A 类到 8 类的连续变化有可能在业内引起一些混乱，有些人可能会问：”那 7 类呢？

IT 经理和最终用户可以放心，目前确实存在基于标准的 7 类和 7A 类。此外，7/7A 类还具有无干扰电缆共享的优势，即通过双绞铜缆通道的不同线对运行多个应用，从而降低成本、简化电缆管理并将应用汇聚到单一介质类型上。

基于标准的概念

7A 类是已公布性能标准支持的最高等级双绞铜缆。它是欧洲市场的热门选择，在美国和拉美等其他地区的市场占有率也很高。2010 年，国际标准化组织 (ISO) 根据 ISO/IEC 11801 第 2 版修正案 2 批准了 7A 类（FA 级），这是一种全屏蔽系统，带宽高达 1000 兆赫 (MHz)。在此之前，第 7 类（F 级）布线于 2002 年获得 ISO/IEC 批准，带宽可达 600 兆赫。在本文中，我们将提及 7A 类，因为它是最新的 7 类标准。

ISO/IEC 为 7A 类指定了两种连接器选择–一种是 IEC 60603-7-7 所定义的 RJ 型连接器，另一种是 IEC 61073-3-104 所定义的非 RJ 型连接器。RJ 型连接器具有内部 6A 和 7A 类电路。其 6A 类电路向后兼容，可接受 6A 类和更低类别布线中使用的 8 位置、8 触点（8p8c）RJ 式模块插头接口。其 7A 类电路通过插入一个特殊的非 RJ 式插头激活，该插头与插口外侧四个角上的触点啮合（见图 1）。

非 RJ 型连接器采用隔离式象限触点设计（见图 2）。它适用于标准 RJ-45 尺寸的模块插口，并通过混合跳线向后兼容 6A 类和更低类别的布线。非 RJ 型设计提供了一个标准化接口，具有创新的电缆共享功能。

电缆共享是指在双绞铜缆的不同线对上运行多个应用程序。电缆共享的常见传统例子包括在一根 25 对电缆上运行 12 个 10 兆比特/秒 (Mb/s) 信道，或使用 Y 适配器（分线器）将线对分开，以便在一根电缆上创建单独的语音和传真线路。

虽然电缆共用的做法早在二十多年前就被电信专业人士所接受，并且早在 1991 年就在 TIA 和 ISO 标准中得到认可，但电缆共用直到采用 7A 类等全屏蔽布线系统后才开始流行起来。这是因为非屏蔽双绞线 (UTP) 布线系统的内部串扰耦合（包括近端和远端）使得用户难以预测多应用是否能在一根电缆中共存。事实上，标准提醒用户，在决定哪些应用可以共用一条 UTP 电缆时，应注意在类似频段工作的应用所产生的串扰可能会相互干扰。另一方面，全屏蔽 7A 类布线可确保线对之间有足够的噪声隔离，以支持多个应用，或任何一个应用在四线对通道上的多次出现。

ISO/ IEC 15018 等一些标准特别建议在通道空间有限的情况下考虑电缆共用，并将非 RJ 型 7A 类接口（IEC 61073-3-104）确定为这种应用的首选连接器样式。该接口采用隔离象限设计，可轻松接入通道的一对或两对，从而更好地适应电缆共用（见图 3）。

共享和类似共享

使用 IEC 61076- 3-104 7A 类非 RJ 型连接器时，单根电缆最多可共享四个应用。电缆和连接器的结构使这一功能成为可能。与任何 7A 类布线通道一样，所有四个屏蔽线对都端接到一个插座上。不过，非 RJ 型插座除了可以接受 4 对线缆外，还可以接受 4 条 1 对线缆、2 条 2 对线缆或两者的组合，而无需使用分线器或适配器。这种灵活性可将各种应用汇聚到一根电缆上，从而减少布线量，并减少与使用较低等级电缆的多条线路相关的所需通道空间。

支持电缆共用的模块化软线一端端接 1 对、2 对或 4 对非 RJ 型连接器，这些连接器可与 IEC 61076-3-104 7A 类连接器的一个、两个或全部四个象限相匹配。模块化软线的另一端端接适当的有线接口连接器，如用于语音的 RJ-11 插头或用于以太网的 RJ-45 插头（见图 4）。带集成平衡器或模块连接的软线可连接至

F 型平衡适配器可用于有线电视 (CATV) 等单对视频应用。事实上，FA 级电缆是支持所有数字 CATV 频道（最高约 700 MHz）的合适电缆等级，因为它具有扩展的频率特性。与同轴实施一样，根据输入信号强度、布线长度以及分配的最高和最低频道，可能需要进行放大，以支持某些通过双绞线布线的 CATV 部署。BNC 型平衡适配器也可用于闭路电视 (CCTV) 应用。

虽然大多数商业环境按照行业标准在每个工作区至少提供两个插座，但有些环境需要在一个工作区支持两个以上的应用程序。例如，在医疗设施中，一些病人康复室的单个工作区需要 15 个以上的应用。其中许多高密度工作区只需支持低速应用。利用 7A 类和 IEC 61076-3-104 非 RJ 型连接器的电缆共享功能，单个插座可支持多个 1 对和 2 对低速应用，或一个 4 对高速数据应用，如 1000 Mb/s (1000BASE-T) 或 10 Gb/s 以太网 (10GBASE-T)。

使用两个 7A 类非 RJ 型连接器的双出口工作区可支持的应用数量比使用低类别电缆的典型双出口工作区多，而且浪费更少。具体来说，如果一个 4 线对通道专门用于通过 1 线对、2 线对或 3 线对进行传输的应用，那么未使用的线对就会被消除，从而大大减少了所需电缆的数量，进而降低了路径成本和电缆管理的复杂性。表 1 显示了一些典型的单线对和双线对应用，这些应用可通过电缆共享轻松实现。

电缆共享的实施方法非常灵活，支持多种配置。例如，在一个呼叫中心，四个座席组成一个工作小组，每个小组都需要一部模拟电话和一个互联网连接。这个小组的工作区插座可以包含一个 7A 类非 RJ 型连接器，以支持四部 1 对模拟电话，另外四个插座用于高速数据。换句话说，工作区的五个插座可以为所有四个座席提供服务，而不是八个单独的插座。在这种情况下，呼叫中心通常可以节省 10% 以上的材料成本，并将插座总数减少 39%。

在设计电缆共享解决方案时，对所支持的应用类型进行规划并了解其设备生命周期至关重要。必须确保布线基础设施能够支持未来的应用和升级。因此，所有电缆共享解决方案的推荐做法是至少为数据提供一个专用插座，为其他低速 1 对和 2 对应用提供一个插座。这有助于轻松迁移到需要所有四对线对传输的高速数据应用。

让电缆共享发挥作用

罗克山市位于南卡罗来纳州中北部，是一个不断发展的社区，拥有 67,000 名居民，面积超过 36 平方英里。这座城市既有历史悠久的魅力，也有负责任的扩张，是南卡罗来纳州夏洛特地区唯一的大城市。当市政所有的罗克山公用事业局决定新建一个三栋楼的园区来容纳行政办公室、商店和仓库时，他们需要一个多功能的网络来支持从视频、网络电话 (VoIP) 和模拟电话到 CATV、视频监控、IP 广播和数据的所有功能。

“我们通常会在每个工作区设置四个插座，以支持各种应用，包括一个用于视频的同轴插座。我们需要通过 CATV 跟踪天气和其他重要的紧急信息，同时还支持用于培训和数字标牌的视频，”该市信息技术系统（ITS）部门的 Brenda Roof 说。”虽然我们的预算是 6A 类系统，但当我看到使用 7A 类非 RJ 型连接器的电缆共享概念时，觉得它的用途非常广泛。

在对 7A 类和电缆共享进行深入研究，包括与技术专家会面后，Roof 说服她的上级，该解决方案是满足他们需求的理想选择。”这不是一个简单的决定，”她说。她说：”当我们第一次招标时，我是个异数。大多数布线承包商都劝我们采用 6A 类。Roof 坚持己见，最终找到了一家制造商，该制造商能够支持她部署 7A 类和电缆共享的决定，包括为安装人员以及城市的 ITS 和公用事业部门人员提供现场培训和认证。

通过部署非 RJ 型 7A 类连接器和实施电缆共享，Rock Hill 公用事业部门能够显著减少布线、插座和所需人工的数量。通过使用端接至 F 型连接器并具有集成平衡器的混合线缆，他们还能够在不足 175 英尺的线路上不再使用同轴电缆来支持 CATV、监控和其他视频应用。”市政 ITS 部门的 Larry Williams 说：”我们不再在每个工作区设置四个插座，而是减少到两个。”对于我们的大多数用户来说，一个插座提供两对 10/100BASE-T 连接到计算机，两对连接到 VoIP 电话。然后，我们在第二个插座中增加四对线对，以支持打印机、模拟电话和传真机等各种其他设备，或迁移到 4 对 1000BASE-T 连接。

对于 CATV 和其他视频应用，Rock Hill 公用事业部能够通过一个插座支持多达四台电视机。”Roof 说：”由于省去了额外的插座和大部分用于视频的同轴布线，我们的人工成本减少了一半。”有了 7A 类插座，我们在需要移动人员时也不必担心。就像使用不同的跳线一样简单。有了定制线缆，他们甚至能够支持需要交叉电缆的现有数字电话系统

Rock Hill 公用事业部最终在行政大楼安装了 480 个 7A 类插座，在车间安装了 203 个，在仓库安装了 42 个。”Roof 说：”该系统现已投入运行，如果有机会重来一次，我会选择相同的系统并使用电缆共享。

更多分享

除电缆共享功能外，7A 类电缆还具有其他优点。由于采用全屏蔽设计，7A 类电缆比非屏蔽双绞线 (UTP) 低类别电缆具有更高的性能。在较高频率下，使用独立屏蔽线对几乎消除了线对之间的内部串扰和外部电缆对电缆的外来串扰，包括电缆沿线以及工作区和电信机柜中连接器之间的串扰。因此，它能够支持 10 Gb/s 的应用，而无需像使用 UTP 电缆时通常需要的任何额外缓解措施。

电缆的外层整体编织屏蔽提供了额外的强度和低阻抗接地路径。外部屏蔽可接收来自外部的低频噪音，并有效地将其传导至地面，从而提供出色的抗电磁干扰和射频干扰（EMI/RFI）能力，这些干扰常见于医疗保健和工业设施等各种环境中。

虽然第 8 类现在可能即将出现，但第 7A 类是现有的基于标准的系统，可提供电缆共享、更高的带宽容量和 100 米以上的电磁干扰/射频干扰抗扰度等优势。在 1000 MHz 以下，拟议的 8 类性能限制目前还达不到 7A 类的规定。ISO/ IEC 已经开始展望全屏蔽布线的未来。即将定稿的 IEC 61076-3- 104 第 3 版将把 IEC 61073-3-104 7A 类非 RJ 型连接器的性能扩展到 2 GHz（与暂定的 8 类频率相同）。

在 40 Gb/s 以太网 (40GBASE-T) 应用的信号处理能力最终确定，以及可以进行更先进、更有代表性的实际分析之前，保证任何介质的 40GBASE-T 应用支持距离还为时尚早。不过，采用非 RJ 型连接器及其独特的隔离象限设计的全屏蔽系统似乎最终将在一定程度上支持下一代 40 Gb/s 的速度，同时提供电缆共享的创新功能。基于标准的 7A 类今天已经出现，并将继续存在。