网络布线基础设施 – 金融交易场所隐藏的高速公路
任何人只要看一眼金融交易场所，就会明白这是一个充满挑战的环境：身体活动，喧哗声，压力。实际上，交易场所的IT网络管理同样是充满挑战。 “对一个大的经济公司，一毫秒的优势就可能相当于一年一亿美金的价值。” (信息周刊)这段话指明了网络速度和可靠性是至关重要的。除了对快速交易的需求之外，交易场所对信息和市场数据有着永不满足的渴望。每个交易桌都连着多个电脑，并汇聚着视频、语音和更多的应用。这种高密度的应用本身就是种挑战。
成功之道是面对这些IT挑战实现交易场所的全网接入，这就需要从网络的最基础最根本的元素：布线系统开始考虑。
布线和延迟
金融IT人员现在已经清晰地意识到延迟是很大的麻烦。事实上，在最近的一份华尔街和科技杂志的网站上，有一份民意调查提的问题是：“在您目前的基础架构和组织中处理和分析实时的交易数据所面临的最大局限或挑战是什么？”在所有的回答中，43.1% 都表示延迟是他们的最大的担忧。
延迟可以在网络的任一位置被引入。像路由器、交换机、存储设备和其他有源设备都可能是延迟的源头，并引起一些低效的应用、处理和重发。连接这些可能引起延迟的设备之间的公共的链路是布线基础设施，其本身也可能是瓶颈。如果一个 IT 经理可以解决所有有源设备和相关应用的问题，最后却发现布线系统的容量不够，还是会带来不可接受的延迟。
选择低延迟的布线
有些布线系统例如Infiniband 被称为“零”或者“低”延迟的选项，事实上，很难指定一个布线系统为“低延迟”的解决方案，因为有太多其他的网络因素可能会引起延迟。布线系统应着重解决速度、容量和实用性的问题，应从更本上支持现在和未来的数据传输速率，并拥有一定的裕量。
光纤解决方案
就最佳吞吐量来说，光缆布线有着明显的优势。10Gb/s的光缆布线有着天然的纳秒级的延迟，相比较而言，铜缆布线的延迟是毫秒级的。这使得光缆非常适合主干的应用，为数据中心和单个的交易场所之间提供高容量的未来有保障的连接。 此外，光缆布线还提供其他的好处，例如重量更轻、密度更高、电力消耗更少，以及产生的热量更少。
在交易场所，光缆是交易群组中交换机、路由器等高性能设备之间互连的最佳选择。预端接的解决方案例如 “即插即用”光纤模块，预端接的主干缆可简化光通道的实施，并因消除了现场端接的可变性和低效性而改善性能。这些解决方案通常是定制的并可获得性能的保障。举个例子，西蒙对每根预端接主干缆都进行性能测试，并在发货时一起寄送单独的测试报告，确保性能达到指定的水平。 其结果是高性能，快速部署，灵活，易扩展―――简单地按需下单并插入即可。
从主干和楼层互连单元到水平结构和交易桌，光纤面临着一些重大的挑战。光纤到桌在理论上可能是支持高带宽交易桌需求的理想选择，而实际上却不能忽略光纤的不可操作和不可行。
如今支持 10Gb/s的光设备（包括给电脑加装光纤卡的成本）通常要比铜设备贵一倍，当越来越多的10GBASE-T铜缆产品进入成熟的市场后，光和铜的设备价格差距将会更大。 即使设备和电脑的升级没有太大问题，许多交易柜台的设备，例如视频、语音和 PoE应用，还是不可能在一个纯光纤网络上运行的。 使用 FTTD来支持以太网连接将要求混合的布线基础设施的安装，需要在光纤信道上结合双绞线甚至还可能有同轴电缆。
也就是说，光纤目前还不是水平布线的最佳选择。
双绞线铜缆
假设你拥有10Gb/s 光缆主干并在某些高性能的楼层设备互连中铺设了光缆。你已经了解到光纤到桌的潜在优势和局限，并想在水平部分使用双绞线。那你就需要了解铜缆布线和相关的延迟。
首先，我们对光缆的讨论都是基于10Gb/s解决方案，我们对铜缆的讨论也是一样。 10Gb/s的铜缆要求就 集中在三个选项： 6A UTP(非屏蔽)，6A F/UTP (屏蔽)和 7A S/FTP (全屏蔽)。如果仅仅看标准对 6A类的要求，人们可能会推测 UTP 和 F/UTP的性能大致一样，而且他们支持 10GBASE-T应用的能力足够满足交易对容量的需求。完全看标准的要求，你可能是对的。
不管怎样，还是有一些其他的性能特征将会影响整个系统的延迟。任何类别的非屏蔽铜缆比起屏蔽铜缆都更容易被噪音干扰。 到了10Gb/s，非屏蔽布线变成了自己的干扰源，在邻近的线缆之间会产生线间串扰。 虽然这个本身不会引起延迟，但是在收发器处理信号时需要消除这串扰，这会导致延迟。这个潜在的延迟增加对整个网络的性能或多或少将带来负面影响，并限制目前和未来的有源设备的应用速度。而屏蔽布线系统则可以提供更高层次的保障。
屏蔽布线系统由于提高了线间串扰的裕量，因此只需简化的数字信号处理器(DSP)就能为将来的应用提供极有意义的延迟优势。在 IEEE 802.3an 标准的10G应用中，收发器允许的最大延迟是2.56µs。由于非屏蔽系统要求在每个信道消除FEXT远端串扰，许多最初的 10GBASE-T 收发器在使用非屏蔽系统时会遇到困难，满足不了收发器2.56µs延迟的要求。
在最近一次由KeyEye 通信公司和西蒙公司共同举办的研讨会上谈到， 7A/ FA 布线的FEXT值比起6A/EA非屏蔽信道至少低 20dB。这就使得7A信道中对 FEXT消除器的需求更低了，并在信号传输时支持更低的延迟。 正在进行的研究显示了与屏蔽布线性能相关的优势将促使屏蔽系统越来越多的被下一代以太网应用作为理想的媒介。
当 6A类屏蔽和 7A类屏蔽铜缆被推荐作为金融交易场所的水平布线时，布线安装的质量也非常重要。选择厂家认证的安装商并了解认证流程。例如，西蒙认证的安装商都是需要成功完成获得ISO认证的一星期的完整的培训课程并及时更新。申请的公司必须证明其长期的业务稳定性和独立的行业资格。 只有西蒙认证的安装商才可以对其实施的西蒙的工程申请到完整的系统质保。
另外，测试也非常重要。所有的链路都必须经过新近校对过的使用最新版本硬件和软件的测试仪的测试。有些公司常犯的错误是使用阶段性的随机性的测试，或者更糟的，仅仅凭线缆外皮上的级别标记来判断性能。这将不能保证延迟的性能和无故障运行。在最近的 NewWorld Telecom的报告中显示， 83%的工厂制造的 6类跳线测试不能通过，现场端接的跳线性能就更糟了。
除了基本的确认性能的测试外，10Gb/s 非屏蔽布线还需要极其耗时的外部串扰现场测试—— 一个 24端口的配线架的外部串扰测试通常需要耗时4小时。而 F/UTP 和 S/FTP屏蔽布线已通过屏蔽层完全控制了外部串扰，就不需要在现场做外部串扰的测试。
交易场所的汇聚和密度
通过以上的信息，我们很清楚的知道了如何限制可能的延迟：选择最高性能的布线并确保正确的安装。遗憾的是，对于交易场所的IT来说，他们面临的挑战还不止这一个 —— 交易桌本身就可能是个连接的噩梦。
现代的交易桌面必须实现令人惊奇的通讯和信息传递。以太网连接通过多个PC提供市场资料和内部数据。还需要更多个连接来支持交易。多个现场直播的视频内容和语音线也需要更多的连接。一个典型的交易桌面通常要求支持至少８个数据输入，4个交易终端，4个语音线，4个视频内容。另外，由于基础结构的关键特性，通常会安装一些额外的备份连接。不管工作区用来传输这些服务的有源设备类型和配置如何，有一点是显而易见的 —— 他们需要许许多多的布线和连接。
在许多交易楼层，各种不同的应用需求导致每个桌子有多种多样的布线配置。不断增加的应用需求以及频繁的移动、增加和更改更是加剧了复杂性。单个桌子可能有6类的以太网信道来支持交易， 5e类来支持 VoIP、传统语音，同轴线缆来支持视频和其他应用。每次增加新的服务时，都需要增加新的信道。
即使不考虑管道和设施的填充率，这已经对管理带来巨大挑战。故障追踪会变得很困难，移动、增加、更改变得极其耗时，而且很多跳线会变得乱糟糟的。幸运的是，汇聚可以减缓布线和连接的挑战。所有这些服务可以在一个IT网络上得到支持。理论上，你可以运行多个同样的信道到每个交易桌，极大地简化布线和连接。现在就剩下一个问题 —— 选择哪一个布线设施？
先前，我们讨论过光纤到桌。就性能来说这是非常不错的，但若采用单个解决方案来支持所有的交易桌的需求是不可行的。我们也谈到了交易桌需要10Gb/s 布线。6A类屏蔽和非屏蔽都可以支持 10Gb/s，不过屏蔽6A具有更好的延迟性能，而且较少安装的限制，所以屏蔽6A是更适合10Gb/s的布线。不过，对于语音、视频和一些较低速的以太网应用来说，6A类还是显得过于超前。因此采用6A类和光纤的基础设施的用户有些采用了混合的布线。比如近期的萧山机场二期国际航站楼及辅助生产设施（AOC）楼共8000多点就采用了西蒙低烟无卤的6类非屏蔽、部分6A类屏蔽双绞线（用于海关、边检）和XGLO万兆多模和单模相结合的布线，并采用西蒙新一代的MapIT G2智能布线管理解决方案。近期的武汉重型机床集团有限公司在其由7栋主体建筑物构成的新厂区建筑群中，也选择了美国西蒙6类非屏蔽、10G 6A类屏蔽（用于车间和厂房等干扰较严重的场合）以及新一代MapIT G2智能配线系统等多元化的布线解决方案，满足了客户的各种应用需求。
当然也有很多用户考虑到未来应用的升级，全面采用6A类屏蔽或7类加光纤的解决方案。比如西门子总部大厦就安装了16000多个西蒙万兆屏蔽信息模块以及总长超过1000公里的七类低烟无卤水平线缆，为西门子未来的各种应用提供了世界一流的布线平台。还有陆续实施的汇丰银行香港将军澳数据中心，汇丰银行中国总部——上海国金中心等十几万个信息点都采用了西蒙性能卓越的6A类屏蔽铜缆，OM3万兆多模光缆及单模光缆。
从表面来看，7A类布线和 6A类非常相像 —— 对一些高速应用非常好，对其他一些应用可能会过于超前。不过，基于西蒙公司TERA 连接的 7A 类解决方案提供了线缆共享的能力，使得7A类更能胜任综合应用的环境。
7A类布线和线缆共享
线缆共享是指在单根线缆上运行多个应用。利用TERA 7A类模块的接口，在单根线缆和单个模块上即可支持４个应用。
TERA模块中 4个相互绝缘隔离的插孔，配合一系列 1对、2对和 4对跳线，可以支持多种不同应用的组合：一个 7A 类接头能支持远超出10GBASE-T的应用；两个 10/100以太网连接；一个1对连接的视频，一个1对连接的传统语音，和一个2对连接的 10/100以太网；两个 2对连接的 VoIP；四个 CATV 视频；以及各种其他的组合。
利用一个理想的交易桌，我们来看看基于混合布线和一个TERA布线的连接需求。
混合布线：
- 为高速交易系统和内部数据部署两个 6A 信道
- 为四个10/100以太网的市场数据内容部署四个 6类或 5e类的信道
- 为模拟电话部署两个 3类或 5e类信道
- 为CATV部署两个同轴信道
- 总共：10 个布线信道
TERA：
- 为高速交易系统和内部数据部署两个 7A类信道
- 为四个10/100以太网的市场数据内容部署两个 7A类信道
- 为两个模拟电话和两个CATV部署一个 7A 类信道
总共：5 个布线信道
在这个线缆共享中还有许多明显的好处。线缆的减少会在材料、安装和以后的管理中都带来成本效益。简单地说，就是要买的线缆少了，要拉的线缆少了，要端接的线缆少了，将来要担忧的线缆也少了。 这些潜在的节省已经在一些现实的安装中得到验证。 Robert Bosch, Ltd，德国著名的工具制造商，在他们的英国总部采用了 7A类 TERA解决方案并实现了显著的节省。
Robert Bosch Ltd IT 基础设施经理 Trevor Lavender说到：“为了支持未来的需求，Bosch的标准配置是楼层布线中每个工作区或者每个办公桌设置三个信息模块。如果我们采用 5e类、 6类或 6A类，那就意味着每个办公桌有三根线缆连到机房。然而，由于我们采用了西蒙TERA 7A类解决方案，其共享线缆外皮的技术使得我们只需要配置两根线缆和两个模块，即可以支持四个 10/100设备或者语音和数据的混合。事实上，一开始大部分的办公桌都只用了一个TERA模块来支持 一个100Mbps 数据连接和一个电话，另一个TERA模块预留着，为将来的千兆/万兆需求做好准备。”
“这个线缆外皮共享技术带来的实际的成本效益是我们用了以往采用5e类解决方案同样的费用却得到了更多的信息模块和更多的未来升级的保证。”
当我们探究线缆共享和TERA的成本节省时，还有一点很重要的是空间——这是一个关键的交易桌需要面临的最大挑战之一。TERA 模块可以插进标准的 RJ 45 插座，并使用比绝大多数10Gb/s 6A类非屏蔽线缆还要细的线。这就意味着能够支持到四个应用的TERA信道的物理空间只相当于一个RJ连接的物理空间。
除了空间、管理以及因减少总的布线信道带来的成本效益之外，TERA 模型还提供了极大的灵活性和易扩展性。所有的信道都无需更改 —— 今天支持10Gb/s 的一个模块可以在明天改成支持四个 CATV的信道，唯一要做的只是交换一下跳线。每个交易桌的几个信道可以灵活地支持无穷无尽的各种不同连接的组合。而且当网络性能需要升级时，所有已安装的信道都能够支持10Gb/s以及更高的应用。
事实上，为了准备未来的 FA 级标准， IEC 国际委员会以压倒性的优势批准了基于TERA接口的 IEC 61076-3-104 Ed. 2.0 标准。由7A类元器件组成的总体的FA级 布线信道标准规定了上至1000 MHz的带宽，并着力于支持下一代超过 10GBASE-T 的数据应用。基于目前IEEE 高速研究小组的工作，下一代应用将是40Gb/s和 100Gb/s。简单地说，目前可以用来支持四个电话的 TERA 布线在未来也可以支持40Gb/s甚至100Gb/s。
就如前面所说，交易桌对快速交易、信息和市场数据有着迫切的需求。这促使了应用汇聚并引起了IT网络管理的一系列连锁反应。在几乎所有的案例中，这些挑战都需要全网络接入，这些接入需要从网络最基本的元素开始：布线系统。