如何实现多速率以太网以更低的成本实现更高的速度

以太网带宽急剧增加，以支持局域网不断变化的需求，但由于安装布线基础设施的成本很高，10GBASE-T技术目前只能用于绿地开发或翻新。NBASE-T 技术可以使用现有的 Cat5e/Cat5 电缆将网络速度提高到 6Gbps。

NBASE-T技术介绍

由基于云的应用程序流式传输丰富内容（如高清视频）馈送的强大移动设备的持续采用正在给现有网络带来压力。1Gbps以太网和相关的Cat5e/Cat6布线基础设施正迅速成为企业和家庭网络的瓶颈，这些网络正在努力跟上不断增长的带宽需求。

由于安装的 Cat5e/Cat6 布线基础设施的“淘汰和更换”成本很高，10GBASE-T 技术目前仅在经济上适用于绿地开发或翻新。NBASE-T技术的引入可以将现有Cat5e/Cat6电缆的网络速度提高到5Gbps，长度可达100米，这意味着NBASE-T解决方案正在得到广泛部署，为内容创建者、宽带消费者和其他人提供低成本的多千兆位速度。

本文先讨论NBASE-T规范开发的背景，然后探讨磁性元件在LAN系统设计中的重要作用，以及集成连接器模块（ICM）的选择在设计任何LAN设备时如何成为关键。

以太网带宽不断增加以支持本地网络需求

自 1970 年代初开发以来，以太网带宽急剧增加，以支持局域网不断变化的需求。从最初的10Mbps开始，以太网速度经历了一系列的发展，包括100Mbps的快速以太网和1Gbps的千兆以太网 - 或1000BASE-T。布线标准已经发展到支持这些不断增长的速度，从同轴电缆发展到非屏蔽双绞线，再到Cat5e和Cat6电缆，这些电缆构成了当今办公室和园区中安装的大部分电缆基座。现代设备和应用，如无线接入点和服务器，以及视频内容和云应用的爆炸式增长，需要比1BASE-T支持的1000Gbps更多的带宽。

电缆类型	带宽	100米处最大速度
第5类	100兆赫	1兆字节
第5类	100兆赫	2.5兆升频
第6类	250兆赫	5兆字节
第6a类	500兆赫	10兆字节

10GBASE-T 或 10 Gb 以太网标准在 IEEE 802.3ae-2002 标准中定义，以指定支持以高达 10Gbps 速率传输以太网帧所需的网络技术。10GBASE-T的推出比以前的以太网版本更加缓慢，部分原因是新技术的每个端口成本相对较高，但主要是由于Cat5e / 6电缆基础设施不能完全支持该标准。10GBASE-T需要升级的电缆标准Cat6a，这意味着公司将花费大量成本来更换现有的电缆基础设施。

NBASE-T 联盟定义的多速率以太网

为了解决这个问题，包括思科、Aquantia、恩智浦和英特尔在内的许多行业参与者于2014年成立了NBASE-T联盟，以引入中间传输速度规范 - 2.5GBASE-T和5GBASE-T。NBASE-T规范已获得IEEE批准，并在新标准IEEE 802.3bz中发布。NBASE-T规范包括降档功能，当系统中的噪声太大时，允许设备通过从理想的链路速度10G降至5G或2.5G来实时最大化链路速度。N-BASE-T设备可以自动协商以找到网络的最佳速度，无论是NBASE-T速率，较慢的100Mbps和1Gbps，如果基础设施允许，甚至是10Gbps。

NBASE-T 还支持以太网供电 （PoE），这是企业部署以及大型建筑基础设施（如机场、购物中心和体育场馆）的基础。涵盖所有PoE标准，该技术还补偿了设备由于同一电缆束内链路速度不同而可能遇到的各种不同功率谱。

这一新标准使企业能够利用现有的电缆投资;Cat5e 和 Cat6 安装可以继续使用，方法是将电缆两端的设备更换为符合 IEEE 802.3bz 标准的新设备。

需要磁性元件来满足 PHY 到电缆接口要求

连接到家庭、办公室和园区内以太网电缆的设备包括以太网交换机、无线接入点、基站和安全摄像头。这些设备将包括一个PHY，一个实现各种以太网标准的以太网物理层部分的组件：10GBASE-T，NBASE-T，1000BASE-T，100BASE-TX和10BASE-T。典型 PHY 的框图如图 1 所示，其中显示了基于 德州仪器 DP83822 10/100 以太网 PHY 收发器芯片的器件。PHY 器件的大部分功能都是数字的，但“磁性”除外，这是一种模拟电路，旨在满足 IEEE 802.3 10/100/1000BASE-T 规范的电气接口要求。磁性元件满足关键的电气接口要求，包括电气隔离、信号平衡、共模抑制、阻抗匹配和EMC改进，因此磁性电路对PHY的操作至关重要。

图 1：与 MAC 和物理介质的以太网 PHY 连接

通过集成连接器模块 （ICM） 节省关键电路板空间

ICM将磁性元件的所有电路集成到连接器内，从而节省了PHY板上的空间，并避免在同一芯片上混合使用数字和模拟电路。高达 10Gbps 的传输速度突出了任何设计缺陷或物理缺陷，例如电路板布局问题和差分对不匹配，这可能导致电磁干扰 （EMI） 并导致模块不符合电磁兼容性 （EMC） 要求。

在这种环境下，ICM是一个关键组件，选择具有适当性能和良好EMI抑制的正确LAN磁性元件是控制EMI发射和敏感性的关键。随着速度的提高，LAN磁性元件变得越来越复杂，LAN系统设计人员需要从Bel等知名磁性元件制造商那里选择合适的磁性元件。

作为集成连接器模块 （ICM） 的发明者和最大供应商，Bel 拥有最广泛的 ICM 产品组合。该产品组合包括发布的2.5GBase-T ICM系列，包括以下型号：

0826-1X1T-HT-F

0826-1X4T-HT-F

2250331-1

这些连接器使用户能够实现2.5GBase-T，以与当前1GBase-T解决方案大致相同的成本将其产品速度和带宽提高近一倍，实现高达6.9Gbps的速度。

ICM 支持以太网供电 （PoE）

Bel Magnetics ICM 还符合 PoE 标准，用于发送或接收 0 至 60 W，以及所有 IEEE 802.3 10/100Base-T 至 2.5GBase-T 电气要求，包括 RL、IL、共模参数和 100% 耐压测试。ICM 具有行业标准的封装和引脚排列，与较旧的 1GBase-T 产品引脚对引脚/封装兼容，使客户能够在不更改电路板布局的情况下升级现有产品。典型应用包括基站、安全摄像头、工业控制设备、视频显示单元和 802.11ac Wi-Fi 无线接入点。连接器有许多不同的 LED 颜色组合和选项，具有 30 或 50 微英寸镀金触点和多种机械选项。

升级现有的 Cat5e 和 Cat6 安装以利用 NBASE-T

现有的 Cat5e 和 Cat6 布线装置正在升级，以利用新的 NBASE-T 规范提供的更高速度。交换机和 NAP 等终端设备正在被等效的 NBASE-T 取代，以延长建筑物内布线的工作寿命。

在NBASE-T的速度较快时，LAN系统更容易受到EMI的影响，良好的设计是确保系统性能的关键。LAN磁性元件是设计EMI时的关键组件，设计人员应确保他们从经验丰富的供应商（如Bel Magnetic Solutions）中选择高质量的ICM。作为网络和电信应用集成连接器模块（ICM）设计和销售的全球领导者，Bel最近推出了一系列连接器，以最低的成本提供升级到NBASE-T的途径。

凭借在技术创新方面的良好记录，Bel 通过为新产品开发的挑战开发具有成本效益的解决方案，一直被证明是所选行业中最重要公司的宝贵供应商。通过将他们在产品设计方面的优势与自己专门设计的制造设施相结合，Bel 已成为全球强大的竞争对手。

审核编辑：郭婷