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关于485网络“布线”的疑难问答

作者:     http://cisco.ccxx.net

1。485总线应采用什么样的通讯线

必须采用国际上通行的屏蔽双绞线。我们推荐用的屏蔽双绞线的型号为RVSP2*0.5(二芯屏蔽双绞线,每芯由16股的0.2mm的导线组成)。采用屏蔽双绞线有助于减少和消除两根485通信线之间产生的分布电容以及来自于通讯线周围产生的共模干扰。

工程商大都习惯采用5类网线或超5类网线作为485通信线,这是错误的。这是因为:
(1)普通网线没有屏蔽层,不能防止共模干扰。
(2)网线只有0.2mm平方,线径太细,会导致传输距离降低和可挂接的设备减少。
(3)网络线为单股的铜线,相比多芯线而言容易断裂。

2。 为什么要接地

485收发器在规定的共模电压-7V至+12V之间时,才能正常工作。如果超出此范围会影响通讯,严重的会损坏通讯接口。共模干扰会增大上述共模电压。消除共模干扰的有效手段之一是将485通讯线的屏蔽层用作地线,将机具、电脑等网络中的设备地连接在一起,并由一点可靠地接入大地。

4。485通信线应如何走线?

通信线尽量远离高压电线,不要与电源线并行,更不能捆扎在一起。

5。为什么485总线要采用手拉手结构,而不能采用星形结构?

星形结构会产生反射信号,从而影响到485通信。总线到每个终端设备的分支线长度应尽量短,一般不要超出5米。分支线如果没有接终端,会有反射信号,对通讯产生较强的干扰,应将其去掉。

。485总线上设备到设备之间可以有接点吗?

在同一个网络系统中,使用同一种电缆,尽量减少线路中的接点。接点处确保焊接良好,包扎紧密,避免松动和氧化。保证一条单一的、连续的信号通道作为总线。

7。什么叫共模干扰和差模干扰?如何消除通讯线上的干扰?
485通信线由两根双绞的线组成,它是通过两根通信线之间的电压差的方式来传递信号,因此称之为差分电压传输。
差模干扰在两根信号线之间传输,属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线;

共模干扰是在信号线与地之间传输,属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括:
(1)采用屏蔽双绞线并有效接地
(2)强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽
(3)布线时远离高压线,更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线
(4)不要和电控锁共用同一个电源
(5)采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)

8。什么情况下在485总线上要增加终端电阻?
一般情况下不需要增加终端电阻,只有在485通信距离超过100米的情况下,要在485通讯的开始端和结束端增加终端电阻。

#p# 无独有偶,McDATA中国区技术经理雷涛也用高速道路来形容存储网络。雷涛说,相对于原有的2GFC来说,4GFC就好像是把道路拓宽了,而需要用户注意的是,问题并没有想象得那样简单,在应用中还需要注意多方面问题。比如,光纤通道网络是一个自发现、自收敛的网络,如果仅是将一台4GFC交换机简单地放置在一个原有的2GFC光纤通道网络中,那么这个4GFC交换机的权值最小,在默认的情况下,网络中的所有流量,都首先使用该路径。打个比方来说,就像在北京开车,交通管理局下达了这样一条命令,所有机动车首先选择四环路行驶。即使四环路有快速的四条车道,而假设二环路仅有两条车道,那么也很容易形成四环路拥塞,而二环无车的情况。

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  雷涛指出,按照目前国内存储用户的应用情况,他们对存储网络的需求并不高。比方说,一条“大路”修好后,很长一段时间不需改变。这也是存储网络厂商,尽管数量不多,但是竞争的激烈程度远远超过系统厂商的主要原因。所以,McDATA4GFC上的态度远没有博科那么积极。在去年春季的SNW上,McDATA已经展示了新的4Gbps Sphereon FC交换机,并承诺其Intrepid系列Director(包括i10K61406064)将可以无缝地升级到4GFC技术。不过,之后McDATA并未立刻发布4GFC产品,只在去年6月前宣布推出与QLogic携手开发的专用于刀片交换机的4Gbps嵌入式FC交换机,随后的9月,McDATA开始通过其主要的OEM合作伙伴EMCIBM以及McDATA代理商和分销商供货两款4GFC交换机Sphereon 4400Sphereon 4700

  在光纤通道交换机领域还有一个厂商不能不提,那就是思科。业内消息人士认为思科(Cisco)原计划在今年一月发布其带有4GFC刀片的MDS 9513导向器,但现在被推迟到4月或更晚。有猜测说思科在其导向器获得OEM合作伙伴认证的环节遇到了麻烦——特别是EMC。这样看来,思科在4GFC导向器的发布至少要晚博科半年时间。

  究竟何时推出4GFC产品,这对所有的存储网络厂商都是一个很大的挑战。

  博科是第一个发布4GFC产品的厂商,但是博科去年的业绩较前年有小幅下滑,有分析人士认为与产品从2GFC4GFC的转换有一定关系。也就是说,即使拥有了成熟的4GFC技术,在选择何时推出产品、何时完全换代原有产品的时机上仍要仔细思量。主要问题在于,厂商原有系统都是2GFC产品,用户为了维护这部分投资会有多方面考虑,而会直接影响到购买新4GFC产品的积极性。

  思科和McDATA最开始都认为除非端到端的系统可用,否则4Gbps设备的积极影响不会很大。因此,分析人士认为McDATA在选择推出4GFC新产品的时间问题上最明智,既表明了在技术方面的实力,也没有对原有2GFC产品造成太大影响。

  当然,太晚推出4GFC产品则可能说明厂商在技术方面的落后。而更多的用户则对4GFC产品充满期待,一方面能够“以类似2G产品的价格购买到4GFC产品”,另一方面,用户及早拥有4GFC产品的选择,可以更加方便决定在何时对整个系统进行升级。

存储系统

有人热身有人冷观

  早在20052月,Engenio(目前是LSILogic公司存储系统部门)便推出了基于其XBB技术的业内第一款4GFC磁盘阵列6998,与博科的SilkWorm 4100 4GFC交换机一同提供了业内第一个端到端的4GFC解决方案。Engenio4Gbps光纤通道阵列主要由IBMSGIStorageTek(目前是Sun公司DMG部门)售出,这三家公司都是OEM Engenio的产品,IBM去年8月在北京发布中端4GFC存储系统DS4800

  目前,HDS也发布了4GFC存储系统,通过4GFC适配器,HDS为其高端存储设备实现了4G的升级工作。HDS表示,USPNSC55都支持4GFC适配器,每个端口最大提供255MBps吞吐量,性能都比2GFC适配器提升40%。同时采用配有博科SilkWorm 200E 816端口光纤通道交换机的WMS100AMS200AMS500型存储设备,可以为中小用户建立第一个SAN或用新技术升级现有SAN环境。

  有消息称,HP也推出了4GFC存储系统,把EVA系统的前端连通性升级为4GFC,但是有分析人士表示,该产品的后端以及输入/输出速度(IOPS)都没有任何改变,因此,HP在系统上的改变“很大程度上是浅层面的”。

  NEC则认为,4G接口的磁盘阵列产品不仅会在一些大型企业,比如金融、电信等领域得到推广,而且随着技术本身不断成熟,产品生产制造成本大幅降低,以及人们对4G技术的认同度逐步加深,4G技术也会很快在中小型企业的存储系统中开花结果。为此,NEC在去年年底的时候发布了定位于中低端用户的4GFC存储系统S2500S1500

  直到目前,EMC仍然没有发布任何4GFC产品,无论是中端的CLARiiON还是高端的Symmetrix

应用不急价格急

  尽管相关的宣传很多,可市场还没有达到那么高的需求,也是4GFC市场未能起飞的重要因素之一。当然,从厂商的角度来讲,必须要领先市场一步,才能引导用户,而不是被潮流甩下。至于哪些行业会最先应用4GFC,大家普遍认为首先是金融行业,其次是电信行业,因为银行等金融机构往往是“新业务的先驱”,喜欢尝鲜。

  4GFC技术的采用,光有存储网络是不够的,还需要HBA与存储系统的配合。HBA的发展则比较顺利,从技术层面上讲,无论是使用PCI-E还是PCI-X,实现4GFC HBA并不困难,主要存在的问题是价格。在4GFC HBA刚推出的时候,用户采购量较少,因此不能够大规模量产,导致了价格居高不下,这个因素几乎成了4GFC初期发展不顺利的“替罪羊”。目前,情况大为改观,一方面产品实现了规模量产,另一方面在这领域又加入了新的厂商进行竞争,如今4GFC HBA价格已经可以被广大用户接受。

  依目前市场各大厂商的定价策略来看,厂商为了力推4GFC存储系统,在价格上几乎与2GFC产品相去不远。而厂商在产品订价上的犀利策略,显然欲在短时间内将4Gb光纤存储设备推升为中端存储市场的主流。

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编看编想

4GFC需要端到端

  如果不考虑价格因素,用户对性能的追求是无止境的。这一点非常容易理解,高性能的存储环境不仅可以极大地提高各项工作的效率,还能够在极端情况下轻松应对极限性能问题。所以,在刚推出4GFC产品不久,就有心急的用户尝试使用了。

  然而,通过仔细的分析,笔者发现,有些产品尽管声称是4GFC产品,但是实际情况却非如此。举个最简单的例子,某厂商的存储系统在其他部件都没有做任何改动的情况下,只是简单地把2GFC SFP(小型可插拔式光学模块收发器)更换为4GFC SFP,然后就声称是4G存储系统了。这是典型的“挂羊头卖狗肉”的做法。

  因此,我们说,只有一套系统真正做到了4GFC的端到端,才能够认为是真正的4G存储环境。我们可以这样理解端到端的4GFC,即从数据在服务器中的产生,经过传输路径直至最终存放到存储系统之上,中间所有涉及到的设备与部件(包括服务器数据通道、光纤通道HBA卡、FC交换机或者导向器以及存储系统的光纤接口与内部传输结构等)都达到了4GFC的要求了,整个系统才能够称之为4G存储环境。

  我们都知道“木桶原理”,木桶装水的容量是由最短的那块木板决定的。同样,在存储系统中整个系统的性能是由性能最差的部分决定的,一个存储系统中其他所有的部件都是4GFC产品,如果有个别部件还是2GFC产品,那么它就成为了整个系统的瓶颈,

  笔者对用户的建议是,仔细考察清楚厂商的解决方案是否为真正的4GFC系统。如果应用还没有特别的需要,部署4GFC系统就不需特别着急,首先要做好充分的技术储备,等到系统升级时,一步到位全部升级到端到端的4GFC应该是个不错的选择。

相关链接

主要4GFC产品一览

LSI LogicHBA加强管理功能

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  20058月,LSI逻辑(LSI Logic)公司宣布开始出货完全投入生产的单端口和双端口4GFC HBA,单端口的LSI7104XP-LC和双端口的LSI7204XP-LC 4Gb/s PCI-X HBA提供了两倍于2GFC HBA的性能,而价格只高出了一点点。每款适配器都具有800MBps全双工FC端口,并且能够输出超过16IOPS(每秒I/O数)的性能。LSI逻辑的4GFC HBA也支持T10技术委员会新的端到端错误检测(CRC),以在读和写磁盘时提高数据的完整性。该公司的MyStorage管理软件提供HBA监测、负载均衡和路径故障转移保护。

博科:交换机与导向器同升级

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  博科SilkWorm 4100采用该公司第五代FC技术,提供了162432端口的配置,而新的专用芯片(ASIC)允许将84Gbps端口进行逻辑建组,从而可在两个交换机之间建立带宽达32Gbps的主干道。博科SilkWorm 48000与其上一代产品SilkWorm 24000尺寸相同,但是最多却可支持多达256个端口,因而特别适用于大型的SAN部署和独立导向器配置部署。

Engenio:存储系统拓荒者

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  Engenio 6998是业界第一款4GFC存储系统,它的推出标志4GFC正式进入成熟阶段。它的重要性还表现为IBMSGIStorageTek三家重要厂商的4GFC解决方案都是OEM该产品。Engenio 6998最多可以支持224FC或者SATA硬盘,在传输光纤通道数据时可以持续达到1600MBps的吞吐量。

IBMDS4800抢占中端市场

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  尽管IBM4GFC存储系统的硬件平台OEMEngenio,但是IBM为该系统配备的各类软件功能都使得该系统得到很大提升。DS4800 具有8个独立的4Gbps FC主机端口,或直接连接到主机(FC-AL)或通过光纤方式连接到存储区域网络(FC-SW)。DS4800存储系统可连接84Gbps驱动器,通过与16DS4000 EXP71016DS4000 EXP100磁盘机柜相连。

NEC中低端系统也需要4GFC

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  多数厂商认为4GFC是中高端用户的需求,而NEC则不这样认为,其最新4GFC产品S1500S2500就定位在中低端用户。S1500S2500标准配置最大为400MBps的高速4Gbps FC主机接口,通过FC/SATA硬盘混插功能实现备份及存档的低成本化,除了沿袭NEC特有的Dynamic PoolPhoenix、动态数据复制、动态快照、FC/SATA混插等技术外,还能支持动态数据复制、动态快照链接等新技术。

HDS高端系统高要求

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  HDS在高端系统方面一直占据着举足轻重的地位,而且与其他高端产品不同,它总是尝试各类新技术,比如RAID 6以及存储虚拟化。由于HDS声称其TagmaStore通用存储平台(USP)能够虚拟化其他厂商高端产品,因此,为了不使USP成为整个系统的瓶颈,为USP配备高性能的4GFC也就容易理解了。

#p#9。如何延长485的通讯距离

485网络的规范之一是1.2公里长度,32个节点数。如果超出了这个限制,那么必须采用485中继器或485集线器来拓展网络距离或节点数。
  利用485中继器或485集线器,可以将一个大型485网络分隔成若干个网段。485中继器或485集线器就如同485网段之间连接的"桥梁"。当然每个网段还是遵循上面的485规范,即1.2公里长度,32个节点数。  
利用485中继器延长网络距离图示:


利用485中继器解决485分叉问题,如图所示:


利用485集线器构造星型485网络


485集线器是485中继器概念的拓广,它不仅解决了多分叉问题,同时也解决了网段之间相互隔离的问题,即某一个网段出现问题(例如短路等),不至于影响到其它网段,从而极大地提高了大型网络的安全性和稳定性。
我们可以从局域网从总线型到星型的发展历程,来体会星型布线网络给我们带来的好处。同样,采用485集线器构成的星型485网络也将是485网络发展的一个方向。

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