Кабельные системы

Различные промышленные устройства обмениваются информацией преимущственно со скоростью 100 Мбит/с. Однако, такая пропускная способность канала связи недостаточна для телекамер систем контроля качества, серверов системы документирования и сканеров для идентификации деталей. Кроме того, все чаще на предприятиях возникает задача обеспечения связи с общезаводской системой управления. Стандартным в таких приложениях считаются каналы с пропускной способность 1 Гбит/с, однако в самом ближайшем времени может потребоваться скорость в 10 Гбит/с.

Как любой технический объект, СКС должна отвечать довольно многочисленным и зачастую противоречивым требованиям: обеспечивать удобство эксплуатации при продолжительном сроке службы, содержать достаточное количество пользовательских розеток и иметь хорошие экономические показатели. Однако на первое место необходимо поставить достижение заданного качества функционирования линий связи, реализованных на основе СКС. Без выполнения этого условия улучшать остальные параметры кабельной системы бессмысленно.

Принятие стандарта на симметричные кабельные тракты Категории 6А послужило толчком для активизации разработок в области оптических сетей. Если в случае классических СКС область применения оптических решений ограничивается преимущественно магистралью, то в ЦОД они широко используются для подключения конечных устройств.

Споры о достоинствах и недостатках экранированных и неэкранированных кабельных систем ведутся давно. Особую актуальность они приобрели в связи с широким распространением технологии 10 Gigabit Ethernet. Обе системы имели своих приверженцев, каждая пользовалась предпочтением в определенной части мира. Казалось, это всего лишь вопрос предпочтений и традиций, который не разрешается научными и практическими аргументами, но независимое сравнительное тестирование убедительно доказывает, что кабельная система на основе экранированной витой пары является наилучшим решением для поддержки приложений 10GBaseT и выше.

Предприятия готовы выделять необходимые средства на монтаж полноценной структурированной кабельной системы в соответствии с требованиями профильных стандартов, но зачастую отказываются от сертификационного тестирования построенной сети. Между тем кабельная система, тестирование которой не проводилось, не может считаться СКС в полном смысле этого термина. Да и так ли уж дороги подобные испытания?

Компьютерная проводка с полосой 500 МГц полностью стандартизована не так давно. Она предназначена для поддержки приложений 10 Gigabit Ethernet и соответствует Поправкам 1 и 2 к стандарту ISO/IEC 11801 от 2002 года. В 2009 году производители получили ряд сертификатов на компоненты Категории 6A и системы Класса EA.

В последние годы на производстве резко возросла потребность в подключении различных управляющих компьютеров, оборудования управления и оконечных устройств. Простота доступа к информации, поддержка передачи в реальном времени, а также широкая доступность оборудования способствовали широкому распространению промышленного Ethernet. Немаловажно и то, что само решение хорошо проработано как на техническом, так и на концептуальном уровне. При организации проводки автор проекта промышленной автоматизации может придерживаться различной философии, так что самое время разобраться в данном вопросе.

Качественные показатели функционирования линий СКС на основе электропроводных кабелей зависят от целого ряда факторов. В частности, в случае неэкранированной конструкции витая пара подвергается воздействию со стороны внешнего электромагнитного излучения. Кроме того, часть энергии передаваемого сигнала переходит во внешнее электромагнитное излучение. Плотное прилегание однотипных кабелей внутри кабельных каналов приводит к тому, что соседние цепи оказываются в зоне действия излучения, создаваемого информационным сигналом. Данное излучение вызывает в них наведенные токи. У этого эффекта есть свое название: наводки.

Предоставлением мультисервисных услуг в жилом секторе занимается множество компаний, поэтому инсталлируемая ими проводка оказывается разнородной, так как стандарты на нее распространены только в офисной сфере и в промышленности. Стандарты для жилого сектора существуют, но игнорируются, поскольку работу по прокладке кабельных систем, как правило, выполняют малоквалифицированные монтажники.

Инфраструктура, необходимая для поддержки следующего уровня скоростей, появляется сначала в центрах обработки данных (ЦОД), затем проникает на магистральные линии и, в конце концов, достигает рабочих мест. Можно сказать, что современное оборудование ЦОД – это завтрашний день магистральных подсистем. Иначе говоря, используемые в ЦОД технические решения следует рассматривать с точки зрения перспектив их применения на магистральных уровнях информационных систем.

Взрывообразный рост скоростей передачи и все более широкое применение оборудования РоЕ приводят к стремительному увеличению тепловыделения в монтажных корпусах этажных распределителей. Ранее в данной части кабельной системы пользователям приходилось заниматься только обеспечением гибкости и удобства прокладки и эксплуатации кабельной системы. Теперь одним из главных критериев выбора становится эффективность охлаждения. Важность этого фактора обусловлена тем, что перегрев активного сетевого оборудования, как и серверов, ведет к повышению риска их отказа и выходу из строя.

С увеличением скоростей передачи данных и плотности сетевых соединений системы кабельных трасс из простых средств механической поддержки кабелей и придания инсталляции привлекательного эстетического вида превратились в гарантов надежной и высокопроизводительной работы кабельной инфраструктуры. А это уже намного более важная, можно даже сказать, стратегическая задача.

Выход российских стандартов на СКС является положительным фактом для телекоммуникационной отрасли. Однако эти стандарты, как отмечают все эксперты, работающие в данной отрасли, требуют существенной доработки. Они создавались на основе национальных американских, а не международных стандартов и без привлечения отраслевых специалистов.

Создание дважды экранированных кабелей позволило специфицировать компьютерную проводку Классов EA и FA, пригодную для всех имеющихся и будущих приложений. Параметры и характеристики соответствующих кабельных систем превышают требования существующих стандартов.

Конвергенция предполагает перевод различных типов коммуникаций (передача данных, голоса и видео) в единую сетевую инфраструктуру, построенную на базе IP-технологий. Сегодня уже никого не удивляет, когда компьютеры, телефоны и видеотерминалы работают по единой кабельной системе локальной сети все понимают преимущества таких решений. Возможен ли следующий шаг на пути конвергенции кабельных систем объединение слаботочной и силовой проводок?

В самое ближайшее время будет официально принят международный стандарт ISO/IEC 11801, куда включены определения новых Категорий 6A и 7A. Их появление требует большой разъяснительной работы.

С появлением «медного» варианта технологии 10Gigabit Ethernet началась разработка новых кабельных стандартов. Организации EIA/TIA выпустили стандарт на Категорию 6A, а ISO/IEC на Класс EA. К сожалению, сформулированные в них требования различаются, что приводит к некоторой путанице. Важно четко понимать эти различия, чтобы установленная кабельная система обладала необходимыми характеристиками.

Казалось бы, 10-гигабитные технологии получили распространение сравнительно недавно, а с их внедрением спрос на все большую пропускную способность был временно удовлетворен. Однако сегодня на повестку дня вновь выходит вопрос о наращивании производительности каналов передачи и разработке сетевых интерфейсов следующего поколения. Технические решения, применяемые при разработке сетевого оборудования, во многом определяются достижимыми параметрами СКС. В свою очередь конструктивные решения сетевых интерфейсов оказывают значительное влияние на развитие техники СКС.

Применение в центре обработки данных высококачественной информационной кабельной системы является одним из важнейших условий экономии электроэнергии, затрачиваемой на питание и охлаждение. Кроме того, такая проводка делает излишним использование сложных схем компенсации шумов, что дополнительно снижает уровень энергопотребления.

Классическим системным признаком масштабной офисной «структурированной кабельной системы» является наличие трех отдельных подсистем (subsystems), когда СКС развертывается в нескольких зданиях на общей территории заказчика. При переходе к кабельным системам другого типа количество отдельных подсистем может варьироваться в интервале от двух (СКС для ЦОД, домашние кабельные системы) до четырех (СКС промышленного назначения).