Скоростная передача информации по неэкранированным витым парам

Последняя стометровка. Часть 2

В компьютерной прессе замелькало число 1000: процессор с тактовой частотой 1000 МГц, сеть с пропускной способностью 1000 Мбит/с...

Подчеркнем, что таких высот удалось достичь на базе ТРАДИЦИОННЫХ физических принципов - используя кремниевые полупроводники и медную проводку. Проявили себя мощные основы, заложенные 20-30 лет назад, и дали такой высокий рост скоростей. Но достигнутые рубежи - далеко не предел: исследователи уже берут на вооружение иные физические явления, чтобы с их помощью получить во много раз большие рекорды. Оптроника и сверхпроводники, примененные в процессорах, обеспечат скорости обработки в десятки - сотни гигагерц. То же самое можно сказать о линиях связи: оптоволокно уже сегодня позволяет получить скорости передачи 10 Гбит/с и выше. А впереди еще спектральное уплотнение волокна, при котором суммарный темп передачи возрастает во много раз. Так что база для развития информационных сетей обеспечена на долгие годы.

Как правило, сети связи делятся на две части: магистральная система и сеть доступа. Самые высокие скорости достигнуты на магистралях. Мы же обсудим участок доступа, где пользователи подключаются к сети. В компьютерных сетях - это последние сто метров проводки, о которых шла речь в прошлый раз (Computerworld Россия # 8, 1998).

На последнем участке - "последней стометровке" - гигабитные потоки можно передавать по неэкранированным витым парам расширенной Категории 5, по экранированным витым парам предполагаемой Категории 6 и по оптическим волокнам. Какой же тип проводки выбрать?

Проблема выбора состоит в том, что ни одна из указанных выше проводок не годится на все случаи жизни. Необходимо учитывать специфические свойства сети, а также структурные особенности и функции организаций, где сеть смонтирована. Кроме того, следует знать, что ни на расширенную Категорию 5, ни на Категорию 6 нет пока стандартов. А подвести оптическое волокно к каждому компьютеру уже можно, но все еще сложно и дорого. Что же в этой ситуации делать системному администратору? Постараемся помочь ему выбрать подходящую проводку для "последней стометровки".

Несколько компаний выпустили на рынок кабельные системы расширенной Категории 5 (AMP, Belden, Berk-Tek, BICC Brand-Rex, Lucent Technologies, NORDX/CDT, RIT и другие). Среди этих систем наиболее развитой и оформленной можно считать Giga SPEED Cabling System компании Lucent.

Она представляет собой вариант кабельной системы SYSTIMAX SCS, улучшенный как по параметрам, так и по количеству поддерживаемых приложений. По проводке Giga SPEED работает около двадцати приложений.

Задача кабельной системы Giga SPEED - обеспечить передачу со скоростью 1000 Мбит/с (и даже выше) по традиционной проводке из НЕЭКРАНИРОВАННЫХ витых пар - по четырехпарному кабелю. Принципиальная возможность такой передачи отмечалась довольно давно. Совершенно иное дело - создание промышленной продукции, удовлетворяющей целому набору требований. В начале 1997 года была выпущена серия кабелей Giga SPEED, а выход всех компонентов кабельной системы на рынок завершен лишь к концу года. Тракт Giga SPEED показан на схеме.

В мае 1997 года в Атланте (США) было продемонстрировано достижение проектных параметров всей кабельной системы Giga SPEED, состоящей из горизонтальных кабелей, информационных розеток, панелей переключений и соединительных шнуров. Giga SPEED имеет широкополосность 200 МГц, в то время как обычная проводка Категории 5 - только 100 МГц. По кабельной системе была успешно передана информация со скоростью 1000 Мбит/с (по всем четырем парам проводов) на расстояние 100 метров.

Теперь опишем подробнее кабельные изделия серии Giga SPEED. Кабель марки 1071 - обычного исполнения, в то время как 2071 и 3071 являются пожаростойкими. Кабель 2071 - с фторопластовой изоляцией, а 3071 - так называемый "безгалогенный, с низким дымовыделением" (LSZH). Эти кабели полностью перекрывают весь набор требований по их применению в зданиях. Основные параметры новой серии: погонное и переходное затухания, их соотношение (ACR), структурные возвратные потери (SRL) заданы в диапазоне частот до 550 МГц. Следует отметить, что переходное затухание новых кабелей превышает требование стандарта Категории 5 в полосе частот 100 МГц на 10 дБ. Так как рабочая область частот кабелей Giga SPEED 550 МГц (при передаче аналоговых сигналов, например, кабельного телевидения), у них нормируются структурные возвратные потери. Заметим, что чем больше SRL (в дБ), тем кабель лучше. Важна также неравномерность SRL.

Изделия типа Power Sum, предыдущая модификация SYSTIMAX, также оказались в достаточной степени широкополосными. Для линии горизонтальной проводки, выполненной из компонентов Power Sum, подтверждена рабочая полоса частот 200 МГц (подробнее об этом - в сентябрьском журнале LAN за 1993 год, стр. 13). Для этой линии продемонстрирована разница между переходным и погонным затуханием (ACR) не менее 3-4 дБ в полосе частот 200 МГц. На всем пути развития SYSTIMAX - от первых изделий Категории 5 типа HIGH-S, через Power Sum, вплоть до Giga SPEED, - наблюдается улучшение их характеристик.

Сравнение параметров кабелей Giga SPEED и продукции других компаний представлено в таблице. Из нее видно, что Giga SPEED обладает наиболее высокими характеристиками в полосе 200 МГц по соотношению переходного и погонного затуханий.

По кабельной системе расширенной Категории 5 сейчас предусматривается работа двух типов высокоскоростных сетей - Gigabit Ethernet и АТМ, со скоростью 622 Мбит/с и выше. В отношении Gigabit Ethernet известно, что комитет IEEE 802.3 предполагает выпустить стандарт для медной проводки в сентябре 1998 года (стандарты для оптического волокна должны выйти еще раньше). Назвать сроки выхода стандарта по АТМ трудно.

В сентябре 1997 года комитет по кабельным системам, образованный ISO/IEC (Международная организация по стандартам/Международная электротехническая комиссия), принял решение стандартизовать расширенную Категорию 5 в качестве проводки Класса Е (Категория 6). Это событие откроет перед разработчиками кабельных систем широкие перспективы точно так же, как это произошло после выхода в 1992 году основных документов EIA/TIA (Ассоциаций электронной промышленности и техники связи США) на кабельную систему Категории 5.

Появление проводки Категории 5 открыло дорогу 100-мегабитным скоростям. С выходом Категории 6 начинается расцвет гигабитных сетей.

Характеристики кабелей расширения Категории 5*