В поисках нового кабельного тестера

Некоторые советы относительно приобретения тестера в связи с порожденной новыми требованиями путаницей.

Если вы ищете на рынке новый тестер, то наверняка слышали о новых требованиях к Категории 5, усовершенствованной Категории 5 (иногда называемой Категорией 5e) и Категории 6. Вы также, должно быть, знаете об уровнях Anixter, соответствие которым обещает кабельную систему с лучшими характеристиками, и даже видели рекламу соответствующих предложений производителей кабелей и компонентов. Если нет, то вы отстали от жизни.

Уже давно специалисты предвидели, что сетевые приложения потребуют более высокой скорости передачи данных, чем способны поддерживать современные сетевые стандарты. Производители кабелей и соединителей представили продукты с далеко превосходящими минимальные требования Категории 5 характеристиками.

Так что же конкретно вам необходимо выбрать, чтобы построенная кабельная система имела запас на будущее и поддерживала высокоскоростные сетевые приложения? Обеспечивают ли в действительности якобы протестированные до 200 МГц, 300 МГц и даже более кабели необходимые характеристики прокладываемых кабельных линий?

ТРЕБОВАНИЯ GIGABIT ETHERNET

В исследовании и предложениях для Gigabit Ethernet по проводке из неэкранированных кабелей с витыми парами (Unshielded Twisted Pair, UTP) IEEE определяет сеть Ethernet со скоростью передачи один миллиард битов в секунду (или один гигабит в секунду) по линии из кабеля UTP длиной 100 м. Окончательно стандарт получил обозначение 802.3ab и называется 1000BaseT. Он предполагает возможность использования имеющихся кабельных систем Категории 5.

Требования к характеристикам линии для передачи 1000BaseT таковы:

• переходное затухание на ближнем конце (Near-End Crosstalk, NEXT) и погонное затухание должны соответствовать минимальным требованиям Категории 5;
• задержка распространения и перекос задержки — то же самое (требования к перекосу задержки могут быть ужесточены по сравнению с закрепленными в стандарте);
• возвратные потери и приведенное переходное затухание на дальнем конце (Equal-Level Far-End Crosstalk, ELFEXT) для разработки надлежащих тестов формулируются отдельно (они не входят в спецификации Категории 5).

Проводка должна тестироваться в диапазоне рабочих частот от 1 до 100 МГц, т. е. в том же самом, что и для Категории 5. Напомним, что диапазон рабочих частот и скорость передачи данных — взаимосвязанные, но не идентичные характеристики. Первая относится к частотному диапазону, в котором сигнал может быть передан физической средой с приемлемым качеством. Вторая же касается методов кодирования сигнала и эффективности использования рабочего диапазона частот. Умная современная электроника с изощренными методами кодирования сигнала и сжатия позволяет добиться более высоких скоростей передачи данных при том же диапазоне рабочих частот.

Например, при покупке и установке модема на 56 Кбит/с вы получаете в два раза большую скорость передачи данных, чем для модема на 28,8 Кбит/с. Телефонная линия до вашего дома или офиса предоставляет тот же самый диапазон рабочих частот, что и тогда, когда она была впервые установлена, возможно, много лет назад. Именно этот путь и был избран разработчиками 1000BaseT. Значительное повышение скорости передачи данных по линиям Категории 5 достигнуто благодаря применению более умной и сложной электроники.

Вместе с тем предполагаемые критерии "прошел/не прошел" находятся пока лишь на стадии рассмотрения. Черновой документ роздан для анализа и одобрения членам комитета с правом голоса. В первом чтении он наверняка вызовет массу замечаний и вопросов. После их разрешения документ будет представлен для второго чтения. Каждый вариант проекта проходит через ту же процедуру, пока соглашение не будет достигнуто.

Оставшаяся часть этой статьи посвящена обзору стандартов и вопросам выбора нового тестера.

УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ КАТЕГОРИЯ 5

Модификации Категории 5 касаются того, как отвечающая требованиям Категории 5 линия должна себя вести в отношении EL-FEXT и возвратных потерь. Категория 5e будет определять оптимальный критерий "прошел/не прошел" для этих параметров, чтобы кабельная система могла поддерживать 1000BaseT. Это предполагает также необходимость определения всех связанных с переходным затуханием измерений.

При передаче данных по нескольким парам кабеля одновременно возмущения в проводах одной пары вызываются совместным влиянием трех других пар. Традиционно характеристики NEXT определялись в Категории 5 попарно. Суммарное же переходное затухание (Power-Sum NEXT) характеризует совместное влияние трех остальных пар в кабеле.

Категория 5е будет определять все характеристики переходного затухания, в том числе суммарные, такие, как Power Sum NEXT и Power Sum FEXT. Производные характеристики (вычисляемые значения) типа ACR и ELFEXT будут также опираться на Power Sum NEXT или Power Sum FEXT соответственно. Категория 5e, как и Категория 5, поддерживает диапазон рабочих частот 1 до 100 МГц.

КАТЕГОРИЯ 6

Исходный ориентир при разработке Категории 6 состоит в том, чтобы линия обеспечивала те же самые характеристики при 200 МГц, что и линия Категории 5 при 100 МГц. Ничего более о стандарте на Категорию 6 пока не известно. Разработка и подготовка этого стандарта начнутся сразу же после пересмотра Категории 5 и определения Категории 5e.

Мы можем выделить два основных момента относительно нового стандарта.

1. Производители полевых тестеров не имеют права претендовать на сертификацию линии в соответствии со стандартом до его появления. Четыре года назад TIA опубликовала заявление относительно необоснованных утверждений о выполнении сертификации линий Категории 5. История, кажется, повторяется. С переходом к новому стандарту некоторые производители делают необоснованные заявления о соответствии разрабатываемым стандартам.

2. Судя по текущему состоянию дел в разработке стандарта, тесты для ELFEXT и возвратных потерь не будут иметь вовсе или будут иметь очень малый допуск на стыковку компонентов и неопределенность измерений (точность). При разработке стандарта для Категории 5 эти факторы рассматривались со значительным допуском. Не будучи пророками, мы тем не менее можем предвидеть, что многие высокоскоростные кабельные линии — пусть и созданные из отвечающих всем требованиям стандарта компонентов — не пройдут теста для всей линии в целом. Единственной защитой в таких обстоятельствах будет приобретение тестового инструментария с хорошими диагностическими возможностями, позволяющего точно определять местонахождение на линии некачественных компонентов.

ВЫБОР ТЕСТЕРА

Мы исходим из предположения, что все производители тестеров будут идти в ногу со стандартами, работать над решениями для тестирования новых параметров линии и придерживаться требований новых стандартов.

Реальная разница в ценности полевых тестеров проявляется в том, каким образом изготовитель решает вопрос диагностирования отказавших линий. Как мы говорили ранее, при тестировании высокоскоростных линий монтажникам и эксплуатационникам придется гораздо чаще сталкиваться с линиями, характеристики которых едва-едва соответствуют стандартным. Диагностический прибор, с помощью которого вы можете выявить причину и указать местоположение дефекта, даст значительную экономию времени.

ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ МОЩЬ ЦИФРОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТЕСТИРОВАНИЯ

На Рисунке 1 показан пример графика измеренных значений NEXT в зависимости от частоты для одной пары в линии Категории 5 с предельно допустимыми характеристиками.

Как видно из графика, кривая для NEXT касается разграничивающей кривой между областями "прошел/не прошел" в нескольких точках. Подробный анализ позволяет установить, что наименьший допуск на NEXT для этой пары имеет место на частоте 32,8 МГц и составляет 0,1 дБ. Вся эта информация ничем не поможет в определении местонахождения дефекта производящему тестирование технику, дабы он мог немедленно предпринять необходимые шаги. Однако анализ переходных помех по времени (Time Domain Crosstalk, TDX), уникальная возможность цифровой технологии тестирования, позволяет быстро и четко определить два места на линии, где переходные помехи имеют значительную величину. Первое из них расположено на расстоянии двух метров, а второе — 17 метров от тестера (см. Рисунок 2).

Техник может быстро обследовать эти точки и выполнить необходимые действия. В нашем примере проблемные точки соответствуют двум соединителям низкого качества.

Рисунок 3 иллюстрирует сходную ситуацию. Эта линия явно не отвечает требованиям NEXT (для данной комбинации пар); в наихудшем случае отклонение NEXT составляет 3 дБ и имеет место на частоте 9,9 МГц.

Несмотря на то что кривая строится на основании 1000 измерений, информация по частотам не дает никакого знания относительно местоположения или природы проблем. Вместе с тем изображенный на Рисунке 4 график TDX показывает, что указанные переходные помехи имеют место на значительном расстоянии — начиная приблизительно от точки на удалении 34 м и до конца линии. В данном примере переходные помехи имеют место не в конкретной изолированной точке, а на протяжении отрезка линии. При внимательном осмотре мы обнаружили отрезок кабеля Категории 3.

Прибор Fluke DSP-2000 Digital CableAnalyzer, к примеру, имеет режим автоматической диагностики сбоев. По каким бы причинам ни отказала тестируемая линия, пользователю достаточно нажать кнопку Fault Info на передней панели, и тестер проанализирует все полученные в режиме Autotest данные и отобразит местонахождение и природу проблемы. Рисунок 5 дает пример такого анализа с помощью TDX Analyzer.

Графический дисплей этого устройства позволяет представить кривые TDX в удобном для восприятия формате.

Кроме того, при приобретении высокоскоростной кабельной системы вы можете использовать приборы серии Fluke DSP для проверки того, что обещанный запас обеспечивается в диапазоне частот 1-100 МГц. Значения отдельных тестируемых параметров можно проверить на частотах до 155 МГц. Тестер оценивает наихудший запас по всему диапазону тестируемых частот. Таким образом, если вы ужесточите требование "прошел/не прошел" на величину запаса, то линия будет по-прежнему проходить тест. Например, прошедшая тестирование линия с запасом 6,8 дБ пройдет и тестирование на соответствие стандарту, где требования жестче на 6,8 дБ. Точка, где было измерено значение 6,8 дБ, будет теперь точкой, где запас составляет 0 дБ. Этого тем не менее достаточно для прохождения теста. На любой другой частоте допуск (разница между измеренным и допустимым значениями) будет положительным.

В этой статье мы исходили из того, что изготовители полевых тестеров будут придерживаться требований новых стандартов по их принятии. Различие между тестерами будет состоять в их способности предоставлять точную и надежную диагностическую информацию.

Цифровая технология тестирования с анализом по времени предлагает непревзойденные быстроту, точность и удобство использования. Ее возможности станут еще более важны для сертификации высокоскоростных линий на соответствие ожидаемым стандартам. В будущем ценность и привлекательность точных и удобных диагностических процедур намного повысится.

---