Стандарт на компьютерную проводку Категории 6 близок к одобрению.
Первое предложение поступило в Международную Электротехническую Комиссию (МЭК) из Франции еще 1994 г. и базировалось на неэкранированных витых парах (UTP). Вторым оказалось немецкое решение, основанное на экранированных витых парах (STP) и появившееся примерно через год. Постепенно ситуация прояснилась, и в сентябре 1997 г. Комитет JTC1/SC25 международных организаций по стандартизации ISO/IEC принял решение о разработке двух отдельных стандартов. Проводка на базе неэкранированных витых пар, с полосой пропускания до 200 МГц, получила название «Класс E» (Категория 6), а на основе экранированных витых пар, с рабочей полосой до 600 МГц – «Класс F» (Категория 7).
В данной статье рассмотрен стандарт на проводку Категории 6 американской организации по стандартизации TIA (Telecommunications Industry Association) и приведены примеры параметров, характерные для выпускаемой в настоящее время продукции и соответствующие Категории 6. Сам стандарт будет одобрен в ближайшее время – его принятие сдерживается лишь обязательными для согласования сроками.
ЭВОЛфЦИЯ АМЕРИКАНСКОГО СТАНДАРТА
Первый стандарт на кабельные системы EIA/TIA-568 был опубликован в 1991 г. В нем формулировались технические требования только на кабели и соединители в полосе до 16 МГц – требования ко всему тракту в стандарте не определялись. Затем в 1995 г. вышла вторая версия этого стандарта (TIA/EIA-568-A), в которой закреплены требования к проводке Категории 5, с полосой 100 МГц. На пути от первой до второй версий характеристики тракта мучительно вырабатывались, что видно из технических бюллетеней TSB 36, TSB 40A, TSB 67 и др. (Подробнее история развития стандартов изложена в статье автора, опубликованной в ноябрьском номере LAN за 1996 г.)
Примерно в это же время впервые создались условия для выпуска стандарта на проводку с большей шириной полосы, получившую впоследствии название «Категория 6». К настоящему времени опубликован очередной вариант проекта той части стандарта, где задаются требования на проводку Категории 6, под шифром TIA/EIA-568-B.2-1 и с названием Transmission Performance Specifications for 4-pair 100 Om Category 6 Cabling («Спецификации на характеристики передачи 4-парной 100-Омной проводки Категории 6»). Сейчас в проработке находятся заключительные варианты проекта стандарта, после чего последует его окончательное принятие, скорее всего – в первой половине 2001 г.
ОСНОВНЫЕ НОВШЕСТВА В СТАНДАРТЕ
Первое нововведение – тестовая конфигурация Basic Link («базовая линия») заменена на Permanent Link («проброс»). Главное, из-за чего пришлось вводить новую тестовую конфигурацию, – трудности с учетом оконечных шнуров, что было отмечено еще в упомянутой выше статье. Очевидно, современные компьютеризованные тестеры позволяют учесть оконечные шнуры при первоначальной калибровке.
Следующее новшество – основное представление стандартных требований в виде уравнений (ранее акцент делался на табличное представление). Таблицы параметров также приведены в стандарте, но при этом они носят только справочный характер. Причина такого изменения та же самая: современные анализаторы кабельных систем позволяют вычислять и строить графические зависимости по аналитическим выражениям легко и просто. Разумеется, графическая форма представления параметров нагляднее, чем табличная. В качестве примера приведу выражение для максимально допустимых потерь в кабеле Категории 6:
Insertion Loss 100 m Б??1.808(f)б? + 0.017f + 0.2/(f)б? (дБ), где f – частота (МГц).
В новом стандарте основной акцент сделан на параметр ELFEXT (защищенность на дальнем конце – определение этого и других параметров см. в апрельском номере LAN за 1999 г.). Потребность в такой характеристике впервые возникла в связи с внедрением параллельной передачи по всем четырем парам проводов. Напомню, что предыдущие попытки введения этого параметра имели место при освоении 100VG-AnyLAN и 100BaseT-4 (Fast Ethernet с параллельной передачей по четырем парам Категории 3). Оба протокола не получили широкого распространения, и интерес к ELFEXT слегка поутих. Но с появлением стандарта 1000BaseT (хотя правильнее его было бы назвать 1000BaseT-4) внимание к защищенности линии связи на дальнем конце вновь возродилось и даже усилилось.
Отмечу, что при параллельной передаче по всем четырем парам более актуальной является характеристика «суммарная защищенность на дальнем конце» (PS ELFEXT), так как при таком способе помехи собираются с трех влияющих пар на четвертой, подверженной влиянию. Поэтому наиболее полно в этом стандарте представлена именно характеристика PS ELFEXT. Если впоследствии передача в каждую сторону будет реализована только по двум парам, как предлагает компания Avaya (ранее – Lucent), актуальной снова станет характеристика ELFEXT.
В новом стандарте отсутствуют требования по защищенности на ближнем конце – знаменитый ACR, «кочевавший» ранее по всем публикациям. Очевидно, это связано с тем, что его можно найти, вычтя из переходного затухания (NEXT) вносимые потери (insertion loss). В то же время норма по суммарному переходному затуханию на ближнем конце (PS NEXT), очень важная при дуплексной передаче, заняла свое законное место в стандарте.
ДРУГИЕ ОСОБЕННОСТИ СТАНДАРТА
Основные характеристики в стандарте заданы для четырех видов продукции: кабелей, соединителей, проброса (permanent link) и тракта (channel). Таблицы параметров приведены для кабеля длиной 100 м, проброса – 90 м и тракта – 100 м. (Проброс состоит из горизонтального кабеля и двух соединителей на концах – подробнее в ноябрьском номере LAN за 1996 г.)
Принципиальная разница между пробросом и трактом состоит в следующем. Пробросы монтирует и испытывает компания, сдающая заказчику инсталлированную в здании капитальную часть проводки. В свою очередь, тракты испытывает та же или другая компания, которая сдает заказчику полную кабельную систему, со всеми кроссами, панелями, шнурами, со всей необходимой и обширной документацией. Следующей стадией работ обычно бывает тестирование локальной сети, включающей активное оборудование – концентраторы, коммутаторы, серверы, рабочие станции, принтеры, сканеры и др. При заключении контракта эти стадии должны быть четко разделены – иначе неизбежны массовые выяснения того, какое оборудование уже протестировано, а какое еще требует окончательных испытаний и оформления документации.
В данном стандарте намного подробнее, чем в предыдущих, заданы требования на возвратные потери (return loss) всех элементов тракта: горизонтального кабеля, гибкого кабеля со скрученными многопроволочными проводниками, соединителя, соединительного шнура, тракта и проброса. Частично эти характеристики представлены в Таблицах 1 и 2.
Еще два обязательных требования стандарта – задержка распространения и перекос задержки. Для кабеля эти параметры приведены в Таблице 3.
Максимальная задержка при распространении для тракта Категории 6 на частоте 10 МГц должна составлять не более 555 нс, для проброса – не более 498 нс. Максимальный перекос задержки для тракта Категории 6 должен быть не более 50 нс, для проброса – 44 нс.
ПРОДУКЦИЯ, СООТВЕТСТВУфЩАЯ КАТЕГОРИИ 6
В качестве иллюстрации требований стандарта можно привести характеристики продукции некоторых передовых производителей. На выставках 2000 г. мне удалось получить образцы новейших кабелей Категории 6 следующих компаний: Avaya Communication, Brand-Rex и PIC. Кабели содержат в конструкции крестообразные разделители пар и обладают очень высокими параметрами влияния. В качестве примера на Рисунке 1 приведена частотная характеристика PS NEXT для кабеля марки C6U производства Brand-Rex. Видно, что кривая PS NEXT для кабеля отстоит от стандартной для Категории 6 на 10–15 дБ, что обеспечивает хороший запас по суммарному переходному затуханию на ближнем конце.
Рисунок 1. Суммарное переходное затухание на ближнем конце (PS NEXT) для кабеля C6U компании Brand-Rex. |
Таблица, содержащая нормы по PS NEXT, ELFEXT и PS ELFEXT для тракта Категории 6, опубликована в январском номере LAN за 2000 г. Там же помещены графики частотных зависимостей суммарной защищенности на ближнем конце (PS ACR) для трактов Категории 6 компаний AMP, Lucent (Avaya) и Siemon.
Рисунок 2. Суммарное переходное затухание на ближнем конце (PS NEXT) для трех трактов (channel) GigaSPEED компании Avaya Communication. |
Требования Категории 6 по PS NEXT и PS ELFEXT для тракта показаны в виде графиков на Рисунках 2 и 3. На тех же графиках приведены частотные характеристики этих параметров для трактов SYSTIMAX GigaSPEED – продукции Avaya Communication, состоящих из кабеля 1071, модульного гнезда MGS200, панели переключений PatchmaxGS и соединительных шнуров D8GS. Тракты имеют длину 100 м и содержат четыре соединителя, а по характеристикам значительно превышают требования Категории 6.
Рисунок 3. Суммарная защищенность на дальнем конце (PS ELFEXT) для трех трактов (channel) GigaSPEED компании Avaya Communication. |
Из сказанного можно заключить, что ведущие производители уже достигли и превзошли на серийной продукции уровень, установленный Категорией 6.
ОСОБЕННОСТИ ИСПЫТАНИЙ ПРОВОДКИ КАТЕГОРИИ 6
Прежде всего определим состав параметров, которые следует измерять при испытаниях кабельных систем Категории 6. Стандарт формулирует его так – тестер должен быть способен измерить следующие параметры тракта и проброса (и выдать об этих измерениях протокол):
Wire map (схема разводки проводов в соединителях); Insertion loss; NEXT, пара-пара, измеренное с ближнего и дальнего концов; PS NEXT, измеренное с ближнего и дальнего концов; ELFEXT, пара-пара, измеренная с двух концов; PS ELFEXT, измеренная с двух концов; Return loss, измеренные с ближнего и дальнего концов; Propagation delay; Delay skew.
Термины, к сожалению, приходится приводить по-английски, так как имеющиеся тестеры снабжены терминологией на английском языке. Из формулировки, приведенной выше, следует, что тестер должен позволять измерить эти параметры – измерять же их все совсем не обязательно.
В стандарте подробно описываются особенности процедуры измерений, а также требования к тестеру Уровня III (Level III) по точности. Не буду их все перечислять – это долгое и нудное занятие, а скажу о главном: частотный диапазон расширен до 250 МГц (вместо 100 МГц Категории 5e), а динамический диапазон – до 65 дБ. Тот, кто занимался когда-либо радиотехническими испытаниями симметричных линий связи, поймет, о каких достижениях в приборостроении это говорит.
К счастью, такие приборы уже выпускаются некоторыми компаниями. Прежде всего это Fluke DSP-4000. Трудно передать удовольствие от работы с прибором. У DSP-4000 есть прекрасное меню, содержащее множество стандартов на кабельные системы и весь необходимый набор заданных параметров. Кроме того, в нем имеется возможность просмотра и измерения еще двух важных характеристик высокого разрешения – TDR и TDX. Первая – это рефлектограмма (эхограмма) тракта или проброса, когда в линию запускают импульс, и он зондирует ее на всю длину. Вторая, по-моему, еще более интересна. Чтобы получить TDX, импульс запускают в одну пару, а прошедший сигнал снимают с другой пары, показывая места перехода помех и их уровень.
Таким образом, стандарт на Категорию 6 уже обеспечен промышленной продукцией, и после одобрения, как ожидается в текущем году, он и начнет широко внедряться в кабельные системы зданий и других обюектов.
Давид Яковлевич Гальперович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник ОКБ КП, доцент МТУСИ. С ним можно связаться по тел.: (095) 583-5472.
Частота (МГц) | Возвратные потери горизонтального кабеля (дБ/100 м) | Возвратные потери гибкого кабеля (дБ/100 м) |
1Б??f<10 | 20 + 5 lg(f) | 20 + 5lg(f) |
10Б??f<20 | 25 | 25 |
20Б??fБ??250 | 25 - 7 lg (f/20) | 25 - 8,6 lg (f/20) |
Частота (МГц) | Возвратные потери тракта (дБ) | Возвратные потери проброса (дБ) |
1Б??f<20 | 19 | 19 |
20Б??fБ??250 | 19 - 10 lg (f/20) | 19 - 7 lg (f/20) |
Частота (МГц) | Макс. задержка (нс / 100 м) | Мин. скорость распространения (%) | Макс. перекос задержки (нс /100 м) |
1 | 570 | 58,5 | 45 |
10 | 545 | 61,1 | 45 |
100 | 538 | 62,0 | 45 |
250 | 536 | 62,1 | 45 |