Применение принципа Cable Sharing в процессе реализации разнообразных телекоммуникационных проектов позволяет уменьшить стоимость, упростить процедуру управления кабельной системой и обеспечить поддержку большего числа приложений по одной среде передачи. Растущее распространение полностью экранированных кабельных систем Категории 7 (или Класса F)

способствует росту популярности передачи сигналов нескольких различных приложений по одному кабелю. Телекоммуникационные стандарты TIA и ISO (см. «Глоссарий») нормируют общую топологию и задают минимальные требования к параметрам, чем обеспечивается единый подход к проектированию кабельных систем по всему миру. В соответствии с минимальными требованиями стандартов на каждом рабочем месте устанавливаются две информационные розетки, что фактически стало основным инфраструктурным признаком общественного здания.

Однако в операторских центрах, помещениях с факсимильным аппаратом, конференц-залах, обучающих центрах, в комнатах службы наблюдения на одного пользователя приходится больше двух разновидностей активного оборудования. В палатах интенсивной терапии медицинских учреждений перечень функционирующих приложений может достигать полутора десятков, включая два телефонных канала, четыре внутренних канала данных Ethernet общего назначения, два канала Ethernet для системы наблюдения за пациентом в блоке интенсивной терапии (Intensive Care Unit, ICU), линия Ethernet для аварийного вызова персонала пациентом, дополнительный канал Ethernet для поддержки функционирования неклинических приложений, два канала для развлечения пациента и несколько других розеток для обеспечения работы «семейной зоны».

На таких рабочих местах с большим количеством различных информационных сервисов наряду с высокоскоростными службами всегда присутствуют несколько низкоскоростных приложений (см. Таблицу 1).

Таблица 1. Типовые приложения для рабочих мест с высокой плотностью информационных сервисов.

И если для поддержки их функционирования применяется принцип Cable Sharing, то за счет уменьшения количества кабелей заметно упрощается управление кабельной проводкой. Немаловажное значение имеет также снижение стоимости, поскольку каждому приложению уже не понадобится полноценный тракт передачи с четырьмя парами, часть из которых остается вынужденно неиспользуемой.

КАБЕЛЬНОЕ И ОХРАННОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ

Принцип Cable Sharing дает существенные дополнительные преимущества в отношении стоимости и удобства управления проводкой в тех ситуациях, когда пользователю необходимо кабельное или охранное телевидение, сигналы которого передаются, как правило, по коаксиальному кабелю. То же самое справедливо и в отношении домофонов, для подключения которых используются симметричные кабели с проводами калибра 18 AWG. Вся эта аппаратура с помощью достаточно простых и дешевых устройств (для телевидения таковым является балун) может эффективно работать по стандартной структурированной проводке для телекоммуникационной сети.

Некоторые проектировщики и консультанты по кабельным системам не торопятся широко применять принцип Cable Sharing, не зная, в какой мере он допускается стандартами. Нормативные документы TIA и ISO разрешают, однако, использование этого технического решения, предлагая соответствующие рекомендации. Так, приложение B к стандарту ANSI/TIA/EIA 568-B.1 содержит обширный перечень программных приложений, частотные и энергетические параметры которых позволяют передавать сигналы по неэкранированным кабелям без заметного взаимного влияния на качественные характеристики несмотря на неизбежное наличие внутренних переходных помех. Дополнительно приводятся примеры приложений, которые вполне допустимо транслировать по многопарным кабелям (см. Таблицу 1).

Кроме того, на основании способа передачи информации различных приложений (пакетная, непрерывная, синхронная или случайная), а также возникновения внутренней переходной помехи в структурированной проводке стандарт позволяет сделать выводы о возможности передачи нескольких однотипных или различных приложений по одному кабелю. Стандарт ISO/IEC 11801:2002 (издание 2-е) идет еще дальше. Наряду с рассуждениями о переходных помехах этот документ содержит указания о минимизации последствий взаимного воздействия сигналов различных приложений друг на друга в случае их передачи по витым парам, находящимся под общей оболочкой. Стандарт ISO/IEC 15018 рекомендует к тому же применение принципа Cable Sharing в жилых зданиях, когда наблюдается нехватка емкости кабельных каналов. В США такие профессиональные объединения, как BICSI, и строительные нормативы наподобие NEC допускают передачу нескольких приложений по одному горизонтальному кабелю. Суммируя, можно сказать, что все нормативные документы по телекоммуникациям разрешают использовать принцип Cable Sharing, а имеющиеся рекомендации по реализации сетей помогают свести к минимуму отрицательные последствия взаимовлияния приложений в кабельном канале.

Принцип Cable Sharing получил достаточно широкое распространение только после того, как ISO приняла стандарт на экранированные кабельные системы Класса F. Дело в том, что пользователь структурированной проводки, построенной на основе кабелей UTP и F/UTP (последний — с фольгированным экраном), заранее не мог быть уверен в возможности передачи по одному кабелю сигналов нескольких приложений из-за довольно высокого уровня внутренних переходных наводок на ближнем и дальнем концах.

Рисунок 1. Частотные характеристики для суммарного переходного затухания на ближнем конце (Power-Sum Near-End Crosstalk, PS-NEXT) для кабелей различных типов.

Из Рисунков 1 и 2 можно сделать вывод о том, что в случае передачи по кабельной системе Категории 5е/ Класса D на частоте 100 МГц 23,4% мощности сигнала переходит в наводку на ближнем и дальнем концах (параметры PS-NEXT и PS-FEXT). Ситуация заметно улучшается, когда проводка строится на элементной базе Категории 6а (системы Класса ЕА), так как доля теряемой мощности на данной частоте падает до 11,4%. Однако и в этом случае не гарантируется, что при совместном использовании одного кабеля однотипными приложениями последние будут функционировать без существенного влияния друг на друга. Совсем другая ситуация наблюдается в кабельных системах Класса F: на частоте 100 МГц в суммарные переходные помехи (PS-NEXT и PS-FEXT) преобразуется только 1,6% мощности сигнала. В результате пользователь может не беспокоиться о том, что сигналы, передаваемые по двум различным, надежно изолированным парам, будут подвергаться нежелательным переходным воздействиям со стороны друг друга. Таким образом, по имеющему четыре пары кабельному тракту Класса F могут одновременно передаваться сигналы нескольких однотипных или разнотипных приложений.

Рисунок 2. Частотные характеристики для приведенного суммарного переходного затухания на дальнем конце (Power-Sum Equal Level Far-End Crosstalk, PS-ELFEXT) для кабелей различных типов.

Требования к кабелю Класса F впервые были опубликованы в 1999 г. в первом издании стандарта ISO/IEC-11801. Кабельная проводка Класса F формируется из полностью экранированных компонентов Категории 7, а ее параметры нормируются в частотном диапазоне от 1 до 600 МГц. Соответствующие соединители, необходимые для реализации принципа Cable Sharing, описаны в стандарте IEC 61073-3-104. Вариант такого разъема, отличного от традиционного модульного RJ-45, изображен на Рисунке 3.

Рисунок 3. Вилка и розетка разъема Категории 7/7а в не совместимом с RJ-45 исполнении.

В случае применения элементной базы Категории 7 легкость воплощения принципа Cable Sharing достигается благодаря тому, что конструкция упомянутого выше соединителя предполагает размещение каждой пары контактов в замкнутой камере по квадрантной схеме. Это заметно облегчает доступ к ним и конструктивное исполнение одно- и двухпарной вилок.

На втором конце комбинированного шнура находится вилка разъема RJ-45 или RJ-11, обеспечивающая подключение к сети Ethernet (см. Рисунок 4). Требования к кабельной системе Класса FA в настоящее время рассматриваются ISO. Они предполагают применение разъема, который несовместим с традиционным соединителем модульного типа RJ, и улучшенного кабеля Категории 7а, работающего в полосе от 1 до 1000 МГц.

Рисунок 4. Комбинированный шнур в однопарном варианте с вилкой RJ-11 и в двухпарном варианте с вилкой RJ-45 (розетки в не совместимом с RJ-45 исполнении).

Кабельная система Класса FA позволит успешно передавать сигналы кабельного телевидения с верхней граничной частотой 862 МГц.

И хотя принцип Cable Sharing очень гибок и поддерживает широкую палитру конфигураций, все же можно выделить две основные, удовлетворяющие потребностям большинства конечных пользователей.

АНАЛОГОВЫЙ ТЕЛЕФОН И INTERNET

В операторских центрах и помещениях с факсимильными аппаратами пользователи обычно организованы в группы, и каждый из них имеет аналоговый телефон и рабочую станцию для доступа в Internet. В таких случаях можно применить принцип Cable Sharing, установив для группы, состоящей из четырех сотрудников, по одной многопользовательской телекоммуникационной розетке (Multi-user Telecommunications Outlet Assembly, MuTOA) с одной розеткой Класса F и четырьмя гнездами Категории 6а.

Рисунок 5. Типичный способ использования принципа Cable Sharing в операторских центрах и помещениях с факсимильными аппаратами.

Канал Класса F обеспечит функ-ционирование четырех аналоговых телефонных линий (см. Рисунок 5). Принцип Cable Sharing в рассматриваемом примере позволяет сократить на 10% количество необходимых материалов, на 28% — розеток, а кроме того, делает сложный процесс управления кабельной системой более простым. Во многих других аналогичных случаях, когда требуется поддержка большого количества приложений (конференц-залы, учреждения здравоохранения и службы наблюдения), данное решение позволяет подключить целый ряд услуг: IP-телефонию, кабельное и охранное телевидение, Internet, камеры систем видеонаблюдения, домофон и скоростные каналы передачи данных.

ПОДАЧА ЧЕТЫРЕХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕРВИСОВ НА РАБОЧЕЕ МЕСТО

Рисунок 6. Применение принципа Cable Sharing для поддержки функционирования разнотипных приложений.

Если для передачи каждого приложения использовать отдельный кабель, то на рабочем месте должно находиться не менее девяти розеточных модулей. В данном случае эффективной альтернативой станет решение на базе Cable Sharing, которое позволяет передать в соответствующую рабочую область упомянутые девять приложений с помощью всего двух каналов Класса F и одного канала Категории 6а. Оба канала Класса F обеспечивают функционирование приложений, изображенных на Рисунке 6. При таком подходе экономия материалов составляет 20%, а общее количество розеточных модулей уменьшается на 57%, не говоря об уже упоминавшемся упрощении процесса управления кабельной системой.

Конечный пользователь извлекает пользу из включения прежних систем кабельного и охранного телевидения на базе коаксиального кабеля и домофона на базе медной проводки в общую коммуникационную систему, при этом достигается дополнительное преимущество: упрощаются управление кабельной инфраструктурой и процедуры изменения ее конфигурации.

Уже при проектировании кабельной системы, опирающейся на принцип Cable Sharing, необходимо составить перечень требующих поддержки приложений с указанием планируемого срока эксплуатации оборудования. Благоприятным фактором является то, что продолжительность функционирования операторского центра и большинства видеосервисов составляет более десяти лет — срок, который в стандартах ISO и TIA указывается как нормативное значение для приложений, связанных с передачей данных. Несмотря на многочисленные достоинства, которые влечет за собой применение принципа Cable Sharing, данный подход в определенной степени ограничивает пригодность кабельной инфраструктуры к последующим расширениям и поддержке будущих приложений, о чем не следует забывать.

ПЛАНИРОВАНИЕ ЧЕТЫРЕХПАРНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ РОЗЕТОК

С учетом сказанного выше в процессе внедрения принципа Cable Sharing рекомендуется на каждом рабочем месте дополнительно к розеткам Класса F, которые используются для поддержки функционирования нескольких приложений, предусмотреть по меньшей мере один типовой четырехпарный розеточный модуль Категории 6а или выше. Помимо прочего, его наличие позволит обеспечить функционирование будущих высокоскоростных информационных сервисов.

Прогноз перспектив использования рассматриваемой технологии достаточно благоприятен, и картина в целом выглядит позитивно: запросы пользователей ресурсов структурированной проводки для поддержки низкоскоростных сервисов постоянно растут, и все большее количество самого разнообразного оборудования переводится на технологию IP с передачей их сигналов по кабелям из витых пар с применением Ethernet.

ПОДДЕРЖКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ НИЗКОСКОРОСТНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ

К счастью, кабельные системы Классов F и FA предусматривают индивидуальное экранирование ви-тых пар, что позволяет эффективно использовать одобренный стандартами принцип Cable Sharing. Как следствие, при помощи данного подхода удается уменьшить стоимость решения, упростить процесс управления кабельной системой и увеличить количество приложений, передаваемых по кабельным трактам на основе витых пар без увеличения общего числа кабелей.

Петер Бройер — региональный директор компании Siemon по странам Центральной и Восточной Европы.

Глоссарий

TIA (Telecommunications Industry Association) — Ассоциация телекоммуникационной отрасли.

ISO (International Standards Organization) — Международная организация по стандартизации.

Минимальные требования к телекоммуникационным розеткам определены в стандартах ANSI/TIA/EIA 568-B.2 и ISO/IEC 11801:2002, издание 2-е.

BICSI (Building Industry Consulting Service International) — Международная консультационная служба строительной отрасли.

Дополнительная информация приводится на сайте http//:www.bicsi.org.

NEC (National Electrical Code) — Национальные электротехнические нормативы.