Сетевой рынок набирается сил для очередного квантового прыжка и достижения рекордной скорости. Причина поднявшейся суматохи — 10 Gigabit Ethernet (10GbE) по медной проводке (10GBaseT/IEEE 802.3an). Будучи в десять раз быстрее своего предшественника, это приложение бросает грозный вызов кабельной технологии и тестовому оборудованию.

Тем временем дальнейшее развитие получил существующий Класс F/Категория 7, т. е. сети с полосой рабочих частот до 600 МГц, которые, так получилось, способны передавать потоки данных со скоростью 10 Gigabit Ethernet без малейших проблем. Новый Класс FA расширен до 1000 МГц в целях поддержки сетей для расширяющегося мультимедийного мира.

Эти разработки ставят ряд вопросов перед производителями тестового оборудования. Пригодны ли их устройства для поддержки новых частотных диапазонов? Достаточны ли уровни точности? Следует ли принять во внимание новые параметры? В этой статье предпринята попытка дать ответ на ряд вопросов.

НАЗАД К ЧЕРТЕЖНОЙ ДОСКЕ

У крупных игроков рынка кабельной проводки для локальных сетей нет времени, чтобы остановиться и передохнуть. После всех усилий в борьбе за Класс E/Категорию 6, в 2002 г. завершившихся принятием новой версии TIE/EIA 568 и ISO/IEC 11801 (и последующей адаптацией EN 50173), на подходе новые приложения, которым к тому же требуется даже большая пропускная способность, чем это предусмотрено стандартом. Другими словами, все заинтересованные стороны принуждены вернуться назад к чертежной доске, чтобы изыскать способ, как добиться соответствия требованиям новой серии приложений. Например, производителям кабельных систем вынужден возвращать свои компоненты на тестирование с тем, чтобы оптимизировать их или разработать заново. Аналогичные корректировки придется произвести и поставщикам тестового оборудования, используемого для измерения требуемых параметров.

НОВЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

Так что же это за приложения, вызвавшие подобную цепную реакцию? В мире офисных коммуникаций речь идет о передачи 10GbE до рабочего места по медной проводке. В будущем она будет обеспечиваться за счет новой стандартной полосы пропускания в 500 МГц через сеть с разъемами RJ-45. Однако бум наблюдается и в мире SOHO, т. е. на рынке сетей для малых и домашних офисов, где все большее число систем оснащается сетями с высокой пропускной способностью и куда также проникает конвергенция голоса, данных и видео. «Тройная игра» — очередное модное словечко в области телекоммуникаций. В результате кабель с витыми парами стал рассматриваться в качестве альтернативы к традиционной коаксиальной проводке, правда, при этом используется не соединитель RJ-45, а соединители с большей широкополосностью, вплоть до 1000 МГц.

СТАНДАРТЫ

Таблица 1. Стандарты на проводку для локальных сетей.
Какой стандарт описывает новые приложения? 10GbE по медной проводке рассматривается в стандарте IEEE 802.3an, выпущенном в июне 2006 г. В этой спецификации утверждается, что для передачи данных со скоростью 10 Гбит/с необходимы кодирование PAM-16 и, следовательно, приоритетная частота на уровне 450 МГц. Кроме того, в нем излагаются требования к пассивной проводке. Теперь они включаются в кабельные стандарты соответствующих организаций — TIA/EIA и ISO/IEC. К ISO/IEC 11801:2002 была добавлена «Поправка 1», где, помимо прочего, вводится новый класс передачи данных EA, дающий, в свою очередь, четкие рекомендации для предельных характеристик, которым кабельная система должна соответствовать для достижения скорости передачи данных 10 GbE (см. Таблицу 1). Единственные доступные в настоящее время характеристики относятся к полному каналу передачи данных, так называемому Channel Link, состоящему из проложенного кабеля, соединительных компонентов и соединительных кабелей до активного оборудования. Но определения Permanent Link, т. е. постоянного тракта передачи данных, и характеристики компонентов должны появиться совсем скоро. Одновременно с ISO/IEC группа спецификации TIA/EIA работает над расширением своих кабельных стандартов, которой присвоен кодовый номер TIA/EIA-568-B.2-10. Новый стандарт уже назвали «Категория 6а». «А/а» в обоих регистрах означает augmented, т. е. расширенная, и это точно описывает изменения в характеристиках — расширение существующих предельных значений Класса E для ISO/IEC и Категории 6 для TIA/EIA. Только значения переходных помех, известных как NEXT, будут несколько уменьшены в верхнем частотном диапазоне для Категории 6а (см. Рисунок 1). В эти расширенные стандарты была включена и новая группа тестовых параметров. Речь идет о параметрах для определения возмущающего влияния на канал данных извне. Эти помехи имеют место только в случае неэкранированных систем на частотах свыше 300 МГц, но из-за них качество передачи сигнала может значительно ухудшиться. Подобные возмущения возникают либо вследствие взаимодействия сигналов в соседних каналах передачи данных, либо под влиянием внешних высокочастотных источников помех. Их называют «чужие» (alien), т. е. они приходят извне и искажают внутренние потоки данных. Проявляющиеся эффекты описываются, следовательно, как «чужеродные переходные влияния», или, сокращенно, AXT. Оба вышеупомянутых стандартных расширения определяют предельные характеристики, которым компоненты должны соответствовать «конструктивно».
Рисунок 1. Различия между проектами стандартов и рабочими документами применительно к значению NEXT.
В настоящее время предполагается, что существующие системы Класса E/Категории 6 пригодны для 10GbE. Обе организации по стандартизации подготовили «рабочие документы» под названием TIA TSB-155 и TR 24750, где задаются предельные значения, которые, будучи приняты, позволят обеспечить функционирование 10GbE. Эти два по сути идентичных документа во многом опираются на рекомендации для передаточных спецификаций IEEE 802.3an и близки к минимальным значениям приложения, что, в свою очередь, предопределяет тщательное предварительное тестирование. Кроме того, документы выражают потребность в идентификации чужеродных переходных влияний в полевых условиях. Несмотря на наличие двух разных предложений, оба отличаются чрезмерной сложностью и малой практичностью. Например, исчерпывающий тест AXT в случае системы среднего размера займет несколько дней, причем большое число подключений к системе чревато износом встроенных компонентов. Сокращенный тест, не предусматривающий измерения всех возможных комбинаций по принципу «каждый с каждым», лучше категорически отвергнуть. Соблазн намеренного выбора для измерений каналов «без осложнений» может оказаться слишком велик.

МАЛЫЕ И ДОМАШНИЕ ОФИСЫ

В мире SOHO наиболее модными словечками стали «конвергенция» и «тройная игра», т. е. интеграция трех базовых сетевых сервисов на одной общей платформе. Как показывает статистика, за прошедшие несколько лет число ПК в расчете на одно домовладение выросло. Старый добрый «телевизионный ящик» превратился в «мультимедийный центр», с помощью которого пользователь может смотреть футбол, одновременно бродя по сети в поисках результатов предшествующих встреч соперничающих команд. Вдобавок, не сходя с места, он способен проверить состояние освещения, работу кондиционера и системы безопасности. И для этой области применения имеются стандарты и проекты стандартов, например ISO/IEC 15018 и TIA/EIA 570. ISO/IEC подразделяет сервисы на несколько категорий с использованием различных сред передачи, в качестве которых рассматриваются коаксиальные линии с рабочим диапазоном до 3 ГГц, а также витая пара до 1 ГГц. Необходимое соединительное оборудование включает две разновидности соединителей Класса F — GG 45 от Nexans и TERA компании Siemon. Они способны гарантировать широкополосность до 1000 МГц, как того требует стандарт.

ГОТОВНОСТЬ К БУДУЩЕМУ

Безусловно, в подготовке пути к мультимедийному будущему достигнут немалый прогресс. В офисной и в промышленной среде специалисты усердно выполняют работу над ошибками: кабели с витыми парами заново измеряются, специфицируются и классифицируются в соответствии с их типом; соединители RJ-45 адаптируются к 10GbE, а монтажники постигают премудрости правильного экранирования и заземления силовой и слаботочной проводки.

Неэкранированный мир занят изгнанием «чужих» из своих каналов, для чего выпускаются кабели передачи данных, которые в принципе невозможно проложить слишком близко друг к другу. Это достигается либо путем придания им овальной формы, либо за счет увеличения их диаметра с помощью более толстой внешней оболочки. В самих распределительных панелях кабели размещаются менее плотно, либо же соединители на каждом порту помещаются в защитные экраны для увеличения расстояния и сведения к минимуму вероятности взаимных помех.

Поскольку монтажники уже все знают об экранировании, содержание их переобучения можно свести к одной фразе: «Хаос правит бал». Это не более чем рекомендация прокладывать кабели не слишком близко друг к другу, но размещать их свободно с целью увеличить расстояние между ними. В конечном итоге в неэкранированном мире открытые пространства — лучшее место для борьбы с «чужими».

СПЕЦИФИКАЦИИ ДЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

Из всего выше сказанного можно, конечно, определить новые спецификации для полевого тестирования локальной сети. При этом следует учитывать четыре существенных момента: новая предельная частота, новые классы производительности, новые уровни точности для соответствия предельным частотам и возможные новые измеряемые параметры.

Таблица 2. Уровни точности.
Чтобы удовлетворить специфицируемым частотным уровням, устройства для полевого тестирования обязаны соответствовать заданию категорий или уровней с тем, чтобы тестовые измерения проводились в нужном классе. Тестовые устройства для Класса Е/Категории 6а должны соответствовать Уровню IIIe, а для Класса F — Уровню IVa (см. Таблицу 2). Уровень состоит из ряда единичных параметров для определения тестирующего устройства. Помимо предельных допусков для тестируемых значений устройство должно отвечать требованиям к внутренним характеристическим данным, например фоновый шум или динамический диапазон. Как часть измерительных процедур, тестовая точность идентифицируется в трех различных местах: первое — на высокочастотном интерфейсе тестового устройства, так называемое «опорное значение»; два других — в точках межсоединения определений Permanent Link и Channel Link.

Этим требованиям точности отвечает, например, тестовое оборудование серии LANTEK компании IDEAL. Устройства LANTEK регулярно проверяются и документируются независимой внешней организацией (ETL) в рамках серии тестов с оборудованием, взятым непосредственно с производственной линии. Таким образом, каждое устройство получает свой специальный сертификат, гарантирующий, что оно соответствует требуемому уровню точности. Строгое соблюдение этого параметра становится все более важным по мере того, как современные приложения с их возрастающими требованиями приближаются к пределам возможностей кабеля. Применение неточных тестовых устройств подвергает риску последующее функционирование всей системы.

«Чужие» — бич не только неэкранированных локальных сетей, они остаются в фокусе внимания и в области полевого тестирования. До сих пор всех волнует вопрос: «Как можно провести осмысленный полевой тест параметра AXT?» Да, некоторые производители уже представили первоначальные предложения, но они не дают исчерпывающие значения характеристик, а скорее оценивают различные каналы в сравнении друг с другом или, альтернативно, экстраполируют их поведение. Чтобы получить полезную информацию о поведении AXT в системе, важно измерить каждый канал в сопоставлении со всеми другими каналами поочередно или, еще лучше, один канал в сравнении со всеми другими одновременно. Теоретически это идеальное предложение, но на практике оно едва ли осуществимо.

Альфред Хубер — менеджер по технической поддержке и сервису компании IDEAL Industries. Он отвечает за измерительные технологии в отношении проводки для локальных сетей.

© Cabling Business

Тестеры должны быть адаптируемыми

ногие устройства для полевого тестирования — так называемые сертификационные тестеры — рассчитаны на текущие предельные частоты 100, 250 и 600 МГц, а их рабочие характеристики ориентированы на соответствующие стандарты. В компании IDEAL, принимающей участие в деятельности нескольких организаций по стандартизации, разработали серию тестового оборудования LANTEK — эта достаточно гибкая платформа способна адаптироваться к изменениям спецификации. Первыми устройствами семейства LANTEK стали LANTEK 6 и LANTEK 7 с широкополосностью 350 и 750 МГц, соответственно, — типичные тестеры Класс Е/Категории 6 и Класс F/Категории 7, но имеющие общую платформу с появившимися позднее моделями LANTEK 6A (500 МГц) и 7G (1000 МГц). Их можно модернизировать в расчете на широкополосность до 1000 МГц. Предлагаемая в настоящее время линейка включает отдельные модели LANTEK 6 (до 350 МГц), LANTEK 6A (500 МГц) и LANTEK 7G (1000 МГц).

Используемые в локальной сети соединители теперь способны обеспечить большую широкополосность, чем изначально планировалось, поэтому для них необходимы новые тестовые адаптеры. Для серии LANTEK это означает, что помимо классических стандартных тестовых адаптеров для систем RJ-45 до 250 МГц и адаптеров Класса F до 600 МГц на рынок выходит новая линейка тестовых адаптеров для систем TERA и GG45. Эти устройства входят в серию «высокоскоростных адаптеров». Помимо хорошо известных соединителей RJ-45 (теперь до 500 МГц), TERA и GG45 (до 1000 МГц, в настоящее время в процессе тестирования) имеется еще один «высокоскоростной» адаптер (до 1000 МГц) для соединителя EC7. Он также известен под маркой MMC3000 — еще один высококачественный соединитель, оптимизированный для мультимедийных приложений и по конструкции сходный с соединителем TERA, — оба спроектированы в соответствии с многосекционным подходом.