Контрольные измерения для приемосдаточных испытаний инсталлированной структурированной кабельной проводки, как известно, и в прошлом не считались тривиальной процедурой. Даже оставляя в стороне возможные дискуссии о применимости некоторых методов и реализующих их технических средств, необходимо отметить, что нахождение общего языка между производителями кабельной системы, инсталляторами и конечными пользователями — задача далеко не простая, требующая предварительного согласования и достижения жестких договоренностей.

РАБОТА ПРИ НИЗКИХ ОТНОШЕНИЯХ СИГНАЛА К ШУМУ

Говоря о передаче сигналов десятигигабитного Ethernet по медным кабелям, следует еще раз обратить внимание на одну серьезнейшую проблему. Суть ее в том, что использование в 10GBaseT метода кодирования линейного сигнала по схеме PAM-16 приводит к тому, что отношение сигнала к шуму приобретает критическое значение. Если во время разработки проекта кабельной системы ориентироваться на высококачественную экранированную технику (кабели и коммутационные компоненты Категории 6 или 7, которым соответствуют тракты Классов EA или F), то в процессе выполнения новых инсталляций данный подход не приводит к появлению каких-либо значительных проблем. Даже в полосе высоких частот (частота Найквиста для интерфейсов 10GBaseT составляет 417 МГц) кабельные системы, отвечающие требованиям нормативных документов, обеспечивают необходимый уровень защиты от таких помех, как межкабельные переходные влияния (см. Таблицу 1). Соответствующая норма введена в состав стандарта IEEE 802.3an.

Таблица 1. Пригодность кабельных систем различных классов для передачи сигналов сетевых интерфейсов 10GВaseT.
Иван Энгельс, руководитель отдела продуктов в области кабельных систем передачи данных компании Kerpen, принимающий участие
в работе комитетов по стандартизации, расценивает данный факт как важнейшее доказательство практического подхода, взятого на вооружение регулирующими органами. Это своего рода «звездный час» процедуры принятия нормативов, последовательной и понятной для конечных пользователей, которым производители систем теперь смогут предложить высоконадежную методику планирования их кабельной проводки.

Несколько труднее проходит обсуждение способов проверки пригодности уже существующей кабельной системы для поддержки функционирования 10 Gigabit Ethernet, возможно, с применением неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Для такого случая ценным руководством является «Технический отчет по оценке и улучшению характеристик инсталлированных симметричных кабельных трактов для поддержки стандарта 10GВaseT» (TR 24750).

ВОЗМОЖНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ МЕЖКАБЕЛЬНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ВЛИЯНИЙ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

Рисунок 1. Отношение сигнала к шуму для сетевых интерфейсов 100BaseT, 1GBaseT и 10GBaseT на передающем конце.
Широко распространено мнение, что межкабельные переходные влияния не могут быть измерены в полевых условиях. Кристиан Шиллаб, менеджер по продуктовой линейке Infrastructure SuperVision компании Fluke Networks, придерживается совершенно противоположного взгляда. Автор многочисленных специализированных публикаций в журнале LANline и постоянный участник технических форумов привел данные показательных измерений межкабельных переходных влияний для инсталлированных ранее кабельных систем. В отличие от других помех указанная разновидность наводок не является характеристикой отдельно взятого кабеля, так как в данном случае источником возмущающих воздействий служат соседние кабели. Поэтому указанную помеху невозможно, скажем, подавить с помощью электронных фильтров или за счет иных вспомогательных средств.

Рассмотрение понятия «межкабельная переходная помеха» приводит к выводу о том, что для ее инструментального определения необходимо выполнить значительное количество измерений, т. е. специалисту придется вручную перебрать все возможные комбинации влияющих и подверженных влиянию кабелей.

Рисунок 2. Отношение сигнала к шуму для сетевых интерфейсов 100BaseT, 1GBaseT и 10GBaseT на принимающем конце.
Однако, согласно результатам исследований Шиллаба, количество проводимых измерений значительно уменьшится, если в процессе их выполнения будет учтено пространственное расположение отдельных трактов передачи сигналов. Большинство кабелей находится настолько далеко друг от друга, что создаваемой ими межкабельной переходной помехой можно пренебречь. При выборе методики измерения следует принимать в расчет взаимное расположение не только линейных кабелей, но и отдельных розеток на коммутационной панели.
Рисунок 3. Требования в отношении точности измерений кабельных линий для 10GBaseT.
Разумеется, основной вопрос дискуссии — возможность передачи сигналов сетевых интерфейсов 10GbE по конкретной линии — всегда стоит на первом месте. Однако в рассматриваемой ситуации не менее важно выявить причину, по которой линия не выдерживает испытания. Это обусловлено тем, что повторная прокладка линейного кабеля в подавляющем большинстве случаев является дорогостоящей операцией. В итоге можно констатировать, что линии, не отвечающие установленным нормам, просто не допускаются для работы 10GbE.

УЖЕСТОЧЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К КАЧЕСТВУ ПРОДУКЦИИ

Рисунок 4. Кабельный сканер Lantek 7G работает в частотном диапазоне до 1 ГГц.В случае десятигигабитной проводки резко возрастают требования к качеству тестирующего оборудования и собственно процесса измерений. Причина столь же проста, сколь и значительна: запасы по параметрам между стандартом и приложением, к существованию которых все привыкли при работе с менее скоростными системами, отсутствуют в кабельных линиях, предназначенных для поддержки функционирования 10GBaseT (см. Рисунок 3). Тестирующее оборудование, предназначенное для определения параметров трактов 10GBaseT, выпускают многие производители. Примерами являются устройства DTX Cable Analyzer компании Fluke Networks, Lantek 7G от IDEAL Industries и Wirescope Pro от Agilent Technologies.

Константин Хюдеполь, менеджер по продуктам компании IDEAL Industries, в своем выступлении на конференции, основной темой которой были вопросы внедрения соединителей GG45, обратил внимание слушателей на встроенные технологические возможности кабельного сканера Lantek 7G. Устройство уже работает в частотном диапазоне вплоть до 1 ГГц (см. Рисунок 4). Хотя измерения параметров производятся только на уровне тракта, по уровню точности они соответствуют требованиям уровня IVe. При измерениях в двух режимах (Dual Mode) поддерживается одновременная сертификация по требованиям ISO F и ISO FA.

Ограниченные объемы статьи не позволяют подробно остановиться на многих упомянутых здесь проблемах. Решение этих вопросов, безусловно, требует дальнейших дискуссий и экспериментальных исследований. Дополнительную информацию читатель может почерпнуть в Internet и специальной литературе. В заключение хотелось бы отметить, что принципиальные вопросы, связанные с обеспечением передачи сигналов 10 Gigabit Ethernet по трактам на основе кабелей из витых пар, решены — уже существуют нормы, правила и процедуры выполнения тестирования. Однако полная свобода действий в данной области будет достигнута только при условии применения соответствующих измерительных приборов.

Д-р Йорг Шрепер — главный редактор журнала LANline. С ним можно связаться по адресу: Joerg.Schroeper@konradin.de.

© AWi Verlag

Кодирование по методу PAM-16

Частота передачи является, как известно, далеко не единственным критически важным параметром. В перечень существенных характеристик сетевых интерфейсов 10GBaseT входит и метод кодирования PAM-16, согласно которому интервал между соседними уровнями сигнала равен 0,13 В (см. Рисунок 1). По сравнению с линейными сигналами интерфейсов 100BaseT (кодирование по методу MLT-3), где разница составляет 1 В, и 1GBaseT (0,5 В, кодирование по методу PAM-5) — это очень небольшое значение. Ответ на вопрос, почему к параметрам линейного тракта для передачи сигналов десятигигабитных сетевых интерфейсов предъявляются столь высокие требования, представлен на Рисунке 2. Расстояние между соседними уровнями принимаемого сигнала с учетом реально достигаемых величин затухания настолько мало (0,001 В), что его практически невозможно изобразить в том же масштабе, поэтому даже слабый шум приводит к значительному снижению качественных показателей канала связи.