«Журнал сетевых решений/LAN» , № 03, 2002 99 прочтений
Последнее поколение неэкранированной медной проводки
Разработка кабельных систем Категории 6 привлекает внимание заказчиков и специалистов. Настало ли время перейти от систем Категории 5e к более высокопроизводительным кабельным системам?
Разработка кабельных систем Категории 6 привлекает внимание заказчиков и специалистов. Настало ли время перейти от систем Категории 5e к более высокопроизводительным кабельным системам?
«Категории 7 на базе UTP никогда не будет... В системах UTP невозможно достичь предлагаемых для Категории 7 уровней перекрестных наводок NEXT и FEXT. В Категории 7 всегда предполагалось экранирование, когда каждая пара индивидуально защищается от соседних».
Джон Грин,
менеджер по технологии
и новым рынкам компании NS&S
Потребности пользователей и приложений растут почти экспоненциально, и низкоскоростные сети все чаще становятся узким местом, поскольку рано или поздно их пропускная способность исчерпывается. Например, такие приложения, как системы автоматизированного проектирования и мультимедиа (особенно видео), генерируют файлы очень больших объемов и интенсивные потоки данных. Для систем телеконференций (MPEG-1) нужна пропускная способность 2 Мбит/с, для телевидения высокой четкости (HDTV MPEG-2) — 4-20 Мбит/с, для передачи медицинских изображений — 20 Мбит/с. Развитие корпоративных систем электронного обучения (e-learning) ставит задачу реализации приложений Internet TV и доставки видео по запросу.
Уже в ближайшие годы может потребоваться переход на гигабитные скорости обмена данными вплоть до настольных ПК. Так, по мнению менеджера по развитию бизнеса российского отделения Cisco System Арсения Тарасова, сейчас наблюдается взрывообразный рост объема информации, передаваемой по корпоративным сетям, а ведущий инженер компании Step Logic Сергей Копышев отмечает, что заказчики стали очень часто интересоваться решениями для поддержки мультимедийного трафика.
Рост возможностей сетей и требований к их пропускной способности наглядно демонстрирует развитие столь популярной в локальных сетях технологии Ethernet. С каждым новым ее усовершенствованием скорость передачи данных увеличивается на порядок. Первоначальный вариант Ethernet со скоростью 10 Мбит/с и Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с разделяли более десятка лет. Только рынок освоился с Fast Ethernet, как всего три года спустя появились сети Gigabit Ethernet (GigE), а теперь в сетях 10GigE преодолен барьер скорости в 10 Гбит/с.
ОТ ПЯТОЙ К ШЕСТОЙ КАТЕГОРИИ
|
| Рисунок 1. Модульные разъемы SMP поддерживают приложения ATM 155, ATM 622, 100BaseTX и Gigabit Ethernet. |
Для поддержки более высокой пропускной способности необходимо совершенствовать компоненты кабельной инфраструктуры. Появление технологии Gigabit Ethernet со скоростью передачи данных 1000 Мбит/с оказало значительное влияние на развитие спецификаций кабелей с новыми требованиями к их характеристикам. Компоненты и кабели Категории 5 были «модернизированы» для поддержки GigE. Между тем, хотя первые версии приложений Gigabit Ethernet для медной проводки (1000BaseT) были рассчитаны на кабели Категории 5 и 5e, вскоре появилась спецификация Категории 6. В настоящее время кабель этой категории становится все более популярным благодаря своей высокой производительности. Компоненты Категории 6 созданы для работы на частоте до 250 МГц — в 2,5 раза выше, чем у Категории 5.
|
| Рисунок 2. Коммутационная панель SMART C6 от RiT Technologies. |
Смогут ли структурированные кабельные системы Категории 6 вытеснить СКС Категории 5e и насколько быстро? Во многом это определяется стоимостью решений. Далеко не все заказчики хотят платить за высокую производительность Категории 6 примерно на треть больше, однако с увеличением числа продуктов Категории 6 и амортизации стоимости их разработки цены неминуемо снизятся.
Еще одним благоприятным фактором для распространения Категории 6 может стать реализация более дешевых и менее сложных вариантов Gigabit Ethernet. «Экономичные» версии Gigabit Ethernet позволят использовать преимущества более широкой полосы пропускания кабелей Категории 6, а также доступные по цене электронные схемы и устройства. В СКС Категории 5 для передачи данных со скоростью 1 Гбит/c в полосе пропускания 100 МГц приходится задействовать сложные схемы подавления шумов и системы кодирования сигнала. Между тем уже появились версии Gigabit Ethernet с двумя передающими и двумя принимающими парами. Приемники и передатчики на каждом конце разделены, а данные по каждой паре транслируются в одном направлении со скоростью 500 Мбит/с. Как сообщается, за счет применения простой электроники реализация подобных схем экономичнее на 20%.
|
| Рисунок 3. Модульные гнезда Категории 6 компании АМР. |
По мнению аналитиков, именно возможность установки недорогого сетевого оборудования будет стимулировать переход на Категорию 6: она позволит реализовать высокоскоростные системы с меньшими затратами, чем в случае компонентов Категории 5. Быстро растет и число приложений для высокоскоростных сетей. Они востребованы для соединения сетей хранения данных (SAN), резервного копирования и восстановления, передачи файлов мультимедиа и САПР, медицинских изображений, организации высокоскоростного доступа к центрам обработки данных, видеоконференций и т. д. Снижение стоимости таких приложений сделает их применение экономически оправданным.
ЧТО ПРЕДПОЧЕСТЬ?
Корректно реализованная кабельная инфраструктура должна гарантировать надежную производительность и обладать гибкостью — соответствовать требованиям будущего роста. Структурированная кабельная система (СКС) проектируется согласно международным стандартам и обеспечивает функционирование широкого спектра оборудования. В настоящее время в большинстве инсталляций используются компоненты Категории 5 и 5e, спецификации которых определены в стандарте EIA/TIA-568B.
С одной стороны, разработка стандартов для кабельных систем ориентирована на организацию гибкой структуры, адекватной потребностям новых приложений. С другой — сами приложения развиваются с учетом таких стандартов, подобно тому, как увеличение вычислительной мощности процессоров открывает путь к созданию программного обеспечения с новыми функциональными возможностями. Закладываемая сегодня кабельная система будет работать более десятка лет, а за это время быстродействие компьютеров и скорость передачи данных могут увеличиться как минимум на порядок. В соответствии с законом Мура, уже менее чем через 10 лет существующие гигабитные кабельные системы перестанут справляться с возложенными на них задачами. Кабельная сеть не должна быть тормозом при реализации новых приложений и отставать в гонке за производительностью.
Появление Категории 6 считается большим шагом вперед с момента ратификации в 1995 г. Категории 5. Разработка стандарта кабельных систем Категории 6 началась довольно давно. Предложения поступили еще в 1994 г. — через три года после утверждения первого стандарта на кабельные системы EIA/TIA-568. В сентябре 1997 г. Международная организация стандартизации (International Standard Organization, ISO) одобрила предложения по стандартам Категорий 6 и 7. При комитете, работающем над новой редакцией международного стандарта ISO/IEC 11801 на структурированные кабельные системы, была создана рабочая группа 3 (ISO/IEC JTC1/SC 25/WG3) по стандартизации высокопроизводительных технологий и принято решение о введении двух новых классов — Класса Е/Категории 6 и Класса F/Категории 7. Эта группа входит в подкомитет 25 Объединенного технического комитета 1.
К настоящему времени опубликовано официальное дополнение к стандарту TIA/EIA-568B (ANSI/TIA/EIA 568-B.2-1, Transmissions Performance Specifications for 4-Pair 100 (Category 6 Cabling, Draft 10 от 15 ноября 2001 г.), где описываются разъемы и кабели Категории 6. Оно предусматривает использование четырехпарных кабелей с волновым сопротивлением 100 Ом. Для Категории 6 — это неэкранированная (UTP) и экранированная витая пара (STP) с разъемами RJ-45. Характеристики кабелей, разъемов, линий и каналов Класса E/Категории 6 определены до частоты 250 МГц, а диапазон частот канала составляет 200 МГц.
Параметры Категории 6 практически согласованы, и в первой половине текущего года, после внесения всех поправок и дополнений, стандарт должен быть окончательно одобрен. Это дает твердые ориентиры разработчикам новых систем и пользователям. Большинство ведущих производителей структурированных кабельных систем достаточно давно выпускают продукты Категории 6, так что сейчас можно встретить множество таких предложений (см. врезку «Некоторые производители СКС Категории 6»).
Хотя нынешние приложения, за редким исключением, рассчитаны на СКС Категории 5/5e, многие заказчики уже предпочитают выбирать Категорию 6. Так, по словам Валерия Капустяна, представителя компании AMP Netconnect в России, почти все СКС для крупных проектов реализуются в настоящее время на базе Категории 6, а в общем объеме заказов поставки компонентов данной категории достигают 25%. Эту же самую цифру называет и Олег Демиденко, менеджер по маркетингу и продажам компании Nexans по России и странам СНГ. По его словам, хотя СКС Категории 6 сегодня обходятся заказчикам примерно на 20% дороже, чем СКС Категории 5e, указанная разница имеет четкую тенденцию к уменьшению. Сейчас доля СКС Категории 6 составляет около 30% от общих продаж Nexans.
Похожие данные приводит Всеволод Николайчук, директор по маркетингу представительства RiT Technologies в России и СНГ: продажи СКС Категории 6 составляют 25-30% от общего объема, и в основном это крупные инсталляции от 10 тыс. линий. Категорию 6 чаще всего предпочитают заказчики, реализующие новые проекты, а не модернизирующие существующие. По словам Всеволода Николайчука, цена компонентов данной категории на 35-40% выше, чем у компонентов Категории 5e. Тем не менее он считает, что четко прослеживаемой тенденции перехода на Категорию 6 пока не наблюдается: многих заказчиков, в частности, отпугивает отсутствие принятого стандарта и привязка к одному поставщику. В то же время компании, собирающиеся в ближайшее время использовать гигабитные приложения, выбирают именно Категорию 6. Как отметил Вадим Колодей, представитель компании TRALE, кабель, коммутационные панели, розетки Категории 6 стоят примерно вдвое дороже соответствующих компонентов Категории 5, а вот стоимость работ по инсталляции у СКС этих категорий примерно одинакова, хотя для тестирования СКС Категории 6 нужны более дорогостоящие приборы. Между тем весомый процент заказчиков уже предпочитает Категорию 6.
Кроме того, при измерениях переходных помех между парами должна указываться худшая комбинация пар. Бывает, что предельные значения характеристик даются для конкретной частоты, а на другой частоте (даже более низкой) расчетное значение может оказаться совсем иным.
Только комплексные характеристики всего канала (тракта), а не спецификации отдельных компонентов дадут уверенность в том, что кабельная система соответствует ожиданиям. Предусмотрительней ориентироваться на спецификации для «худшего случая», т. е. на гарантированные спецификации производительности, полученные на основании измерений для всех пар и спектра частот на обоих концах линии/канала. Полезно познакомиться и с независимыми результатами лабораторного тестирования. Соответствует ли, например, спецификациям TIA на Категорию 6 канал длиной 100 м с четырьмя разъемами? Отвечает ли каждый компонент в канале предложенным спецификациям Категории 6 на соединительное оборудование?
Не следует забывать и про обратную совместимость. Информационные розетки и шнуры должны быть обратно совместимы с компонентами более низкой категории: например, розетки Категории 6 — со шнурами Категории 5e, обеспечивая при этом гарантированную производительность Категории 5e.
Выпуск производителем полного спектра продуктов Категории 6, включая розетки, коммутационные панели и соединительные блоки, дает несомненное преимущество такой системе. Поскольку проблемы совместимости до сих пор решены не полностью, Gartner Group рекомендует при инсталляции систем Категории 6 придерживаться решения одного поставщика.
ОТ ШЕСТОЙ К СЕДЬМОЙ КАТЕГОРИИ
Компоненты и кабели Категории 5e быстро вытесняют Категорию 5. Как ожидается, кабельные системы Категории 6 придут на смену Категории 5e, а тех в свою очередь могут потеснить СКС Категории 7. Насколько быстро это произойдет?
По данным компании FTM Consulting, занимающейся исследованием рынка, в ближайшие пять лет следует ожидать значительного увеличения спроса на системы Категории 7, а после 2006 г. они окажут существенное влияние на рынок. В настоящее время доля эксплуатируемых систем Категории 5 в США составляет 50,3%, Категории 5e — 35,7%, Категории 6 — 14%. К 2006 г. им будет принадлежать, соответственно, — 9,2%, 27,1% и 59,9%. Что касается Категории 7, то в 2006 г. объем поставок таких систем достигнет 3,8%.
Кабели Категории 7 — это экранированные кабели. Структурно кабель S-STP Категории 7 включает четыре отдельно экранированные витые пары в общей экранирующей оболочке. Это четырехпарный кабель с диапазоном частот до 600 МГц. Реальная рекомендуемая рабочая частота кабеля Категории 7 зависит от числа подключений по маршруту кабеля. Если разъема только два, то рабочая частота может достигать 600 МГц. При четырех разъемах она составляет 300 МГц.
Стандарты на кабель Категории 7 в настоящее время рассматриваются организациями IEC/ISO. Для европейцев экранированный кабель более привычен, чем для американцев, и они благожелательнее относятся к STP. Организации TIA/EIA предпочитают по-прежнему рекомендовать для кабельных систем зданий неэкранированную витую пару (UTP) или волоконно-оптический кабель. Они хотели бы избежать разработки спецификации для новой системы экранирования и занимают выжидательную позицию. Одной из проблем является высокая характеристика затухания кабеля на частоте 600 МГц.
В недавнем исследовании FTM Consulting утверждается, что в США системы с уровнем производительности, соответствующем Категории 7, скорее всего будут строиться на волоконно-оптических компонентах. Вместе с тем, аналитики полагают, что после начального этапа внедрения подобные системы смогут значительно потеснить системы на базе UTP.
Тем временем, еще в июне 2000 г. в рабочие документы IEC было впервые введено понятие Класса G и элементов Категории 8. Характеристик компонентов Категории 7 и линий Класса F оказалось недостаточно для обеспечения нормальной работы некоторых домашних приложений (см. статью А. Семенова и П. Самарского «Пятилетка стандартной СКС» в июньском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2001 г.). Линии Категории 8 предназначены, в первую очередь, для поддержки мультимедийных приложений. Верхняя граница частот у них может быть увеличена до 1200 МГц, а максимальная протяженность канала ограничивается 50 м. Как ожидается, применяться такие линии будут в основном в секторе SOHO и домашних сетях. Принятие подобных стандартов будет определяться популярностью новых высокоскоростных приложений.
С ростом спроса на более быстрые и сложные сети растет и рынок кабельной продукции. Как сообщается, уже в прошлом году кабели с высокочастотными характеристиками составляли более 20% рынка. С повышением спроса их доля будет расти.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При проектировании и инсталляции структурированных кабельных систем решение следует выбирать таким образом, чтобы оно отвечало нынешним и будущим требованиям к сети и соответствовало спецификациям TIA и ISO. На сегодняшний день принят стандарт на нормативные требования кабельного тракта Категории 6. Что касается стандарта на розетки и разъемы, то эти технические спецификации еще не утверждены, хотя они уже готовы и должны быть одобрены в первой половине текущего года. С Категорией 5е проблем меньше: стандарт работает и обеспечивает передачу до 1000 Мбит/с по кабелям UTP. Подобные СКС будут удовлетворять потребностям пользователей еще несколько лет. Так стоит ли сегодня выбирать кабельную систему, фактически не основанную на общепринятых стандартах? Реализация СКС Категории 6 для крупных заказчиков началась еще года четыре назад, в том числе и в России, но тогда подобные проекты были единичны, а предлагаемые поставщиками компоненты Категории 6 существенно отличались от тех, что предлагаются для этой Категории сегодня.
Между тем, несмотря на все поправки и дополнения, ключевые параметры производительности в проекте стандарта Категории 6/Класса E не изменялись с 1997 г. Приобретая компоненты известного поставщика с гарантией на соответствие инсталляции требованиям Категории 6, выбор Категории 6 вместо 5/5e можно считать вполне оправданным. Если нужно, чтобы кабельная система не устарела через пять лет и отвечала растущим требованиям к скорости передачи данных, то Категория 6 достойна самого пристального внимания, ведь уже появились приложения (такие, как TIA-PN-4657 — Gigabit Ethernet over Category 6 cabling), которые не будут гарантированно работать по проводке Категории 5. В целом кабельные системы Категории 6 представляют значительное улучшение по сравнению с Категориями 5 и 5e. Их потенциальные преимущества нельзя недооценивать. Как считает Олег Демиденко, заказчики начинают понимать, что только Категория 6 может обеспечить адекватную поддержку гигабитных скоростей. По словам Алексея Трояновского, если информационная система является критическим звеном для бизнеса, то заказчикам лучше использовать СКС Категории 6.
По мнению Gartner Group, кабельные системы Категории 6 следует развертывать уже сегодня, если в ближайшие год-полтора в компании может потребоваться переход на гигабитные скорости обмена данными вплоть до настольных ПК или в течение следующих пяти лет не планируется замена кабелей. В случае непродолжительности намечаемого срока эксплуатации СКС и небольших ее масштабов хорошим тактическим решением будет выбор Категории 5e, ведь на сегодняшний день приложений для Категории 6 очень мало, а Категория 5е способна еще не один год удовлетворять потребности пользователя. Целесообразность предстоящих инвестиций гарантирует лишь грамотный и обоснованный выбор.
Сергей Орлов — обозреватель «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru.
| Тип кабеля | Производительность |
| Категория 1/Класс A | 100 кГц |
| Категория 2/Класс B | 1 МГц |
| Категория 3/Класс C | 16 МГц |
| Категория 5-5e/Класс D | 100 МГц |
| Категория 6/Класс E | 200 МГц |
| Категория 7/Класс F | 600 МГц |
| Категория 8/Класс G | 1200 МГц |
