В то время как в офисе практически любой компании инсталлированы кабельные системы Категории 5 на витой паре, технология Gigabit Ethernet создавалась главным образом в расчете на волоконно-оптические магистрали локальных сетей.

По мнению многих сетевых администраторов, переход на медную проводку представляет определенный риск. Gigabit Ethernet на витой паре - стандартная технология 1000Base-T - предъявляет к кабельной проводке значительно большие требования, нежели Fast Ethernet (стандарт 100Base-TX). К счастью, при помощи достаточно простых тестов можно определить, способны ли имеющиеся в вашем распоряжении кабельные системы Категории 5 поддерживать более быстрый трафик.

Чтобы понять, насколько важно подобное тестирование, необходимо разобраться в том, как Gigabit Ethernet и Fast Ethernet функционируют на физическом уровне модели OSI, отображая данные пользовательских приложений в электронные импульсы, передаваемые по сети. Обе разновидности технологии Ethernet используют для этого специальные схемы кодирования, определенные Комитетом по Ethernet, действующего под эгидой IEEE. Эти схемы преобразуют данные в уникальные битовые шаблоны, которые представляются импульсами положительного или отрицательного напряжения. Такое кодирование обычно позволяет гарантировать надежную транспортировку данных по физическим носителям.

Fast Ethernet использует трехуровневую схему кодирования, а для Gigabit Ethernet эта схема состоит из пяти уровней. Пятиуровневая схема позволяет Gigabit Ethernet передавать больше информации. Кроме того, для Fast Ethernet требуются только две витые пары Категории 5, а Gigabit Ethernet использует все четыре витые пары. Именно благодаря этому, по сравнению с Fast Ethernet технология Gigabit Ethernet позволяет увеличить полосу пропускания в десять раз при увеличении частоты сигнала всего лишь вдвое.

Однако требования более высокой пропускной способности при передаче сигналов в Gigabit Ethernet по четырем витым парам выражаются в большей чувствительности к ряду параметров проводки из медного кабеля. В частности, если два параметра - возвратные потери и перекрестные помехи - превышают определенные пороговые значения, они могут послужить препятствием надежной передаче.

Возвратные потери, или эхо, возникают, когда сигнал возвращается обратно на передатчик. Часто это происходит из-за несогласованности импедансов, вызванной некачественными соединителями.

Передатчик Gigabit Ethernet посылает и получает данные одновременно на каждой из четырех витых пар; зачастую возвратные потери могут скрыть или исказить возвратный сигнал и тем самым повредить данные.

Перекрестные помехи на дальнем конце (far-end crosstalk, FEXT) возникают, когда сигнал, исходящий из прилегающей витой пары на дальнем конце передатчика, создает электрический шум. Чем больше задействованных пар, тем больше вероятность возникновения перекрестных помех. Если уровень шума чересчур высок, он также может исказить данные.

По оценкам участников проблемной группы IEEE 1000Base-T Task Force и по данным производителей кабелей, более 90% инсталлированных в настоящее время кабельных систем Категории 5 инсталлированы правильно, в соответствии со спецификацией 1995 ANSI. Кабельные системы Категория 5 будут поддерживать стандарт 1000Base-T. Если же проводка выполнена с отклонением от стандарта, то, скорее всего, сбои могут возникнуть из-за соединителей, а не из-за самого кабеля.

Тесты могут выполнить как специалисты-инсталляторы кабельных систем, так и сами сетевые администраторы с помощью инструментария, предлагаемого такими компаниями, как Wavetek и Hewlett-Packard. Эти тестеры легко использовать: они возвращают сигналы "прошел" или "ошибка".

Тесты, которые выявляют ошибки, связанные с возвратными потерями или FEXT, не должны показаться сетевым администраторам чересчур сложными, поскольку любая проблема обычно возникает в соединителях, а не в кабелях Категории 5.

Выясните, исправны ли соединители в монтажном шкафу и в настенных розетках, к которым подключаются настольные компьютеры пользователей. Оголенные, изношенные участки проводки или неправильное подключение способны превратить витую пару в пару параллельных проводов там, где этого совсем не требуется. Чем больше расстояние, на котором провода располагаются параллельно друг другу, тем выше вероятность, что магнитные поля приведут к искажению электрического сигнала. К примеру, чтобы удовлетворить требования к проводке Категории 5, длина развитого участка в тех местах, где кабель подсоединяется к устройству, не должна превышать 13 мм.

Меры коррекции проводки, предусмотренные в предварительном стандарте 1000Base-T, включают сокращение числа соединителей в канале или замену всех или части соединителей.

При инсталляции новых кабельных систем руководители информационных служб могут выбрать кабели Категории 5+ или Категории 6 - пока не утвержденных стандартов. Если они выпущены различными производителями, согласованность их характеристик не гарантируется.

Развертывание сетей Gigabit Ethernet на кабелях Категории 5 станет важной вехой в развитии высокопроизводительных локальных сетей. Именно поэтому предлагаемый Комитетом по Ethernet стандарт 1000Base-T разрабатывается с учетом необходимости нормального функционирования на кабельных системах Категории 5.

Gigabit Ethernet по витой паре

Боб Уоллас

Институт Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) планирует к осени принять стандарт, который позволит развертывать локальные сети Gigabit Ethernet на витой паре и тем самым избежать необходимости прокладывать более дорогой оптический кабель. Предполагаемый стандарт получил широкую поддержку, и уже к концу года можно ожидать появления соответствующего ему сетевого оборудования.

В случае утверждения стандарта предприятия, располагающие кабельными системами на витой паре Категории 5, смогут перейти к использованию соединений Gigabit Ethernet для связи компьютеров, находящихся друг от друга на расстоянии до 100 метров.

Этот стандарт устанавливает спецификации по использованию четырех витых пар Категории 5. Кабельные системы данного типа в настоящее время являются наиболее популярным типом проводки в офисных зданиях.

Разнообразные применения

Соединения Gigabit Ethernet по витой паре сначала будут организованы в магистральных сетях, но в конечном счете станут применяться и для подключения рабочих станций, обслуживающих приложения, которые требуют особо высокую пропускную способность.

"В первую очередь данная технология будет использоваться для связи высокопроизводительных серверов с коммутаторами везде, где требуется обеспечить гигабитную пропускную способность, - считает Эсмеральда Силва, ведущий аналитик International Data Corp. - Если необходимо организовать соединение узлов, расположенных недалеко друг от друга, вряд ли стоит проводить дорогой волоконный кабель".

Как отмечают многие практики, готовящийся стандарт позволит предприятиям не заменять имеющуюся инфраструктуру, а использовать ее на качественно ином уровне. По некоторым оценкам, 60 м витой пары будут стоить 80 долл., а одномодовое оптическое волокно той же длины обойдется в 200 долл. (цены в США. - Прим. ред.).

Новое оборудование

Компании 3Com, Nortel Networks и Cabletron Systems планируют выпустить сетевые устройства Gigabit Ethernet с портами, рассчитанными на подключение по витой паре Категории 5, хотя подробная информация о новых разработках не сообщается.

Представители Cisco Systems заявили о намерении своей компании поддерживать в оборудовании Gigabit Ethernet такую проводку, как только сформируется соответствующий устойчивый спрос.

Согласно прогнозам экспертов, будут выпущены новые коммутаторы, серверные платы с автоматической настройкой на скорость сети, модули для каскадирования, с помощью которых существующие коммутаторы смогут одновременно поддерживать Gigabit Ethernet и более медленные разновидности Ethernet.

Колин Мик, руководитель аналитической фирмы The Mick Group и член комитета IEEE, отвечавшего за непосредственную подготовку стандарта, отмечает, что, хотя 90% всех кабельных систем на витой паре Категории 5 способны поддерживать соединения Gigabit Ethernet, пользователям придется самостоятельно (либо привлекая сторонних специалистов) определять, может ли по ним передаваться сигнал без искажения или эха.