высоких скоростей передачи ведет к постоянному усложнению задач, которые приходится решать производителям элементной базы, проектировщикам, инсталляторам и пользователям.

В процессе создания локальной сети большинство предприятий в немецкоязычных странах предпочитает выполнять структурированную проводку на базе экранированных кабелей из витых пар. При этом им приходиться решать непростую задачу выбора разумного сочетания приемлемой стоимости и перспективности внедряемого технического решения. Соответствующие кабели реализуют на практике концепцию экранирования и тем самым обеспечивают чрезвычайно высокую степень защиты от воздействия внешних источников помех наподобие сотовых телефонов и различных радиопередатчиков. Кроме того, экранированная проводка создает низкую электромагнитную нагрузку на окружающую среду и не мешает работе других чувствительных электронных устройств. Проводка на основе неэкранированных кабелей UTP не обладает этими свойствами и потому в немецкоязычных странах спросом не пользуется.

В настоящее время специалисты свыше 400 организаций принимают участие в разработке стандарта IEEE 802.3an. Он описывает передачу информационного потока со скоростью 10 Гбит/с и должен быть ратифицирован летом 2006 г. Его инициаторами выступили американские компании, которые традиционно занимаются внедрением неэкранированной проводки. Кроме того, во всем мире примерно 85% всех СКС реализуется на неэкранированной элементной базе.

В процессе создания линейного оборудования стандарта 10GBaseT разработчики столкнулись с ря-дом технических сложностей. Наиболее серьезная из них — проблема подавления межкабельной переходной помехи. На межкабельную переходную помеху впервые обратили внимание при разработке проводки для поддержки функционирования 10 Gigabit Ethernet. Суть явления состоит в том, что на передачу информационного сигнала по витым парам влияют сигналы в одном или нескольких соседних кабелях.

Проблема межкабельной переходной помехи дополнительно усугубляется тем, что последняя, будучи одним из доминирующих факторов при передаче сигналов 10GBaseT, носит статистический характер и отличается крайней нерегулярностью. В силу этого адекватно описать происходящее посредством детерминированных правил и формул невозможно. Кроме того, межкабельную помеху не удается подавить с помощью механизма компенсации. Так можно ли реализовать на основе структурированной проводки тракт длиной 100 м, как того требуют органы по стандартизации IEEE в отношении 10GВaseT?

На заседании рабочей группы IEEE, состоявшемся в феврале 2005 г., был рассмотрен ход работ над проектом версии 1.4 стандарта IEEE 802.3an и уточнены требования к физическому уровню сетевого интерфейса 10GBaseT. Группа пришла к выводу, что для уменьшения влияния внешних помех длину тракта уже существующей проводки Категории 6 целесообразно ограничить величиной 55 м.

В случае необходимости поддержки скоростей 10 Гбит/с IEEE предусматривает четыре различных сценария применения кабельной проводки. Поскольку влияние межкабельной переходной помехи весьма существенно, преимущества экранированных решений становятся очевидны. Как следствие, даже в тех странах, где традиционно отдавали предпочтение неэкранированным решениям, пользователи начинают проявлять заинтересованность в реализации проектов на основе экранированной техники.

В настоящее время IEEE занимается нормированием 10-гигабитных приложений, что для пользователей представляет наибольший интерес. Другие международные организации по стандартизации, в частности ISO/IEC, Cenelec и TIA/EIA, работают над формированием комплекса требований к среде передачи (стационарная линия и канал структурированной проводки). В том числе готовятся спецификации отдельных компонентов: горизонтальных кабелей, розеток и коммутационных шнуров.

Активно обсуждается и новый Класс Е с граничной частотой нормирования параметров до 500 МГц, который создается за счет экстраполяции характеристик существующего Класса Е в новую частотную область, а также новый Класс F с верхней граничной частотой нормирования параметров до 1000 МГц.

Пока не найдено решение в отношении таких важных аспектов нормирования, как граничные значения электропроводных компонентов и, в первую очередь, соединителей. Для этого частотный диапазон нормирования параметров новой Категории 6 расширяется до частоты 500 МГц, т. е. свыше зафиксированной в существующих нормах границы 250 МГц. Кроме того, комитеты по стандартизации обсуждают общие вопросы по внедрению гигабитной и 10-гигабитной техники, а также методы ее тестирования.

Большое внимание уделяется измерениям характеристик стационарной линии и канала. В основу предлагаемых методов положен постулат о том, что отвечающие требованиям стандарта продукты различных производителей должны быть совместимы (возможность применения принципа Mix and Match). Обсуждение проблем измерений инициировали сторонники неэкранированной техники, так как именно в этой области дизайн системы в значительной степени зависит от гарантируемых параметров.

Внедрение техники передачи 10-гигабитных информационных потоков по неэкранированным кабельным трактам ставит сложные задачи перед производителями измерительного оборудования, поскольку проверка инструментальными средствами такого критически важного параметра, как величина межкабельных влияний, требует очень больших ресурсов. Первое концептуальное предложение, поступившее от рабочих групп, было сформулировано в форме требования попарного тестирования полной совокупности стационарных линий. Каких-либо серьезных перспектив данный вариант не имеет вследствие чрезвычайно высокой стоимости самого процесса измерений.

Специалисты по кабельным системам исходят из того, что современные кабели Категории 7 с индивидуальными экранами на каждой паре (конструкции S/FTP или PiMF) имеют достаточные резервы для поддержки передачи потоков 10 Гбит/с. В случае кабелей Категории 6 с упрощенными конструкциями экранов (F/UTP) могут возникать определенные проблемы из-за классических переходных влияний на ближнем кон-це. Однако и для них обеспечение требуемых качественных показателей не представляет серьезной трудности. При использовании широко распространенных неэкранированных кабелей Категории 6 (U/UTP) потребуется обеспечить должный уровень внутрикабельных (NEXT) и межкабельных (ANEXT) переходных помех. Реально гарантировать оптимальное отношение сигнала к шуму можно только при ограничении допустимой длины тракта или же за счет разработки новых дорогостоящих конструкций. Проведенные измерения подтверждают эти положения: из серийных кабелей только конструкции Категории 7 обладают достаточными резерва-ми для обеспечения требуемых стандартами качественных показателей 10-гигабитного тракта.

Анализ современного состояния техники, по мнению членов рабочих групп, показывает, что при выборе пассивной части вновь создаваемой информационной инфраструктуры необходимо обращать особое внимание на качественные показатели элементной базы и обеспечиваемые ею резервы по параметрам. Линейные сигналы интерфейсов 10GBaseT отличаются повышенной чувствительностью по отношению к мешающим воздействиям. Кроме того, к этому добавляется необходимость учета внешних электромагнитных воздействий, определить количественные значения которых достаточно сложно.

Электромагнитные помехи со стороны внешних источников оказывают крайне негативное воздействие в случае неэкранированных кабелей U/UTP. Первые предложения, направленные на решение этой проблемы, мало пригодны для массового применения. Их суть состоит в том, чтобы обеспечить пространственный разнос кабелей или разработать специально оптимизированные для 10GBaseT неэкранированные конструкции.

Применение конструкций со структурой S/STP позволяет эффективно подавить воздействие внешних электромагнитных помех на линейный информационный сигнал за счет экранирования. Даже доступные на рынке традиционные кабели Категории 7 можно без ограничений использовать для построения трактов максимальной длины, обеспечивающих передачу интерфейсов 10GBaseT.

Рольф Нисванд — менеджер по продуктам компании Datwyler Kabel + Systeme. С ним можно связаться по адресу: jos@lanline.awi.de.


? AWi Verlag

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями