Компьютерная проводка Категории 7 получила свое развитие в виде четырехпарной, надежно экранированной кабельной системы, с широкополосностью 1200 МГц и выше.

В некоторых странах довольно широко используется четырехпарная экранированная проводка с широкополосностью 1200 МГц. Такая кабельная система обычно применяется как мультимедийная, т. е. по ней одновременно могут функционировать телефония, телевидение, компьютерная сеть. Главное ее достоинство, конечно, в возможности передачи телевизионного сигнала, так как иначе для этого потребовалось бы проложить отдельный коаксиальный кабель. Ни компьютерная сеть, ни телефонная связь в полосе частот 1200 МГц, естественно, не нуждаются.

Рассматривать проводку с широкополосностью до 1200 МГц как предназначенную только для поддержки функционирования компьютерных сетей —дело малоперспективное. За 11 лет — с 1995 по 2006 гг. — отводимая с этой целью частотная область расширилась со 100 МГц (100BaseT) до 500 МГц (10GBaseT). Да и скорость передачи в компьютерных сетях, для которой требуется частотная полоса 500 МГц, только начинает быть востребованной, так что до массовой реализации таких сетей еще довольно далеко.

Другое дело — передача сигналов телевидения. Для этого необходима полоса до 862 МГц, а с развитием спутникового цифрового телевидения потребность в ней еще более возрастет. Так что предусматриваемая уже сейчас широкополосность для домовых мультимедийных проводок до 1200 МГц востребована для ТВ, а в будущем, возможно, понадобится ее расширение до 1,5 ГГц. Таким образом, ширина полосы мультимедийной кабельной системы определяется требованиями не компьютерной сети, а телевидения.

В четырехпарном кабеле телевизионный сигнал занимает только одну экранированную пару; компьютерная сеть (например, 100BaseTX) — еще две; оставшуюся пару обычно рекомендуют выделять для телефонии. Радиовещание функционирует по той же паре, что и телевидение, поскольку соответствующие сигналы передаются в УКВ-диапазоне. Таким образом, один четырехпарный экранированный кабель обеспечивает все информационные потребности. При необходимости (а она возникает все чаще и чаще) последняя, четвертая пара может быть задействована для передачи данных по управлению домом. В этом случае появляется возможность создать на основе проводки описанного типа систему управления «умным домом».

Наиболее требовательно к широкополосности кабельной системы телевидение. Компьютерная проводка в настоящее время имеет максимальную широкополосность 600 МГц (Категория 7), правда, в ближайшем будущем ее планируется расширить до 1000 МГц. Таким образом, вся полоса 1200 МГц сейчас не используется ни одной из служб. Но кабельные системы всегда строились с запасом на будущее.

Так зачем нужна проводка с шириной полосы 1200 МГц в компьютерных сетях будущего? В этой связи весьма показательна судьба Категории 7. Она была предложена в 1996 г. в Германии, и тогда тоже имели довольно смутное представление, зачем это может потребоваться. Но вот прошло десять лет, и оказалось, что Категория 7 лучше всего подходит для поддержки 10 Gigabit Ethernet (10GBaseT), тогда как Категорию 6 для этого приложения пришлось дорабатывать (теперь это Категория 6а).

Работами в данном направлении заняты ведущие производители кабельных систем (AMP Netconnect, Corning, Kerpen, Siemon, Teldor и др.), а они зря деньги вкладывать не станут. И еще — не следует забывать, что только Категория 8 (как одно время называли проводку с полосой 1200 МГц) способна передать весь диапазон современного телевидения да вдобавок перекрыть часть диапазона вещания спутникового ТВ. С переходом на цифровое ТВ эта особенность проводки с полосой 1200 МГц будет играть все большую роль.

Не исключено, что в будущем появятся приложения, для которых потребуется более широкая полоса. В таком случае проводка с широкополосностью 1200 МГц (Категория 8) скорее всего и будет востребована. Пока же основная область применения таких систем, как сейчас представляется, — особняки и коттеджи с длительным сроком эксплуатации.

Полная стандартизация кабельной системы с полосой 1200 МГц пока не завершена. Стандарт на горизонтальные кабели (IEC 61156-7) принят в 2003 г.; стандарт на гибкие кабели для соединительных шнуров (IEC 61156-8) будет представлен в 2006 г.

Хотя соответствующий соединитель TERA уже стандартизован (IEC 61076-3-104), полное оформление документации на весь тракт займет значительное время. Несмотря на то что разработка требований к тракту с полосой до 1200 МГц продолжается свыше пяти лет, она все еще далека от своего завершения.

 

КАБЕЛИ И СОЕДИНИТЕЛИ

Кабели с рабочей полосой 1200 МГц одно время причисляли к будущей «Категории 8». Они появились на рубеже XXI века как развитие Категории 7, когда стала вполне реальной возможность создания кабельных систем этой категории. Ведущие мировые производители, выпустившие кабели с полосой 1200 МГц, перечислены в Таблице 1. Там же приведены марки соответствующих кабелей (фирменные названия).

Таблица 1. Четырехпарные кабели с рабочей полосой 1200 МГц.

Все кабели из Таблицы 1 соответствуют определенной конструктивной схеме (см. Рисунок 1). Провода пар выполнены из медной голой проволоки диаметром 0,64 мм (AWG22), которая покрыта обычно трехслойной (пленка—пористый слой—пленка) изоляцией из полиолефина. Каждая из четырех пар провода имеет экран из алюмополимерной пленки, наложенной вдоль, с большим перекрытием (фольгой наружу). Экранированные пары скручены в сердечник вокруг дренажного проводника, и этот сердечник сверху покрыт оплеткой из луженой медной проволоки. Оболочка выполнена или из поливинилхлорида (ПВХ), или из безгалогенного, малодымного компаунда (LSZH).

Рисунок 1. Четырехпарный дважды экранированный кабель с широкополосностью 1200 МГц.

Основным соединителем для систем с полосой 1200 МГц в настоящее время является TERA, первоначально предложенный компанией Siemon для Категории 7. В каталогах AMP Netconnect и Corning присутствует соединительное оборудование, выполненное на базе разъема TERA. К сожалению, не удалось найти материалов, где бы на основании тестов подтверждались характеристики как разъема TERA, так и этого соединительного оборудования во всей полосе 1200 МГц.

Хотя, по данным компании Kerpen, разъем ELine EC7 широко применяется, его не признают другие компании, предлагающие системы с полосой 1200 МГц. А краевой разъем (оконцеватель) Mark II от AMP Netconnect не является комплектным соединителем: для его использования в системе необходимы адаптерные вставки. Применяемая сейчас адаптерная вставка с рабочей полосой 1200 МГц представляет собой модификацию гнезда TERA. Таким образом, именно соединитель TERA становится фактически общепризнанным для кабельных систем с полосой 1200 МГц. Скорее всего, он же будет использован и для систем с более широкой полосой.

 

СИСТЕМЫ С ПОЛОСОЙ 1200 МГЦ

В кабельной системе AMP CO Plus от AMP Netconnect для оконцевания кабелей PiMF 1200 МГц предлагается краевой разъем (оконцеватель) MARK II.

Полностью экранированная четырехкамерная конструкция соответствует структуре кабеля PiMF и как бы «проносит» его через соединитель, благодаря чему достигаются высокие характеристики всей цепочки «оконцеватель—кабель—оконцеватель».

Такая линия соответствует техническим требованиям к новым классам компьютерной проводки, приходящим на смену предыдущим поколениям кабельных систем. Обратная совместимость с существующими голосовыми и компьютерными приложениями сохраняется, так как в системе имеется необходимый набор адаптерных вставок. Время заделки соединителя MARK II уменьшено благодаря применению в конструкции контакта со сдвигом изоляции (контакта IDC). Характеристика переходного затухания между контактами (NEXT loss) для разъема MARK II свидетельствует о значительном техническом достижении компании: минимальные значения NEXT соединителя до 1200 МГц остаются выше 60 дБ во всем диапазоне. Другие параметры краевого разъема MARK II соответствуют требованиям Категории 8. В системе AMP CO Plus применено гнездо TERA — полученный в результате соединитель работоспособен с разъемом MARK II в полосе до 1200 МГц.

Компания Kerpen предложила проводку с полосой 1500 МГц. Широкополосная кабельная система Kerpen ELine 1200 имеет весь необходимый набор кабелей, шнуров, балунов как для телевизионной, так и для компьютерной распределительных систем. В состав кабельной системы ELine 1200 включено довольно много компонентов. Непосредственно в помещение входит кабель MegaLine 8 с соединителем EC7. Этот разъем позволяет одновременно подключить телевизор, компьютер и телефон.

Для поддержки конкретных приложений в системе Kerpen ELine 1200 имеется много различных шнуров. Все шнуры на одном конце оконцованы разъемом EC7, а на другом — разъемом для соответствующего приложения: для телефона — RJ-11; для компьютера — RJ-45; для телевизора — балуном и разъемом типа F или МЭК. Шнур для Gigabit Ethernet с одного конца армирован четырехпарным разъемом EC7, а с другого — оканчивается модернизированным разъемом RJ-45, характеристики которого полностью соответствуют этому высокоскоростному режиму.

Соединитель Kerpen ELine EC7 кроме мультимедийности обладает еще и многофункциональностью. Это означает, что каждая из четырех пар контактов может быть задействована для любого приложения. К оконечному разъему EC7 можно подключить: два компьютера; или телевизор, компьютер, телефон; или три телефона и факс-аппарат. Подобная многофункциональность каждой пары контактов делает кабельную сеть, выполненную на базе линий Kerpen ELine 1200 EC7, очень удобной при использовании в отдельных домах (коттеджах) или в малых офисах.

Определяющим компонентом кабельной линии Kerpen ELine 1200 EC7 для достижения требуемой широкополосности является кабель MegaLine 8. Четырехпарный, с индивидуально экранированными парами (PiMF), этот кабель имеет рабочую полосу до 1500 МГц. Защищенность (соотношение сигнал/шум) на частоте 1500 МГц достаточна и допускает его использование до указанной частоты в сети передачи данных.

Несколько иного подхода к разработке системы с полосой 1200 МГц придерживается компания Siemon. Ею предложен соединитель под маркой TERA с иным форм-фактором, нежели традиционный RJ-45. Контакты гнезда TERA расположены на двух уровнях: верхнем и нижнем. Два левых верх-них контакта предназначаются для телевидения (если смотреть на гнездо TERA спереди, см. Рисунок 2); правые верхние и нижние пары контактов — для компьютерной сети, а оставшаяся левая нижняя пара контактов, в соответствии с рекомендациями, — для голосовой связи (телефона).

Рисунок 2. Разъем TERA с полосой 1200 МГц.

К розетке TERA можно подсоединить одно-, двух- и четырехпарные шнуры. Визуальное отличие TERA от EC7 состоит, в частности, в том, что контакты соединителя TERA плоские, в то время как у EC7 — круглые.

Первоначально соединитель марки TERA предназначался для кабельных систем Категории 7 (до 600 МГц). В последнее время, в связи с разработкой Категории 8, появились сведения о рассмотрении его в качестве стандартного для подобных кабельных систем. Широкополосность соединителя расширена до 1200 МГц, так как, согласно разрабатываемым стандартам, проводка Категории 8 имеет именно такую рабочую полосу. Кабель TERA 1200 МГц в подробнейшем каталоге Siemon не описан. Судя по всему, он изготавливается кем-то из партнеров компании. Следует отметить, что компания Teldor опубликовала полное описание и характеристики кабеля с тем же названием (TERA).

Компания Teldor выпустила кабель, полностью соответствующий требованиям Категории 8 1200M-GIGADOR, с проводниками диаметром 0,64 мм (см. Таблицу 2). Телевизионный сигнал передается только по одной паре (из четырех экранированных пар), по-этому главным требованием к подобным кабелям становится уменьшение затухания. Поскольку по этому кабелю предусматривается передача и других сигналов, параметр «переходное затухание на ближнем конце» (NEXT loss) остается по-прежнему актуальным, но к нему в высокочастотной области предъявляются значительно меньшие требования, чем в низкочастотной. Объясняется это тем, что компьютерные сигналы в настоящее время в области высоких частот не передаются — современные компьютерные сети работают в основном в полосе до 100 МГц и лишь осваивают диапазон до 500 МГц. Затухание на частоте 1200 МГц является довольно большим, но все же самым низким из известных для кабелей Категории 8. Вместе с тем, затухание и NEXT loss на этой частоте практически сравнялись, так что в компьютерных сетях на верхних частотах кабель 1200M-GIGADOR было бы невозможно использовать. Что касается экранирования пар кабеля, то достигнутый результат не очень высокий: на коаксиальных кабелях с аналогичными экранами (фольга+оплетка) экранное затухание превышает 100 дБ.

Таблица 2. Основные параметры кабеля 1200M-GIGADOR.

Остальные параметры кабеля 1200M-GIGADOR не имеют прямого отношения к передаче телевизионных сигналов, но необходимы для обеспечения приемлемого качества компьютерных сетей. Поэтому мы просто констатируем их соответствие требованиям к кабелям Категории 8, разработанным подкомитетом ISO/IEC JTC1 SC25. Однако следует помнить, что высокие характеристики всего тракта передачи удается обеспечить только в случае, если кабель заделывают в соответствующие соединители.

Компания Corning Cable Systems также предложила компоненты кабельной системы с полосой 1200 МГц под маркой FutureCom. Дважды экранированный кабель S-STP 1200/22 Категории 7+ имеет характеристики, близкие к аналогичным кабелям Kerpen и Teldor. В качестве базового соединителя в FutureCom используется модуль S1200 (TERA Siemon). Кроме перечисленных компонентов имеются шнуры со следующими разъемами на концах:

  • S1200 — RJ-45 (для компьютерных сетей);
  • S1200 — TV plug (для передачи телевидения);
  • S1200 — TV recept (для телевидения).

Указанные выше компоненты Corning Cable Systems позволяют собрать тракт с широкополосностью 1200 МГц как для передачи данных, так и для телевидения.

 

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Обычно телевидение по дому распределяется по коаксиальной сети с импедансом 75 Ом. Симметричную проводку с импедансом 100 Ом можно связать с коаксиальной сетью 75 Ом посредством балуна — устройства сопряжения этих двух систем. Подобный балун, армирующий конец соединительного шнура, имеется и в составе Siemon TERA, и в составе Kerpen ELine 1200. У AMP Netconnect такого шнура нет, а балун входит в соответствующую адаптерную вставку системы AMP CO Plus.

В качестве примера соединительного шнура, оснащенного балуном, рассмотрим TERA Video Balun Cord. Балуном оканчивается один конец шнура, а другой армирован однопарным разъемом TERA. Благодаря применению балуна сигнал ТВ становится возможным передавать по структурированной проводке, исторически предназначенной для передачи голоса и данных, при этом задействуется только одна пара в четырехпарном кабеле. Применение балуна минимизирует расход материала и стоимость работ, поскольку для распределения сигналов всех видов используется один кабель. На каждом конце симметричного тракта необходим шнур с балуном. Более подробно передача телевидения по симметричной проводке рассмотрена в статье автора «Телевидение по витой паре» (в декабрьском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2003 г.).

Аналогичный балун присутствует и в системе Kerpen ELine 1200, только шнур у него заканчивается не разъемом TERA с плоскими контактами, а разъемом EC7 с круглыми контактами. В остальном балуны мало отличаются друг от друга. Соответствующие устройства имеются и у других производителей СКС, поскольку передача телевидения по симметричному кабелю становится довольно распространенным приложением.

В систему AMP Communication Outlet Plus входит телевизионная вставка TV Insert для видео- и ТВ-приложений. Она дает возможность передавать по витым парам сигналы от видеокамер, видеомагнитофонов, а также цифровые теле- и радиосигналы в частотной полосе до 862 МГц. Использованный во вставке разъем типа F является стандартным для кабельного и спутникового ТВ и обеспечивает хорошие характеристики передачи на частотах до 2 ГГц. Его волновое сопротивление 75 Ом согласуется со 100 Ом витой пары при помощи балуна (согласующего устройства), находящегося во вставке.

Для распределения телевизионных сигналов по симметричной кабельной системе обычно задействуется нижняя часть полосы частот. Экономические соображения приводят к тому, что большинство сигналов, передаваемых по широкополосным кабельным сетям, в настоящее время расположены ниже 450 МГц. Желательно, чтобы телевизионный тракт имел затухание не более 20-30 дБ.

В случае построения горизонтальной линии на основе кабеля AMP PiMF 600 МГц (Категория 7) длина линий не должна превышать следующих значений: 50 м — на частотах до 450 МГц, 40 м — при 450-600 МГц, 25 м — при 600-862 МГц. При использовании кабеля PiMF 1200 МГц длина линии удваивается.

Давид Гальперович — кандидат технических наук, старший научный сотрудник ОКБ кабельной промышленности. С ним можно связаться по тел. (495) 583-5472.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями