Охотники за помехами

линиях (IEEE 802.3ae), теперь область их применения распространяется на горизонтальную проводку. Основная трудность состоит в том, что кабели из витых пар имеют заметно меньшую полосу пропускания по сравнению с волоконными световодами.

Стандарт IEEE 802.3an фиксирует основные принципы работы 10 Gigabit Ethernet по симметричным кабельным трактам из витых пар. Опыт внедрения Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab) продемонстрировал, насколько важным является подключение рабочих мест для широкого распространения стандарта.

Наряду с теоретическим фундаментом стандарта огромное значение имеет возможность практического применения уже существующей проводки для передачи сигналов нового типа. Если с этой точки зрения рассматривать инсталлированную ранее проводку, то прежде всего надо выяснить, подходит ли проводка Класса E/Категории 6, компоненты которой специфицированы в частотном диапазоне до 250 МГц, для передачи сигналов 10GBaseT. Как и в случае более ранней технологии 1000BaseT, требования к параметрам линейного тракта при переходе на новый вид активного оборудования существенно возрастают, что ведет к необходимости изменения отдельных норм для канала передачи. До сих пор в профессиональных кругах среди специалистов по кабельным системам не стихают жаркие дискуссии о стандартах на Классы EA и FA по ISO для Европы и Категории 6а для американского рынка. Утверждение предшествующего стандарта, где нормированы Класс Е по ISO и Категория 6, заняло четыре года, однако для определения новых требований понадобится, как ожидается, не так много времени.

Работа над стандартом немыслима без решения вопросов полевого тестирования, что является чрезвычайно важной задачей. Наиболее сложные технические проблемы возникают в связи с расширением рабочего частотного диапазона, так как прежнего диапазона рабочих частот в 250 МГц оказывается недостаточно для надежной поддержки 10GBaseT. На первых этапах создания новой техники ее разработчики исходили из предельного значения 625 МГц. Как выяснилось позднее, вполне достаточно ограничиться величиной 500 МГц. Предельно допустимые значения характеристик новой элементной базы, за исключением отдельных деталей, могут быть получены методом интерполяции параметров трактов Класса Е и элементов Категории 6.

Основным видом разъемного соединителя остается RJ-45, характеристики которого нормируются до частоты 500 МГц. Для нового Класса FA, в отличие от его предшественника — Класса F, установлена верхняя граничная частота 1000 МГц (в предыдущей версии было 600 МГц). Параметры стандартных разъемов TERA и GG45 вполне позволяют соблюсти требования новых нормативных документов во всем задаваемом ими частотном диапазоне. Линии Классов F и FA могут быть построены только на экранированной элементной базе, у которой имеется значительный запас по широкополосности. Поэтому в дальнейшем ограничимся рассмотрением неэкранированных систем Класса Е и Категории 6, где такие запасы отсутствуют.

ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Значительное расширение рабочего частотного диапазона стало самым существенным изменением в области полевого тестирования. Для Категории 6а и Класса EA, согласно ISO, граничное значение частотного диапазона увеличено с 250 до 500 МГц, а верхняя граничная частота для Класса FA — с 600 до 1000 МГц. Расширение рабочего частотного диапазона потребовало определения новых уровней точности измерительного оборудования. Приборы, использовавшиеся ранее для работы в частотном диапазоне до 250 МГц, должны были соответствовать уровню точности III. Для измерений характеристик трактов Категории 6а и Класса EA по ISO теперь необходимо выполнять требования уровня точности IIIe. В случае Класса FA по ISO придется применять тестер, отвечающий требованиям уровня точности IVе, согласно которым существующий уровень IV, определенный в диапазоне до 600 МГц, расширяется на новую частотную область. Следует отметить, что новые классы точности IIIе и IVе являются обратно совместимыми по отношению к классам точности III и IV. Это означает, что любой прибор уровня IV, предназначенный для тестирования Класса F и Категории 7, без ограничений может применяться для инструментального определения параметров линии Класса EA, где используется элементная база Категории 6а. Кроме того, изменены некоторые граничные значения, в расчете на последующую поддержку приложений 10 Gigabit Ethernet. Данная проблема затрагивает в большей степени ПО тестирующего оборудования, а сами скорректированные граничные значения задаются программным образом в результате обновления указанного ПО (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Необходимые аппаратные средства для полевого измерения межкабельной переходной помехи инсталлированной проводки.

В процессе выполняемых с помощью приборов для полевого тестирования приемосдаточных испытаний трактов, построенных с использованием элементной базы Категории 6а и Класса EA, пока не предусматривается контроль каких-либо новых параметров. Тем не менее в кругах специалистов активно дискутируется необходимость измерения посредством приборов одного нового мешающего фактора, который существенно влияет на функционирование неэкранированных систем. На частотах свыше 300 МГц некоторые тракты передачи начинают оказывать возмущающее воздействие друг на друга. Такой эффект получил название «межкабельное переходное воздействие» (Alien Crosstalk, A-XT) и представляет собой обычную переходную помеху. Ее радикальное отличие состоит в том, что она создается не другими парами подверженного влиянию кабеля, а генерируется в результате передачи полезных сигналов по парам соседних информационных кабелей.

Уровень переходной помехи определяется преимущественно топологическими особенностями системы, в том числе геометрическими характеристиками коммутационных панелей и информационных розеток, а также укладкой отдельных горизонтальных кабелей в каналах. Новыми количественными характеристиками этого эффекта являются Alien-NEXT и Alien-FEXT (ANEXT и AFEXT), а также их значения по модели суммарной мощности. Данные параметры описывают переходные влияния соседних кабельных линий и при определенных обстоятельствах приобретают существенное значение в процессе передачи сигналов сетевых интерфейсов 10GBaseT по неэкранированным кабельным трактам. Далее речь пойдет только о параметре ANEXT, другие межкабельные параметры имеют аналогичные природу и характеристики.

До последнего времени межкабельные переходные параметры не могли быть эффективно измерены в полевых условиях ввиду сложного характера возмущающего воздействия данной разновидности. Поэтому разработчики пошли по другому пути: соответствующие параметры определяются в лабораторных условиях, как это уже случалось в отношении некоторых базовых параметров. В известных проектах нормативных документов для решения подобной задачи предусматривается стандартная конфигурация. Согласно этому методу, названному «шесть вокруг одного», кабель стационарной линии окружают шестью источниками помехи, причем в линейной части кабели источников имеют такую же протяженность, а розетки разъемов на коммутационной панели располагаются в строго заданной последовательности. Каждая пара конкретной конфигурации измеряется относительно всех других, что в общей сложности дает 96 отдельных циклов тестирования.

Смысл выполнения описанных измерений состоит в воспроизводимом моделировании наихудшего случая. Обратим внимание на важный момент: процесс тестирования должен быть воспроизводимым, тогда как сама природа параметра ANEXT предполагает его переменный характер. Если геометрические параметры конфигурации реальной тестируемой линии изменяются хотя бы на небольшую величину, это немедленно отражается на величине параметра ANEXT. Изменяться может, например, положение кабеля, соединителей и коммутационных шнуров. Метод «шесть вокруг одного» позволяет получить достоверную оценку наихудшего случая применительно к максимальной величине межкабельной переходной помехи, поскольку очень хорошо воспроизводит взаимное влияние стационарных линий и линейных кабелей.

Однако практика показывает, что существует еще один нежелательный эффект, а именно электромагнитные помехи от внешних источников. На реальном объекте возмущающее излучение создают, наряду с кабелями структурированной проводки, сотни других источников, которые располагаются в самом здании или рядом с ним. Таким образом, полные измерения параметров ANEXT полевыми тестирующими приборами оказываются на несколько порядков более сложными по сравнению с классическими измерениями кабельных линий и трактов Классов E и F, а также Категорий 6 и 7.

СПОСОБЫ ПОДАВЛЕНИЯ МЕЖКАБЕЛЬНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ВЛИЯНИЙ

Решение проблемы межкабельной переходной помехи заключается в определении помехоустойчивости продуктов Категории 6а таким образом, чтобы реально инсталлированная кабельная система обеспечивала надежную передачу сигналов сетевых интерфейсов 10 Gigabit Ethernet применительно к параметру ANEXT и аналогичным ему. Таким образом, если кабель, разъемные соединители и коммутационные шнуры имеют высокую исходную устойчивость к воздействию межкабельной переходной помехи, то инструментального доказательства их соответствия нормам больше не потребуется.

Применительно к уже установленным неэкранированным кабельным системам в нормативных документах описываются два особых случая. Американской группой TIA/EIA разработан бюллетень TSB 155, задача которого — нормирование процедуры экспериментального тестирования ранее созданных кабельных трактов. В качестве его международного аналога рассматривается отчет ISO/IEC TR24750, он рекомендован для повторной сертификации существующей проводки Класса Е на ее пригодность для поддержки функционирования 10GBaseT. Еще в целом ряде особых случаев межкабельная помеха не имеет смысла в силу протяженности соединений. Необходимо подчеркнуть, что до сих пор пока еще нет договоренности о стандартной конфигурации для выполнения полевых измерений (на начало осени 2006 г.).

В настоящее время производители кабельных систем гарантируют возможность передачи сигналов 10GBaseT лишь для полного тракта (Channel Link), так как нормы на отдельные компоненты и стационарную линию (Permanent Link) находятся в стадии проекта и официально не утверждены. Тракты, собранные из компонентов различных производителей, как в случае Категории 6, пока не могут гарантированно поддерживать функционирование десятигигабитного оборудования. Конечному пользователю можно посоветовать только одно: тщательно соблюдать рекомендации производителя кабельной системы относительно перечня разрешенных для использования компонентов. В случае экранированных решений все гораздо проще, поскольку экран обеспечивает хорошую защиту от межкабельных переходных влияний.

Уточнение параметров элементной базы Категории 6а и Классов ЕA и FA в соответствии с ISO идет весьма высокими темпами. Это позволяет надеяться, что по меньшей мере в области полевого тестирования скоро наступит полная ясность в отношении допустимости тех или иных действий на этапе инсталляции оборудования. Сейчас уже стало очевидным, что измерительные приборы с граничной частотой 500 МГц и выше, для которых выполняются требования по точности уровня IV, отлично подходят для тестирования десятигигабитных систем.