После ратификации стандарта IEEE 802.3an (10GBaseT) и начала активного продвижения соответствующего сетевого оборудования уже ни у кого нет сомнения в том, что в самое ближайшее время 10-гигабитная техника станет продуктом массового применения. И если некоторые специалисты предполагали, что она будет пользоваться спросом только в центрах обработки данных, то производители оборудования пошли дальше и некоторые из них, например Apple, начали снабжать свои портативные компьютеры встроенной 10-гигабитной сетевой картой. История с Gigabit Ethernet, таким образом, повторяется: на рынке уже вряд ли удастся найти ПК, который не способен работать в сети на такой скорости.

Как только численность парка ПК с поддержкой 10 Гбит/с достигнет некоторого критического значения, пользователи перестанут довольствоваться коммутаторами с гигабитными портами — независимо от того, насколько технически оправдано применение 10-гигабитных интерфейсов на компьютерах. Тогда придет черед сетевых администраторов, которым предстоит решить, когда следует начать внедрение 10-гигабитных сетей с учетом того, что шанс для построения соответствующей структурированной проводки у них возникает один раз в семь — двенадцать лет.

Именно в этот момент системный администратор должен принять управленческое решение стратегического характера. Он должен попытаться заглянуть в будущее и в рамках выделенного бюджета инсталлировать кабельную систему, у которой будет достаточный потенциал для поддержки коммерческой или операционной деятельности на протяжении ближайших пяти-девяти лет. Ему отнюдь не следует выискивать причину для инсталляции кабелей новейшего и самого совершенного типа — решается как раз совершенно обратная задача. Только при наличии очень тщательно проработанного обоснования должно приниматься решение против выбора наиболее совершенной по своим характеристикам кабельной системы. Иначе говоря, дискуссия об эффективной защите инвестиций еще далека от своего завершения.

600 МГЦ ПРОТИВ 500 МГЦ

В 2002 году были официально ратифицированы параметры кабельного тракта Класса F, для реализации которого требуются компоненты Категории 7 (о классах и категориях см. врезку «Определение Категории 7 и Класса F»). Тогда еще не было приложений Ethernet, которые нуждались бы в столь широкой полосе пропускания — 600 МГц. Гигабитный вариант этой технологии изначально предназначался для работы в полосе 100 МГц, которую обеспечивала элементная база Категории 5е. В данной ситуации Категория 6 с полосой 250 МГц оказалась избыточной, несмотря на то что ее применение обеспечивало дополнительный запас по характеристикам.

С принятием стандарта IEEE 802.3an на 10-гигабитный Ethernet (10GBaseT) появилось приложение, для функционирования которого нужна полоса в 500 МГц. Однако некоторые параметры до сих пор окончательно не определены. Поэтому в настоящее время пригодность решения Категории 6А для передачи сигналов сетевых интерфейсов 10G Ethernet гарантируется исключительно заверениями производителя. Категория 7/Класс F, напротив, опирается на утвержденный стандарт, чем обеспечивается совместимость оборудования различных производителей.

Категория 7 обладает еще одним преимуществом. Хотя удовлетворяющий требованиям стандарта кабель имеет достаточно большой внешний диаметр, пучок кабелей подобной разновидности оказывается тоньше по сравнению с пучком неэкранированных кабелей Категории 6А. Причина парадокса в том, что при построении неэкранированных систем необходимо предусмотреть либо достаточно большой зазор между отдельными кабелями, либо некоторое воздушное пространство под оболочкой. Это составляет необходимое условие достижения требуемого уровня защищенности от межкабельных переходных помех.

Кабель Категории 7, или Класса F, имеет полностью экранированную конструкцию. В результате устранять межкабельные переходные влияния не приходится — они эффективно гасятся. Более того, при прокладке соответствующих кабелей монтажники могут проявить все свое искусство, проложив их строго параллельно или сформировав из них «красивый» жгут. Еще одним достоинством такого кабеля является то, что для его укладки требуются лотки меньшего размера, чем для Категории 6А. Как следствие, общая стоимость монтажа и последующей эксплуатации оказывается ниже, но самое главное — кабель можно проложить в самых стесненных условиях.

ПРОБЛЕМА ЗАЩИТЫ ИНВЕСТИЦИЙ

Как известно, прогресс остановить невозможно. Поэтому нет ничего удивительного в том, что органы по стандартизации приступили к разработке стандарта на Категорию 7А, или Класс FA. Основным движущим мотивом являются не новые разновидности Ethernet, а требования мультимедийной техники. Кабели ориентированы на применение преимущественно в отелях и жилых домах и позволяют прокладывать там тракты, ширина полосы пропускания которых составляет 1000 МГц. В результате по единой проводке можно передавать самые разнообразные сигналы телекоммуникационных служб, начиная от аналоговых телефонных сигналов 2,4 кГц и заканчивая телевидением высокой четкости. Для кабельного телевидения необходимы различные полосы частот: 862 МГц (Европа), 855 МГц (США) или 765 МГц (Япония). При гарантированной ширине полосы в 1000 МГц кабель Категории 7А/Класса FA может применяться для поддержки функционирования этой разновидности аппаратуры и даже имеет определенные резервы. Согласно теоретическим расчетам, максимальная пропускная способность по Шеннону достаточна для поддержки функционирования 40-гигабитного Ethernet, который многими рассматривается как один из возможных вариантов следующего (после 10-гигабитного Ethernet) поколения этого сетевого стандарта.

При столь высокой емкости Категория 7А имеет значительно больший срок службы по сравнению с решениями Категории 6А. Для подавляющего большинства предприятий это гарантирует отсутствие затрат на смену проводки на протяжении последующих 15 лет. За это время можно провести четыре или даже пять обновлений сетевой инфраструктуры, что выгодно отличает данное решение от обычных десяти лет службы и возможности не более трех-четырех модернизаций.

На межкабельные переходные влияния впервые обратили внимание при разработке оборудования Fast Ethernet. При практической эксплуатации проводки они возникали случайным образом. Однако реальной проблемой это стало при внедрении технологии Gigabit Ethernet, которая работала по кабельным трактам Категории 5е или 6. Одним из способов ее решения стал отказ от формирования столь приятных глазу регулярных жгутов кабелей и переход к укладке «вразброс», что устраняет опасность параллельного прохождения кабелей на достаточно длительном участке.

Явление переходной помехи вызвало самые большие трудности при разработке неэкранированных конструкций кабелей Категории 6А. Для решения этой задачи были предложены интересные технические решения, в том числе спиралевидные разграничительные элементы под оболочкой и кабели с овальной формой поперечного сечения. Все эти нововведения были направлены на то, чтобы максимально увеличить расстояние между однотипными парами в соседних кабелях жгута и предотвратить их параллельную прокладку.

Крупные производители СКС столкнулись с проблемой межкабельных влияний при разработке собственных решений Категории 6А. Если системные администраторы хотят быть уверенными в том, что этого нежелательного явления удастся избежать, им следует рассмотреть возможность применения систем Категории 7А/Класса FA, конструкция кабеля которых предусматривает наличие индивидуального пленочного экрана вокруг каждой пары и общую оплетку из металлической проволоки. Единственной медножильной системой, проверенной на тестах серии Tempest американского правительства, что считается наилучшей гарантией защиты передаваемого сигнала от несанкционированного прослушивания с помощью новейших технических средств, пока остается решение Категории 7А/Класса FA компании Siemon. Проблема несанкционированного доступа к конфиденциальной информации становится все более актуальной для различных организаций, прежде всего финансовых учреждений.

ПРИНЦИП CABLE SHARING

На протяжении многих лет предприятия прокладывали отдельные кабельные сети для передачи телефонного трафика и данных. Причина в том, что простые каналы для передачи речевой информации были намного дешевле достаточно сложных каналов передачи данных. Кое-где такой подход к построению проводки сохранился до сих пор. Однако в большинстве современных организаций уже устанавливается единая структурированная проводка. Более того, ее эксплуатировать намного проще, если в ней используется система интерактивного управления (Intelligent Infrastructure Management, IIM).

Обычному аналоговому телефону, факсимильному аппарату, кабельному и широкополосному телевидению требуется для работы только одна пара. Оборудование Ethernet со скоростью передачи 10 или 100 Мбит/с функционирует по двум парам. Прокладка к каждому устройству с интерфейсом Ethernet/Fast Ethernet индивидуального кабеля Категории 6 или 6А, в котором будет использоваться всего две пары, представляется неэффективным решением, в том числе и с точки зрения задач управления.

В линейных кабелях Категории 7(А)/Класса F(A) каждая пара имеет индивидуальный пленочный экран (причем он доходит до разъемного соединителя), что позволяет использовать принцип Cable Sharing, который не только допускается стандартами ISO/IEC и TIA/EIA, но и рекомендован для применения таким профессиональным объединением, как BICSI.

Наиболее популярны два различных стандартизированных разъемных соединителя Категории 7: Tera (IEC 61076-3-104) и GG45 (IEC 60603-7-7). При практической реализации принципа Cable Sharing одной розеткой соединителя армируются все четыре пары линейного кабеля. В случае разъема Tera (в зависимости от потребности) пользователь может использовать один четырехпарный штекер для передачи информационных потоков со скоростью 1 или 10 Гбит/с, один или два двухпарных штекера для скоростей 10/100 Мбит/с и до четырех однопарных для обеспечения функционирования аналогового телефона, факсимильного аппарата, промышленного или кабельного телевидения и другого аналогичного оборудования. Само собой разумеется, тракт Категории 7(А) или Класса F(A) может поддерживать одновременную работу такого же количества двухпарных и однопарных приложений. В случае соединителя типа GG45 аналогичный результат достигается при условии применения разветвительного шнура.

Среди многочисленных мифов, бытующих в отношении Категории 7 (А)/класса F(A), имеется и такой, что данная техника базируется на стандарте предыдущего поколения и поэтому не обеспечивает свойства обратной совместимости. Однако истина заключается в том, что для Категории 7 предусмотрено два различных варианта разъемов, причем каждый из них конструктивно отличается от RJ-45. Первый — Tera — был разработан компанией Siemon, и теперь его предлагают и другие производители. Для того чтобы использовать этот разъем в инсталлированных ранее кабельных системах Категорий 6А, 6 или 5е, необходим переходный шнур заводского изготовления, на одном конце которого установлена вилка Tera, а второй конец армирован вилкой RJ-45.

Второй тип разъемного соединителя имеет внешний вид RJ-45 (согласно определению стандарта IEC 60603-7-1), но конструкция у них разная. Этот вариант разъема называется GG45, он разработан компанией Nexans и применяется, например, компанией Kerpen. Разъем обладает свойством обратной совместимости, то есть в его гнездо может быть подключена обычная вилка RJ-45. Для достижения характеристик Категории 7/Класса F в нем предусмотрены дополнительные контакты. В розеточную часть разъема встроен механизм переключения, который при подключении обычной вилки RJ-45 устанавливает характерное для RJ-45 рядное расположение контактов. Интерфейс типа GG45 нормирован стандартом IEC 60603-7-7. Его основное достоинство — простота подключения к кабельным трактам Категории 7/Класса F оборудования с интерфейсом RJ-45.

Что касается Категории 7А/Класса FА, то необходимо отметить, что несмотря на то, что система Tera сертифицирована для работы в полосе частот 1200 МГц, стандарт IEC 61076-3-104 во второй своей редакции нормирует характеристики тракта на его основе только до частот 1000 МГц. Стандарт IEC 60603-7-71, редакция 1, предусматривает аналогичное нормирование для разъема GG45. Любая стандартная кабельная система Категории 7А/Класса FА будет, без сомнения, обладать свойством полной обратной совместимости с кабельными системами Категорий 6А, 6 и 5е.

Еще одно распространенное заблуждение относительно кабелей Катего-рии 7А заключается в трудности выполнения инсталляционных работ этого вида изделий. Естественно, мы погрешим против истины, если заявим, что инсталляционные работы проще, чем в случае неэкранированных кабелей Категорий 5е/6. Это невозможно просто потому, что наличия экрана делает процесс монтажа розетки более продолжительным по сравнению с неэкранированными конструкциями. Однако эта задача не так уж трудна. Многие монтажники даже считают, что установка разъема Tera проще по сравнению с существовавшими ранее экранированными решениями Категорий 5е/6. Единственной дополнительной технологической операцией является формирование отрезка пленочного экрана определенной длины и обратное надвигание проволочной оплетки на оболочку, что не вызывает никаких сложностей (см. также врезку «Установка штекерного соединителя»).

В Великобритании, а также в некоторых других странах, где предпочтение отдается неэкранированным решениям, определенное предубеждение существует в отношении решений как Категории 7, так и экранированных СКС в целом. Считается, что правильно построить заземление и выровнять потенциалы крайне сложно. В действительности эти опасения не имеют под собой серьезных оснований. Если монтажный конструктив смонтирован в соответствии с местными требованиями по технике безопасности и соединен с шиной заземления с соблюдением рекомендаций производителя, то монтажнику остается выполнить всего одну операцию. Это обусловлено тем, что отдельные розеточные модули Tera и сама панель уже имеют все необходимые гальванические соединения. Фактически остается только соединить шину заземления с соответствующей клеммой шкафа или стойки проводником, площадь поперечного сечения которого составляет 2,5 мм2.

КОМУ НУЖНА КАТЕГОРИЯ 7A

Само собой разумеется, что кабельная система Категории 7(A)/класса F(A) требуется далеко не всем пользователям. Однако применение подобных решений дает их владельцу ряд преимуществ, которые другими способами достичь трудно. Наряду с техническими достоинствами наподобие пригодности систем Категории 7 для поддержки более высоких скоростей передачи (в том числе и оборудования со скоростью передачи информации свыше 10 Гбит/с), владелец СКС имеет возможность эксплуатировать ее на протяжении не десяти, а пятнадцати лет, причем проводка не подвержена моральному устареванию. Немаловажное значение имеет сокращение во многих случаях затрат на аппаратные средства управления системой по сравнению с неэкранированным аналогом Категории 6А, а также возможность применения принципа Cable Sharing, что уменьшает количество требуемых стационарных линий на 57%. В результате уменьшается и общая стоимость владения (Total Cost of Ownership, TCO).

Джон Келлоу — менеджер службы технической поддержки компании Siemon в регионе EMEA.

© AWi Verlag

Определение Категории 7 и Класса F

В основных стандартах структурированной проводки применяются различные системы обозначений. В европейских нормах EN и международных стандартах ISO/IEC тракт обозначается буквенным символом, а цифровой индекс относится к категории. Таким образом, при ссылке на эти нормативные документы упоминаются каналы Класса F и компоненты Категории 7. Достаточно часто для простоты используется единый термин — Категория 7.
В США, где действует нормативная база TIA/EIA, тракт и его компоненты характеризуются единым числовым индексом. При следовании этим стандартам говорят, например, о тракте Категории 6, который собран из компонентов также Категории 6. Категория 7 в американском стандарте TIA/EIA в настоящее время еще официально не определена.

Установка штекерного соединителя

Процедура полевой установки розеточной части соединителя Категории 7 выглядит следующим образом:

  • сначала с помощью специального инструмента удаляется несколько сантиметров оболочки кабеля;
  • затем техник продевает кабель через отверстие хвостовика и сдвигает оплетку экрана назад, надвигая ее на оболочку (аналогично коаксиальному кабелю);
  • посредством того же инструмента надрезается и удаляется фольга на расстоянии примерно 12 мм от обреза оболочки;
  • витые пары развиваются до края фольги и с соблюдением цветовой маркировки продеваются через установочные отверстия шаблона. Выступающий наружу излишек проводов отрезается;
  • после удаления шаблона проводники вставляются в гнездо и фиксируются нажатием крышек с IDC-контактами;
  • защитный колпачок надвигается на гнездо лишь после визуальной проверки правильности выполнения установки.

Процедура установки занимает примерно три минуты.