По мере того как Gigabit Ethernet движется в направлении от магистральных вычислительных сетей к настольным компьютерам, многие сетевые администраторы сталкиваются с задачей переноса этой высокоскоростной технологии на инфраструктуру медных витых пар. Возникающие здесь проблемы связаны с тем, что опутаны кабелем категории 5 почти все уголки современных офисных зданий, тогда как опорные сети Gigabit Ethernet строятся на основе оптического волокна.

Для руководителей сетевых служб переход на медный носитель таит в себе ряд потенциальных опасностей. Например, «медный» стандарт Gigabit Ethernet (технология 1000Base-T) предъявляет к качеству кабеля более высокие требования, чем аналогичный вариант Fast Ethernet (100Base-X). К счастью, сетевая индустрия сегодня располагает несложными общепринятыми тестами, которые позволяют определить, способен ли конкретный кабель категории 5 выдержать дополнительный трафик.

Важность подобного тестирования станет очевидной, если принять во внимание механизмы функционирования протоколов Fast Ethernet и Gigabit Ethernet на физическом уровне модели OSI, где данные приложений преобразуются в электрические импульсы, передаваемые по сети. Обе технологии используют особые схемы кодирования, утвержденные подкомитетом IEEE по сетям Ethernet. В соответствии с этими схемами данные прикладного уровня трансформируются в уникальные последовательности битов, каждый из которых затем представляется импульсом положительной или отрицательной полярности. Указанная процедура обеспечивает надежную передачу данных через физический носитель.

Fast Ethernet использует трехуровневую, а Gigabit Ethernet — пятиуровневую схему кодирования. Применение усложненного алгоритма в сетях с гигабитными скоростями позволяет передавать с каждым импульсом больше информации. Кроме того, Fast Ethernet задействует только две витые пары кабеля категории 5, а Gigabit Ethernet требует четырех. Все эти различия и обеспечивают десятикратное превосходство Gigabit Ethernet над Fast Ethernet в пропускной способности при повышении сигнальной частоты всего в два раза. Однако эти же различия привели к тому, что сети Gigabit Ethernet оказались более чувствительными к некоторым параметрам качества медных линий. Особенно существенны в этой связи два показателя, выход которых за некоторые пороговые значения может воспрепятствовать надежной передаче данных.

Во-первых, это уровень отраженного сигнала (эха), который возвращается обратно к передатчику. На него оказывает влияние рассогласование импедансов; типичный источник повышенного уровня эхо-сигнала — некачественные соединители. Передатчик Gigabit Ethernet отправляет и принимает данные одновременно по каждой из четырех пар. Слишком высокий уровень эха может привести к зашумлению или искажению принимаемого сигнала и, следовательно, к порче данных.

Во-вторых, перекрестные наводки на удаленном конце соединения (Far-End Cross-Talk, FEXT). Они возникают при проникновении сигнала из одной пары в другую на значительном удалении от передатчика и создают электрический шум, который также способен приводить к порче данных. Чем больше рабочих пар содержит кабель, тем выше вероятность возникновения наводок этого типа.

По оценке специальной рабочей группы IEEE 1000Base-T и ряда производителей, более 90% кабеля категории 5 в настоящее время проложено в соответствии со спецификацией ANSI, опубликованной в 1995 г., т.е. без нарушений технологии. Такие системы в своем существующем виде способны поддерживать передачу данных по стандарту 1000Base-T. В тех же случаях, когда прокладка была выполнена не лучшим образом, стоит ожидать возникновения серьезных проблем, причем в основном не из-за самого кабеля, а из-за соединителей.

Тестирование может проводиться как специалистами, прокладывающими кабель, так и сетевыми администраторами. Компании Wavetek, Hewlett-Packard и некоторые другие выпускают для этой цели специальную аппаратуру: простые в использовании измерители, выдающие результат в форме «годен» или «негоден».

При возникновении проблем с уровнем отраженного сигнала либо с перекрестными наводками не следует впадать в отчаяние, поскольку, как сказано выше, чаще всего их причиной являются соединители, а не кабель категории 5. Проверьте пробивные контакты в монтажной комнате и настенные розетки, к которым подключаются настольные машины. В плохо натянутом, изношенном или неправильно проложенном кабеле степень скрученности витой пары может оказаться ниже допустимой. Чем длиннее параллельные участки двух проводников, тем выше вероятность взаимного влияния на импедансы и появления индукционных токов, обусловленных магнитными полями. Так, современные нормы прокладки кабеля категории 5 требуют, чтобы раскрученный участок витой пары в месте подсоединения кабеля к оконечному оборудованию имел длину не более 13 мм (0,5 дюйма).

В числе мер, направленных на приведение кабельного хозяйства в соответствие с требованиями спецификаций 1000Base-T, можно назвать замену некондиционных участков проводки более качественным кабелем, обновление отдельных соединителей и сокращение общего их числа. При создании новых систем следует использовать кабель улучшенной (Enhanced) категории 5 или категории 6. Последняя, однако, пока не стандартизирована, так что применительно к кабелям категории 6 нельзя гарантировать совместимость продукции различных производителей.

Построение сетей Gigabit Ethernet на кабеле категории 5 может сыграть важную роль в эволюции высокоскоростных локальных сетей; и подкомитет IEEE по сетям заложил в проект стандарта Gigabit Ethernet все необходимое, чтобы сделать использование этого кабеля возможным.

ОБ АВТОРАХ

Карл Пипер — старший менеджер по продукту корпорации 3Com. Брюс Толли — вице-председатель Gigabit Ethernet Alliance и менеджер по развитию бизнеса фирмы 3Com. С ними можно связаться по адресам Karl_Pieper@3com.com и Bruce_Tolley@3com.com.

Под увеличительным стеклом

Проводка для Gigabit Ethernet

Для передачи сигнала Gigabit Ethernet используются все четыре витые пары кабеля категории 5 (в случае Fast Ethernet — только две пары). Это один из факторов, позволяющих в сетях Gigabit Ethernet достичь десятикратного увеличения пропускной способности по сравнению с ЛС Fast Ethernet. Однако указанное увеличение полосы пропускания привело к тому, что сети Gigabit Ethernet более чувствительны к некоторым параметрам качества медных линий, включая следующие.

Уровень отраженного сигнала, или эхо:

относится к отраженному сигналу, который возвращается обратно к передатчику. Эхо часто возникает из-за рассогласования импедансов и, как правило, является следствием низкого качества соединителей. Чем выше частота сигнала, тем больше вероятность возникновения таких отражений.

Перекрестные наводки на дальнем конце соединения (FEXT):

эти наводки появляются из-за взаимного проникновения сигналов между смежными парами проводов на значительном расстоянии от передатчика, что приводит к возникновению электрического шума. Чем больше рабочих пар в одном кабеле, тем выше вероятность появления перекрестных наводок. Слишком сильный уровень FEXT также может приводить к порче данных.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями