К разработке в данной области фирма приступила в начале 70-х гг., а первая коммерческая оптическая коммуникационная система вышла из ее стен в 1977 г. За прошедшие с той поры десятилетия ассортимент продукции компании расширился до нескольких тысяч наименований. В 1983 г. предлагаемые фирмой кабельные решения оформились в семейство SYSTIMAX, представители которого могут использоваться при построении оптических, кабельных (медных) и беспроводных сетей. По некоторым оценкам, сегодня Lucent выпускает самый широкий спектр кабельных продуктов от одного поставщика из имеющихся на рынке, а его отдельные компоненты, такие как оптические разъемы, лицензированы рядом производителей.

В последние месяцы фирма расширила семейство SYSTIMAX сразу в нескольких областях. Об этих новинках и пойдет речь.

Оптические системы

Главное нововведение в данной сфере - подсистема SYSTIMAX LazrSPEED на основе многомодового волоконно-оптического кабеля. Анонсированная осенью прошлого года, эта разработка Lucent предназначена для построения сетей зданий и кампусных сетей и по своим параметрам значительно превосходит более ранний продукт - SYSTIMAX OptiSPEED. Основное отличие состоит в том, что LazrSPEED - первая структурированная кабельная система (СКС), поддерживающая скорость передачи 10 Гбит/с при длине соединений 300 м (для OptiSPEED этот показатель равен 1 Гбит/с). Более того, на женевской выставке Telecom ?99 фирма продемонстрировала прототип системы LazrSPEED, обеспечивающий передачу данных со скоростью 10 Гбит/с на расстояние 1,6 км.

В противоположность традиционным многомодовым кабелям, в кабелях LazrSPEED используется не 62,5-микрометровая, а 50-микрометровая сердцевина. Кроме того, вместо традиционной технологии ее изготовления, так называемого модифицированного осаждения из паровой фазы, инженерами компании разработан и применен метод плазменного осаждения. В результате такого усовершенствования впервые удалось избежать центрального провала на градиентном профиле коэффициента преломления сердцевины, который оставался ахиллесовой пятой многомодовых волоконно-оптических кабелей и требовал использования специальных приспособлений (вроде запускного шнура) для смещения светового потока на входе в волновод относительно его оси.

Заслуживает упоминания и еще одна техническая находка, принадлежащая сотрудникам Bell Laboratories (научно-исследовательское подразделение Lucent). В отличие от одно- и многомодовых 10-гигабитных систем, разрабатываемых другими компаниями, в LazrSPEED увеличение производительности достигнуто не за счет применения множества дорогих приемопередатчиков, а прежде всего благодаря использованию сверхчистого оптического волокна, позволяющего обойтись на каждом конце соединения единственным трансивером умеренной стоимости. Скорости передачи 1 и 10 Гбит/с достигаются при работе всего на одном коротковолновом канале (длина волны 850 нм).

Инсталляция системы с возросшей пропускной способностью ничуть не сложнее монтажа ее предшественницы. Операции заделки и тестирования проложенных кабелей практически не изменились. В рамках LazrSPEED фирма выпустила новые 19-дюймовые распределительные стойки, которые позволяют одновременно использовать в сети волоконно-оптические и медные линии.

При выборе оптической кабельной системы не последнюю роль играет такая, казалось бы, мелочь, как оптические разъемы. В последние годы в дополнение к традиционным разъемам SC и ST, известным в телекоммуникационной индустрии без малого 20 лет, появились миниатюрные изделия Light Connector (LC). Именно они, например, рекомендованы консорциумом ATM Forum для использования в новом ATM-оборудовании.

Корпорация Lucent первой выпустила разъемы LC на рынок; произошло это в 1996 г. С тех пор фирма предоставила лицензии на производство своей продукции компаниям Molex, Seiko и ряду других. Подразделение IBM Microelectronics использует оптические разъемы фирмы Lucent в своих коротко- и длинноволновых трансиверах.

Главное преимущество разъемов LC - компактность (длина - 32 мм, внешний диаметр — 4,47 мм), которая позволяет вдвое повысить плотность оптических портов в активных сетевых устройствах и на коммутационных панелях. С точки зрения пользователя, это заметно удешевляет сетевые решения в пересчете на порт. В гнезде два разъема LC занимают столько же места, сколько «классический» RJ-45. Более того, по дизайну разъемы LC очень похожи на RJ-45, что облегчает работу с ними, а также недвусмысленно указывает на неизбежность грядущей замены медных линий на волоконно-оптические.

По сравнению с разъемами SC и ST, в LC уменьшен внутренний диаметр наконечников (с 2,5 до 1,25 мм). Это позволяет снизить неблагоприятное влияние допусков на соосность разъемов в паре и их форму. Отличительной особенностью разъемов LC, изготавливаемых Lucent, является малое затухание оптического сигнала: для пары разъемов оно составляет 0,1 дБ (как для одно-, так и для многомодового волокна), тогда как у конкурирующих изделий данный показатель втрое выше. Малое затухание позволяет увеличить дальность передачи сигналов по волоконно-оптическим линиям без применения оптических усилителей. Миниатюрные разъемы поддерживают соединения 1000Base-SX протяженностью до 300 м и соединения 1000Base-LX протяженностью до 5 км. Они могут использоваться для заделки как 900-микрометровых, так и 1,6-миллиметровых гибких кабелей.

На конференции телекоммуникационной ассоциации BICSI, проходившей в январе в Орландо (штат Флорида, США), компания Lucent представила новую разновидность разъемов LC, позволяющих втрое снизить время монтажа оптических кабелей на пользовательском оборудовании. Перед установкой такого разъема достаточно лишь один раз выполнить его обжим, а отнимавшие основное время операции шлифовки и полировки торца световода теперь не требуются.

Кабельные системы

Заметным событием в области кабельных систем стало принятие организациями TIA и EIA в ноябре прошлого года стандарта на медные кабели категории 5E. Расширенные спецификации на кабели с четырьмя неэкранированными витыми парами подняли планку для скорости передачи данных и улучшили некоторые другие характеристики. Надо заметить, что несмотря на недавнее принятие стандарта, системы, по основным техническим параметрам соответствующие категории 5E (а то и превосходящие ее), присутствуют на рынке уже несколько лет. В частности, та же Lucent Technologies с 1996 г. выпускает подсистему SYSTIMAX PowerSUM, позволяющую строить сети Gigabit Ethernet на кабеле из четырех неэкранированных витых пар.

Напомним, что в классическом кабеле категории 5 протоколами физического уровня предыдущих поколений, такими как 10BASE-T, из четырех витых пар используются только две, по каждой из которых данные пересылаются в одном направлении. Инженерами Lucent с самого начала было выбрано другое решение. В СКС SYSTIMAX PowerSUM могут быть задействованы все четыре пары, причем для каждой из них допускается дуплексная передача. Эта схема несколько месяцев назад была закреплена в стандарте Category 5E.

Основное отличие системы PowerSUM от стандартизованных спецификаций лежит в частотной области. В июне 1999 г. верхняя граница поддерживаемого спектра была поднята со 100 до 155 МГц (в стандарте UTP 5E она равна 100 МГц), прежде всего для обеспечения совместимости с технологией ATM и достижения более стабильной производительности при высокоскоростной передаче. В результате по СКС SYSTIMAX PowerSUM можно транспортировать данные со скоростью 622 Мбит/с (впервые это удалось продемонстрировать еще в середине 90-х гг.) и даже 1 Гбит/с в соответствии со стандартом Gigabit Ethernet (1000Base-T). Некоторые технические характеристики кабелей UTP 5E и PowerSUM отражены на рис. 1.

Рис.1 Сравнение характеристик стандартных кабелей категории 5E и СКС SYSTIMAX PowerSUM. NEXT - переходное затухание на ближнем конце, ACR - защищенность на переднем конце, обозначения Pr-Pr соответствуют межпарным, а PS — суммарным величинам. Значения параметр

По мнению ряда экспертов, принятие стандарта на кабели категории 5E сильно запоздало. Как известно, их предшественникам - кабелям категории 5 - в свое время пророчили безоблачное существование, по крайней мере, в течение лет пятнадцати, а они начали сходить с дистанции уже на шестой год после стандартизации. Перспективы кабелей категории 5E выглядят еще более неопределенными. Основная претензия, предъявляемая к новому стандарту, заключается в том, что он не позволяет радикально повысить пропускную способность в расчете на будущие приложения. Кабели UTP 5E допускают передачу данных со скоростью 1 Гбит/с (по протоколу 1000Base-T) в основном на уровне теории. Несмотря на то что возможность гигабитной передачи была продемонстрирована неоднократно, в реальных высокоскоростных сетях такие кабели будут использоваться, скорее, в виде исключения. Аргументы в пользу последнего тезиса сводятся к следующему.

Скорость 1 Гбит/с в СКС на основе кабеля расширенной пятой категории удается реализовать в идеальных условиях, при безукоризненном монтаже всех компонентов и отсутствии внешних неблагоприятных факторов. Поддержка столь высокой пропускной способности требует применения на концах соединения дорогостоящего оборудования, которое отвечало бы, например, за фильтрацию и коррекцию ошибок. Наконец, гигабитная скорость является своеобразным потолком данной технологии, а значит, системы на базе UTP 5E грозят стать основным препятствием на пути масштабирования сети по мере роста объемов трафика.

Все перечисленные обстоятельства заставили специалистов обратить свои взоры в сторону кабелей шестой категории, первые спецификации которой были опубликованы ISO/IEC в сентябре 1997 г. Прежде всего они требовали положительноcти параметра защищенности на переднем конце (Attenuation to Crosstalk Ratio, ACR) - одной из важнейших характеристик кабеля - при частоте 200 МГц; несколько позднее полоса частот была расширена до 250 МГц. Основные технические параметры кабелей шестой категории (переходное затухание, возвратные потери, фазовая задержка) были согласованы в мае 1998 г., однако соответствующий стандарт все еще ждет своей очереди на утверждение.

Впрочем, как и в предыдущем случае, ведущие производители уже представили СКС, соответствующие спецификациям на кабель категории 6. Lucent Technologies приступила к производству такой продукции в 1997 г. Соответствующая СКС получила название SYSTIMAX GigaSPEED. (Более того, кабели GigaSPEED серии 71 стали отправной точкой при создании спецификаций Category 6.)

В отличие от рассмотренной выше системы PowerSUM, здесь две витые пары выделены для передачи данных в одном направлении (со скоростью 500 Мбит/с, если речь идет о сети Gigabit Ethernet), а две - в противоположном. Причина подобной переориентации достаточно проста.

При переходе к пропускной способности, измеряемой гигабитами в секунду, начинают проявляться недостатки технологии дуплексной передачи трафика по каждой паре, которая закреплена в стандарте UTP 5E. В частности, такая передача повышает уровень перекрестных помех и величину переходного затухания, а значит, и процент ошибок передачи. Решение, предложенное специалистами Lucent Technologies, позволяет избежать этих неблагоприятных явлений и тем самым снизить стоимость СКС.

В январе этого года компания представила новый тип носителя для СКС SYSTIMAX GigaSPEED. Кабель серии 81 при частоте сигнала 100 МГц имеет переходное затухание на ближнем конце (NEXT), равное 54,3 дБ, что примерно в три раза превышает величину предусмотренную спецификациями Category 6. Для параметра NEXT большее значение соответствует лучшему соотношению сигнал/шум, а следовательно, меньшему количеству битовых ошибок. Величина ACR остается положительной вплоть до частоты 444 МГц. В целом производительность новых кабелей в полтора раза превышает требования спецификаций на категорию 6, что позволяет передавать по ним трафик Gigabit Ethernet, ATM (1,2 Гбит/с) и все 77 каналов (полоса 550 МГц) аналогового телевизионного сигнала. На последнем варианте применения СКС SYSTIMAX стоит остановиться особо.

Объединение различных слаботочных сетей (телефонии, передачи данных, пожарной и охранной сигнализации и т.д.) сегодня воспринимается как достаточно традиционный способ использования структурированных кабельных систем. Менее привычный сценарий их применения, предложенный компанией Lucent ещё в 1989 г., заключается в передаче через медные тракты СКС SYSTIMAX видеосигналов. Их источником могут служить как программы эфирного, спутникового или кабельного телевидения, так и видеопрограммы, генерируемые в самой организации.

Примечательно, что передача телевизионного сигнала до рабочих мест может осуществляться без прокладки специального коаксиального кабеля. Для этого удается использовать уже имеющуюся инфраструктуру на витой паре, а любое гнездо RJ-45 становится местом подключения устройства приема видео. Горизонтальные тракты СКС SYSTIMAX, построенные на компонентах PowerSUM и GigaSPEED, позволяют передавать сигналы кабельного телевидения с максимальной частотой 550 МГц; для транспортировки сигналов, не укладывающихся в указанный диапазон, на станции КТВ их придется преобразовать в сигналы с частотами до 550 МГц.

Схема передачи видео по трактам СКС представлена на рис. 2. Сигнал от станции КТВ передается по магистральному 75-омному коаксиальному кабелю, ответвления от которого через этажные коммутационные панели типа 110 заводятся на усилители КТВ. В свою очередь, выходы этих усилителей подключаются к адаптерному оборудованию (распределительным панелям 385DP), выполняющим переход от коаксиального кабеля на витую пару. Приемники КТВ на рабочих местах подключаются к гнездам RJ-45 с помощью адаптеров 384A.

Рис.2 Передача сигнала КТВ по СКС SYSTIMAX

Как следует из этого краткого описания, передача сигналов КТВ до рабочих мест осуществляется по кабелям на витой паре. Стоит заметить, что с начала производства СКС SYSTIMAX корпорация Lucent не выпускает кабели на экранированной витой паре, оставив в составе СКС SYSTIMAX только неэкранированный вариант. На первый взгляд, такое решение представляется не вполне логичным, ведь до сих пор бытует мнение, что экранировка кабеля повышает защищенность передаваемого по нему трафика.

Как подчеркивают сотрудники Lucent, это утверждение на практике обычно не подтверждается. Дело в том, что уровень излучения экранированной системы сильно зависит от качества контура заземления в здании (которое, кстати, может ухудшаться со временем). Согласно международному (ISO IS 11801) и европейскому (EN50173) стандартам, для качественной работы экрана максимальная разность потенциалов между точками его заземления не должна превышать 1 В, иначе в экране возникнут паразитные токи, способные привести к его повреждениям и нарушению непрерывности. Непрерывность экрана на всем протяжении (включая разъемы в активном оборудовании) оказывает решающее воздействие на эффективность экранирования. Если верить результатам тестирования кабелей, опубликованным норвежской компанией TELESAFE, при нарушении непрерывности экрана в кабельном тракте излучение системы возрастает в среднем на 20 дБ, или в 10 раз. На эффективность экранирования влияют такие факторы, как качество монтажа (прежде всего качество заделки экрана в стыке «кабель - разъем»), внешние параметры и конструктивные особенности кабельных компонентов, а также отсутствие стандартизованных процедур, позволяющих измерить излучение кабеля в реальных (не лабораторных) условиях. Наконец, в высокочастотных кабельных системах (с частотами 100 МГц и выше) применяемые в настоящее время способы внешнего экранирования кабеля малоэффективны. Вывод, который напрашивается из этого перечня, состоит в том, что низкий уровень излучения в кабельной системе на экранированной витой паре имеет место лишь в идеальных условиях и чтобы приблизиться к нему на практике, требуются затраты, сопоставимые со стоимостью аналогичной волоконно-оптической системы, а то и превышающие ее.

Между тем для подавления излучения кабельных трактов на неэкранированной витой паре используется метод балансировки сигналов. В этом случае уровень излучения перестает зависеть от качества контура заземления и других внешних факторов, а определяется только симметрией (сбалансированностью) кабельных компонентов, обеспечиваемой особенностями технологического процесса их изготовления. Это излучение оказывается стабильным на протяжении всего срока эксплуатации СКС, а ее монтаж и последующая эксплуатация заметно упрощаются.


110 VisiPatch

В июне 1999 г. Lucent объявила о начале поставок усовершенствованной коммутационной панели 110 VisiPatch, ставшей развитием семейства панелей 110. Ее отличительными особенностями являются использование метода заделки кабеля смещением изоляции (Insulation Displacement Connector, IDC), системы «инверсной» укладки шнуров переключения и защелкивающего механизма для них, а также повышенная плотность портов и интегрированные средства администрирования.

«Инверсность» укладки заключается в том, что шнуры располагаются внутри панели, а это предотвращает их запутывание, упрощает идентификацию и переключение. При монтаже панели специальный инструмент используется только для заделки кабеля. По сравнению с традиционной системой 110 повышена общая емкость панели: она составляет 336 витых пар вместо прежних 300. Примененная новая конструкция разъемов позволяет без труда идентифицировать не только кроссовые поля, но и отдельные шнуры. Наконец, панель не требует заземления, так как выполнена из диэлектрических материалов.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями