Проводки для сетей Ethernet
Структурированные кабельные системы
Проводка из неэкранированных витых нар
Послесловие
Литература

Пришла пора специалистам по кабельной технике изложить свою точку зрения на системы проводки. Дело хотя бы в том, что в статьях по локальным сетям наблюдается невероятный разнобой в терминологии на кабельную продукцию, не говоря уже о количестве "калек" с английского языка, труднопроизносимых и малопонятных. При этом сами статьи написаны, без сомнения, талантливыми и болеющими за свое дело людьми.

Знатоки компьютерных сетей, далекие от кабельной техники, склонны в своих работах изображать систему проводки в виде черточек или облачков, через которые, по их мнению, и происходит соединение объектов сети. Терминология при этом самая разнообразная. В замечатедьных статьях, опубликованных в [1], кабель называют "средой передачи", "передающей средой", "физической средой передачи", а то и "физическим носителем". Оптические кабели именуют "оптико-волоконными", "волоконно-оптическими" или даже ВОЛС (волоконно-оптическая линия связи), что вовсе не кабель, а следующий системный уровень, т.е. линия связи со всей своей атрибутикой - муфтами, соединителями, канализацией и т. д.

Посмотрим, что же происходит в мире проводок. Сразу заметны такие особенности развития кабельных систем для локальных сетей, как структуризация (т.е. разбиение на отдельные составные части) и постепенная замена кабелей типа "твинакс" и коаксиальных на кабели из витых пар и оптические. Причем горизонтальная разводка все чаще выполняется на основе витых пар Категории 5, а вертикальные "позвоночники" в зданиях и соединительные линии на территории - оптическими кабелями [2].

В последнее время наблюдается стремление к унификации проводки. Так, практически все сетевые компании предлагают в составе своих систем кабели из неэкранированных - витых пар и оптические. Как правило, одновременно присутствуют и унифицированные соединители, например, типа RJ45. До этого разные системы каблирования оставались в значительной мере "закрытыми", т.е. плохо совмещались друг с другом.

В развитии проводки прослеживаются две тенденции [2].

Компьютерные фирмы идут от соединений компьютеров друг с другом", наращивая сеть постепенно. Сначала сети по устройству соединений (но не по принципу действия) были достаточно простыми. Это видно из описаний конфигураций сетей, приводимых в каталогах фирм 3Com, HP, Gateway и др. А в каталогах кабельных фирм еще недавно конфигурации приводились простейшие: кольцо, звезда, шина. Проводки для таких сетей развивают по мере их роста.

Коммуникационные фирмы, создавая свои сети, наоборот, идут от существовавшей в здании проводки. А она была весьма сложной уже давно, с разветвленной структурой, кроссами, розетками и т.п. Поэтому AT&T, например, практически сразу предложила для локальных сетей SYSTIMAX - многоуровневую кабельную систему с разбивкой ее на структурные подсистемы, с возможностями перестроек сети и многочисленных переключений.

В настоящее время эти две тенденции в развитии локальных сетей находятся в противоборстве. Обе имеют преимущества, но обладают также и существенными недостатками. Согласно первой тенденции, проводки получаются быстрее, дешевле, но сложны в эксплуатации, модернизации и т.д.; они рассмотрены в первой части статьи. Далее, в следующем разделе, подробно рассмотрена вторая тенденция. В последней части изложены технические требования к горизонтальной проводке для высокоскоростных локальных сетей.

Проводки для сетей Ethernet

Основы построения сетей этого типа определяются стандартом IEEE 802.3, а именно: спецификациями 10 BASE 2 - Ethernet на тонком коаксиальном кабеле, 10 BASE 5 - на толстом коаксиальном кабеле, 10 BASE-Т - Ethernet на неэкранированных витых парах. Последняя разработана в связи с тем, что многие здания имеют кабельную проводку с витыми парами, проложенными для цифровой телефонной связи [2].

Стандартная (на толстом коаксиале) сеть Ethernet, имеющая топологию шины, - капитальная сеть с темпом передачи 10 Мбит/с требует специального, т.н. "желтого" кабеля. Она содержит трансиверы (приемопередатчики), установленные на самом кабеле с помощью "вампиров" - врезаемых в кабель съемников, к которым и крепятся трансиверы. Последние соединяются с рабочими станциями отдельным кабелем со специальными разъемами. Сети этого типа строятся в последнее время в небольших количествах и только в крупных учреждениях - банках, биржах и т.п. Сегмент (участок) такой сети Ethernet имеет длину до 500 м и включает до 100 устройств.

Сеть Ethernet на тонком коаксиальном кабеле (обычно RG-58A/U) более мобильна, удобна в строительстве и эксплуатации. При том же темпе передачи (10 Мбит/с) она базируется на более легких кабелях и разъемах. Рабочие станции имеют встроенные в адаптеры (сетевые платы) трансиверы. а весь монтаж очень прост соединения часто производят прямо на задней стенке компьютера. Длина сегмента может быть до 185 м; при этом можно подключить до 30 устройств. Известны случаи нормальной работы сети при длинах сегментов 300 и более метров. Последовательно можно соединить до трех сегментов, а между ними еще включить две соединительные линии. Участки сети Ethernet на тонком кабеле могут подключаться к стандартной сети на толстом кабеле для формирования большей сети.

В локальной сети Ethernet на витых парах можно использовать существующие (уже проложенные) телефонные кабели с неэкранированными витыми парами или проложить такие кабели специально. Можно использовать одновременно и те, и другие. В отличие от описанных выше сетей на толстом и тонком коаксиальных кабелях, элементарная сеть Ethernet на витых парах имеет топологию звезды. Рабочие станции подключаются с помощью сегментов из витых пар к хабу (концентратору). Такая конфигурация упрощает подключение новых рабочих станций и делает их более независимыми друг от друга. .Длина сегмента до 100 м. Подобные простые сети Ethernet могут быть объединены в более сложные путем применения нескольких хабов или присоединены к сетям Ethernet на толстом или тонком коаксиалах. Следует помнить, что между двумя рабочими станциями в сети Ethernet должно быть не более пяти кабельных сегментов, включая соединительные линии между хабами.

Сети Ethernet со смешанными направляющими системами

Сети Ethernet могут использовать комбинацию из витых пар, толстого коаксиала и тонкого коаксиала. Для соединения коаксиальных кабельных сегментов Ethernet требуется два трансивера и один репитер (повторитель). Комбинация этих устройств называется repeater set (повторительная секция). Хаб также является "повторительной секцией", поскольку он восстанавливает и усиливает цифровые сигналы и имеет трансивер для каждого порта (на каждом входе).

Максимальное число повторительных секций, допустимое между двумя рабочими станциями, - четыре. Подсоединение сети Ethernet на коаксиале к сети на витой паре требует трансивера. Однако этот трансивер не учитывается, когда определяют число повторительных секций между двумя рабочими станциями.

Для соединений между частями сети, выполненными на разнотипных направляющих системах, служат специальные интерфейсы. Непосредственно соединение производят с помощью AUI-кабеля, что можно перевести как "кабель внешнего доступа". На рисунке 3 показан пример сети Ethernet смешанного типа, на витых парах и тонком коаксиале. Такая конфигурация нужна, если часть сети расположена дальше чем в 100 метрах от одного из хабов или необходимо использовать все порты хаба. При этом AUI-кабель соединяет внешний трансивер и AUI-порт хаба. Участки сети на витых парах соединяются между собой двумя сегментами на тонком коаксиале, на которых также могут включаться рабочие станции или подключаться хабы. При необходимости и такая, довольно сложная, сеть может быть расширена за счет включения дополнительных трансиверов и хабов.

Кабели для локальных сетей Ethernet

Для описанных выше сетей Ethernet характерно применение всего двух видов кабельной продукции: коаксиальных кабелей типа RG-58 (RG-58/U, RG-58A/U, RG-58C/U) и кабелей с неэкранированными витыми парами, предназначенных для телефонии. Это вызывает по крайней мере недоумение, т.к. в.каталогах ведущих кабельных фирм (Belden, Alcatel, BICC) много различных экранированных кабелей для локальных сетей, но они в наиболее массовых сетях практически не употребляются.

Специалисты по сетям сообщили автору, что с помощью аппаратных и программных средств преодолена необходимость глубокой экранировки направляющих систем, и в последнее время хорошо экранированные кабели практически не применяются. Однако это противоречит материалам МЭК, где высоко- и сверхэкранированным кабелям, наоборот, уделяется большое место. Очевидно, что в последние 3-5 лет эти две тенденции развивались параллельно. Факт тот, что в строящихся теперь в Москве и СНГ сетях практически не нашли употребления толстый коаксиал Ethernet и кабели с экранированными витыми парами и внешними экранами.

Типовые кабели RG-58A/U имеют множество модификаций, в том числе с дополнительными экранами. Но в инструкциях к сетям Novell и Gateway прямо указано, что применять можно любой, а желательно RG-58A/U. Кабель марки RG-58A/U выпускают многие кабельные фирмы, такие как Belden, Kabelmetal Electro, Philips, BICC и другие, его выпускает также ТОО "Карад" (г. Мытищи). В сетях на витых парах используют кабель, содержащий две, четыре или более пары. Наиболее массовый сейчас кабель - четырехпарный. Характеристики кабелей для сетей Ethernet приведены в [2].

Соединители для сетей Ethernet

В сетях Ethernet на коаксиальных кабелях используются коаксиальные соединители: для сетей на толстом кабеле - соединители типа N (7/3 мм), на тонком кабеле - BNC (байонетного типа). При этом на адаптере монтируется розетка, а на кабеле - вилка соединителя. Кроме того, имеются Т-коннекторы (тройники) и терминаторы (оконечные нагрузки), тоже коаксиального исполнения. В инструкциях по установке и монтажу коаксиальных проводок обычно подробно описываются способы армирования кабелей сети. В последнее время распространился монтаж с помощью обжимных соединителей. В некоторых инструкциях даже не рекомендуется применять паяные соединители. Кабели между собой соединяют с помощью соединителя barrel (мы называем "гнездо-гнездо"), но применять такие переходники следует как можно реже. Лучше всего между рабочими станциями включать цельные, неразрезанные отрезки кабеля. Только один из терминаторов (одна из оконечных нагрузок) коаксиального кабельного сегмента должен быть заземлен.

В сетях Ethernet на витых парах применяют соединитель типа RJ45, который заделывают на кабель из витых пар, монтируют на сетевые платы, встраивают в корпуса хабов и в стенные розетки. В соединителе имеется 8 контактов, к которым и присоединяют 8 проводов от четырех неэкранированных пар. В сети, как правило. Используют только 2 пары. На кабель надевают вилку (plug), а в приборы встраивают розетку (jack). В последнее время распространились разъемы с врезными кабельными контактами. Если компьютерную сеть устраивают по существующим телефонным кабелям, то требуется в стенах помещений установить специальные розетки (outlet), в которых и смонтировать модули R345. Сначала кабель армируют модулем RJ45 и уж затем собирают стенную розетку. При этом необходимо следить за правильным присоединением проводов в соответствии с цветным кодом. Порядок подсоединения дается в инструкции по монтажу локальной сети Ethernet. Кроме указанных соединителей, в некоторых случаях используют разъем типа DB-15: для соединения трансивера и хаба с помощью AUI-кабеля (кабеля внешнего доступа); для присоединения трансивера к адаптеру, установленному в рабочей станции, и пр.

Этим набором соединителей ограничиваются существующие сети типа Ethernet. Инструкции по установке и монтажу сетевого оборудования дают подробные указания о подготовке и выполнении соответствующих операций. Несмотря на кажущуюся простоту кабелей и соединителей, именно от качества выполнения сетевой проводки чаще всего зависит безошибочная работа всей сети.

Структурированные кабельные системы

Внутри многоэтажного здания обычно прокладывают вертикальные и горизонтальные проводки. Кроме того, горизонтальная проводка еще членится с помощью кроссов. Между рабочими станциями локальной сети кабель прокладывается не прямо (непосредственно), а проходя через ряд устройств сети - хабы, кроссы, - и заканчивается розеткой. Подобная кабельная сеть называется структурированной. При перемещениях служб и персонала внутри здания из одних помещений в другие проводку не изменяют: достаточно аппаратуру из одних помещений перенести в другие и сделать необходимые переключения на кроссировочных панелях. Розетки же во всех помещениях однотипны для всех видов оборудования. Такие системы не требуют каждый раз прокладывать новую проводку и ставить розетки другого типа, а позволяют использовать при любых переустройствах или перестановках ту сеть, которая капитально смонтирована в здании.

Структурированная сеть требует в начальный период, при строительстве, больших затрат, зато потом она окупается в процессе эксплуатации и более удобна. Основные соединения в структурированной сети выполняют стандартным кабелем с четырьмя неэкранированными витыми парами. В стены помещений монтируют большое количество розеток с различным числом модулей. Минимально используют два модуля. В случае, если локальных сетей в здании больше, чем одна, число прокладываемых витых пар и монтируемых модулей соответственно увеличивается. По такой кабельной системе, кроме передачи данных, работают еще телефон, телефакс, видео,охранная и другие виды сигнализации, управление открыванием и закрыванием различных кранов, задвижек, вентиляции и т.п.

Структурированная кабельная система является как бы нервной системой здания. Предусмотрены способы и устройства соединения внутренней проводки с другими зданиями, а также выходы в более крупные - региональные и глобальные сети.

Структурные составляющие проводки

Структурированная кабельная система состоит из следующих подсистем: 1) рабочего места; 2) горизонтальной; 3) вертикальной; 4) управления; 5) внешней (территориальной). Если вся система строится в одном здании, то имеются только первые четыре подсистемы. На рабочем месте устанавливаются модульные розетки с модулем RJ45. К каждому восьмиконтактному модулю подводится четырехпарный кабель.

Унифицированная проводка (4 неэкранированные пары + модуль RJ45) применяется для передачи всех видов сигналов - голоса, данных, видео, а в дальнейшем - мультимедиа и графики. Для любой сети (телефонной, передачи данных, видео) можно выбрать любые порты - качество связи при этом не меняется. В одном корпусе розетки на рабочем месте может устанавливаться от двух до четырех (и более) модулей, в зависимости от количества сетей. Кабель в такой системе занимает около 30% стоимости, в то время как в обычных (неструктурированных) сетях - 4-6% стоимости оборудования. Таким образом, в структурированной системе проводки заложена значительная избыточность, позволяющая наращивать виды передаваемых сигналов и применять различные комбинации сетей.

Рассмотрим назначение и состав подсистем.

1. Подсистема рабочего места. Эта подсистема предназначена для подключения устройств потребителей: компьютеров, терминалов, принтеров и т.п. к локальной сети. Часто в такой подсистеме используют Balun - переходник от коаксиала к витым парам.

2. Горизонтальная подсистема. Она может быть проложена коаксиалами, оптическими волокнами или неэкранированными витыми парами. Однако при использовании коаксиальных кабелей возникают большие трудности кроссировки. Наиболее часто применяют неэкранированные пары.

3. Подсистема управления. Состоит из панелей для кроссировки или панелей с множеством разъемов, соединительных кабелей или шнуров, обеспечивающих переключение цепей. Здание, как правило, уже имеет подобные устройства для телефонной и других видов связи.

4. Вертикальная подсистема. Соединяет между собой этажи здания и обеспечивает соединение подсистем управления. Она должна удовлетворять определенным требованиям на вертикальную проводку. Выполняется из оптического волокна, коаксиального кабеля или неэкранированных витых пар. Уже определилась тенденция: в новых сетях для передачи данных использовать оптическое волокно. Применение оптического волокна в этой проводке приводит к большой экономии меди.

5. Внешняя подсистема. Служит для соединения между собой различных зданий, находящихся на территории предприятия, учебного заведения и т.п. Может использоваться и коаксиал, но предпочтительнее оптическое волокно, т.к. оно хорошо стыкуется с вертикальной подсистемой.

Промышленное обеспечение структурированных систем

Многие компании - производители оборудования предложили различные универсальные проводки для зданий. Можно назвать такие известные системы, как SYSTIMAX PDS (AT&T), IBDN (Northern Telecom), DECconnect (DEC), NetConnect (АМР), IBM Cabling System, PANNET (Panduit), Nubbell Premice Wiring (Hubbell) и другие, в значительной степени различающиеся между собой.

Созданием локальных и корпоративных компьютерных сетей занимаются так называемые системные интеграторы. В России имеется много подобных организаций и фирм, которые разрабатывают и монтируют локальные сети "под ключ". Хорошо известны АйТи, Диалог-сети, Черус, Эллис, CompTek, CSS, LVS, RUSLAN, TopS, Uni и др. Среди них можно выделить АО "Диалог-сети", которое является первым в России авторизованным системным интегратором АТ&Т в части проектирования, сборки и установки структурированных кабельных систем типа SYSTIMAX и уже получило несколько сертификатов AT&T на смонтированные в зданиях проводки.

В состав сетевой разводки входит разнообразная кабельная продукция: кабели с неэкранированными витыми парами, с экранированными витыми парами, оптические кабели, коаксиальные и другие медные кабели. Пестрая картина сложилась с кабелями из неэкранированных витых пар. Автору приходилось видеть кабели компаний АТ&T, General Cable, BICC BrandRex, Teldor, Belden, Mohawk/CDT у разных системных интеграторов. Кроме того, имеется множество соединителей типа RJ45 различных категорий и фирм.

Построение сетей по структурированной схеме находится в главном фокусе многих производителей оборудования. Они создали ряд интеллектуальных хабов. Последние снабжаются большим числом соединителей для различных типов направляющих систем: коаксиального кабеля, оптического волокна, неэкранированных и экранированных витых пар.

Многие из сетевых устройств позволяют выполнять передачу голоса, данных и видео по однотипным кабелям из неэкранированных витых пар. К одному рабочему месту можно проложить два или более четырехпарных кабеля или восьми и даже двенадцатипарный кабель. Четырехпарная проводка соответствует стандарту ISDN (цифровая сеть с интеграцией служб SC). Именно такая проводка обеспечивает правильную работу сети при включении интеллектуальных хабов. Структурированная кабельная система и мощные хабы являются основными компонентами современных локальных компьютерных сетей.

Благодаря своим особенностям, структурированная проводка попадает в разряд капитальных (а не текущих) затрат. Сооружают такую сложную систему на 10-15 лет. Обычная, неструктурированная проводка для локальных сетей, по данным Cabletron Systems, сохраняется без переоборудований не более 3-5 лет - потом ее обязательно приходится переделывать. Строят структурированную сеть основательно, как всякое долговременное сооружение, поэтому и закладывают значительную избыточность. Еще в проекте предусматривают дополнительные рабочие места, возможности перестановок оборудования и переездов персонала. Это требует значительного количества дополнительных розеток, кабеля, кроссировочных панелей. Предусматривают размещение пассивного и активного оборудования в специальных комнатах (closet), предназначенных для администрирования (управления) сетью.

Структурированность, разбиение на подсистемы позволяет эксплуатировать части локальной сети как отдельные сети, что делают во время аварий, ремонта и при других вынужденных обстоятельствах. Уже теперь по горизонтальной проводке передают потоки 100 Мбит/с и выше, причем по любым парам четырехпарного кабеля. Следует надеяться, что в ближайшее время темпы передачи возрастут.

Таким образом, структурированная кабельная система является современным, скоростным, многофункциональным (голос, данные, видео, графика и мультимедиа) сетевым решением долговременного использования, относящимся к разряду капитальных сооружений.

Перспективы структурироваииых систем проводки

Сетевые возможности кабельных систем схематически представлены на рисунке 5. Промышленность выпускает все необходимое оборудование для сетей в соответствии со стандартами IEEE 802.3 - Ethernet (10 Мбит/с) и IEEE 802.5 - Token Ring (4 и 16 Мбит/с), работающее по неэкранированным витым парам. Кроме того, полностью оснащена сеть FDDI (100 Мбит/с) на оптических волокнах. В декабре 1993 года принят стандарт на сеть TP-PMD, аналогичную FDDI, но функционирующую на неэкранированных витых парах Категории 5 [3]. Выпускается и соответствующее оборудование.

В последнее время предложены различные концепции резкого увеличения быстродействия локальных сетей, работающих на неэкранированных витых парах. Hewlett-Packard и IBM выдвинули стандарт, в котором темп передачи 100 Мбит/с поддерживается по кабелю с витыми парами Категории 3, но при четырехканальной передаче сигналов. Условное обозначение этой технологии 100 VG-AnyLAN, что расшифровывается так: передача 100 Мбит/с по витым парам типа Voice Grade (т.е. Категория 3) при организации любой сети (Ethernet или Token Ring) [4].

Альтернативную стратегию Fast Ethernet проводит альянс, образованный ведущими производителями сетевого оборудования (Sun Microsystems, DEC, ЗСом Согр., Cabletron Systems, LANNET и др. ). Сохраняя основные особенности Ethernet (двухканальную передачу сигналов, протокол CSMA/CD МАС), предложенный ими стандарт 100 Base-Т предусматривает работу сети по витым парам Категории 5 [3]. Многие изготовители сетевого оборудования (например, Standard Microsystems) готовы поддерживать оба стандарта, лишь бы они как можно скорее были внедрены.

Сведения, полученные из публикаций и на выставке NETCOM-94, подтвердили выход на рынок сетевых карт и концентраторов по обеим технологиям. Следовательно, в ближайшее время локальные сети с темпом передачи 100 Мбит/с будут работать по витым парам как Категории 3, так и Категории 5.

Основным направлением развития горизонтальной проводки остает ся применение витых пар Категории 5. Рядом фирм предложены системные решения, т. е. создана вся "линия) изделий Категории 5 - кабели, кроссы, шнуры, розетки и т.п. [5]. Поэтому при сооружении новых сетей имеет смысл сразу строить кабельную систему здания, применяя оборудование Категории 5.

Итак, развиваются скоростные сети по уже имеющимся проводкам и ожидается быстрое расширение их возможностей путем новых сетевых решений, в частности - с кабельными разводками Категории 5. Последним существенным достижением является поддержка асинхронного режима передачи (АТМ), 155 Мбит/с, по неэкранированным витым парам Категории 5.

Проводка из неэкранированных витых нар

Telecommunications Industry Association (TIA - Ассоциация промышленности связи, США) опубликовала документ TSB-36, содержащий технические требования к трем категориям кабелей с неэкранированными витыми парами. Другой документ (TSB-40) касается требований к разъемам и всем остальным элементам сетевой проводки. Он является дополнением к спецификациям на кабели и необходим для обеспечения всего тракта передачи (из конца в конец) (end to end).

Проводка Категории 3 специфицирована до 16 МГц и для темпов передачи (bit rate), как правило, до 10 Мбит/с. Категория 4 удовлетворяет требованиям до 20 МГц и поддерживает расширенную версию Token Ring (16 бит/с). Проводки Категории 5 специфицируются до 100 МГц и обеспечивают передачу 100 Мбит/с, а в перспективе 155 Мбит/с и выше. В соответствии с этими Категориями классифицируются кабели, соединители, кроссы и другое оборудование.

Технические требования к кабелям

Основными характеристиками кабелей, как и линий связи, являются коэффициент затухания и переходное затухание на ближнем конце (NEXT). Требования на эти два параметра, заданные стандартом EIA/TIA - 568, TSB-36 для трех категорий неэкранированных витых пар приводятся в таблице 1, где f - частота в МГц.

Категория
Коэффициент затухания, дБ/100м
Переходное затухание на ближнем конце, дБ
Категория 3
2.33 f+0.23 f
41 - 15 lg f
Категория 4
2.10 f+0.03 f
56 - 15 lg f
Категория 5
2.07 f+0.01 f
62 - 15 lg f

Таблица 1.

В стандарте EIA/TIA-568, TSB-36 нормируются следующие параметры неэкранированных витых пар: емкость, волновое сопротивление, коэффициент затухания, переходное затухание на ближнем конце (NEXT). Емкость пары не должна превышать 6.56 нФ на 100 м для Категории 3 и 5.57 нФ на 100 м для Категорий 4 и 5, при 20 С. Волновое сопротивление пар Категорий 3, 4 и 5 должно быть 100 Ом + 15%. Коэффициент затухания и переходное затухание на ближнем конце приводятся в таблицах 2 и 3. Затухание на 100 метров кабеля не должно превышать на каждой частоте значение, приведенное в таблице 2 (в дБ). Переходное затухание на ближнем конце для любой пары не должно быть меньше значений, указанных в таблице 3 (в дБ).

Частота. МГц
Категория 3
Категория 4
Категория 5
4.0
5.6
4.3
4.3
10.0
9.8
7.2
6.6
16.0
13.1
8.9
8.2
100.0
-
-
22.0

Таблица 2.

Частота, МГц
Категория 3
Категория 4
Категория 5
4.0
32
47
53
10.0
26
41
47
16.0
23
38
44
100.0
-
-
32

Таблица 3.

Технические требования к соединителям

Кабельные разъемы, модульные гнезда, информационные розетки - все это устройства для эффективного, высоконадежного подключения электронного оборудования к проводке из витых пар. В настоящее время они специфицированы в диапазоне частот до 100 МГц [5].

Унифицированной частью информационной розетки является модульное гнездо (modular jack). Контакты модуля покрыты золотой, что дает стабильное, высококачественное соединение. Корпус гнезда содержит устройство фиксирования, которое при вставлении разъема RJ 45 обеспечивает необходимое удержание его в гнезде.

Модульное гнездо, применяемое в проводке из неэкранированных витых пар, 8-позиционное и 8-контактное. Контакты в унифицированном гнезде нумеруются слева направо, если смотреть на модуль спереди, со стороны отверстия (при этом канавка для фиксатора разъема должна быть ориентирована вниз). Недавно были модернизированы гнезда типа RJ45 различных фирм-изготовителей для достижения характеристик Категории 5. На выставке NETCOM-94 демонстрировались розетки Категории 5 фирм АТ&Т, Hubbell, Panduit и др. Предстоит теперь установить, какие розетки более предпочтительны в эксплуатации.

Электрические параметры соединителей аналогичны параметрам кабелей: затухание, переходное затухание на ближнем конце (NEXT), возвратные потери (return loss). В таблице 4 даны эти параметры (в дБ) для трех категорий разъемов на частоте 16 МГц согласно EIA/TIA - 568, TSB-40A.

Параметр
Категория 3
Категория 4
Категория 5
Затухание
0.4
0.2
0.2
NEXT
34
46
56
Возвратные потреи
23
23

Таблица 4.

При высокоскоростной передаче особо важны параметры влияния, в частности - переходное затухание на ближнем конце (NEXT). В таблице 5 эта характеристика (в дБ) представлена до 100 МГц, согласно спецификации EIA/TIA - 568, TSB-40.

Частота
Категория 3
Категория 4
Категория 5
1 МГц
58
>65
>65
16 МГц
34
46
56
20 МГц
-
44
54
100 МГц
-
-
40
f, МГц
58-201 gf
70-201 gf
80-201 gf

Таблица 5.

При заделке кабеля в соединители параметры проводки могут меняться в худшую сторону. Следует обратить внимание на это обстоятельство и проявлять особую осторожность, максимально используя изделия с промышленной заделкой. Кажущаяся простота заделки и невнимание к ней могут дорого обойтись в эксплуатации. Как показал опыт, большинство отказов в сети происходит именно из-за некачественно выполненной проводки.

В таблице 6 даны требования EIA/TIA и результаты измерений NEXT (в дБ) на частоте 100 МГц, полученные при армировании кабелей 1061/2061 АТйТ различными соединительными устройствами. Из таблицы 6 следует, что во всех случаях после заделки переходное затухание между витыми парами уменьшается, но остается значительно выше предъявляемых требований.

Кабели из неэкранированных витых пар Категории 5
Кабель с разьемами RG/45A Категории 5
Кабель с соединителями AT&T 110
Кабель с розетками AT&T M100
Количество соединителей на кабеле
1
2
1
2
1
2
Требования 32.0
EIA/TIA
29.1
26.9
30.7
29.6
29.6
27.8
AT&T 1061/2061 38.0
32.9
29.7
35.6
33.7
33.8
30.9

Таблица 6.

Характеристики смонтированной проводки Категории 5

Важнейшее отличие горизонтальной проводки Категории 5 - ее универсальность. В подобной кабельной системе могут функционировать практически все типы локальных сетей: не только Ethernet и Token Ring, но и TPPMD, Fast Ethernet 100VG-AnyLAN, а также другие, менее распространенные. Кроме того, по ней могут работать: цифровая сеть с интеграцией служб (ISDN), видеоконференции, системы сигнализации и т.п. Порты проводки полностью взаимозаменяемы и переключаются механически в подсистеме управления.

Поскольку горизонтальная проводка находится чаще всего в составе структурированной кабельной системы, то второй ее особенностью является избыточность. Это означает, что при проектировании предусмотрены подводы к дополнительным рабочим местам, легкость замены электронного оборудования одних видов локальных сетей на другие, возможность работы участков сети (например, одного этажа) в качестве выделенной системы и другие эксплуатационные преимущества.

К сожалению, требования к проводке Категории 5 окончательно еще не установлены. Следует руководствоваться опубликованным TIA документом SP 2840-А, где в приложении приводятся параметры, на которые надо ориентироваться. Идет процесс выработки стандартов, и вскоре такие документы будут приняты. Рекомендации TIA, выработанные для худшего случая сочетания всех компонентов проводки, т.е. по затуханию - максимальные значения, а по переходному затуханию - минимальные, даны в таблице 7.

Частота, МГц
Максимум затухания, дБ
Максимум NEXT, дБ
1.0
2.5
60.3
4.0
4.5
50.6
8.0
6.3
45.6
10.0
7.0
44.0
16.0
9.2
40.6
20.0
10.3
39.0
25.0
11.4
37.4
31.25
12.8
35.7
62.5
18.5
30.6
100.0
24.0
27.1

Таблица 7.

Задача разработки спецификации для оценки проводки из четырехпарных кабелей на соответствие стандартам EIA/TIA-568, TSB-36 и TSB-40A была сформулирована еще в 1993 году, но оказалась очень сложной. Технический комитет TIA TR 41.8.1 образовал специальную группу, которая обязалась подготовить этот документ к концу 1994 года. Группа предложила модель наихудшего канала для случая, когда берутся наихудшая комбинация пар, наихудший случай соотношения фаз сигналов и комбинация таких компонентов, каждый из которых минимально соответствует предъявляемым требованиям. Именно для этих соотношений и приведены требования к проводке в таблице 7. Затем эта модель "наихудшего случая" была апробирована в лабораторных условиях с помощью лабораторных анализаторов цепей и показала свою адекватность [5].

Послесловие

Системы проводки для локальных сетей за последние годы претерпели большие изменения. Во многом их развитие похоже на то, как ранее менялись другие виды кабельных разводок в зданиях - телефонные и телевизионные. Из этого следует, что проводки для локальных сетей постепенно войдут в проекты строительных объектов и, таким образом, расходы на них перейдут из текущих в капитальные.

К сожалению, системы каблирования различных фирм до сих пор обладают достаточно большими различиями. Можно порекомендовать применять продукцию однотипную, чтобы избежать проблем еще и с разношерстными изделиями.

Стремительный рост сетей всех видов значительно опережает стандартизацию в этой области техники, особенно в случае высокоскоростных технологий. Поэтому при сооружении проводок Категории 5 необходимо особенно аккуратно выбирать поставщика оборудования, обращая внимание на комплектность, завершенность структурированных кабельных систем, гарантии и обеспечение обслуживания, а также на выбор системного интегратора.


Литература

[1] Открытые системы, 1994, вып. 3, с. 17,21,26,42 и др.

[2] Гальперович Д.Я. Тенденции развития проводки для ЛВС. // Сети, 1994, N 5, с. 44-51.

[3] Кокарев В.Н. Трудный выбор скоростной ЛВС. // Сети, 1994, N 6, c. 12-20.

[4] Борисов М. Новые стандарты высокоскоростных сетей. // Открытые системы , 1994, вып. 3, с. 20-31.

[5] Гальперович Д.Я. Горизонтальная проводка для скоростных ЛВС. // Сети, 1995, N 1, с. 48-54.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями