|ГЛАВНАЯ|   |О ЖУРНАЛЕ|    |ПОДПИСКА|   |ФОРМЫ СОТРУДНИЧЕСТВА|  |КОНТАКТЫ|   |СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА|  |НОВОСТИ|    |ВАКАНСИИ|     |АРХИВ|  |IT-СТРАНСТВИЯ|

№ 1 (8) 2003

   

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

Памяти Наума Берковича Костинского посвящается

 

За классом класс

 

Принятие второй редакции базового стандарта по СКС

ISO/IEC 11801 позволяет перейти к построению полноценных

локальных кабельных сетей классов E и F на компонентах 6-й

и 7-й категории. В чем же основные отличия этого документа

от первой редакции?

 

Никита ЮРЧЕНКО

 

 

На самом деле период между первой редакцией ISO/IEC 11801, стандартизирующей СКС вплоть до класса D (компоненты 5-й категории), и второй — для классов E и F — получился довольно значительным. Напомню, что первая редакция этого стандарта, появившаяся еще в 1995 году, отражала опыт использования разнородных локальных сетей, а также некие представления об их развитии, характеристиках, тестировании и инсталляции. Но свою задачу (привести все к одному знаменателю) стандарт выполнил.

Редакция 1.2, подготовленная в 1999-м и вступившая в действие в 2000 году, конкретизировала ряд вопросов и была вполне приемлемой для построения сетей вплоть до класса D включительно. Она реально отражала возможности существовавших компонентов (до 5-й категории) и параметры сетей при использовании приложений до 100Base-T. Разработка стандарта ISO/IEC 8802-3 и начало внедрения приложения 1000Base-T (Gigabit Ethernet) потребовали построения кабельных сетей, работающих на частотах до 125 МГц. В этих условиях разработку требований к категории 5е (американский стандарт TIE/EIA 568-A), различные аппроксимации и экстраполяции существующих характеристик на частоты до 125 МГц лично я считаю «извращениями на тему». Требовалась нормальная доработка базового стандарта IEC. И вот она появилась. Насколько же оправдались наши ожидания? Как учитывается предыдущий опыт построения СКС в новой версии?

 

Применение и структура стандарта

В первую очередь, следует обратить внимание на некоторые уточнения по применению стандарта. Теперь он используется не для «помещений протяженностью до 3 тыс. м, с офисным пространством до  1 млн. м2 и количеством сотрудников от 50 до 50 тыс. человек», а в «помещениях, в которых максимальное расстояние между телекоммуникационными службами может быть распределено до 2 тыс. м». Что вполне логично, ибо большинство параметров системы зависит от длины кабельных линий и не связано с площадью, а топология системы зависит от количества рабочих мест и их размещения, а не от количества сотрудников в офисе.

Кроме того, стандарт определяет не только структуру кабельной системы, но и интерфейсы, и телекоммуникационные розетки, а также параметры не только индивидуальных кабельных линий, но и каналов.

Интересные изменения были внесены в вопросы проверки соответствия канала техническим требованиям. Предыдущая версия стандарта содержала, на мой взгляд, неубедительную фразу, что если все компоненты системы соответствуют требованиям стандарта, а также инсталлированы в соответствии с инструкция­и разработчика и поставщика, то тестирование не требуется. Сейчас эту фразу убрали, но оставили четыре случая, когда тестирование требуется! Это необходимо, если

   длина канала или постоянной линии превышает допустимую и/или количество компонентов превышает допустимое;

   канал или постоянная линия используют компоненты с более низкими параметрами передачи, чем указано в требованиях;

   оценки инсталлированной системы нужны для определения ее пропускной способности при работе определенной группы приложений;

•  требуется подтверждение характеристик инсталлированной системы по требованию (заказчика). Во втором случае явно напрашивается слово «worse» (худший) вместо «lower» (более низкий). Ведь разве плохо, если затухание или обратные потери в кабеле более низкие? Но из песни слова не выкинешь.

Также появились требования по обязательной верификации (проверке) параметров постоянной линии при отсутствии канала (что касается, в первую очередь, магистралей) и параметров канала при кроссовом подключении активного оборудования (что, видимо, связано с худшими параметрами соединительных шнуров по сравнению со стационарным кабелем).

Общая структура стандарта также претерпела некоторые изменения. Наиболее же существенными являются три момента.

Во-первых, из раздела по характеристикам кабельной системы в отдельный раздел вынесено все, что касается волоконно-оптических систем.

Во-вторых, в этом разделе указаны технические требования к характеристикам каналов симметричной кабельной системы, а характеристики постоянной линии и линии до точки подключения вынесены в Приложение А (нормативное).

И в-третьих, вместо Приложения С, содержащего краткие требования к гибким кабелям и соединительным шнурам, появился специальный раздел «Симметричные соединительные шнуры», который содержит расчетную модель для определения переходного затухания на ближнем конце (NEXT) оконцованных шнуров (т.е. с учетом параметров коннекторов).

Очень полезным, с точки зрения измерения основных параметров передачи для систем классов D, E, F (5-й, 6-й, 7-й категории), мне показалось, Приложение G, содержащее методы построения моделей канала и постоянной линии для систем на симметричных кабелях. А новое Приложение Н содержит изменения требований к системам на симметричных кабелях, введенных в этой редакции стандарта, по сравнению с предыдущей (тоже очень полезное, хотя и не очень подробное).

К недостаткам изменения структуры я бы отнес тот факт, что раздел по характеристикам системы был поставлен перед разделом по базовым реализациям. Таким образом, сначала даются технические требования к параметрам канала (и информация по параметрам постоянной линии), а потом уже рассматривается структура горизонтального участка и определение канала, постоянной линии, линии до точки подключения. Не вижу логики.

Еще мне жаль беспощадно вычеркнутого «умными дядями» Приложения F (информационного) с пособием по характеристикам симметричных и оптических кабельных систем. Мой опыт свидетельствует о том, что некоторые представители фирм-инсталляторов слабо понимают физическую суть комплексных параметров и, соответственно, их влияние на качество передаваемой информации. А уж такие параметры, как Coupling attenuation, LCL, LCTL, TCL, TCTL, слабо понимают даже представители производителей. Так что лучше было бы его не убирать, а расширить.

 

Нормативные документы

Значительной переделке подвергся раздел ссылок на нормативные документы. В большей степени они коснулись компонентов симметричных кабельных систем. В частности, были опущены мало актуальные в современных условиях стандарты по кабелям: IEC 60811-1-1 (определение геометрических параметров симметричных кабелей), IEC 60096 (по радиочастотным кабелям), IEC 60189 и IEC 60227-2 (методы тестирования низкочастотных кабелей с ПВХ изоляцией и оболочкой), IEC 60189 (по конструкциям и технические требования к низкочастотным кабелям с ПЭ изоляцией и оболочкой). Вместо них введены «свежие» стандарты серии IEC 61156 с техническими требованиями к симметричным кабелям (включая соединительные кабели рабочей области), работающим в диапазоне до 600 МГц (6-й и 7-й категории). Тестированию соединительных кабелей (шнуров) и кабелей рабочей области посвящена новая часть базового стандарта по измерениям: IEC 61935-2.

Давно уже морально устарели стандарты IEC 60603-7 и IEC 60807-8 с техническими требованиями к прямоугольным металлическим коннекторам, работающим на частотах до 3 МГц (то есть 1-й и 2-й категории!). Их место заняли пять недавно подготовленных стандартов серии IEC 60603-7 с характеристиками и методами тестирования 8-контактных коннекторов, работающих на частотах до 100, 250 и 600 МГц, а также новый стандарт IEC 61076-3-104 (8-контактные коннекторы с оцененным качеством на частоту до 600 МГц). Также введены четыре стандарта серии IEC 60512-25 по методам тестирования отдельных электрических параметров электромеханических компонентов (коннекторов и розеток). Добавлены три стандарта серии IEC 60352 «Беспаечные соединения» с техническими требованиями, методами тестирования и практическим руководством. Среди них достаточно новый документ IEC 60352-6 по соединениям «с проколом изоляции».

В отношении волоконно-оптических сетей IEC стала больше ориентироваться на собственные, преимущественно новые стандарты. В частности, сняты Рекомендации ITU-T по методам тестирования одномодовых (G.650) и многомодовых волокон (G.651). Вместо них приводятся пересмотренные стандарты серии IEC 60793 по методам тестирования оптических волокон и серии IEC 61280-4 по измерению затухания и обратных потерь в одномодовых и многомодовых линейных сооружениях. По тестированию оптических сетей добавлена последняя часть стандарта ISO/IEC 14763-3. Однако ссылки на технические требования к волокнам и кабелям по-прежнему остаются в базовых стандартах IEC 60793, IEC 60794 и Рекомендации ITU-T G.652 (одномодовые).

Нормативная база по оптическому соединительному оборудованию расширена за счет введения стандартов по оптическим коннекторам: общие требования и руководство по использованию (IEC 61753-1-1) и метод определения обратных потерь (IEC 60300-3-6). Кроме самого базового стандарта по оптическим коннекторам IEC 60874, указаны новые части серии IEC 60874-19, касающиеся технических требований к дуплексным коннекторам типа SC.

 

Определения

Существенно расширен раздел «Определения»: введено более 20 терминов не упоминавшихся ранее в этой части. В первую очередь, я бы выделил термин «точка подключения» (Consolidation point, CP) — место в горизонтальной кабельной системе (не подверженное перемещениям и изменениям), где может оканчиваться кабель от распределителя и подключаться идущий к розетке и легко приспосабливаемый к изменениям кабель. Здесь есть существенное отличие от старой «точки перехода» (Transition point), предполагавшей только изменение формы кабеля или точку соединения кабелей с разным числом элементов.

Кабель, соединяющий этажный распределитель с точкой подключения назвали «стационарный горизонтальный кабель» (Fixed horizontal cable). А кабель, соединяющий точку подключения с розеткой, — «кабель точки подключения» (CP cable).

Для кабелей отменен термин «витая пара» (twisted pair), отныне все они (парные и четверочные) именуются «симметричные кабели» (balanced cable), а вместо понятия «защитный экран» (shield) есть просто «экран» (screen).

 ________________________________________________________

В соответствии со второй редакцией стандарта ISO/IEC 11801,

термин «витая пара» (twisted pair) изменен на

«симметричный кабель» (balanced cable),

а понятие «защитный экран» (shield) — на «экран» (screen).

_______________________________________________________

 

Вместо терминов «соединительный кабель оборудования» (Equipment cable) и «соединительный кабель рабочей области» (Work area cable) ввели, соответственно, «соединительный шнур оборудования» (Equipment cord) и «соединительный шнур рабочей области» (Work area cord). А само понятие «шнур» (Cord) определяется как кабельный элемент, имеющий, как минимум, один коннектор.

Принципиально новый термин введен для характеристик кабельной системы. «Вносимые потери» (Insertion loss, IL) определяются как отношение мощности на выходе какой-то части системы перед включением устройства (или нескольких устройств) к мощности после включения. Если устройства включены последовательно, то возникает разность между реальными (измеренными) вносимыми потерями такого каскада и суммой потерь отдельных устройств. Связанная с небольшими различиями волновых сопротивлений устройств, она называется «отклонением вносимых потерь» (Insertion loss deviation, ILD).

Определены два параметра, имеющие отношение к затуханию асимметрии в медных кабелях. «Продольные потери на преобразование» (Longitudinal conversional loss, LCL) — это отношение дифференциального выходного сигнала к синфазному сигналу, вводимому на том же конце той же пары, а «продольные потери на преобразование при передаче» (Longitudinal conversional transfer loss, LCTL) — на противоположном конце той же пары.

Для волоконно-оптических сетей введено понятие «разъем уменьшенной формы» (Small form factor connector, SFF) — волоконно-оптический разъем, сконструированный для размещения двух или более волокон с размерами не большими, чем у разъема для симметричного кабеля.

 

Структура СКС

Новая версия стандарта предусматривает использование «централизованной СКС» (centralized general cabling). Такая система может возникнуть при отсутствии распределителя здания (building distributor), когда кабельная подсистема комплекса зданий (campus backbone cabling subsystem) распространяется от распределителя комплекса зданий (campus distributor) до этажного распределителя (floor distributor). В другом варианте могут отсутствовать этажные распределители, а кабельная подсистема здания (building backbone cabling subsystem) распространяется от распределителя здания до телекоммуникационных розеток пользователей (рис. 1).

 

 

Подчеркивается, что соединительные шнуры оборудования (equipment cords), присоединяемые к распределителям (комплекса зданий, здания, этажа), и соединительные кабели рабочей области (work area cords) не являются частью СКС, поскольку они связаны с конкретными приложениями.

_______________________________________________________

Соединительные шнуры оборудования, присоединяемые

к распределителям, и соединительные кабели

рабочей области не являются частью СКС.

_________________________________________________

 

Размещать распределители предполагается в комнатах для оборудования (equipment room) на этажах или в телекоммуникационных комнатах (telecommunication room), а кабели — в различных кабельных каналах, как это указано в стандарте ISO/IEC 18010 (рис. 2).

Значительные изменения произошли в подразделе «Интерфейсы». Теперь внутренние интерфейсы СКС разделены на «интерфейсы оборудования» (equipment interfaces, EI) и «тестовые интерфейсы» (test interfaces, TI). Первые предназначены для подключения (непосредственного или кроссового) специализированного оборудования на концах каждой подсистемы (но не в точке подключения), а вторые — для соединения участков подсистемы и могут использоваться для определения параметров передачи (рис. 3).

 

 

В этот же подраздел «Интерфейсы» зачем-то введено понятие «канал» и «постоянная линия», хотя сама схема горизонтального участка, где они указаны, дана в следующем разделе. Для магистрали же термин «постоянная линия» вообще не определен. Хотя мне неоднократно встречались в зарубежных публикациях соответствующие схемы, и я считаю, что это правильно.

Термин «интерфейс сети общего пользования» (public network interface) заменен «интерфейсом внешней сети» (external network interface), причем без всякого изменения функций!

Некоторые нововведения коснулись телекоммуникационных розеток. Каждая отдельная рабочая область должна обслуживаться, как минимум, двумя розетками (а не одной, как в старой версии). Причем первая должна быть предназначена для 4-парного симметричного кабеля, а вторая — для оптического или для 4-парного симметричного кабеля.

Добавлен такой элемент как многопользовательские телекоммуникационные розетки, которые могут применяться для обслуживания более чем одной рабочей области в открытой офисной среде.

 

Реализация

В новой редакции стандарта за пределы этого раздела вынесена топология и длины участков волоконно-оптических сетей. Наверное, это логично, так как малое затухание оптических кабелей предполагает значительно большие длины участков. Соответственно, изменились и требования к максимальной длине канала:

•  горизонтальный участок — 100 м,

•  горизонтальный участок + магистраль здания + магистраль комплекса зданий — 2000 м. Принципиально отброшены вопросы, касающиеся выбора компонентов системы (типов кабелей, розеток) и физической топологии магистрали. Просто указано, что выбор компонентов определяется классом приложений (таблица 1).

 

 

Как видно по таблице, полностью ушла категория 4 (до 20 МГц) и не упоминается так называемый «оптический класс».

Введение в горизонтальную кабельную систему точки подключения расширило количество базовых моделей с двух (непосредственное соединение и кроссовое соединение) до четырех: две для непосредственного соединения (без точки подключения и с ней) и две для кроссового соединения (без точки подключения и с ней). Для них и даны формулы расчета максимальной длины горизонтальной цепи (рис. 4, таблица 2).

 

 

 

Также изменились предельные длины магистральных участков, зависящие от класса системы и категории компонентов (рис. 5, таблица 3).

 

 

 

Обратите внимание на два новых момента. Во-первых, впервые учтено влияние температуры на затухание в кабелях и, соответственно, на длины участков. Это существенно для систем, работающих на более высоких частотах (более 100 МГц). Во-вторых, впервые ограничена минимальная длина стационарного участка линии. Вероятно, это связано с тем, что при очень коротких участках отражение части энергии от коннекторов приведет к возникновению сильного «обратного потока» и ухудшит качество сигнала на приеме. Это, опять же, характерно для высокочастотных сигналов.

 

Характеристики симметричной кабельной системы

Здесь также удалены (а точнее, вынесены в отдельный раздел) характеристики оптических систем.

Для горизонтального участка СКС дана новая структура, учитывающая наличие точки подключения и линии до точки подключения (рис. 6).

 

На этом участке разрешается применять только кабели с волновым сопротивлением 100 Ом. Кабели на 120 и 150 Ом уже не актуальны.

Технические требования к характеристикам кабельных систем претер­пели два принципиальных изменения.

1. Предыдущая версия стандарта определяла параметры постоянной линии и канала (подраздел назывался «Постоянная линия и канал симметричной кабельной системы»). Теперь приводятся нормативные данные только для канала, а информационные таблицы значений для канала и постоянной линии (подраздел «Характеристики кабельной системы»). Технические требования к параметрам постоянной линии и линии до точки подключения вынесены в отдельное нормативное Приложение А.

2. В старом стандарте требования к основным параметрам для каждого класса давались в виде численных значений параметров в определенных диапазонах (например, 1÷16; 16÷20 МГц и т.п.) или на контрольных частотах (например, 0,1; 1,0; 4,0; 10,0; 16,0; 20,04; 31,25 МГц и т.п.). Сейчас значения основных параметров даны в виде формул для различных частотных диапазонов, а численные значения даются только для информации на частотах: 0,1; 1; 16; 100; 250 и 600 МГц.

Интересным моментом является замена параметра «затухание» на «вносимые потери». Предыдущие редакции ISO/IEC 11801 применяют термин «затухание», который все еще широко используется в кабельной промышленности. Однако вследствие плохого согласования полного сопротивления в кабельных системах, особенно на высоких частотах, эту характеристику лучше описывать как «вносимые потери». В этой публикации термин «вносимые потери» применяется везде для описания затухания сигнала на всей длине каналов, линий и компонентов. Однако надо правильно понимать, что вносимые потери не являются точной характеристикой длины. При расчете защищенности (ACR), суммарной защищенности (PS ACR), защищенности на дальнем конце (ELFEXT) и суммарной защищенности на дальнем конце (PS ELFEXT) предполагается использовать соответствующие вносимые потери.

Также введен ряд новых не очень принципиальных параметров: асимметрия сопротивлений на постоянном токе (D.c. resistance unbalance), предельно допустимый ток (Current carrying capacity), предельно допустимое напряжение (Voltage capacity), предельно допустимая мощность (Power capacity).

Вместо значений параметров LCL и LCTL дан параметр «затухание асимметрии», так что на ближнем кон­це ему должны соответствовать LCL и TCL, а на дальнем — LCTL и TCTL.

Для характеристики экранированной кабельной системы вместо «волнового сопротивления передачи» ввели параметр «затухание связи» (coupling attenuation) — соотношение между мощностью, передаваемой по проводнику, и максимальной излучаемой мощностью. Хотя в обоих случаях непонятно, как проводить измерения и что требуется получить.

 

Некоторые выводы

За рамками этой статьи осталось еще множество небольших вопросов, касающихся, в частности, параметров симметричных кабелей, соединительных шнуров и соединительного оборудования, волоконно-оптических систем, процедур тестирования и т.д. Но для подробного описания такого серьезного стандарта, как вы понимаете, требуется слишком много места, и его просто нельзя уложить в одну статью.

Подводя итоги, попробую сформулировать несколько выводов о том, что же принципиально новое во второй версии ISO/IEC 11801 и каковы основные тенденции развития этого стандарта.

1. Стандарт стал более четким в основных определениях и описаниях. Стало меньше общих описаний, больше четких формулировок, расчетных формул, таблиц, приложений.

2. Значительно расширен и актуализирован список нормативной литературы. Причем ссылки даются не только на законченные стандарты, но и на предварительные версии разрабатываемых документов («драфты») со справедливым расчетом, что рано или поздно они приобретут статус полноценного стандарта, а ссылка уже есть.

3. Значительно расширился список определений, введены новые параметры, а параметрам, существовавшим в предыдущих редакциях, наконец-то даны четкие определения.

4. Очень важное изменение внесено в структуру горизонтальной кабельной системы введена «точка подключения», связанная с возможностью разветвления линии. Указанная в старых версиях транзитная точка практически не использовалась и не влияла на параметры канала. В новой версии описана возможность использования точки подключения, ее влияние на длины и параметры канала и постоянной линии.

5. Явно больше внимания уделено соединительным кабелям и шнурам, а также телекоммуникационным розеткам, так как они входят в структуру канала.

6. Все моменты, касающиеся волоконно-оптических кабельных систем, вынесены в отдельный раздел. Возможно, в дальнейшем IEC применит к 11801 свой традиционный подход: базовый стандарт будет содержать общие положения по СКС, а симметричные и волоконно-оптические системы станут отдельными стандартами.

7.  Очень важно, что появились технические требования к системам новых классов E (до 250 МГц) и F (до 600 МГц). Причем, похоже, на этом останавливаться не собираются. Во всяком случае, технический комитет TC 46 уже подготовил новый стандарт IEC 61156-0 по симметричным кабелям, работающим на частотах до 1200 МГц. Нас ожидает новый класс?

8.  Существенно смещение акцентов при рассмотрении технических требований к характеристикам СКС. Первостепенное внимание уделено каналу. И, наверное, это правильно, ведь именно параметры канала характеризуют качество информации, передаваемой пользователю.

9. Значительным нововведением стал отказ от требований к параметрам на контрольных частотах. Теперь характеристики задаются в виде формул для определенных частотных диапазонов. И такой подход существовал уже в стандарте IEC 61935 по тестированию 2000 года. Просто раньше в старых моделях измерительного оборудования достаточно было иметь генераторное оборудование на   8-9 фиксированных частотах, а современные тестеры уже имеют генератор качающейся частоты для сканирования всего диапазона.

10. Конечно, стандарт еще не совершенен: не всегда удачны схемы, мало расписаны параметры волоконно-оптических систем и кабелей, практически не сформулированы требования к экранированным системам и кабелям и т.д. Но присутствует явная тенденция к его совершенству.

Будем ждать новых версий!

 

 Редакция благодарит компанию «ИНВЭКС-Телеком» за предоставленные материалы.

 

Никита ЮРЧЕНКО,

«Сети и бизнес»,

 nikita_ur@ukr.net

 

№ 1 (февраль-март) 2003