oldi

Кабельные категории впереди прогресса

Андрей Фильчаков

На 5-й — 6-й рассчитайсь!

Где же грабли?

Что дальше?

Все выше, и выше, и выше…

Новые категории в жизнь!

 

Несмотря на то что устанавливаемые в настоящее время структурированные кабельные системы зачастую имеют двадцатилетнюю гарантию, моральное устаревание происходит гораздо быстрее. И если рядовые пользователи полностью исчерпывают ресурсы кабельной системы за 5-6 лет, то институты — разработчики стандартов на кабельные системы предлагают новые редакции гораздо чаще — примерно раз в 3 года. Так было при разработке стандарта на кабельные системы категории 5 (переход с третьей категории), следующая редакция — категория 5е — была принята спустя 3 года в марте 2000 года. И, похоже, аналогичная судьба ожидает и следующие релизы.

В этой статье мы рассмотрим вопросы стандартизации современных кабельных систем, проблемы разработки и потребности пользователей. Последнее довольно важно, поскольку в настоящее время именно кабельные системы стимулируют появление новых, более функциональных и простых в использовании приложений. Действительно, существующий стандарт на кабельные системы категории 5е предусматривает передачу по витой паре информации со скоростями до 1000 Мбит/с. Однако анализ трафика локальных сетей показывает, что большинство каналов рабочих станций используют лишь малую долю всей пропускной способности. И такая ситуация сохранится в течение ближайших нескольких лет.

Однако это не мешает разрабатывать новые стандарты, ведь кабельная система устанавливается не на один год — большинство структурированных кабельных систем рассчитаны на 15-20 лет. И если прогнозировать появление соответствующих приложений и компьютеров, способных «переваривать» такие приложения в соответствии с законом Мура1, то очевидно, что уже менее чем через 10 лет существующие гигабитные кабельные системы перестанут справляться с возложенными на них задачами.

На 5-й — 6-й рассчитайсь!

В далеком 1995 году появился набор спецификаций, описывающий кабельные системы категории 5. Однако установка таких систем началась несколько ранее. Аналогичная ситуация наблюдается сейчас и с новой, 6-й категорией. Разработки соответствующих спецификаций еще не завершены, не появились приложения, для которых нужна 6-я категория. Однако интеграторы и производители кабельных систем (КС) активно продвигают собственные реализации КС, соответствующих 6-й категории. И такое положение дел вполне оправданно. Как мы уже говорили выше, КС «живут» довольно долго и сегодня заказчики ищут наиболее высокопроизводительные системы, на многих предприятиях уже изучают вопрос о возможности внедрения высокоскоростных сетей на базе Gigabit Ethernet. Именно поэтому одной из основных тенденций текущего года, по всей видимости, станет отмирание кабельных систем 5-й категории.

Однако здесь существует немало подводных камней, связанных с техническими параметрами систем новой категории. Более высокие скорости передачи данных, максимальные рабочие частоты и длина сегмента накладывают довольно существенные ограничения на кабельную продукцию — кабель, разъемы, розетки и др. «Благодаря этому» спецификация стандарта на кабельные системы категории 6 еще не принята, хотя разрабатывается с ноября 1997 года. Ранее планировалось принятие этого стандарта в начале текущего года, однако этого так и не случилось. Именно поэтому на рынке кабельных систем бытует мнение, что кабельные системы 6-й категории — не более чем рекламный миф, созданный ведущими игроками индустрии кабельных систем.

Действительно, проведя исторические параллели между переходом с категории 5 на 5е и с 5е на 6, можно утверждать, что принятие окончательного варианта займет еще немало времени, ведь при подготовке окончательного стандарта на КС категории 5е было написано 12 промежуточных редакций.

В связи с этим можно порекомендовать критически относиться к заявлениям о соответствии компонентов кабельной системы категории 6. Ведь покупка кабеля, соответствующего 6-й категории, еще не гарантирует требуемую производительность всей кабельной системы. Кроме того, если на коробке с кабелем написано «Соответствует требованиям категории 6», то сегодня это означает (в лучшем случае), что предлагаемая продукция протестирована на соответствие требованиям категории 6. Но, обратите особое внимание (!), что окончательного варианта стандарта пока не существует, что означает проведение тестов на соответствие промежуточной (!) редакции стандарта. И при появлении новой редакции, учитывающей новые параметры передачи сигнала, проведенный тест на «совместимость» становится попросту неполным. Следовательно, протестированная продукция не полностью соответствует требованиям к производительности канала.

Дальнейшее логическое развитие предложенной схемы тестирования-сертификации позволяет сказать, что таким образом можно «сертифицировать» что угодно и как угодно, благо промежуточных редакций более чем достаточно. Иными словами, под надписью «Сертифицировано на соответствие категории 6» скрывается кот в мешке. На сегодняшний день имеется стандарт на соответствие кабельного тракта категории 6, но стандарта на розетки и разъемы пока нет. Что же касается категории 5е, то здесь проблем гораздо меньше: стандарт принят и обеспечивает передачу информации по медной витой паре со скоростями до 1000 Мбит/с и, как мы уже говорили, будет удовлетворять потребности пользователей еще несколько лет.

В начало В начало

Где же грабли?

Резонно задаться вопросом: а в чем, собственно, проблема? Почему на разработку и написание стандарта уходит такое огромное количество времени? Оказывается, не все так просто.

В 1998 году на начальной стадии разработок стандарта для передачи данных по медной проводке со скоростями до 1 Гбит/с стало ясно, что для качественного обеспечения такой скорости передачи кабельная система должна удовлетворять более строгим параметрам, нежели категория 5, — это наглядно иллюстрирует табл. 1.

При этом методов достижения такой скорости было несколько: распараллеливание передачи данных на все четыре пары, кодирование сигнала со сжатием в два раза и следующее из теории кабельных систем 30-процентное увеличение скорости (частота 70 МГц соответствует передаче 100 Мбит/с). Таким образом, при использовании стандартного канала 100 МГц теоретически можно получить скорость 1000 Мбит/с. Однако возникла необходимость в контроле дополнительных параметров, таких как переходное затухание (FEXT) и рассогласование, которое для таких скоростей не должно превышать 50 нс. Кроме того, важной характеристикой стало LFEXT — соотношение «сигнал/шум» на дальнем конце. А при использовании всех четырех пар кабеля добавляется параметр суммарных межкабельных наводок.

В итоге при реализации гигабитного потока в тракте 100 МГц возникает необходимость контролировать значительно больше параметров для кабеля, разъема и тракта в целом, чем для систем 5-й категории. Это влечет за собой определенные трудности в реализации установки и использовании таких систем. Кроме того, существенные сложности возникают и при производстве активного оборудования. Так, для передачи 1 бита информации необходимо произвести около 1500 операций! Основные из них — распараллеливание потока на 4 пары, последующая балансировка и настройка интерфейсов (один из четырех — ведущий). Как следствие, на каждую сетевую карточку (или в активное оборудование) необходимо встраивать управляющий контроллер с производительностью на уровне 486-го процессора, что сразу же сказалось на стоимости аппаратуры. Такая ситуация, естественно, не способствовала быстрому проникновению кабельных систем категории 5е на рынок. Кроме того, сегодня определенное «давление» оказывают оптические кабельные системы, суммарная стоимость инсталляции которых практически вплотную приблизилась к традиционным медным проводам.

В начало В начало

Что дальше?

Основными вопросами, озадачивающими разработчиков оборудования и стандартов, стали проблемы снижения затрат на реализацию гигабитных кабельных систем. Негативным моментом здесь является то, что каждый производитель предлагает собственное эксклюзивное решение, которое зачастую не совместимо с другими решениями. Так, например, компания Lucent Technologies разработала свою версию гигабитной системы, которая задействует только 2 пары в кабеле. Частота передаваемого сигнала увеличена до 250 МГц, и на прием и передачу используются по 2 пары с разнесением по частотам, что обеспечивает отсутствие пересечения передающихся сигналов. В результате аппаратная реализация стала заметно проще, однако список контролируемых параметров при этом не уменьшился.

Аналогичные проблемы возникли у разработчиков стандарта категории 6. Здесь, по полной аналогии с категориями 5 и 5е, где при переходе с одной категории на другую существенно увеличивается список контролируемых параметров, происходит то же самое — лист тестируемых характеристик неизменно растет. Что никоим образом не способствует быстрому и легкому проникновению кабельных систем новых категорий на рынок. Взять, к примеру, стандартный разъем, вставляющийся в розетку, существующая конструкция которого не обеспечивает необходимый уровень перекрестных наводок и требует модернизации, что, кстати, уже предприняли в одностороннем порядке компании-производители, предложившие рынку собственные разъемы и розетки, которые зачастую ни с чем другим, кроме самих себя, не стыкуются. Казалось бы, из множества предложенных решений можно выбрать оптимальное и воспользоваться им, однако разработчики стандарта стремятся сохранить именно эту, отличающуюся чрезвычайной простотой, дешевизной и, самое главное, универсальностью конфигурацию разъема. Тогда как принятие любого другого решения сопряжено не только с более высокой стоимостью, но и с потерей универсальности.

Таким образом, поиски оптимального варианта, который станет последней редакцией стандарта на кабельные системы категории 6, все еще продолжаются. Однако пользователей и потенциальных потребителей кабельных систем новых категорий это не должно беспокоить, поскольку приложения для КС категории 6 тоже пока еще не существует.

В начало В начало

Все выше, и выше, и выше…

Тем не менее сегодня уже ведется разработка стандарта на кабельные системы категории 7 с нормировкой сигнала до 600 МГц. Работа в этом направлении мотивируется необходимостью поддержки перспективного сетевого оборудования АТМ 622 Мбит/с, а также Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с. Нормировка новой категории на 600 МГц обусловлена широким распространением аппаратуры АТМ со скоростью передачи 622 Мбит/с, а также необходимостью поддержки передачи сигналов многоканального телевидения с верхней граничной частотой 550 МГц. На сегодняшний день уже существуют реализации систем категории 7, однако при современном состоянии уровня техники они могут быть реализованы только на кабеле с экранированными парами. В дополнение к этому серийные разъемы модульного типа позволяют обеспечить необходимые характеристики категории 7 только для внешних пар контактов 1-2 и 7-8, что сопровождается потерей универсальности. Естественно, в наличии имеется ряд опытных разработок разъемов с улучшенными параметрами, которые в перспективе могут быть использованы в линиях категории 7. Тем не менее ряд аналитиков считают, что совершенствование стандартного модульного разъема для его адаптации к работе на высоких частотах лишено смысла и необходимо переходить на новую конструкцию. А на сегодняшний день окончательного решения о выборе типа разъемов для трактов категории 7 комитетами по стандартизации пока так и не принято.

Кроме того, в туманном будущем просматривается появление категории 8 с нормировкой сигнала около 850 МГц. Эта категория будет рассчитана на применение в секторе SOHO, а верхняя частота обусловлена частотой передачи сигнала по сетям кабельного телевидения, которая на сегодняшний день составляет 862 МГц.

В качестве иллюстрации основных различий между линиями связи различных категорий приведем табл. 2, которая наглядно демонстрирует рост требований к качеству по мере перехода к новым категориям.

В начало В начало

Новые категории в жизнь!

Какие бы проблемы ни возникали на пути их развития, новые стандарты для кабельных систем все равно появляются. И на сегодняшний день уже созданы практически все предпосылки для этого. Попробуем их перечислить:

  • статистические данные об увеличении трафика в локальных сетях;
  • сокращение разрыва между разработкой кабельных систем различных категорий и приложений соответствующих классов;
  • улучшение качества инсталляции, администрирования и эксплуатации кабельных сетей.

Кроме того, сегодня заказчик, как, впрочем, и раньше, выбирает системы исходя из того, что будет эксплуатировать их как минимум 10 лет. При этом он уже не экономит на кабельной системе, поскольку гораздо проще модернизировать активное оборудование (например, сетевые адаптеры в персональных компьютерах), чем менять всю кабельную систему.

Подводя итог вышесказанному, отметим, что при выборе кабельной системы для установки у себя на предприятии, например для инсталляции КС категории 5е или 6, хорошенько взвесьте все «за» и «против». Не стоит забывать о незаконченной разработке стандарта на КС категории 6 и возможных проблемах с инсталляцией и эксплуатацией. Ведь потребитель в итоге должен получить именно то, за что он платит деньги. И вполне возможно, что именно в вашем случае имеет смысл подождать выхода окончательной редакции стандарта на КС категории 6, а не монтировать в спешном порядке систему 5е. Хотя еще раз повторим, что на сегодняшний день приложений для 6-й категории не существует, а категория 5е имеет солидный запас пропускной способности, позволяющий еще не один год качественно и гарантированно удовлетворять насущные потребности пользователя.

В любом случае, выбор за вами, однако это должен быть грамотный и обоснованный выбор, гарантирующий целесообразность предстоящих инвестиций.

КомпьютерПресс 3'2001