5000 баксов за «прозвонку» провода
Много стандартов хороших и разных
Как показывает практика, тестирование кабельных систем — процедура не только важная, но и необходимая. При этом тестировать надо «до», «после» и «во время» (главное, что не «вместо») инсталляции кабельной системы. От этого зависит качество и гарантии устойчивой работы кабельной системы при использовании критических приложений. О тестировании кабельных систем и пойдет речь в этой статье.
Прошло не так много времени с тех пор, когда тестирование кабельной проводки считалось успешным уже после проверки целостности и правильности всех соединений. Действительно, в то время не было необходимости в высокоскоростных каналах связи. Однако современные приложения уже вплотную подошли к граничной полосе пропускания в 100 МГц, определенной текущим стандартом на кабельные системы категории «5е» или класса «D». Кроме того, категория 6 перестала быть вещью в себе, существовавшей только на бумаге. Сегодня она активно инсталлируется по всему миру, а в скором времени станет общепринятым стандартом (в настоящее время компоненты СКС категории 6 стандартизированы неполностью). Вообще, победа СКС категории 6 предопределена. В дальнейшем, при принятии стандарта и увеличении продаж компонентов, системы категории 6 приблизятся по цене к системам категории 5 и таким образом практически вытеснят их на рынке. Кроме того, в обозримом будущем следует ожидать появления приложений, ориентированных на использование СКС категории 6. Как показывает практика, при выборе между дорогой кабельной системой с дешевым активным оборудованием и дешевой кабельной системой с дорогим активным оборудованием побеждает первый вариант.
Продолжая исторический экскурс, напомним, что первые анализаторы ЛВС решали ставшие уже традиционными задачи — поиск коротких замыканий и обрывов в линиях, пересеченных витых пар и ошибок в разводке контактов соединителей и т.д. Реалии сегодняшнего дня вносят существенные поправки в процедуру тестирования кабельной системы. С появлением технологии Gigabit Ethernet ужесточились требования к компонентам кабельной системы и, как следствие, к тестированию этих компонентов, так как эта технология требует одновременной передачи данных по всем витым парам в обоих направлениях. Для гарантии поддержки 1000Base-T существующие кабельные системы должны пройти повторную сертификацию с помощью диагностического оборудования, поддерживающего требования уровня точности IIE, определенного в бюллетене TSB-95 (Telecommunication System Bulletin).
Прежде чем перейти к описанию параметров и схем тестирования, остановимся на стандартах и предписаниях, которыми «руководствуются» современные инсталляторы при разработке, монтаже и тестирование кабельных систем.
Много стандартов хороших и разных
Первой «стандартной» ласточкой для структурированных кабельных систем стал промышленный стандарт TIA/EIA-568, одобренный ассоциациями Телекоммуникационной и Электронной промышленности (TIA/EIA) США в 1991 году. Двумя годами позже появились первые полевые тестеры. Однако основной отправной точкой все-таки следует считать 1995 год, когда вышли международный и американский стандарты на 100-мегагерцевые кабельные системы. Практически сразу появились и полевые тестеры, соответствующие требованиям TSB-67 (см. врезку).
Исторически сложилось так, что стандарты на кабельные системы разрабатывались параллельно многими организациями. В результате на сегодняшний день имеется два основных документа: американский TIA/EIA-568A-5 и международный ISO/IEC-11801. Пятая редакция американского стандарта TIA/EIA-568 учитывает последние достижения в области проектирования и производства кабелей и разъемов категории 5 и определяет улучшенную категорию 5, получившую название 5е. В этом бюллетене содержатся более строгие требования к значениям NEXT и возвратных потерь, а также введен дополнительный параметр PS-NEXT. Данное приложение также описывает дополнительные процедуры и требования по точности измерений для полевых тестеров уровня II-E. Международная (ISO/IEC-11801) версия стандарта на кабельные системы дополняется в соответствии с нововведениями, однако делает это с существенным отставанием от «американцев». Одним из существенных изменений в международном стандарте стало определение спецификаций канала и постоянной линии, которые были заимствованы из TIA/EIA практически без изменений. При этом понятие «постоянная линия» заменило принятый ранее термин «линия». Кроме того, определены рабочие характеристики этого сегмента кабельной проводки — между телекоммуникационной розеткой и частью коммутационной панели, к которой подключаются горизонтальные кабели. В соответствии с американским стандартом, описывающим спецификации категории 5е, будут согласованы требования к возвратным потерям канала класса D. Подробнее с нововведениями можно ознакомиться в дополнении к стандарту ISO/IEC-11801 CEI/IEC-61935-1, вышедшем в июле прошлого года.
Приведение в соответствие международного (ISO) и американского (TIA/EIA) стандартов позволило избежать большой путаницы в тестировании и соответственно в сертификации кабельных систем. Камнем преткновения были понятия канала и постоянной линии связи. Эти две основные схемы линий связи определены во всех существующих стандартах. Канал включает все элементы, необходимые для передачи сигнала от устройства на одном конце до устройства на другом конце. Максимальная длина канала — 100 м, максимальное число соединений — 4. Постоянная линия является частью канала без оконечных шнуров с обоих концов. На рис. 1 показаны модели канала и постоянной линии.
 |
|
От теории к практике
Порядок измерений в кабельной системе можно представить в виде схемы (рис. 2).
Входной контроль призван проверить качество изготовления и соответствия параметров отдельных компонентов требованиям норм и стандартов. Ведь не секрет, что порой при инсталляции кабельной проводки общая расчетная длина всех прокладываемых кабелей оказывается как минимум на 10% меньше общей длины фактически используемого кабеля. Это объясняется наличием в поставляемых кабелях дефектных участков, не подлежащих применению по назначению. Обнаружение дефектов перед инсталляцией позволяет снизить затраты на стадии последующей эксплуатации системы.
При тестировании кабельных линий можно пользоваться оборудованием трех типов: сетевыми анализаторами, тестерами СКС, обычными электрическими тестерами и мультиметрами. Однако наибольшее распространение получили именно тестеры СКС — в силу своей специализированности и функциональности. Они были разработаны специально для диагностики и тестирования СКС непосредственно на объекте монтажа и являются основным инструментом для оперативных измерений подсистем СКС. Эти устройства позволяют проводить комплексную проверку 4-парных кабелей, линий классов С и D по стандарту ISO/IEC 11801, а также каналов и постоянных линий, определенных в TIA/EIA-568А-5. Сетевые анализаторы предназначены для лабораторных измерений, поэтому в данной статье на них мы останавливаться не будем.
Основные цифры, на которые ориентируются в настоящее время производители полевых сканеров, приведены в TSB 95 и определяются как уровень точности II-E.
Кроме того, необходимо учитывать, что предполагаемый частотный диапазон систем категории 6 и класса E — 1-250 МГц. Также системы должны обеспечивать положительное значение параметра ACR на частотах до 200 МГц. Исходя из этого системы категории 6 требуют тестирования на соответствие параметров спецификациям стандарта. Для их тестирования необходимо диагностическое оборудование нового класса, поскольку добиться требуемых параметров от приборов, предназначенных для тестирования кабельных систем категории 5, невозможно.
Частотный диапазон по параметру ACR диагностических приборов категории 6 должен быть по крайней мере на 25% выше, чем канала категории 6, то есть не менее 250 МГц. Динамический диапазон диагностических приборов категории 6 должен быть существенно выше приборов категории 5 не только потому, что системы категории 6 имеют низкое значение переходного затухания на ближнем конце NEXT, но и, главным образом, из-за дополнительных требований, предъявляемых к измерению параметра защищенности на дальнем конце ELFEXT. Значение переходного затухания на ближнем конце для систем категории 5 составляет 29 дБ на частоте 100 МГц, для категории 6 это значение составляет уже 42 дБ на частоте 100 МГц. Таким образом, динамический диапазон приборов должен быть на 13 дБ выше. Для измерения защищенности на дальнем конце необходимо учитывать максимальное затухание в линии, которое составляет 19 дБ. Следовательно, динамический диапазон приборов категории 6 должен быть как минимум на 32 (13 + 19) дБ выше, чем у приборов категории 5. И динамический и частотный диапазоны являются следствием аппаратного решения и не могут быть изменены путем замены программного обеспечения прибора.
|
|
Чего ждать от категории 6?
В настоящее время не существует и не разрабатывается ни одного приложения для работы систем категории 6 и класса E. TIA/EIA и ISO тесно взаимодействуют в разработке нового стандарта, и, скорее всего, новые стандарты будут почти идентичны. Спецификации СКС категории 6 и класса E предполагают обратную совместимость компонентов СКС с компонентами более низких категорий. Важной особенностью данных систем является использование стандартного модульного восьмипозиционного разъемного соединения.
По сравнению с категорией 5 в 6-й категории улучшены значения двух параметров: возвратных потерь и переходного затухания на ближнем конце. Улучшение значения возвратных потерь чрезвычайно важно для новых высокоскоростных полнодуплексных приложений, таких как Gigabit Ethernet. Улучшение значения переходного затухания на ближнем конце позволяет увеличить защищенность линий, поскольку значение затухания не может быть улучшено без увеличения толщины проводника.
Для систем категории 6 к технологии монтажа предъявляются более высокие требования по сравнению с системами категории 5. Компоненты должны быть смонтированы точно в соответствии с инструкциями производителей. Хотя процесс монтажа систем категории 6 не усложняется, требования, касающиеся тщательности его проведения, возрастают.
|
|
Чем тестировать?
Сегодня все пять ведущих производителей диагностического оборудования — Datacom Textron, Fluke Corp., Aglient Technologies, Microtest, Wavetek Wandel & Golteman — предлагают приборы для тестирования систем категории 6 и класса E.
Как видно из приведенной таблицы, все кабельные сканеры имеют максимальную рабочую частоту, превышающую 250 МГц, что позволяет тестировать параметры кабельной системы на соответствие категории 6 и разрабатывающегося в настоящее время класса Е. Модели WireScope 350 и DSP-4000 производства Aglient Technologies и Fluke Corp гарантируют точное измерение параметров кабелей в диапазоне частот до 350 МГц, что соответствует требованиям спецификации уровня III, предложенной TIA в отношении точности измерений.
Современные сканеры — довольно дорогие (порядка 5000 долл.) устройства, которые,
по большому счету, обладают уже далеко не только сканерными возможностями. С
их помощью можно не только проверять состояние кабеля, но и определять потенциально
слабые места в линии, и даже осуществлять анализ производительности. Так, например,
в OMNIScanner2 производства компании Microtest реализована технология адаптивной
векторной компенсации (Adaptive Vector Cancellation, AVC), благодаря чему прибор
поддерживает полное тестирование канала, включая каналы категории 6, независимо
от штыревого разъема, установленного на этом канале. AVC делает штыревой разъем
и розетку, подключенную к OMNIScanner2, электрически невидимыми, благодаря чему
измерения характеристик канала проводятся без дополнительных погрешностей. 
Однако большое количество измеряемых характеристик, все большая универсальность полевых тестеров, а также их довольно солидная цена порождают еще одну далеко не техническую проблему — какой сканер выбрать? С этим вопросом мы обратились к одному из ведущих специалистов в этой области Павлу Бабаевскому, руководителю управления дистрибьюции компании АйТи. В результате мы получили пошаговую схему определения необходимого сканера. Первое — это перспективность. Поскольку сканеры удовольствие довольно дорогое, менять его каждый год под силу далеко не всем. Поэтому, приобретая сканер, необходимо убедиться в достаточности динамического диапазона и частотной полосы пропускания для тестирования не только уже существующих сегодня категорий и классов кабельных систем (5е и драфты 6), но и ожидаемых в недалеком будущем категории 7, соответствующей уровню тестирования IV по TIA. Следующий пункт — удобство использования и количество измеряемых характеристик. Естественно, многие включаемые в отчет параметры являются вычисляемыми, однако их быстрый подсчет и структурирование результата способно существенно облегчить труд инсталлятора. Еще одной важной характеристикой является время проведения одного (или комплексного) тестирования, этот параметр начинает влиять при больших объемах работ. И наконец, предоставление результата. Довольно удобно, когда сканер предоставляет инсталлятору не только сухие цифры, но и определяет причину отказа кабельной системы. В большинстве случаев требуется развернутая распечатка отчета с графиками тестирования кабельной системы. В этом отношении полевые тестеры становятся все больше и больше похожими на карманные компьютеры с большим экраном, интуитивным интерфейсом и широкими возможностями настройки и конфигурации. Какой сканер выбрать — полевой тестер с возможностью имитации и анализа сетевого трафика или некую универсальную систему — решать вам. В любом случае, это решение должно гарантировать вам, что сеть, которую вы построили, оттестировали и над которой осуществляете мониторинг, имеет не только соответствующие действующим стандартам характеристики, но и превосходит их, учитывая возможное использование высокоскоростных и, как правило, весьма важных приложений. Удачного выбора!
Автор выражает благодарность Павлу Бабаевскому и компании АйТи за помощь при подготовке материала.
При подготовке статьи были использованы материалы книги А.Б.Семенова и др. «Структурированные кабельные системы».
КомпьютерПресс 4'2001
