Смена кабельной системы

При прокладке новых и усовершенствованных кабельных систем необходимыми составляющими успеха являются хорошее планирование, опытные подрядчики и всестороннее тестирование рабочих характеристик проводки.

На плечи администратора сети ложится много неприятных обязанностей, например замена имеющейся кабельной системы. Многих людей подобная задача приводит в трепет.

О монтаже и прокладке кабельных коммуникаций написано и сказано уже немало. Данная тема обсуждалась столь всесторонне, что эта задача, казалось бы, не может вызвать трудностей. Стандарты на кабельные системы для офисов известны с начала 1991 г. Что же здесь неясного? Проблема, по крайней мере отчасти, вызвана незрелостью отрасли - производители нередко пытаются любыми средствами утвердиться на этом быстро растущем рынке.

Результатом такой неопытности становится расслоенный рынок и противоречивые мнения относительно будущего кабельных систем. В итоге у администратора сети возникают вопросы, многие из которых так и остаются без ответа. Какой кабель следует использовать - оптический или медный? Категории 5 или какой-то другой? Неэкранированный или экранированный? С чего начать? Как проверить эффективность передачи данных?

Не отчаивайтесь. Несмотря на всю несогласованность в этой отрасли, вы можете предпринять несколько простых и практичных шагов, чтобы добиться успеха при смене кабельной системы.

ПЕРВЫЙ ШАГ

Лучший способ обеспечить почву для эффективной реализации состоит в предварительной тщательной проработке бюджета проекта. Анализ степени важности коммуникационных функций для преуспевания компании послужит хорошей отправной точкой при определении масштаба проекта. Если вы решите сэкономить на кабеле, то, как это обычно бывает, получите то, за что платите. Разработку кабельной системы следует рассматривать как задачу реализации общей коммуникационной системы, независимой от приложения и производителя. Проект необходимо проанализировать с точки зрения всего "жизненного цикла", а не просто с позиции его соответствия краткосрочным тактическим заданиям. Вы должны провести детальный анализ не только всех "кто, что, как и когда" проекта, но и той стратегической роли, которую коммуникации играют и будут играть в компании.

При предварительных наметках проекта новой кабельной системы вы можете столкнуться с противоречивыми советами производителей кабеля относительно выбора наиболее подходящей среды передачи данных. Между тем в конечном счете этот выбор может оказаться не столь важным, как полагает изготовитель. Если учитывать и экономичность, и широкополосность, то универсального носителя в природе не существует. В частности, независимо от высказываемых мнений, голосовые коммуникации будут пока оставаться в своем нынешнем виде. Таким образом, нет необходимости покупать волоконно-оптический кабель, если требуется лишь передача речи. Фактически для многих приложений, включая сети с терминалами 3270, машинами AS/400 и другие низкоскоростные сети (с диапазоном рабочих частот менее 100 МГц), вполне подойдет медный кабель типа "неэкранированной витой пары" (UTP). В то же время медный кабель - не единственное решение. Каждое десятилетие скорости передачи данных в сетях увеличиваются на порядок, и сомнительно, чтобы такой кабель справился с этим стремительным ростом. Даже если он будет в состоянии поддерживать подобные скорости, то цена его возрастет до такой степени, что волоконно-оптический кабель вполне сможет с ним конкурировать.

Архитектура телекоммуникационной инфраструктуры (трассы и протяженность кабелей) - наиболее важное решение, которое вы должны принять еще до начала реализации кабельной сети. Коммуникационные потребности необходимо планировать заранее, чтобы кабельная система имела подходящую среду передачи и была способна поддерживать развертываемые приложения. В данной статье затрагивается только та часть компонентов телекоммуникаций, которая имеет отношение к передаче речи и данных. Между тем проект можно расширить и включить в него другие коммуникационные приложения, такие как системы сигнализации, оповещения и управления зданием.

В коммуникационной кабельной системе постоянно происходят изменения: среда передачи данных (кабель), сама сеть, ее узлы, приходящие на работу и увольняемые сотрудники - все меняется. Для типичной сети с 1000 узлами число перемещений, добавлений или изменений составляет как минимум 30%, или 300 модификаций в год. При непродуманной инфраструктуре стоимость каждого изменения составляет от 200 до 60 000 долларов. Благодаря тщательно продуманной инфраструктуре затраты удается сократить более чем наполовину. За время срока службы здания наибольшую окупаемость инвестиций дает правильное проектирование маршрутов и трасс кабеля.

Коммуникационная кабельная система состоит из двух основных элементов: горизонтального компонента, т. е. информационного канала между пользователем и сетевым оборудованием, расположенным в монтажном шкафу, и магистральной сети, соединяющей сетевое оборудование в монтажных шкафах и отсеках связи. Основной объем изменений в кабельной системе приходится на горизонтальные элементы, поэтому именно им должно быть уделено главное внимание. Инвестиции в этой области многократно себя окупят.

Горизонтальный кабель можно проложить несколькими способами: над навесным потолком, под фальш-полом, в коробах, через трубу и т. д. Выбор способа прокладки кабеля, обеспечивающей максимальную гибкость, позволит безболезненно перейти к среде передачи данных следующего поколения, добавлять к системе новых пользователей и оборудование, осуществлять изменения или перемещения. В последние годы чаще всего используются короба. После прокладки кабеля добавить, изменить или извлечь его трудно. Фальш-пол или навесной потолок дают в этом плане большую "свободу маневра".

ВЫБОР СРЕДЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Несмотря на всю бессмысленность, споры вокруг медного и волоконно-оптического кабеля продолжаются. Эти типы кабелей не являются взаимоисключающими. В настоящее время в подавляющем большинстве случаев предпочтение отдается такому носителю, как неэкранированный медный кабель типа витая пара (UTP). Он относительно недорог и поддерживает широкий спектр приложений.

В коммерческой офисной среде лишь немногие приложения могут оправдать применение волоконно-оптического кабеля, вплоть до настольных ПК (например, для обработки изображений и работы с графикой). Определенно, в будущем их число возрастет. Между тем сегодня волоконно-оптический кабель, как правило, используется лишь в качестве опорного элемента коммуникационной кабельной системы. Широкий диапазон рабочих частот такого носителя позволяет поддерживать мультиплексированную передачу информации и сократить число необходимых магистральных кабелей. Таким образом, использовать можно медный или волоконно-оптический кабель, но выбор должен быть оправдан с технической и экономической точки зрения: не стоит слепо верить рекламе.

При правильной прокладке и обслуживании кабель UTP Категории 5 обеспечивает диапазон рабочих частот, для поддержки как существующих, так и будущих приложений. При жестких требованиях пожарной безопасности предпочтение лучше отдать несколько более дорогому огнестойкому кабелю, не содержащему полихлорвинила. Возможно, в итоге это сэкономит вашей компании деньги при пожаре.

В настоящее время производители усиленно продвигают на рынке кабель с улучшенными характеристиками. Стоит ли он запрашиваемых денег? И да, и нет. Повышенная широкополосность выражается количественно в значении 300-350 МГц, однако вашей организации может и не потребоваться такой диапазон частот. Кроме того, данная подкатегория кабеля еще не стандартизирована. Стандарт 568A Ассоциации электронной промышленности/Ассоциации промышленности средств связи (Electronics Industry Association/Telecommunications Industry Association, EIA/TIA - органа, отвечающего за кабельные стандарты) охватывает только кабели до 100 МГц. Как вы собираетесь тестировать свою кабельную среду? Единственным реальным преимуществом подобного кабеля является превосходный показатель переходного затухания на ближнем конце (Near-End Crosstalk, NEXT). Это дает необходимый запас в случае высокой скорости передачи данных в плохо инсталлированной кабельной инфраструктуре или при применении минимально допустимых соединителей.

Группа стандартизации собирается ввести новое понятие в области горизонтальных кабельных сетей - так называемую точку концентрации. Назначение точки концентрации состоит в приведении кабельной инфраструктуры в соответствие с новыми тенденциями модульной офисной мебели. В точке концентрации 25-парные кабели от телекоммуникационного монтажного шкафа завершаются соединительными блоками или модульными пружинными розетками. От точки концентрации кабель или шнур переключения тянется к модулям мебели. Максимальное расстояние между монтажным шкафом и точкой концентрации составляет 75 метров. Если вы собираетесь использовать концепцию точки концентрации в своей организации, то вы должны будете проложить многопарный кабель. Инсталляция шести отдельных четырехпарных кабелей или шести четырехпарных кабелей в одной оболочке - более распространенное решение, чем покупка 25-парного кабеля фабричного изготовления. Оно обеспечивает большую гибкость конфигурации.

Несмотря на рекламные призывы, применение в коммерческой среде экранированного кабеля оправдывает себя лишь в некоторых случаях (кабель Категории 5 достаточно эффективен даже в сравнении с носителями такого типа). Коаксиальный кабель лучше вообще не использовать: комитет EIA/TIA 568A собирается "списать его в архив" и полностью исключить такой кабель из следующей версии стандарта.

ПОКУПКА КАБЕЛЯ

Если вы хотите, чтобы проводка соответствовала стандартам EIA/TIA, то в качестве горизонтального носителя можно выбрать кабель одного из трех следующих типов: UTP, STP и многомодовый волоконно-оптический кабель на 62,5/125 микрон. В большинстве случаев внутри здания нет необходимости использовать в коммерческих приложениях экранированный кабель STP. Кроме того, как уже говорилось выше, подключение настольных ПК к сети с помощью волоконно-оптического кабеля в современных сетевых средах, как правило, является избыточным решением. "Резерв на будущее" - это не аргумент для оправдания дополнительных сложностей и лишних затрат. Оценка будущих потребностей должна показать, когда возникнет необходимость в таком шаге.

Выбранный кабель и соединители должны сопровождаться документацией и независимым тестированием, отвечающим требованиям стандартов, поскольку кабели Категории 5 и соединители к ним не всегда бывают одинакового качества. Кроме того, нужно иметь в виду, что спецификации определяют минимальные требования, и некоторые производители изготавливают свою продукцию лишь в соответствии с ними (но не более).

Спроектировав инфраструктуру, выбрав кабель и поставщика, вы можете приступать к поискам того, кто будет заниматься инсталляцией. Излишне говорить, что эти компании должны иметь опыт работы с кабелем Категории 5 или волоконно-оптическим кабелем. При некачественной инсталляции даже хороший кабель не обеспечит требуемой скорости передачи данных. Поставщики медных кабелей должны предоставлять гарантию на свою инсталляцию.

Иногда производители кабелей и соединителей гарантируют, что инсталляция будет обеспечивать определенную пропускную способность (бит в секунду). Введенные в заблуждение подрядчики попытаются убедить вас, что производительность кабеля Категории 5 составляет 100 Мбит/с, но это не так. Она оценивается величиной 100 МГц, а цифра 100 Мбит/с соответствует определенной схеме кодирования информации. Например, приложение может передавать и принимать данные со скоростью 100 Мбит/с и по кабелю Категории 3, диапазон рабочих частот которого составляет лишь 16 МГц. Вы же платите за диапазон частот 100 МГц, и на этом следует настаивать.

Подрядчик должен инсталлировать кабельную систему в соответствии со стандартами EIA/TIA, в противном случае от него следует потребовать объяснений причин отклонения от стандарта. Хотя спецификации EIA/TIA 568A предусматривают два разных способа подключений восьмиконтактных модульных разъемов, на пропускную способность (скорость передачи данных) это никак не влияет - любая из двух конфигураций приемлема. Тем не менее выбранной конфигурации следует строго придерживаться: комбинировать их нельзя.

Я настоятельно рекомендую выбрать первую спецификацию (T568A), а не вторую (568B). Разница между ними состоит в назначении пар и выводов. В спецификации T568A первой паре соответствуют выводы 4 и 5, а второй - 3 и 6. В спецификации 568B первой паре назначаются выводы 4 и 5, а второй - 1 и 2. При подключении двухканального устройства к разъему T568A концы будут совпадать, а при использовании разъема 568B - нет.

Убедитесь, что подрядчик осведомлен обо всех действующих правилах безопасности (правительственных, федеральных и местных), а также о противопожарных требованиях и выполняет свои работы в соответствии с ними. Например, все трассы кабеля, проходящие сквозь противопожарные барьеры, должны быть изолированы: вход в кабелепровод следует закрыть с помощью огнеупорных материалов с целью восстановления огнестойкости данного барьера. Пожарные инспектора требуют, как правило, чтобы все используемые материалы были сертифицированы.

ТЕСТИРОВАНИЕ КАБЕЛЯ

После завершения инсталляции носителя вам придется потратить некоторые усилия, чтобы определить, насколько хорошо кабель выдерживает нагрузку. Тестирование характеристик волоконно-оптического кабеля не требует особых навыков и может выполняться подрядчиками, которые его инсталлировали. Оно предполагает измерение величины ослабления света вследствие затухания. Производители волоконно-оптического кабеля должны предоставить документацию с указанием значения затухания на единицу расстояния. Эталонный источник света подключается к одному концу волоконно-оптической линии, а на противоположном ее конце измеряется световой сигнал. Если потери меньше, чем указано в спецификациях бюджета, то инсталлированный узел считается прошедшим тестирование. В противном случае он помечается как не выдержавший испытаний.

Процесс тестирования медного кабеля несколько сложнее, а методы тестирования и их результаты не столь очевидны. Широкополосный медный кабель и соединители имеют электрические характеристики, определенные в спецификациях EIA/TIA от 1992 г., однако спецификации для тестирования инсталлированной кабельной системы были приняты лишь в конце 1995 г. До этого высокий спрос на средства измерения широкополосности систем на медном кабеле вынуждал производителей оборудования создавать аппаратные средства для "сертификации" инсталляции. Между тем никаких стандартов оценки параметров инсталлированного коммуникационного кабеля UTP не существовало. Оборудование для тестирования также не было стандартизовано, поэтому результаты измерений могли заметно различаться в зависимости от выбранного прибора. К тому же, даже если кабель тестировался с помощью одного прибора, полученные результаты редко совпадали с прежними измерениями.

В октябре 1995 г. документ по тестированию проводки UTP - TSB-67 (Telecommunications Systems Bulletin) был наконец-то принят. TSB-67 содержит спецификации тестов и их результатов, а также базовые электрические спецификации для тестового оборудования. Все тестовое оборудование, соответствующее спецификациям TSB-67, должно отвечать одному из двух стандартов (уровней) точности - Level I или Level II. Для каждого уровня точности эти стандарты определяют случайные шумы, остаточные перекрестные помехи, баланс выходного сигнала, ослабление синфазного сигнала, динамическую точность, точность определения длины и потери на отражении. Для проверки скорости передачи можно использовать любой из доступных в настоящее время наборов тестов.

Для тестирования группа стандартизации EIA/TIA выбрала две кабельные конфигурации (см. Рисунок 1). Конфигурация Basic Link включает 90 метров кабеля UTP, соединяющего стенную розетку с первым оконечным разъемом в монтажном шкафу. Для тестирования линии такого типа к каждому концу проверяемой линии подключается двухметровый шнур. Один конец вставляется в стенную розетку, а другой - в кроссовое оборудование монтажного шкафа.

Вторая конфигурация, Channel, представляет собой реальный маршрут передачи данных от устройства в рабочей зоне до коммуникационного оборудования в монтажном шкафу. Шнур соединяет тестирующее устройство со стенной розеткой, а 90-метровый кабель UTP связывает это устройство с оконечным оборудованием в телекоммуникационном монтажном шкафу. Общая протяженность шнуров в рабочей зоне и комнате связи не может превышать 10 метров.

Конфигурация Basic Link была разработана для оценки части маршрута передачи данных, за который обычно отвечает инсталлирующая кабель организация. Подрядчик прокладывает, как правило, только кабель между рабочей зоной и оконечной точкой в монтажном шкафу. Сетевое оборудование и связующие кабели чаще всего инсталлирует сам клиент. Чтобы выполнить свои обязательства, подрядчику необходим стандарт, и таким стандартом стала спецификация для Basic Link.

Стандарт TSB-67 определяет параметры тестирования и минимальные требования, выполнение которых необходимо для обеспечения точности результатов проверки кабеля. Основным недостатком конфигурации Basic Link является то, что она предусматривает лишь минимально допустимые характеристики передачи для компонентов в одной конкретной конфигурации. Излишне говорить, что бездумное использование критериев TSB-67 может привести к реализации стандартов, не обеспечивающих оптимальные характеристики. При работе с подрядчиком следует настаивать на получении фактических, измеренных значений длины, погонного и переходного затухания, поскольку простого соответствия или несоответствия тесту недостаточно. Например, измерения могут показать, что данные значения намного превосходят минимальные требования, а это означает, что кабель вполне отвечает требованиям будущих приложений.

Если вы подходите с одной меркой ко всем конфигурациям, то нужно быть готовым к возможным проблемам. В зависимости от длины кабеля, характеристик соединителей и кабеля значения приемлемого допуска для NEXT могут колебаться в пределах от 1,7 до 24,4 дБ. Если используется минимально приемлемый кабель и разъемы, а длина канала составляет более 90 метров, то остается очень маленький допуск для ошибки (1,7 дБ). С другой стороны, применение при той же длине линии кабеля и разъемов более высокого качества даст запас в 12,2 дБ - это позволяет получить работоспособную кабельную систему даже при некоторых промахах в инсталляции. На коротких линиях с качественными кабелем и разъемами этот резерв может иметь еще большую величину в 24,8 дБ.

Таким образом, ваше право решать, довольствоваться минимально приемлемыми стандартами или выработать собственные спецификации на основе параметров аппаратного обеспечения, числа сетевых сегментов и расстояния между сегментами. При неаккуратной инсталляции будущие приложения могут оказаться неработоспособными в вашей сетевой среде или функционировать неправильно из-за дисбаланса сигнала и других несоответствий при передаче.

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИНСТАЛЛЯЦИИ

Чтобы сделать правильные, обоснованные заключения о пропускной способности, стандарты, соответствующие вашей ситуации, следует разработать заранее. Один из возможных подходов состоит в использовании накопленной статистики относительно параметров маршрутов передачи данных определенной протяженности. Подобные протоколы могут предоставить вам некоторые квалифицированные подрядчики. Кроме того, полезно выполнить математический анализ инсталляции. Величину перекрестных наводок и погонного затухания можно вычислить путем суммирования ослабления сигнала в каждом кабельном сегменте и разъеме. Если инсталляция охватывает множество узлов, то это утомительный процесс, и я не рекомендую его использовать. Еще один метод заключается в применении нового программного обеспечения компании KAI Associates под названием ChCalc. Оно вычисляет значения затухания и NEXT. Все, что нужно, - это ввести длину кабеля и характеристики кабеля и соединителей.

Независимо от того, кем выполняется инсталляция (собственными силами организации или сторонним подрядчиком), за руководство проектом отвечаете вы. Настырные, но малосведущие продавцы часто искажают информацию по коммуникационным кабельным системам. Между тем успех обеспечивают лишь решения, принимаемые на основе правильных данных.

Тестирование кабелей

Литература

• Paul S. Kreager, "Testing Channel Near-End Crosstalk" (Cabling Installation and Maintenance, Aug. 1995).
• "TSB-67 Transmission Performance Specification for Field Testing Unshielded Twisted Pair Cabling Systems" (EIA/TIA, Electronics Inductry Association/Telecommunications Industry Accosiation).