Структурированные кабельные системы: путаница стандартов

Скоростные локальные сети наперегонки выскочили на рынок. Даже сетевые стандарты не отстают и появляются практически одновременно с оборудованием. Другое дело - структурированные кабельные системы для таких сетей. На конец июня 1995 года существовало целых три проекта стандартов на проводки: американский SP-2840A (иногда называемый EIA/TIA-568A), европейский prEN 50173 и международный DIS 11801. Буквы, идущие перед названием, и означают, что перед нами проект, а не утвержденный, принятый стандарт SP - Project Standard, pr - project, DIS - Draft Intemational Standard). История со стандартами тянется уже довольно давно. Дело, вероятно, в том, что проекты в большой мере различаются между собой, причем часто - принципиальными положениями. А как хорошо было бы иметь один, общепринятый, всех удовлетворяющий стандарт! Увы, в жизни, по-видимому, так не бывает. Разберемся, чем же отличаются проекты стандартов и каковы их первостепенные несоответствия.

Происхождение и развитие стандартов

Первым в июле 1991 г. вышел в свет стандарт EIA/TIA-568, а затем появились дополняющие его документы: TSB-36 (ноябрь 1991 г.) и TSB-40A (январь 1994 г.). Новая версия стандарта EIA/TIA-568, опубликованная как SP-2840A^*), но более известная как 568А, объединяет все отдельные области, охватываемые в EIA/TIA-568, TSB-36, TSB-40A и TSB-53 (последний касается соединительного оборудования для экранированных кабелей). Кабели и линии проводки в этом стандарте разделены на Категории.

В перечень Категорий SP-2840А входят только Категории 3, 4 и 5. Категории 1 и 2 исключены, поскольку они не рекомендуются для систем передачи данных. Другие изменения состоят в том, что все спецификации отнесены к 100 метрам кабеля (а не к 1000 футам), с добавлением параметра SRL (структурные возвратные потери). Приведены испытательные процедуры для соединительного оборудования, а также сведения по характеристикам соединительных шнуров. Коаксиальные кабели стандартом не рекомендуются.

Так как ранее Категории вводились только для кабелей и соединителей (TSB-36 и TSB-40A соответственно), рабочая группа EIA/TIA TR 41.8.1 разработала технические требования для Категорий смонтированной проводки. В приложении Annex Е к SP-2840А определено понятие линии (link) и приводятся соответствующие спецификации.

В процесс стандартизации втянулись и международные организации. ISO и International Electrotechnical Comission (IEC) учредили объединенный технический комитет (JTC) 1. ISO/IEC JTC 1 имеет подкомитет (SC) 25, в который входит рабочая группа (WG) #3, разработавшая Draft International Standard (DIS) 11801: Generic Cabling for Information Technology (Базовая проводка для информационной техники). Результирующее наименование получается: ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG3 DIS 11801, но профессионалы выражаются короче: 11801. Этот стандарт частично базируется на EIA/TIA-568 и выпущен в виде проекта в 1993 году. Существенное отличие от SP-2840А - в него вошли неэкранированные кабели с волновым сопротивлением 120 Ом. Проект стандарта 11801 для классификации кабелей применяет понятие "Категория" (имеются только Категории 3 и 5), а линии проводки определяет в терминах "класс" (существуют классы А, В, С и D - последний самый высокий).

Европейская организация по стандартизации в области электротехники CENELEC достаточно быстро подготовила свой стандарт prEN 50173 Performance requirements of generic cabling schemes (Требования к характеристикам базовых схем проводки), последняя версия которого вышла в марте 1995 г. Надо заметить, что prEN 50173 во многом отличается от SP-2840А и незначительно - от DIS 11801. Сам стандарт выглядит очень солидно: 72 стр. убористого текста, множество рисунков, примечаний, пояснений и приложений. Для определения степени сложности проводки в нем также применена система классов, краткое изложение которой приведено в таблице 1.

Таблица 1.
Классы проводки и характеристики.

Рассмотрим некоторые основные различия стандартов. Классы С и D в DIS 11801 и prEN 50173 только примерно соответствуют Категориям 3 и 5 в SP-2840А. В первых двух стандартах имеется кабель с волновым сопротивлением 120 Ом; в американском стандарте он отсутствует. Понятие Channel Specification, введенное в DIS 11801 и prEN 50173, также отсутствует в SP-2840A. То, что в американском стандарте называется Horizontal Cross-Connect, в двух остальных носит наименование Floor Distributor. Это - основные новшества, но присутствуют еще множество отличающихся понятий, терминов, параметров, формулировок... Не удивительно, что и технические требования к линиям горизонтальной проводки в этих стандартах имеют существенные различия, чему будет посвящен следующий раздел.

Все три стандарта не поддерживают коаксиальную проводку, по-видимому из-за трудностей совмещения с витыми парами и оптическими волокнами (в EIA/TIA-568 проводка из коаксиального кабеля имеется). Хотя характеристики классов и Категорий совпадают между собой не полностью, все же приведем таблицу их примерного соответствия (таблица 2).

Таблица 2.
Соответствие категорий и классов для кабелей и проводок из витых пар.

Ранее классификация UL давалась еще в терминах "Уровней" с римскими цифрами. С 1994 года классификация UL приведена в соответствие со стандартной, что отображено в таблице 2.

Для определения всей проводки, от электронного оборудования до рабочего места, в стандарте prEN 50173 введен термин Channel (канал). Дальности каналов всех классов даны в таблице 3.

Таблица 3.
Дальности каналов (М), достигаемые с различными категориями кабелей, в зависимости от класса проводки.

Дальность канала 100 метров включает в себя 10 метров гибкого кабеля - для кроссовых шнуров, для соединений с рабочим местом и с электронным оборудованием.

Состав и характеристики линии горизонтальной проводки

Стандарты дают несовпадающие определения для link - линии горизонтальной проводки и формулируют различные требования к ней. Рассмотрим схему линии из SP-2840А Annex E: линия состоит из шнура от рабочей станции к информационной розетке (без разъема подключаемого к рабочей станции), самой розетки, горизонтального кабеля длиной до 90 м. с входящей в этот участок точкой перехода (transition point); далее идут кросс-панели (вместе с кроссировочным шнуром) и, наконец, шнур для подключения электронного оборудования (например, концентратора) к линии. При этом разъем, подключаемый к электронному оборудованию, в линию не входит. Общая длина линии (link) в этом стандарте должна быть до 100 м. Европейский стандарт prEN 50173 дает отличающееся от описанного выше определение - в нем линия горизонтальной проводки на два шнура (к рабочей станции и к электронному оборудованию) короче линии в SP-2840A Annex E. Более того, специально указывается, что длина кроссировочного шнура, должна быть не более 5 м. По существу, 100-метровая линия в SP-2840A заменена на 95-метровую в prEN 50173. Тут впервые появляется требование, чтобы кроссовый шнур был не длиннее 5 м.; суммарная длина шнура к рабочему месту, шнура к оборудованию и кроссировочного шнура в горизонтальной подсистеме должна быть, как и в SP-2840A, менее 10 м.

Поскольку линии горизонтальной проводки в стандартах определены по-разному, их характеристики также должны отличаться.

Как упоминалось выше, Категории 3 и 5 в SP-2840A примерно соответствуют классам С и D в prEN 50173; их различия видны из приведенных таблиц. Заметим, что значения погонного затухания и переходного затухания в SP-2840A помещены в необязательном (информативном) приложении Annex Е, из которого и взяты таблицы 4 и 5.

Таблица 4.
Минимально допустимое переходное затухание на ближнем конце (next, дБ) для линии горизонтальной проводки (согласно SP-2840A ANNEX E).

Таблица 5.
Максимально допустимое затухание (дБ) для линии горизонтальной проводки (согласно SP-2840A ANNEX E).

При обсуждении стандарта в рабочей группе TR41.8.1 EIA/TIA по-видимому встретились какие-то несоответствия, что и привело к необязательности этих требований. В частности, если тщательно рассчитать затухание линии по нормам, приведенным в стандарте и его приложениях, то требование по затухааию к линии Категории 5 на частоте 100 МГц уже внутри самого стандарта не выполняется: превышение составляет 0,04 дБ. (Когда ссылаются на Категорию 3, 4 или 5, следует обращать внимание, имеется ввиду кабель или линия. В этом состоит некоторое неудобство пользования документом SP-2840A).

Теперь рассмотрим технические требования для линий горизонтальной проводки из стандарта prEN 50173 (таблицы 6 и 7). Хороший момент состоит в том, что характеристики линий в этом стандарте отделены от характеристик кабелей, поскольку применены четко различающиеся термины: "класс" - для первых и "Категория" - для вторых. Обратим внимание, что нормы Класса В из этого стандарта не во всем совпадают с требованиями Категории 5 из SP-2840А, причем различия имеются в противоположные стороны. В то же время характеристики класса С и Категории 3 примерно соответствуют друг другу - это уже приятно.

Таблица 6.
Максимально допустимое затухание (дБ) для линии горизонтальной проводки (согласно prEN 50173).

Таблица 7.
Минимально допустимое переходное затухание на ближнем (next, дБ) для линии горизонтальной проводки (согласно prEN 50173).

Интересно отметить, что для линий с самой высокой пропускной способностью (т.е. Категории 5 или класса D) автору встретились три различные нормы максимально допустимого затухания на частоте 100 МГц 24,0 дБ (SP2840A); 23,6 дБ (каталог фирмы AMP); 23,2 дБ (prEN 50173). Трудно даже представить себе, к каким спорам на практике может привести такая путаница с определениями линий горизонтальной проводки и техническими требованиями к их параметрам.

Заключительные замечания

При анализе американского стандарта SP-2840А и европейского prEN 50173 выявлены следующие существенные различия:

1. В prEN 50173 даже не упоминается стандарт EIA/TIA-568, широко применяемый для проводок и фактически общепризнанный.

2. Рисунок линии проводки в prEN 50173 сделан в противоположном направлении относительно рисунка в SP-2840A.

3. В американском стандарте принята классификация проводок по Категориям (3, 4 и 5), в то время как в европейском разделение идет на классы (А, В, С и D).

4. Проводок, соответствующих классам А и В, в американском стандарте нет, а Категории 3 и 5 соответствуют классам С и D не полностью. Проводка, аналогичная Категории 4, в европейском стандарте отсутствует.

5. В prEN 50173 имеется симметричный кабель с волновым сопротивлением 120 Ом; в SP-2840А такой кабель отсутствует (европейские фирмы традиционно выпускают коаксиальные кабели с Zb = 60 Ом и, соответственно, симметричные кабели с Zb = 120 Ом).

6. Понятие link (линия) в prEN 50173 введено несколько другое, чем в SP-2840А. Если в SP-2840А линия имеет длину 100 м., то в prEN 50173 ее длина фактически 95 м. (90 м. горизонтального кабеля + 5 м. кроссировочйого шнура). Кажется, в европейском стандарте это сделано для того,чтобы уложиться в очень жесткие нормы по затуханию (с запасом).

Постскриптум

1. В июле 1995 года выпущена версия стандарта ISO/IEC 11801:1995 (89 стр.) под названием: Information Technology - Generic Cabling for Customer Premises

2. В августе 1995 года выпущен европейский стандарт EN 50173 (70 стр.) под названием: Information technology - Generic cabling systems.