Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Кабельные системы категории 6 и оборудование Gigabit Ethernet

Марк Фаррант, Тим Уалднер

Представители кабельной индустрии часто призывают потенциальных заказчиков развертывать у себя кабельные системы (КС) категории 6, чтобы, как они говорят, их кабельная инфраструктура была “неподвластной времени”. Но есть ли сегодня весомые технико-экономические обоснования для покупки и инсталляции названных КС, если учесть наличие на рынке оборудования 1000Base-T, предназначенного для работы с существующими КС категорий 5 и 5e? Наш ответ на этот вопрос — да, есть. Ведь КС категории 6 имеют значительно более широкую полосу пропускания, которая гарантирует успешную реализацию сетей Gigabit Ethernet в реальных условиях и является основой для снижения стоимости этих сетей.

Прежде чем объяснить, почему КС категории 6 скоро суждено сыграть важную роль в развитии сетей Ethernet, обратимся к истории сетевой индустрии. Технологию Ethernet разработал доктор Роберт Меткалф в 1976 г. (В то время он работал в корпорации Xerox.) Затем была создана усовершенствованная версия этой технологии — Ethernet II, получившая широкое распространение. Ее часто именовали DIX (по названиям фирм Digital, Intel и Xerox, участвовавших в ее создании). Первые устройства Ethernet обеспечивали скорость передачи данных 2,94 Мбит/с, но вскоре появилась 10-Мбит/с версия этой технологии, которая превзошла по производительности технологию Token Ring. Инженеры могут спорить о достоинствах и недостатках технологии Ethernet с технической точки зрения, но ее экономическая привлекательность бесспорна: производители микросхем активно поддержали эту технологию, что привело к снижению стоимости соответствующих сетевых интерфейсов и к их поистине массовому применению. Более 22 лет назад технология Ethernet стала преобладающей на рынке локальных сетей. Ее гибкость дала возможность разработать в 1995 г. 100-Мбит/с технологию Fast Ethernet и сохранить в ней первоначальную структуру кадра 10Base-T.

Относительно недавно на рынке появились 10/100/1000-Мбит/с сетевые адаптеры с автоматическим согласованием скорости и режима передачи данных, но, чтобы спрос на них начал расти быстрыми темпами, их стоимость должна снизиться до уровня, превышающего стоимость 10/100-Мбит/с адаптеров не более чем в 1,5 раза. В настоящее же время за микросхему трансивера 1000Base-T нужно заплатить около 17 долл., что значительно выше средней цены микросхем 10/100-Мбит/с трансиверов, и мы не думаем, что в ближайшее время эта разница существенно сократится.

1000Base-T и 1000Base-TX

Очередным этапом в развитии технологии Ethernet стало принятие в прошлом году организациями TIA и EIA спецификации TIA/EIA-854 на 1000-Мбит/с дуплексную передачу данных по кабелю на основе симметричных витых пар категории 6 (1000Base-TX). В этой новой спецификации не предусмотрено увеличение скорости передачи данных, но описанная в ней технология передачи позволяет значительно упростить конструкцию адаптеров Gigabit Ethernet, а значит, и снизить их цены для конечных пользователей.

Можно предположить, что цены на микросхемы 1000Base-TX станут ниже цен на микросхемы 1000Base-T (стандарт IEEE 802.3ab) уже в конце текущего года и в дальнейшем разрыв между ними будет продолжать увеличиваться. Цены же сетевых адаптеров и коммутаторов Ethernet напрямую связаны со стоимостью используемых в них микросхем. В результате снижения цен объем продаж сетевых адаптеров 1000Base-TX превысит объем продаж сетевых адаптеров 1000Base-T, и в 2003 г. должен начаться быстрый рост спроса на 10/100/1000-Мбит/с платы.

По сравнению с технологией 1000Base-T технология 1000Base-TX позволяет создавать более компактные и менее дорогие устройства с меньшим энергопотреблением. В обеих спецификациях — IEEE 802.3ab (принята в 1999 г.) и TIA/EIA-854 — предусмотрена передача данных по всем четырем парам кабеля, но разными методами и с разной битовой скоростью. Согласно спецификации IEEE 802.3ab, по каждой из четырех пар кабеля осуществляется двунаправленная передача данных (в дуплексном режиме) с битовой скоростью 250 Мбит/с. В спецификации TIA/EIA-854 определена однонаправленная передача по каждой витой паре (по двум парам данные передаются в одну сторону и по двум — в другую) с битовой скоростью 500 Мбит/с — следовательно, передающие тракты сетевых устройств физически изолированы от приемных.

Повышенная сложность и более высокая стоимость оборудования 1000Base-T связаны именно с двунаправленной передачей данных по каждой витой паре. Из-за этого в нем приходится использовать гибридные устройства, развязывающие передающий и приемный тракты, и мощные процессоры цифровой обработки сигналов (DSP), которые подавляют эхосигналы, генерируемые гибридными устройствами. Кроме того, в оборудовании 1000Base-T осуществляется подавление перекрестных наводок. Что же касается оборудования 1000Base-TX, то в нем не нужны гибридные устройства и подавители эхосигналов. Поэтому-то оно и должно быть значительно дешевле функционально аналогичных продуктов 1000Base-T.

Ориентируясь на инсталлированную базу

Помимо вышеперечисленных недостатков оборудования 1000Base-T по сравнению с устройствами 1000Base-TX, оно имеет и одно важное достоинство: его битовая скорость в два раза ниже битовой скорости последних. Разработчики спецификации 802.3ab специально предусмотрели такую скорость, чтобы можно было осуществлять гигабитовую передачу данных по существующим КС категорий 5 и 5е, на которых основано большинство сегодняшних ЛВС. Хотя цель адаптировать гигабитовую технологию к инсталлированной базе продиктована самыми благими намерениями, в данном случае такой подход ведет к техническим компромиссам и экономическим потерям для двух категорий корпоративных пользователей. Речь идет о предприятиях с устаревшими или низкокачественными КС, которые нужно заменять, и о компаниях, собирающихся разворачивать новые ЛВС и не имеющих старой кабельной проводки.

Согласно результатам исследования, проведенного в 2001 г. фирмой Sage Research (http://www.sageresearch.com), в 87 % компаний в их горизонтальных сетях установлены КС категории 5. Значительную часть этих КС и даже КС категории 5e нельзя использовать для передачи трафика Gigabit Ethernet из-за большого разброса задержки прохождения сигнала по разным витым парам. Значение этого разброса очень важно для успешного функционирования технологии Gigabit Ethernet, поскольку в ней предусмотрена одновременная передача данных по всем четырем витым парам. Скорость распространения сигнала по витой паре зависит от характеристики изоляции ее проводов. Если в кабеле изоляция проводов разных пар изготовлена из разных материалов, в нем может наблюдаться такой большой разброс задержки, что 250-Мбит/с протокол передачи данных не будет работать нормально.

На протяжении нескольких последних лет ощущалась острая нехватка изоляционных материалов, особенно фторполимеров, с помощью которых достигается соблюдение стандартных требований, предъявляемых к рабочим характеристикам и огнестойкости кабелей категорий 5 и 5e. В то время некоторые производители выпускали кабели с изоляцией проводов двух пар, выполненной из фторполимера, провода же двух других пар были изолированы менее дорогими и более доступными диэлектриками. Такой подход позволил производителям в период дефицита вышеуказанных материалов продолжать выпускать и продавать кабели категорий 5 и 5e в значительных объемах.

Хотя эти кабели, вероятно, и не соответствовали требованиям спецификаций КС категорий 5 и 5e в части разброса задержки, они не создавали проблем в работе устройств Ethernet и Fast Ethernet, поскольку последние передавали данные только по двум парам проводов, изолированных фторполимером. Однако те же самые кабели могут оказаться совершенно непригодными для передачи трафика Gigabit Ethernet, так как в этом случае разброс задержки должен быть незначительным. Предприятиям, собирающимся использовать оборудование Gigabit Ethernet и имеющим медные кабельные инфраструктуры с большим разбросом задержки, необходимо их заменить. Что касается строительства новых сетей Gigabit Ethernet, то многие организации, вероятно, предпочтут использовать в них оптоволокно, а не медный кабель, но мы не будем обсуждать оптические гигабитовые технологии, поскольку целью данной статьи является анализ соответствующих технологий для медного кабеля. Рассмотрим механизмы их работы.

Пятиуровневый код лучше двоичного

В технологиях 1000Base-TX и 1000Base-T предусмотрено использование пятиуровневой амплитудно-импульсной модуляции (PAM-5), которая обеспечивает передачу сразу двух информационных битов при каждом изменении уровня сигнала. В данном линейном коде имеются пять уровней сигнала (-2, -1, 0, +1, +2). Четыре из них используются для кодирования информационных битов (каждому из уровней соответствуют два бита), а пятый предназначен для коррекции ошибок. По сравнению с двоичным кодом, где каждый переданный сигнал означает один бит (0 или 1), метод PAM-5 обеспечивает более эффективное использование полосы пропускания сетевого канала, поскольку одному переданному символу кода соответствуют два бита.

Использование метода PAM-5 позволяет вдвое снизить скорость передачи символов по сетевому каналу, т. е. сигнальную скорость. Так, при битовой скорости 500 Мбит/с, предусмотренной в технологии 1000Base-TX, сигнальная скорость получается равной 250 МБод. В технологии 1000Base-T, где битовая скорость — 250 Мбит/с, сигнальная скорость составляет 125 МБод. Отсюда видно, что для работы средств 1000Base-TX требуется достаточно широкая полоса пропускания сетевого канала, обеспечиваемая КС категории 6. Необходимость использования этих КС, которые стоят дороже КС категории 5e, является своего рода платой за возможность упростить гигабитовые сетевые интерфейсы и сделать их более дешевыми. Но игра стоит свеч.

Совсем недавно несколько компаний подробно проанализировали затраты на реализацию ЛВС. Результаты этих исследований показали, что на долю кабельной инфраструктуры приходится 2—3 % общей стоимости сети. Предположим, что эта доля равна 3 %. Затраты же на приобретение активного оборудования обычно составляют не менее 10 % общей стоимости сети. Примем долю указанных затрат равной 10 %. Допустим, что КС категории 6 стоит на 50 % дороже КС категории 5е, тогда общие стоимости сетей на основе этих КС будут равны, если стоимость оборудования 1000Base-TX составит примерно 85 % стоимости оборудования 1000Base-T. Соотношение цен устройств 1000Base-TX и 1000Base-T станет ниже указанного значения (85 %), вероятно, в следующем году и наверняка в более долгосрочной перспективе. Кроме того, мы думаем, что сократится разница в ценах между КС категорий 5e и 6, что будет способствовать распространению устройств 1000Base-TX. На основе приведенных оценок можно сделать вывод о том, что для предприятий, собирающихся задействовать оборудование Gigabit Ethernet для медного кабеля через год или больше, экономически выгоднее установить у себя КС категории 6.





  
13 '2002
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Большая сеть и большие перемены

• Интеграция с неограниченной расширяемостью

локальные сети

• Маркировать СКС становится проще

• Кабельные системы категории 6 и оборудование Gigabit Ethernet

• Оптические сети - это доступно всем

• Сетевые адаптеры Gigabit Ethernet с обработкой трафика TCP/IP

корпоративные сети

• XML приручает информационный хаос

• Радиосистемы типа “точка—точка”

• SAN против NAS - следующий раунд

услуги сетей связи

• Прольем свет на оптические сети

• Как нести бродбэнд в массы?

защита данных

• Защитите свой IP-телефон

• Аутентификация - основа безопасности

• PremierAccess впереди всех

• ИБП-гиганты

новые продукты

• Новые коммутаторы HardLink -- менее 9 долл. за порт!; Радиорелейные станции Altium MX


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх