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

  

Выбор кабельной инфраструктуры

Гарри Форбс

За последние 15—20 лет в сетевой индустрии проведена огромная работа по созданию стандартов на структурированные кабельные системы (СКС). Их появление и широкое признание привело к фундаментальному для индустрии переходу от фирменных (нестандартных) технических решений, ориентированных на поддержку фирменных же приложений, к получившему широчайшее распространение четырехпарному сбалансированному кабелю с волновым сопротивлением 100 Ом. Значительный прогресс был достигнут и в области стандартизации волоконно-оптических кабелей и в улучшении их характеристик.

Стандартизация кабельных систем принесла огромную выгоду корпоративным пользователям. Производители сетевых адаптеров, коммутаторов, маршрутизаторов и другого оборудования приняли в качестве основного интерфейс RJ-45 и стали развивать свою продукцию, ориентируясь именно на него. С появлением стандартов ушла в прошлое необходимость инсталлировать множество различных кабельных систем и заменять их каждые три—пять лет по мере модернизации сетей и приложений. Современная СКС, которая соответствует требованиям стандартов, способна обеспечить эффективную работу многих приложений, использующих различные типы информации — данные, речь и видео.

По мере появления новых приложений повышались требования к пропускной способности сетей и разрабатывались новые стандарты на СКС, позволяющие проектировщикам закладывать в кабельную систему необходимый запас по скорости передачи данных, чтобы в будущем избежать дорогостоящих модернизаций и замен.

Вместе с тем с развитием стандартов на СКС — от категории 3 до категории 6 — все острее вставали вопросы компромисса между характеристиками и стоимостью кабельных систем. Ниже я остановлюсь на ключевых моментах, возникающих при выборе кабельной системы.

Полную версию данной статьи смотрите в 9-ом номере журнала за 2005 год.

Триумф Ethernet/IP

Сегодня с уверенностью можно констатировать, что, победив технологии Token Ring и ATM, Ethernet стала де-факто стандартной технологией локальных вычислительных сетей (ЛВС). Также очевидно и то, что Ethernet все глубже проникает в территориально распределенные сети.

В настоящее время эта технология широко используется совместно с протоколами TCP/IP. Сети Ethernet/IP очень надежны в работе, поскольку названные протоколы обеспечивают обнаружение ошибок и повторную передачу потерянных пакетов данных. Кроме того, в случае аварии в сети пакеты данных могут быстро перенаправляться на резервный маршрут или узел связи. Появление относительно недорогих решений iSCSI (для сетей хранения данных) в качестве альтернативы системам Fibre Channel еще больше усилило позиции тандема Ethernet/IP.

Весомые аргументы в пользу IP-технологии появились, когда стало ясно, что она способна обеспечить “бесшовную” интеграцию локальных и территориально распределенных сетей с гарантированными параметрами качества обслуживания (QoS). Рост числа мобильных IP-пользователей, а также повышение надежности и других важных характеристик таких новых устройств, как IP-телефоны и системы для беспроводных ЛВС, еще больше повысили спрос на сетевые решения, основанные на протоколах TCP/IP.

Тенденции в области кабельных стандартов

С момента появления в 80-х годах прошлого века СКС с топологией типа “звезда”, построенных на основе перевитых медных проводников, была разработана целая серия стандартов на СКС, рассчитанных на различные скорости передачи данных. Как правило, каждый последующий стандарт обеспечивал десятикратное повышение скорости передачи, что полностью согласовывалось с развитием стандартов на технологию Ethernet (см. таблицу).

В эти же годы, когда “битва” между Ethernet и Token Ring находилась в самом разгаре и определить победителя было еще сложно, появился стандарт на СКС категории 4. Но довольно быстро практический интерес к нему пропал, поскольку был разработан стандарт на СКС категории 5, а пользователи предпочли технологию Ethernet. Чуть позже, когда ряды сторонников протоколов FDDI и ATM поредели, стало ясно, что Ethernet будет господствовать и на магистралях ЛВС.

С ростом потребностей в более скоростном подключении настольных систем была разработана спецификация на СКС категории 5е, кото-рая способна поддерживать скорость передачи до 1 Гбит/с. СКС категории 5е решала задачи подключения наиболее требовательных пользователей, а также могла служить более дешевой альтернативой оптоволокну на магистральных участках.

Следующим шагом вперед многие специали-сты кабельной отрасли считали разработку СКС категории 6, однако практической потребности в такой СКС по большому счету не было. В соответствии с традицией десятикратного увеличения скорости передачи данных новый стандарт на СКС должен был поддерживать 10-Гбит/с системы Ethernet. И разработка такого стандарта (с расширением используемого спектра частот до 250 МГц) началась, причем в отсутствие как необходимого стандарта на саму сетевую технологию (10-Gigabit Ethernet), так и приложений, которым требовалась бы такая скорость передачи. Разработчики явно поторопились: частотная полоса 250 МГц оказалась недостаточно широкой для скорости 10 Гбит/с (работающие в такой полосе трансиверы получились бы слишком сложными и дорогими). Институт IEEE сформировал рабочую группу для изучения возможностей создания промежуточного стандарта, ориентированного на скорость 2,5 Гбит/с, но этот проект так и не был завершен.

Несмотря на то что стандарт на СКС категории 6 был ратифицирован только в июне 2002 г., ряд производителей начали поставлять (основанную на его проекте) продукцию категории 6 намного раньше, еще в 1998 г. Перед покупателями встал вопрос: надо ли покупать СКС новой категории в условиях отсутствия каких-либо четких перспектив появления нуждающихся в такой СКС приложений? И тем не менее, даже несмотря на то, что компоненты СКС категории 6 были значительно дороже компонентов СКС категории 5е, множество заказчиков предпочли перестраховаться и выбрали неэкранированные решения новой категории. Однако до сих пор приложение, которому в обязательном порядке требовалась бы проводка категории 6 и которое не может работать по СКС категории 5е, так и не появилось.

Заглядывая в будущее, мне кажется крайне маловероятной разработка сетевого стандарта, альтернативного Ethernet, которому потребуется неэкранированная СКС категории 6 и который будет принят широкими слоями пользователей и производителей сетевого оборудования. Также мало вероятно, что разработчики программного обеспечения предложат приложения, не работающие на стандартных платформах Ethernet и требующие чего-то иного. А по мере разработ-ки стандарта 10-Gigabit Ethernet для медных кабелей становится ясно, что и здесь найдут применение только экранированные СКС категории 6, а неэкранированные системы этой категории будут вытеснены кабельными решениями так называемой расширенной категории 6 (Augmented Category 6).

Хотя цены на решения категории 6 снижаются, продукты категории 5е остаются более дешевыми и востребованными. Таким образом, заказчики неэкранированных СКС категории 6 явно поспешили, вложив деньги в их улучшенные характеристики, которые, видимо, им уже никогда не потребуются. Хороший урок на будущее!

Ох уж эти наводки!

Причинами многих негативных явлений в работе сети, включая замедление ее функционирования и ухудшение характеристик QoS, становятся чрезмерное увеличение объема трафика, возникновение “узких” мест, повышение време-ни задержки пакетов в сети, а также проблемы, связанные с функционированием кабельной системы.

Чересчур рьяные сторонники неэкранированных кабелей из витых пар (UTP) любят повторять, что, будучи идеально сбалансированными, такие кабели ничего не излучают вовне и полностью индифферентны к внешним наводкам. Это действительно так теоретически, на практике же все совершенно иначе. Сегодняшний уровень технологии производства кабелей не позволяет выпускать идеально сбалансированные UTP-кабели, и поэтому реальные кабели, увы, восприимчивы к внешним наводкам.

Многие поставщики UTP-кабелей категории 6 требуют, чтобы инсталляторы свободно раскладывали их в кабельных лотках с целью избежать высокого уровня межкабельных наводок (Alien Crosstalk). Будучи уложенными в соответствии со стандартными процедурами, такие кабели испытывают известные проблемы, связанные с межкабельными наводками (уровень которых выражается параметром Alien NEXT — ANEXT).

Работая в дуплексном режиме, системы Gigabit Ethernet значительно более восприимчивы к наводкам, чем полудуплексные сети Fast Ethernet. Проблемы могут проявиться наиболее остро в тот момент, когда, например, множество ПК одновременно передают большие файлы на сервер и все кабели ЛВС загружены трафиком по максимуму. В этом случае все витые пары внутри каждого кабеля переносят потоки данных.

Магистраль: оптоволокно или медь?

Стремительный рост объемов информации, хранящейся в центрах обработки данных, повышает требования к выделяемым для них помещениям, полосе пропускания каналов связи и, конечно, к кабельной системе. Важное значение имеют и такие аспекты, как управление кабельной системой, быстрота ее развертывания и технического обслуживания.

В скором будущем появятся сетевые решения 10-Gigabit Ethernet для медного кабеля. Поддерживающие эту технологию коммутаторы и сетевые интерфейсы будут стоить значительно меньше в расчете на порт по сравнению с оптическими системами. Но первоначальная экономия на активном оборудовании может привести к серьезным проблемам в дальнейшем, когда кабельные лотки будут полностью заполнены медными кабелями и для дальнейшего расширения сети не останется места.

Оптические кабели гораздо меньше по диаметру (чем медные) и обеспечивают связь на значительно большие расстояния. И хотя трансиверы для них стоят дороже, выбирая между медью и оптоволокном, надо тщательно взвесить все возможные расходы, в том числе и на расширение системы в будущем. Нельзя также забывать, что оптоволокно является проверенной средой для передачи 10-Гбит/с потоков, тогда как медным решениям еще предстоит доказать свою “профпригодность”.

Поскольку оптические решения характеризуются меньшими потерями и более широкой полосой пропускания, соответствующая кабельная инфраструктура окажется более гибкой для решения вновь возникающих задач. Прокладку же большого числа резервных медных кабелей — с целью подстраховаться — при трудно предсказуемом развитии системы вряд ли можно признать оптимальным решением. Некоторые из этих кабелей, возможно, никогда не будут задействованы, а значит, деньги на них затрачены впустую, да и драгоценное место они занимают зря. Общераспространенной стала практика прокладки дополнительных кабелей тогда, когда они становятся необходимы (и там, где они нужны), что позволяет максимально эффективно использовать имеющееся пространство и избегать необоснованных затрат.

Теперь рассмотрим ситуацию, когда длинный соединительный шнур связывает между собой порты разных монтажных стоек (или шкафов). Хотя делать подобное и не рекомендуется, сетевые инженеры вынуждены идти на это по причине дефицита пространства в технологическом помещении. Если этот шнур медный (в составе СКС на базе медного кабеля), он может вносить такие большие потери, что кабельный канал не будет поддерживать технологию 10-Gigabit Ethernet.

Используя оптические системы, проще обеспечить более высокую плотность портов коммутационных панелей в монтажных шкафах. На панели высотой 1U размещаются до 96 оптических портов (48 каналов).

Для центров обработки данных и сетей хранения информации лучше всего подходят миниатюрные (Small Form Factor) разъемы типа LC, отличающиеся низким уровнем вносимых потерь и высокой прочностью. Низкий уровень потерь в этих разъемах обеспечивает большую свободу выбора проектировщикам, которые могут увеличить число кабельных сегментов, сохранив необходимый уровень основных характеристик кабельного канала. Например, при использовании многомодового волокна класса ОМ3 шесть сопряженных друг с другом оптических пар общей протяженностью свыше 300 м или две пары протяженностью до 620 м образуют каналы, отлично подходящие для передачи трафика 10-Gigabit Ethernet.

Широкое внедрение полупроводниковых лазеров с вертикальными резонаторами (Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers — VCSEL) позволит значительно снизить стоимость оптических систем, работающих на длине волны 850 нм, и улучшить их характеристики.

Итак, критически важные для вашего бизнеса системы должны базироваться на проверенных временем и тщательно протестированных продуктах. Это не полигон для проверки таких нарождающихся технологий, как 10-Gigabit Ethernet для медного кабеля. Магистрали крупных центров обработки данных и корпоративных сетей следует строить на волоконно-оптическом “фундаменте”. Многомодовое волокно класса ОМ3, недорогие лазеры VCSEL и разъемы типа LC обеспечат необходимую гибкость при проектировании кабельной инфраструктуры, ее надежную производительность и экономное расходование пространства технологических помещений.

FTP против UTP

При подключении настольных систем экранированный кабель из витых пар (типа FTP) категории 5е способен с большим запасом по характеристикам обеспечить поддержку всех существующих приложений. Кроме того, это экономически эффективное решение для организации гигабитовой магистрали в многоэтажных зданиях высотой до 20 этажей. Наличие экрана гарантирует целостность передаваемых данных, способствует снижению уровня потерь пакетов и сохранению низкой задержки их передачи, что важно для работы чувствительных к временным задержкам приложений, в том числе средств IP-телефонии. FTP-кабель обеспечивает оптимальное соотношение стоимости и характеристик сети.

UTP-кабель категории 6 не способен гарантировать столь же высокий уровень целостности передаваемых данных, и при его использовании выше вероятность снижения производительности сети и даже ее полного отказа. Более высокая стоимость таких кабельных систем не приносит особых дивидендов, поскольку, как уже отмечалось выше, резерв по характеристикам остается нево-стребованным.

С повышением требований пользователей к пропускной способности сети существует риск, что UTP-кабели не будут справляться со своими задачами (в частности, из-за высокого уровня наводок). Сегодня ширина реально используемой полосы пропускания меньше той, которая заложена в существующих кабельных стандартах. Но как только объемы трафика существенно повысятся, характеристик UTP-систем может оказаться недостаточно для обеспечения должного функционирования сетевых приложений.

Об авторе
Гарри Форбс,
технический директор подразделения IES (ITT NS&S)
компании Nexans





  
9 '2005
СОДЕРЖАНИЕ

инфраструктура

• Отечественные производители. Конвергенция пока только в разработках

• Тестируем корпоративные БЛВС

• Внедряем сеть SAN

информационные системы

• Создание центра обработки данных Югры

• Пять секретов успешного производственного планирования в call-центре

• Пакетные технологии в контакт-центрах

• Кластер для двоих

сети связи

• Triple Play в ЛВС

кабельные системы

• Универсальные кабели

• Выбор кабельной инфраструктуры

защита данных

• Прорыв в межсетевом экранировании

• Битва титанов (тестирование мощных межсетевых экранов)


• Калейдоскоп



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