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

  

Близится принятие стандарта 10Gbase-T

Крис Диминико, Брюс Толли

Рабочая группа IEEE 802.3 направила проект стандарта 10GBase-T (версия D.3) в ассоциацию IEEE Standards Association (IEEE-SA) для так называемого спонсорского голосования (sponsor balloting). Это свидетельствует о том, что индустрия Ethernet признала полноту содержания данного документа, его законченность. До публикации все стандарты IEEE должны быть одобрены ассоциацией IEEE-SA; этот процесс включает в себя спонсорское голосование и официальное рассмотрение в рецензионном комитете (RevCom). Что касается стандарта 10GBase-T, то указанные две стадии одобрения должны пройти летом текущего года.

На долю медной проводки приходится более 90% всех установленных в зданиях кабелей. Применение стандарта 10GBase-T должно снизить стоимость соединений 10-Gigabit Ethernet на 50—80% за счет упрощения конструкции кабельной системы и облегчения ее инсталляции. Появление технологии 10GBase-T ускорит распространение 10-Гбит/с продуктов в центрах обработки данных (ЦОД) и серверных кластерах, а также в каналах связи между коммутаторами уровней распределения и ядра сети.

Принятие стандарта 10GBase-T будет стимулировать использование медных кабелей в локальных сетях и сетях хранения данных (SAN), однако негативное влияние межкабельных наводок остается сложной проблемой в деле развертывания сетей 10GBase-T.

Полную версию данной статьи смотрите в 6-ом номере журнала за 2006 год.

Более дешевая полоса пропускания

Целью разработки стандарта 10GBase-T является создание недорогой стандартизированной 10-гигабитовой технологии передачи данных по кабелю из витых пар на расстояние до 100 м. Технология 10GBase-T будет иметь большое значение для построения частных сетей, поскольку внедрение первых сетевых решений на ее основе, как уже говорилось, должно привести к снижению стоимости соединений 10-Gigabit Ethernet в корпоративных сетях и ЦОДах на 50—80%, а последующие поколения медных 10-гигабитовых решений обеспечат еще большее снижение стоимости указанных соединений. Фактически речь идет о расширении и удешевлении полосы пропускания сетей предприятий и ЦОДов, основанных на более дешевых (по сравнению с оптическими) медных кабелях из витых пар, которые к тому же проще устанавливать и обслуживать.

На сегодняшний день большинство проложенных каналов 10-Gigabit Ethernet работают как линии связи между коммутаторами. Увеличивая число медных портов на линейных платах, производители коммутаторов могут повысить плотность портов на 50% и снизить их стоимость, что также будет стимулировать заказчиков использовать медные СКС, которые дешевле волоконно-оптических решений и твинаксиальных кабелей, предназначенных для работы с интерфейсами 10GBase-CX4. Стоит отметить и совместимость технологии 10GBase-T с кабельными системами, поддерживающими промышленный стандарт IEEE 802.3af Power over Ethernet.

Короче говоря, стандарт 10GBase-T пополнит семейство спецификаций физического уровня Ethernet (на базе медного кабеля из витых пар) и обеспечит очередное десятикратное (по сравнению с технологией 1000Base-T) повышение скорости передачи данных по технологии Ethernet. Это позволит сетевым администраторам повысить пропускную способность своих сетей до 10 Гбит/с, сохранив инвестиции в установленную медную кабельную инфраструктуру.

Основные параметры канала

Специфицированные (в проекте стандарта) параметры канала являются минимальными требованиями к кабельной системе, выполнение которых необходимо для поддержки технологии 10GBase-T.

В число параметров канала входят вносимые и возвратные потери, переходное затухание на ближнем конце (NEXT), суммарное переходное затухание на ближнем конце (PSNEXT), эквивалентный уровень переходного затухания на дальнем конце (ELFEXT), эквивалентный уровень суммарного переходного затухания на дальнем конце (PSELFEXT) и задержка прохождения сигналов. Спецификация канала основана на параметрах канала класса E, экстраполированных до частоты 500 МГц. Кроме того, учитываются наводки между каналами (обычно их называют межкабельными).

Помимо характеристик передачи сигналов и уровня наводок определено отношение уровней межкабельных наводок к вносимым потерям с целью оценки суммарного влияния их на работу каналов. Топология кабельного канала, состоящего из кабелей, шнуров и разъемов, представлена на рис. 1.

Межкабельные наводки и вносимые потери — вот основные параметры, влияющие на работу протокола 10GBase-T. Эти наводки специфицируются, как PSANEXT (Power Sum Alien NEXT), PSAELFEXT (Power Sum Alien ELFEXT) и PSAFEXT (Power Sum Alien FEXT). Отношение сигнала к шуму (SNR) в канале 10GBase-T с большой степенью точности выражается отношением уровня сигнала, зависящего от вносимых потерь, к уровню межкабельных наводок на входе приемника. Влияние на работу канала эхо-сигнала (характеризуется возвратными потерями), а также внутрикабельных наводок NEXT и FEXT сводится к минимуму с помощью методов подавления (эхо-сигнала и указанных наводок).

В проекте стандарта 10GBase-T содержатся формулы для расчета допустимых (для приемника) уровней PSANEXT и PSAELFEXT на основе значений вносимых потерь. Кроме того, в нем приведены усредненные по всем четырем парам значения PSANEXT и PSAELFEXT, иллюстрирующие преимущества канального кодирования, эффективно усредняющего шум по всем четырем парам. Полученные предельно допустимые значения PSANEXT и PSAELFEXT, а также ограничения по уровню потерь предназначены для квалификации уже установленных кабельных систем или проектирования новых.

На рис. 2 показано, что канал длиной 55 м выдерживает уровень межкабельных наводок на 15 дБ выше, чем канал длиной 100 м. Подобным образом для канала длиной 55 м предельно допустимое значение PSAELFEXT на 4,2 дБ ниже, чем для канала длиной 100 м.

Расчеты запаса по уровню межкабельных наводок

Каналы, поддерживающие технологию 10GBase-T (т. е. обеспечивающие достаточно высокое отношение сигнала к шуму), тем не менее могут не соответствовать требованиям стандарта, предъявляемым к отдельным парам. Тестирование одного из каналов, в ходе которого на частотах до 500 МГц измерялись значения PSAELFEXT и PSANEXT на паре 2, показало, что уровень PSAELFEXT немного ниже предусмотренного стандартом предела, а уровень PSANEXT, наоборот, примерно на 10 дБ выше своих предельно допустимых значений. В целом же отношение сигнала к шуму в таком канале достаточно высокое, чтобы поддерживать технологию 10GBase-T, поскольку приемник не различает индивидуальный вклад каждого вида межкабельных наводок (выражаемых параметрами PSAELFEXT и PSANEXT) в общую картину помех. На работу приемника влияют суммарный шум и уровни передаваемых по всем четырем парам сигналов.

В проекте стандарта 10GBase-T предусмотрен расчет запаса по уровню межкабельных наводок, позволяющий оценить пригодность кабельной системы для использования технологии 10GBase-T при нарушении требований, предъявляемых к отдельным парам. Чтобы сделать такую оценку, нужно рассчитать уровень суммарного шума (на основе измеренных значений PSAFEXT и PSANEXT) и вычесть его из предельно допустимого значения суммарных межкабельных наводок, определенного с учетом вносимых потерь. Среднее значение полученной разности в полосе частот от 10 до 400 МГц называется запасом по уровню межкабельных наводок. Кабельная система будет пригодна для использования технологии 10GBase-T, если этот запас больше нуля. Он специфицируется для каждой витой пары в отдельности и как среднее значение по всем четырем парам.

На рис. 3 приведены кривые суммарного шума (PSAFEXT и PSANEXT) в паре 2, предельно допустимых значений этого шума и их разности. Хотя данная пара не соответствует требованиям по PSAELFEXT, расчет запаса по уровню межкабельных наводок показал, что суммарный шум в ней таков, что требуемое отношение сигнала к шуму обеспечивается, а значит, пара 2 будет поддерживать технологию 10GBase-T.

Уменьшение межкабельных наводок

Дополнительные рекомендации по развертыванию сетей 10GBase-T на базе сбалансированного медного кабеля содержатся в приложении Annex 55B к будущему стандарту 10GBase-T. В этом приложении описаны методы уменьшения межкабельных наводок для соответствия канала требованиям спецификаций. Описание этих методов представлено и в техническом бюллетене ANSI/TIA/EIA-TSB-155 “The Additional Cabling Guidelines for 4-Pair 100 W Category 6 Cabling for 10GBase-T Applications”.

Уровень межкабельных наводок зависит от числа соседних кабелей и разъемов и близости их расположения друг к другу. Он уменьшается с увеличением расстояния между соседними кабелями и разъемами.

Из-за широкополосности сигналов 10GBase-T основными источниками межкабельных наводок являются соседние каналы 10GBase-T. Вклад других источников (например, каналов 1000Base-T) в общий уровень шума очень мал, но может стать значительным, если витая пара канала 10GBase-T, на которую наводятся помехи, имеет большие (близкие к максимально допустимым) вносимые потери. Стоит отметить, что увеличение длины раздельно проложенных коммутационных шнуров снижает уровень наведенного (на канал) шума на входе приемника.

В полевых условиях возможны следующие способы уменьшения межкабельных наводок:

• Разместите каналы 10GBase-T таким образом, чтобы они не использовали расположенные рядом розетки коммутационной панели (степень близости розеток друг к другу следует оценивать не только с лицевой, но и с обратной стороны панели).

• Уменьшите электромагнитную связь между каналами на первых 5—20 м их длины, отделив шнуры оборудования и шнуры коммутационной панели друг от друга, а также распустив пучок горизонтальных кабелей (значительная часть наводок ANEXT возникает именно на первых 20 м длины кабелей).

• Используйте шнуры оборудования, предназначенные для уменьшения межкабельных наводок, т. е. выполненные из ScTP-кабеля категории 6 или из кабеля расширенной категории 6 (Augmented Category 6).

• Переконфигурируйте кабельную систему типа кросс-коннект в интерконнект.

• Замените существующие разъемы на разъемы расширенной категории 6.

Снижение мощности передатчика

Проектом стандарта 10GBase-T предусмотрена функция снижения выходной мощности передатчика (Power Back-Off — PBO), регулирующая ее с учетом уровня сигнала на входе приемника. Данная функция уменьшает межкабельные наводки (на соседний канал) при сохранении требуемого уровня мощности сигнала на входе приемника.

На рис. 4 показаны два соседних канала с горизонтальными кабелями длиной 15 и 90 м. Мощность передатчика на канале 1 снижена на 10 дБ, что снизило уровень межкабельных наводок в канале 2 также на 10 дБ. Указанное снижение мощности передатчика на канале 1 вполне допустимо, поскольку мощность сигнала на входе приемника остается при этом в заданных пределах из-за относительно небольшой длины кабеля (15 м). Что же касается канала 2, то мощность его передатчика снижать нельзя (допустимый уровень PBO равен 0 дБ), поскольку данный канал имеет максимальную длину 100 м. Функция PBO учитывается при расчете уровня межкабельных наводок.

Типы кабелей и длины каналов

Кабельные системы, которые предполагается использовать для поддержки технологии 10GBase-T, должны соответствовать предусмотренным проектом стандарта требованиям, предъявляемым к каналу СКС. При разработке спецификаций на канал СКС решалась задача обеспечения передачи данных со скоростью 10 Гбит/с на расстояние 55—100 м по каналу класса E и 100 м по каналу классу F.

Кабельные системы других классов (например, класса D/категории 5e) тоже можно задействовать для передачи трафика 10GBase-T при условии соответствия их вышеназванным требованиям. Возможна также передача данных на расстояние более 55 м по UTP-каналу класса E/категории 6, разумеется, если он соответствует спецификациям на канал СКС.

В проекте стандарта 10GBase-T имеются ссылки на кабельные стандарты и рекомендации организаций ISO и IEC, комитета TIA-TR-42. Рабочая группа IEEE 802.3 сама не разрабатывает кабельные стандарты, но тесно сотрудничает с ISO, IEC и TIA-TR-42 в рамках процесса согласования стандартов, синхронизируя разработку спецификаций физического уровня Ethernet и кабельных стандартов. Итак, в проекте стандарта 10GBase-T есть ссылки на рекомендации, описанные в следующих документах: ANSI/TIA/EIA-TSB-155, ISO/IEC TR-24750, ANSI/TIA/EIA-568-B.2-10 и ISO/IEC 11801 Edition 2.1.

В техническом бюллетене ANSI/TIA/EIA-TSB155 “The Additional Cabling Guidelines for 4-Pair 100 W Category 6 Cabling for 10GBase-T Applications” рассмотрено функционирование кабельных систем категории 6 в расширенной — с 250 до 500 МГц — полосе частот, специфицированы показатели наводок PSAELFEXT и PSANEXT между соседними четырехпарными кабельными каналами категории 6, рассмотрено тестовое оборудование, методы полевого тестирования и способы уменьшения межкабельных наводок.

Технический отчет ISO/IEC TR-24750, определяющий возможности поддержки технологии 10GBase-T установленными кабельными системами классов E и F, содержит рекомендации, которые согласуются с рекомендациями бюллетеня ANSI/TIA/EIA-TSB-155.

Документ ANSI/TIA/EIA-568-B.2-10 является стандартом на кабели, кабельные компоненты и процедуры тестирования, призванные обеспечить возможность передачи данных по технологии IEEE 802.3 10GBase-T на расстояние 100 м по СКС на базе сбалансированных медных кабелей из витых пар. В нем предусмотрено расширение полосы рабочих частот канала и сформулированы новые требования, дополняющие те, которые содержатся в приложении ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1.

В разрабатываемый стандарт ISO/IEC 11801 Edition 2.1 предполагается включить спецификации на кабельные системы новых классов — EA и FA, совместимые с технологией 10GBase-T. Требования по NEXT планируется сделать более жесткими, чем представленные в документе ANSI/TIA/EIA-568-B.2-10.

Подведем итоги

Основными техническими элементами будущего стандарта 10GBase-T являются спецификации на межкабельные наводки, включающие отношения значений PSANEXT и PSAELFEXT к уровню вносимых потерь и расчет запаса по уровню межкабельных наводок. К этим элементам также относятся механизм PBO, методы модуляции сигнала и кодирования информации. Основные принципы работы каналов 10GBase-T и 1000Base-T похожи. В канале 10GBase-T данные передаются по каждой из четырех витых пар кабеля в дуплексном режиме (в обоих направлениях одновременно) на скорости 2,5 Гбит/с, что в сумме дает скорость передачи данных 10 Гбит/с..





  
6 '2006
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Картинки с выставки и FMC

• Противостояние угрозам безопасности

инфраструктура

• Сжатие сохраняемой информации набирает обороты

• Высокоскоростные сети хранения данных

• Администрирование радиочастотного спектра

информационные системы

• Тестируем пакеты бизнес-аналитики

• Как нам обустроить call-центр

• Контроль качества обслуживания клиентов в call-центрах

• Тестируем ПО виртуальных машин

сети связи

• Skype, Triple Play и футбол

• Реализация каналов GSM/GPRS в беспроводных системах сбора и передачи информации

защита данных

• Аттестация сетевых узлов

• Как выявить узлы-«нелегалы»

кабельные системы

• Трагедия как стимулятор инноваций в области противопожарных преград

• Близится принятие стандарта 10Gbase-T

новые продукты

• Монтажное оборудование EuroLAN Rack; Powerware 9355 — теперь и на 40 кВА; DECT-система для сетей IP-телефонии; Решения компании Planet для IP-телефонии; Менеджер трафика для SMB


• Калейдоскоп



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