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

  

Экранировать или не экранировать?..

А. Н. Ласый

Когда возникает необходимость создания новой или модернизации старой локальной сети, а значит, и изменения кабельной системы, рано или поздно приходится отвечать на три серьезных вопроса:

  • Какие проблемы надо решить при установке новой или модернизации действующей кабельной системы?
  • Каковы специфические требования, предъявляемые к новой кабельной системе?
  • Сколько это стоит?

Для ответа на первый вопрос следует определить все возможные приложения, которые будут работать в системе как в ближайшее время, так и в обозримом будущем. Приложения, предназначенные для обработки больших объемов информации, нуждаются в высокой скорости передачи данных, а соответствующие технологии предъявляют высокие требования к кабельной системе. Информационная инфраструктура современного здания — это сложная комбинация пассивного и активного оборудования, предназначенного для обеспечения телефонной связи, передачи данных, систем пожарной и охранной сигнализации, кабельного телевидения, видеонаблюдения, контроля микроклимата внутри здания и др. Передача широкополосных сигналов, как аналоговых, так и цифровых, неизбежно связана с электромагнитной совместимостью (ЭМС).

Ответом на второй вопрос могут быть такие условия, как, например, исключение утечки информации за счет побочных электромагнитных излучений или снижение уровня излучения кабельной системы с целью уменьшения вредного влияния на организм человека.

Отвечая на первые два вопроса, нужно также хорошо представлять себе, каким образом можно выполнить новые требования, поскольку от этого напрямую зависит стоимость модернизации.

В отличие от активного оборудования локальных сетей, компьютеров или программного обеспечения кабельная система должна иметь сравнительно продолжительный жизненный цикл — 10—20 лет. Это обусловлено тем, что прокладка кабелей в офисных зданиях и внесение изменений в кабельную систему исключительно трудоемкие процессы. Следовательно, те характеристики, которые обеспечивают надежное функционирование кабельной системы долгие годы без вмешательства извне, должны обладать достаточным «запасом прочности».

Разновидности представленных на рынке кабельных систем

В настоящее время на рынке предлагаются три варианта структурированных кабельных систем (СКС). Это стандартные системы категории 5, улучшенные системы категории 5 (с учетом параметра суммарных перекрестных наводок — PowerSum) и системы, предназначенные для работы по стандарту Gigabit Ethernet .

Применение новых изоляционных материалов и совершенствование технологий изготовления кабелей позволяют увеличить суммарную пропускную способность неэкранированного четырехпарного кабеля до 1,2 Гбит/с. При этом полоса пропускания может достигать 250 МГц. Процедуры инсталляции и тестирования параметров этих кабелей в «полевых» условиях стандартизованы.

С внедрением высокоскоростных технологий передачи данных на европейском рынке появились системы на кабелях типа «экранированная витая пара», которые уже доказали свою жизнеспособность. Получили распространение стандартные системы категории 5 и системы, соответствующие требованиям категории 6. И хотя в настоящее время спецификации систем категорий 6 и 7 еще не утверждены, специалисты считают, что обе они скоро будут широко применяться. Лабораторные испытания экспериментальных экранированных кабелей подтверждают их высокие характеристики: широкую полосу пропускания (до 600 МГц), малый уровень излучения и соответственно высокую защищенность от воздействия внешних помех. Однако нельзя игнорировать тот факт, что столь высокие характеристики пока не могут быть достигнуты вне лабораторий. Кроме того, единственным стандартным соединителем для кабелей с экранированными витыми парами остается все тот же

RJ-45 в экранированном исполнении, который по своим характеристикам ненамного лучше своего неэкранированного прототипа. Сегодня ни один из представленных различными фирмами (IBM, Siemens, HPM KABEL) соединителей нельзя рассматривать как образец стандартного. А отсутствие последнего практически сводит на нет все достоинства новых кабелей.

Нельзя не сказать и об оптоволоконных кабельных системах. Прокладка оптического кабеля к каждому рабочему месту практически обеспечивает идеальные технические параметры всей системы в целом: наибольшую полосу пропускания, полную электромагнитную совместимость, отсутствие опасных для здоровья человека излучения и побочных электромагнитных полей, которые можно было бы использовать для несанкционированного доступа к информации. Однако в настоящее время из-за сравнительно высокой стоимости оптические системы все еще применяют лишь при создании высокопроизводительных магистралей.

Основные понятия и определения

Для более наглядного сравнения кабельных систем на экранированных и неэкранированных витых парах нового поколения необходимо ввести некоторые понятия и определения. Это важно, так как ни на русском языке, ни в каком-либо другом устойчивая терминология, имеющая отношение к медным кабельным системам, еще не сложилась. По этой же причине многими достоинствами, присущими настоящим экранированным кабелям на витых парах, умышленно или неумышленно наделяют кабели, конструкция которых, строго говоря, мало похожа на конструкцию «экранированной витой пары».

Ниже предлагаются основные понятия и определения:

UTP
— кабели на неэкранированных витых парах;
STP
— кабели на неэкранированных витых парах с общим экраном из проволочной сетки или алюминиевой фольги;
SSTP
— кабели на экранированных витых парах с общим наружным экраном из проволочной сетки или фольги;

В таблице приведены часто встречающиеся обозначения кабелей, их конструктивные особенности и характеристики, в частности, указана установочная стоимость одного порта.

При сравнении кабелей необходимо также учитывать параметры, определенные действующими стандартами и содержащиеся в проектах стандартов на новые категории кабельных проводок.

Действующими стандартами нормируются лишь несколько параметров:
затухание (attenuation) — уменьшение уровня сигнала при его распространении по кабелю;
перекрестные наводки на ближнем конце кабеля (NEXT) — уровень помех, наведенных на пару, работающую на прием, от пары, работающей на передачу, на ближнем конце кабеля;
отношение уровня затухания к уровню перекрестных наводок (ACR) — превышение уровня полезного сигнала над уровнем наведенной помехи.

При разработке новых протоколов передачи данных появляются и новые характеристики кабельных проводок, которые необходимо учитывать при оценке качества кабельной системы.

Суммарные перекрестные наводки на ближнем конце кабеля (PSNEXT — Power sum NEXT) характеризуют уровень помех, наведенных в работающей на прием паре и измеренных на ближнем его конце, от всех других пар, работающих на передачу.

Перекрестные наводки на дальнем конце кабеля (FEXT) характеризуют уровень помех, наведенных на работающую на прием пару и измеренных на дальнем его конце работающей на передачу парой. В чистом виде этот параметр не представляет никакого интереса для оценки качества канала. Более информативным является параметр, нормированный по затуханию, — ELFEXT (Equal level FEXT).

Суммарные перекрестные наводки на дальнем конце кабеля, нормированные по затуханию (PSELFEXT), характеризуют уровень помех, наведенных в работающей на прием паре и измеренных на дальнем его конце от всех пар, работающих на передачу.

Возвратные потери (Return loss) характеризуют уровень сигнала, отраженного от неоднородностей волнового сопротивления в кабеле. Уровень возвратных потерь следует измерять на обоих концах кабеля.

Неравномерность времени распространения сигнала (Delay Skew) характеризует величину фазовых искажений, возникающих в кабеле из-за различия времени прохождения сигнала в разных парах.

Появление дополнительных характеристик вызвано тем, что в новых протоколах передача и прием данных происходят по одним и тем же парам.

Проблемы и перспективы

В настоящее время СКС должна:

  • работать по стандартным высокоскоростным протоколам 100Base-T, ATM-155,
  • иметь возможность проводить видеоконференции,
  • передавать программы вещательного и кабельного телевидения.

В перспективе СКС должна обеспечить переход на еще более скоростные протоколы, такие, как 1000Base-T, АТМ-622. Учитывая реальную потребность и возможные масштабы этого процесса, а также опыт уже начавшегося перехода с протокола 10Base-T на протоколы 100Base-T и АТМ-155, можно предположить, что он продлится 10—15 лет.

СКС, где используются UTP-кабели нового поколения (имеющие в названии приставку «Giga»), удовлетворяют этим требованиям. Поскольку процедура инсталляции и контроля параметров UTP-систем уже четко отработана, есть основание считать, что значения параметров не изменятся в течение всего срока службы. Да и производители СКС дают гарантию на эти системы 15—20 лет.

В течение этого срока некоторые фирмы гарантируют качественную работу не только компонентов, но и приложений. Так, компания Lucent Technologies предлагает «Программу поддержки приложений». Для так называемых однонаправленных приложений, таких, как высокочастотное телевидение, UTP-кабели обеспечивают полосу пропускания до 550 МГц.

СКС на STP-кабелях (для Giga-систем) столь же долговечны. Их инсталляция хоть и более трудоемка, но отработана в такой же степени, как и для СКС на UTP-кабелях, а процедуры контроля параметров ничем не различаются. По величине NEXT СКС на STP-кабелях не отличаются от СКС на UTP-кабелях, а по величине затухания несколько уступают им из-за дополнительных потерь в экране. Однако в связи с отсутствием стандартных методик контроля качества экранирования нельзя объективно оценивать работу системы на протяжении гарантийного срока.

Отличные технические характеристики SSTP-кабелей на высоких частотах (положительное значение параметра ACR на частотах до 1200 МГц) обусловлены минимальным взаимным влиянием пар друг на друга. Однако в настоящий момент на рынке нет систем на SSTP-кабелях, реализующих все их преимущества. А характеристики тех систем, которые есть, лишь немногим лучше характеристик систем на STP-кабелях. Причина этого — в использовании в обоих случаях одинаковых соединителей: RJ-45 в экранированном варианте.

Системы на многомодовых оптических кабелях имеют превосходные характеристики, которые в ближайшие 10—20 лет вряд ли будут исчерпаны. Одномодовые оптические кабели имеет еще больший «запас прочности».

Специфические требования

В информационных системах часто недопустима утечка информации за счет побочного излучения (особенно в режимных и государственных учреждениях) и обязателен низкий уровень вредного для здоровья человека излучения (в медицинских учреждениях).

По этим позициям на европейском рынке идет постоянная дискуссия по поводу пригодности СКС, построенных на экранированных и неэкранированных кабелях. Эта борьба значительно обострилась после публикации Европейской директивы по электромагнитной совместимости (European EMS Directive) 89/336/ЕЕС, требованиям которой должны отвечать все кабельные системы, продаваемые в Европе начиная с 1996 г.

СКС на хорошо сбалансированных UTP-кабелях нового поколения (Giga-системы) имеют низкие уровни излучения всех видов. Например, по данным Немецкого федерального агентства по телекоммуникациям (BZT), при работе в сети протоколов 10Base-T (10 Мбит/с) и TP-PMD (100 Мбит/с) величина излучения кабелей 1061+ (семейство PowerSum) компании Lucent Technologies составляет не более 37 дБмкВ/м (7ґ10–5 В/м) на расстоянии 10 м от кабеля и 57 дБмкВ/м (7ґ10–4 В/м) на расстоянии 1 м. Это отвечает требованиям Европейской директивы по ЕМС и соответствует классу «В» европейского стандарта EN55022, т. е. их можно использовать в жилых помещениях.

Охранная зона UTP-кабелей фирмы Lucent Technologies при передаче секретной информации составляет менее 1 м.

В целом обеспечение безопасности информации является комплексной задачей. Утечка информации из-за побочного излучения может быть исключена не только благодаря применению экранированных кабелей и установочных изделий, но и другими, более дешевыми способами, например маскированием. Замена в сетях концентраторов коммутаторами решает вопрос маскирования даже без применения специальной аппаратуры. Дело в том, что в каждый момент времени в коллизионных доменах присутствует только один сигнал, и это упрощает его расшифровку. При использовании коммутаторов в каждый момент времени в кабелях проходят разные сигналы одновременно. Таким образом, взаимное маскирование сигналов осуществляется автоматически.

При правильной схеме и хорошем исполнении заземления излучение кабельной системы, построенной на STP- и SSTP-кабелях, и восприимчивость к внешним полям получаются значительно меньше, чем у систем на UTP-кабелях. Однако отсутствие стандартных методик оценки качества экранирования остается серьезной проблемой. В России трудности усугубляются отсутствием во многих зданиях, используемых под офисы, контура заземления как такового, не говоря уже о «сигнальном» заземлении, необходимом для нормальной работы систем на STP- и SSTP-кабелях. Здесь резонно привести высказывание крупного специалиста в области техники высоких напряжений Адольфа Шваба (Германия): «Хотя проблему заземления экранов кабелей с помощью тщательного системного анализа можно решить заранее, но даже профессионалы снова и снова сталкиваются с «сюрпризами» (непредусмотренными точками заземления, стоячими волнами в экранах кабелей и т. п.), которые обнаруживаются только экспериментально».

Сколько это стоит?

Характеристики, помогающие сравнить системы между собой, приведены в таблице. Но они взяты из иностранных источников и не отражают особенностей российского рынка СКС.

UTP-системы получили наибольшее распространение в России именно потому, что для их функционирования не нужно было создавать вспомогательные системы заземления (и прежде всего «сигнального»), а значит, и нести дополнительные расходы.

Установка СКС на STP- и SSTP-кабелях требует наличия в офисном здании тщательно выполненной системы заземления. В нашей стране при строительстве новых зданий обычно предусматривается только защитное заземление, а при реконструкции старых зданий часто и вовсе обходятся без него. Система заземления, как правило, строится одновременно с прокладкой СКС, расходы на это включаются в общую смету. Без учета затрат на строительство «сигнального» заземления стоимость прокладки СКС на SSTP-кабелях будет в 1,5—2 раза выше стоимости развертывания аналогичной системы на UTP-кабелях, а с учетом этих затрат — уже в 3—4 раза выше. Очевидно, такая ситуация сохранится до тех пор, пока офисные здания не будут строиться в соответствии с мировыми стандартами.

***

Как уже говорилось выше, совершенно «безоблачное» существование кабельной системы в течение 10—20 лет может обеспечить технология «оптика до рабочего места». Уже сейчас цена установки таких кабельных систем сравнима с ценой UTP-систем и меньше цены SSTP-систем. Сегодня применение оптических СКС сдерживается лишь высокой стоимостью активного оборудования. С ростом объемов производства и совершенствованием технологии происходит постоянное снижение стоимости оптоволоконного кабеля и компонентов этих линий. Наблюдается также удешевление портов активного оборудования, предназначенных для подключения оптоволоконных линий. По мнению специалистов, кабельные системы с оптическими кабелями в ближайшее время способны составить серьезную конкуренцию системам на экранированной и неэкранированной витых парах.





  
10 '1998
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Наперегонки со светом

локальные сети

• Недорогие серверы на базе Pentium II

• Экранировать или не экранировать?..

• Интеграция NetWare и Windows NT

• Локальная сеть - кварц или медь?

• RAID: концепция живет и развивается

• Новые программные средства закрывают брешь в управлении Windows NT

бизнес

• NT-серверы IBM вырываются вперед

• SMCC расширяет каналы сбыта

• Слияние двух надежд

интернет и интрасети

• Ingram - поставщик услуг электронной коммерции

• Лоцманы в море информации

корпоративные сети

• Бум пропускной способности

• Технология ATM и современные корпоративные сети

• Хвала Общей информационной модели

• Объектное расширение реляционной СУБД: зачем и как (Часть II. Как?)

• Выбираем пограничный коммутатор ATM

услуги сетей связи

• Интернет и ТфОП: вопросы подключения маршрутизаторов к городским АТС

• Проблемы внедрения технологии DSL

защита данных

• Средства контроля безопасности на базе протокола IP

• Резервирование в централизованных системах бесперебойного электропитания

системы учрежденческой связи

• Аспекты техобслуживания цифровых УПАТС



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