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

  

Пригодна ли существующая проводка для Gigabit Ethernet?

Джо Мулич

В середине прошлого года институт IEEE закончил разработку стандартов для технологии Gigabit Ethernet с использованием оптических кабелей. Стандарты на основе медных кабелей тоже близки к завершению. Теоретически эти события должны были порадовать тех руководителей подразделений ИТ, которые хотели бы воспользоваться технологией Gigabit Ethernet и более аргументированно решать вопросы прокладки кабелей.

Однако, как это обычно бывает, прокладка кабелей для нового приложения оказалась значительно более сложной задачей, чем многие предполагали. Специалисты лишь начинают убеждаться в том, что оптические кабели производятся не по одному стандарту и что, планируя переход к Gigabit Ethernet, им придется тщательнее анализировать магистральную часть существующей кабельной системы.

Хотя магистральные линии требуют более пристального внимания, чем горизонтальная проводка, процесс подключения рабочих станций также таит в себе много неожиданностей. Несмотря на то что проекты стандартов Gigabit Ethernet для медных кабелей предусматривают передачу данных по кабельным системам категории 5, которые используются в большинстве локальных сетей, в действительности реализовать это предположение не так просто. При проведении последних тестов выявились изъяны в существующих инсталляциях, делающие их неподходящими для технологии Gigabit Ethernet. Это может привести к существенным изменениям в развитии технологии, вплоть до призывов некоторых специалистов и в горизонтальной проводке перейти на оптические кабели.

В конце концов побеждает оптоволокно

В июне 1998 г. комитетом 802.3z IEEE был принят стандарт для Gigabit Ethernet — отдельно для коротковолнового (1000Base-SX) и длинноволнового (1000Base-LX) излучения — на основе многомодового (Multimode Fiber — MMF) и одномодового (Single-Mode Fiber — SMF) оптического кабеля.

«Предполагалось, что новая технология будет разрабатываться сначала для медных проводов, а затем для оптоволокна, — говорит Кен Холл, менеджер по маркетингу систем компании AMP. — Но действительность внесла свои коррективы: в то время как стандарты для оптических линий уже были приняты, стандарт для медных проводов все еще находится в стадии разработки».

«Все это хорошо — более того, просто замечательно! Однако сегодня многие профессионалы считают, что в проводках, реализованных с помощью оптоволокна, нет таких недостатков, которые могли бы негативно сказаться на работе той или иной системы при переходе на технологию Gigabit Ethernet, — отмечает Марк Фэбби, директор по исследованиям компании Gartner Group. — Многие, по-видимому, искренни в своем заблуждении, что оптоволокно обладает неограниченной полосой пропускания».

Действительно, применительно к многомодовым волокнам существуют разные стандарты. Стандарт Ассоциации промышленности средств связи (Telecommunications Industry Association — TIA) задает удельную полосу пропускания, равную 160 МГц•км, в то время как стандарт ISO/IEC — 200 МГц•км. Различные же стандарты существуют и для допустимого затухания и максимального расстояния кабельного сегмента. Боўльшая часть кабелей, проложенных недавно, отвечает требованиям всех стандартов, но некоторые производители продолжают выпускать кабели отдельно для каждого из них.

«Это означает, что на предприятиях используются различные виды многомодовых волокон, — констатирует Фэбби. — Множество людей не имеют ни малейшего представления о том, какой вид кабеля уложен в их магистральных линиях. Я разговаривал с несколькими клиентами, работающими в сетях масштаба кампуса по протоколу Fast Ethernet. Они действительно думают, что для перехода на Gigabit Ethernet достаточно заменить в маршрутизаторе интерфейс Fast Ethernet на гигабитовый, и все будет в порядке. Когда же я спросил их о типе используемого ими оптического кабеля и о длине сегментов, они ничего не смогли ответить. А ведь в ряде случаев существующие кабели нельзя использовать с Gigabit Ethernet».

Ключевой параметр – пропускная способность

Сначала усилия специалистов комитета IEEE, два года работавшего над стандартами Gigabit Ethernet, были направлены на то, чтобы обеспечить работу многомодовых оптических кабелей на расстоянии до 500 м и выполнить тем самым требования стандартов по построению магистралей сетей масштаба кампуса. К сожалению, это расстояние пришлось сократить из-за неожиданных проблем, возникших при передаче по некоторым видам оптических многомодовых кабелей излучения, генерируемого лазером (применение такого источника света обусловлено технологией Gigabit Ethernet).

Наиболее типичный многомодовый оптический кабель в ныне действующих кабельных системах имеет сечение сердечника 62,5 мкм и удельную полосу пропускания, равную 160 МГц•км. При его использовании для Gigabit Ethernet и других технологий с лазерным источником света допустимая длина кабеля становится слишком малой, поэтому в большинстве новых кабельных систем применяют волокно с 50-мкм сечением сердечника. «Имеется много неясного относительно того, хватит ли для Gigabit Ethernet емкости частотной полосы пропускания проложенного оптоволокна», — отмечает вице-президент компании Scope Communications Фанни Млинарски.

Основная проблема связана с эффектом дифференциальной модовой задержки (Differential Mode Delay — DMD), схожим с явлением дисперсии, имеющим место при использовании в качестве источника света светодиодов. В этом случае передаваемый импульс расширяется, так как свет с различными длинами волн распространяется через оптоволокно с неодинаковыми скоростями. Это приводит к временноўму «перекашиванию» компонентов сигнала, когда он достигает конца оптического кабеля.

Предполагалось, что при использовании лазеров дисперсии не будет. И это верно — ее нет. Однако оказалось, что луч лазера расщепляется на два или более пучков, идущих различными путями. В результате этого появляется дифференциальная задержка распространения пучков, приводящая к точно таким же искажениям, как и дисперсия. В одномодовом оптоволокне дифференциальная задержка отсутствует, так как по его более узкому сердечнику может распространяться только одна световая мода.

«Разработчики не обратили внимания на этот эффект, — говорит Млинарски, — а столкнувшись с ним, вынуждены были существенно ограничить максимальную возможную длину оптического кабеля». Так и получилось, что длина обычного кабеля с сечением 62,5 мкм и удельной полосой пропускания 160 МГц•км для стандарта 1000Base-SX не может превышать 220 м, т. е. она более чем в два раза короче первоначально предполагаемой.

Это вносит изменения в практику прокладки оптических кабелей. Фэбби рекомендует увеличить долю используемого в корпоративных системах одномодового волокна. Прежде аналитики считали, что одномодовое волокно должно составлять не более трети длины всего оптоволокна в здании, а во всем кампусе — от одной трети до половины его длины. Теперь, по мнению Фэбби, на долю одномодового волокна должно приходиться от одной трети до половины всей кабельной системы здания, и от половины до трех четвертей кабельной системы кампуса.

В жизни все немного лучше

Беспокойства по поводу производительности Gigabit Ethernet с учетом «зачаточного» состояния этой технологии носят эмпирический характер. Менеджер по продуктам компании Bay Networks Берт Армиджо считает, что на самом деле все не так уж и страшно. Никто из сторонников применения новой технологии, с которыми ему пришлось общаться, не обнаружил неполадок в работе Gigabit Ethernet, поддерживаемой существующими кабельными проводками.

Первопроходцами в этой области были компании из списка Fortune 1000, которые сначала применили Gigabit Ethernet в центрах обработки данных и магистральных линиях кампусов, основываясь на имеющемся 62,5-мкм многомодовом волокне. «За ними последовали предприятия типа киностудий или процессинговых центров кредитных карт, где работают приложения с большими объемами данных, — говорит Армиджо. — Такие приложения устанавливают непосредственно на серверах и используют новые кабели, а на работу магистралей не обращают внимания».

Прежде чем выбрать партнера по технологии Gigabit Ethernet компания Bay Networks провела расширенные внутренние испытания трансиверов и обнаружила, что допустимые длины кабельных сегментов значительно превышают значения, рекомендуемые стандартами. «При работе на короткой длине волны излучения, которой по стандарту соответствует расстояние всего 500 м, мы обнаружили, что система продолжает функционировать при расстояниях, значительно превышающих 1000 м для большинства образцов аппаратуры, и при различных температурах», — констатировал Армиджо.

Тем не менее он считает, что получил несколько уроков по инсталляции, чтобы впредь приложение Gigabit Ethernet работало более гладко. Многие фирмы, по его мнению, не умеют «обращаться» со своими кабельными системами.

«Если вы собираетесь перевести вертикальные магистрали на технологию Gigabit Ethernet, то непременно изучите схемы, убедитесь, что знаете, где находятся все распределительные панели и как на самом деле проложены кабели, — сказал Армиджо. — Мне известны случаи, когда два оптических кабеля в коммутационном шкафу считались соединенными локально, в то время как на самом деле они проходили через пару удаленных распределительных панелей».

В отличие от кабелей из неэкранированных витых пар для оптических кабелей не характерны скрытые неполадки. Дефектные оптические линии теряют данные и проявляют свое несовершенство немедленно, поэтому Армиджо советует менеджерам ИТ во время инсталляции выполнять несколько тестов, чтобы сразу выявить проблемы, которые могут возникнуть в будущем. «Мы обычно рекомендуем заказчикам при инсталляции устанавливать для протокола SNMP очень низкий порог потери пакетов (скажем, менее 1%), чтобы обнаружить дефектные линии», — говорит он.

Компания Bay Networks также обнаружила, что загрязнение коннекторов трансиверов Gigabit Ethernet также может привести к возникновению значительных проблем. «При переключениях на распределительных панелях или перестановке трансиверов в коммутаторах мы предлагаем очищать все детали с помощью сжатого воздуха, чтобы удалить мельчайшие частицы пыли, — продолжает Армиджо. — В случае использования технологии 100Base-FX, работающей на более длинных волнах, пыль никак не сказывается на функционировании оборудования».

С точки зрения топологии сети имеется несколько способов обеспечить резервирование соединений между зданиями, в числе которых можно назвать прокладку отдельных кабелей и балансировку нагрузки. «Сегодня большинство наших заказчиков между зданиями используют четыре пары кабелей, — сказал он. — Они все чаще отказываются от резервных «темных» пар и переходят к использованию вторых, полностью загруженных пар.

Сложности, связанные с применением кабелей категории 5

Всего несколько лет назад идея применения технологии Gigabit Ethernet в линиях с медными проводами казалась нелепой. У фирм, работающих со специализированными приложениями, в этом отношении не было другого выбора, кроме как подвести к настольным системам дорогие оптические кабели. Сейчас комитетом 802.3ab IEEE разрабатывается стандарт (1000Base-T) для подключения настольных компьютеров через Gigabit Ethernet с использованием витой пары категории 5. Члены комитета обещают утвердить стандарт к марту 1999 г. и заявляют, что детали документа уже хорошо проработаны.

Около 80% предприятий во всем мире, согласно данным консультационной фирмы Frost & Sullivan, используют кабели категории 5 для настольных, магистральных и серверных приложений. Члены комитета публично заверяют, что нет никаких препятствий к тому, чтобы разрабатываемый стандарт позволил применять технологию 1000Base-T к существующим кабельным системам категории 5. При этом они осуждают тех поставщиков, которые сомневаются в том, что кабельные системы категории 5 подходят для Gigabit Ethernet. Март Молле, профессор информатики Калифорнийского университета, принимающий участие в разработке спецификаций, присутствовал на недавнем заседании комитета, где были представлены доклады о новых достижениях в области кабельных систем, в том числе кабелей категорий 6 и 7.

«Презентация была негативно воспринята инженерами, разрабатывающими гигабитовые стандарты, — рассказал он. — Все поставщики в один голос утверждали, что установленные повсеместно два года назад кабели уже устарели и что проводку придется модернизировать до уровня категорий 6 или 7. Разработчики же стандарта упорно стремятся заставить функционировать технологию Gigabit Ethernet именно с помощью кабельной проводки категории 5, сертифицированной по стандарту TIA-568А. Им меньше всего хотелось бы выставлять требование замены кабельной системы».

Теоретически их желание похвально. Но в действительности проблема реализации Gigabit Ethernet с использованием кабелей категории 5 не так проста, как кажется.

«Кабельную систему категории 5 уже вот-вот начнут применять для Gigabit Ethernet, — сообщил источник, заслуживающий доверия. — В комитете IEEE по-прежнему утверждают, что технология будет работать, но запаса по параметрам инсталляции в ней нет. Неряшливая работа или применение трансиверов с небольшими отклонениями от номинальных характеристик неприемлемы, поскольку допуски оказываются слишком малыми».

Фэбби из Gartner Group считает, что короткие участки кабелей категории 5 для технологии Gigabit Ethernet, вероятно, подойдут, чего нельзя сказать о сегменте проводки, длина которого приближается к предельно допустимым 100 м. «О каждой отдельной горизонтальной линии сертифицированной системы категории 5 никто не сможет сразу сказать, будет или не будет она работать с Gigabit Ethernet», — говорит Фэбби.

Все участки действующей медной проводки должны быть проверены на предмет соответствия категории 5. «Если организация собирается внедрять у себя Gigabit Ethernet, ей, по-видимому, придется смириться с необходимостью заменить часть кабелей, — продолжает он. — Проще провести общую модернизацию, чем скрупулезно выяснять пригодность каждой линии существующей проводки». Действительно, для многих новых систем выбираются более высокие категории медных кабелей с учетом возможного применения в будущем Gigabit Ethernet.

Даг Соча, менеджер по телекоммуникациям компании Gruma Foods, пришел к заключению, что дополнительные расходы на кабели категории 6 (всего на 25% превышающие таковые для категории 5е) оправдывают себя, поскольку позволяют значительно увеличить производительность сети.

«Отрасли понадобилось много времени, чтобы перейти от кабельных систем категории 3 к системам категории 5, — сказал он. — Переход же от кабелей категории 5 к кабелям улучшенной категории 5е осуществлялся практически в одночасье. Технологию Gigabit Ethernet мы начнем использовать через три—пять лет, но подготовиться к этому хотели бы уже сейчас».

Это особенно важно, если исходить из того, что компания Gruma намерена использовать кабели одних и тех же стандартов для всех своих предприятий, часть которых представляют собой производственные цеха с высоким уровнем помех, способных нарушать трафик Gigabit Ethernet. Решающим доводом в пользу этого стала гарантия производителя кабельных систем в том, что будущая система сможет соответствовать любым спецификациям для кабелей категории 6, которые в конце концов будут утверждены.

Гарантии могут ввести в заблуждение

Конечно, гарантии очень важны. Поэтому, готовясь к переходу на Gigabit Ethernet, конечный пользователь должен очень тщательно изучить гарантийные документы на уже проложенную проводку. Марк Джонстон, директор по техническим разработкам фирмы Microtest, говорит: «Множество конечных пользователей проложили кабели с 15-летней гарантией еще в 1993 г., и у них сложилось благодушное мнение, что их система будет поддерживать любое приложение, которое появится до 2008 г. На самом же деле в гарантии может быть зафиксировано только то, что кабельная система поддерживает приложения, разработанные для кабелей категории 5, на время установки проводки, т. е. в 1993 г. А стандартов Gigabit Ethernet тогда еще не было».

Перемещения, добавления и изменения (Move, Add and Change — MAC), которые происходят в большинстве кабельных систем каждый месяц, тоже играют свою роль. Если MAC не были выполнены квалифицированным исполнителем, гарантии становятся недействительными. «Формулировки гарантии могут создать впечатление, что система будет поддерживать любое приложение, тогда как в ряде случаев это совсем не так», — сказал Джонстон.

Передача данных со скоростью 1000 Мбит/с по системе, рассчитанной на вдесятеро меньшую скорость, требует, по его словам, использования сложных методов обработки сигналов. Кроме того, при этом возникают непредвиденные проблемы, самые значительные из которых — проявление возвратных потерь и перекрестных наводок на дальнем конце кабеля. Учитывая все это, были предложены новые процедуры тестирования, отсутствовавшие в бюллетене TSB-67 Ассоциации TIA, определяющем процедуры тестирования кабелей категорий 3, 4 и 5.

«Дело в том, что в Gigabit Ethernet используются все четыре пары кабеля одновременно, причем в значительно более широкой полосе частот», — развил свою мысль Джонстон.

В настоящее время при сертификации кабельных систем на медных кабелях требуется предоставить: карту соединений проводников, сведения о длине, затухании сигналов и перекрестных наводках на ближнем конце кабеля (near-end cross talk — NEXT). При использовании технологии Gigabit Ethernet нужно измерять еще три параметра: возвратные потери (return loss), перекрестные наводки на дальнем конце (far-end cross talk — FEXT) и перекрестные суммарные приведенные наводки (Power Sum ELFEXT).

Наличие возвратных потерь в Gigabit Ethernet становится проблемой, потому что все четыре витые пары передают информацию одновременно в обоих направлениях, подобно аналоговой телефонной линии. Неравенство импеданса компонентов вызывает отражение сигнала и образование эха. Эти паразитные сигналы фактически означают увеличение уровня шума и могут привести к существенным нарушениям в работе высокоскоростной сети.

FEXT — менее известный параметр, похожий на NEXT — перекрестную наводку между передающей и принимающей парами на ближнем конце кабеля. FEXT представляют собой перекрестные помехи, наводимые передатчиком на соседнюю пару в кабеле на дальнем конце линии.

Параметр ELFEXT (Equal Level FEXT — FEXT, нормированный на уровень сигнала) служит для сравнения множественных линий различных длин. Фактически ELFEXT равен разности FEXT и затухания. Более короткие линии имеют более высокое значение FEXT и более низкое затухание, в то время как длинные линии — меньшее значение FEXT, но более высокое затухание. «ELFEXT — параметр, не зависящий от длины линии, но критически важный для таких высокоскоростных сетей, как Gigabit Ethernet», — заключает Джонстон.





  
2 '1999
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Гонка порталов

локальные сети

• Пригодна ли существующая проводка для Gigabit Ethernet?

• Две тысячи и одна проблема

• Многопроводные телекоммуникационные кабели (витые пары и экранирование)

• NAS: простота и эффективность

• Как выбрать концентратор Fast Ethernet

бизнес

• Этапы сделки. Все по полочкам

интернет и интрасети

• Java готовится к штурму предприятий (окончание)

• Web-аутсорсинг

корпоративные сети

• Системы обмена сообщениями на новом витке развития

• Комплексные решения по управлению информационной средой предприятия

• Эх, прокачу! или Модемы стандарта V.90

услуги сетей связи

• Sync Research поднимает управление сетями Frame Relay на новый уровень

• Система сигнализации B-ISDN UNI 3.x: функционирование и тестирование. Часть 1

• Развитие фиксированной спутниковой связи в России и странах СНГ

• Система абонентского радиодоступа из России, для России

• «Тупая сеть» как светлое будущее телекоммуникаций. Часть 1

защита данных

• Семь межсетевых экранов масштаба предприятия



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