Выбор кабеля для различных подсистем.

В состав любой кабельной системы входят кабели различных типов, каждый из которых имеет свою область или области назначения. Для определения областей назначения того или иного типа кабеля полезно выделять в кабельной системе отдельные подсистемы. В типичную иерархическую структурированную кабельную систему входят горизонтальные и вертикальные подсистемы, а также подсистема кампуса.

Горизонтальные подсистемы работают в пределах отдела и соединяют кроссовый шкаф этажа с розетками пользователей. Подсистемы этого типа соответствуют этажам здания.

Вертикальные подсистемы работают внутри здания, соединяют кроссовые шкафы каждого этажа с центральной аппаратной здания. Подсистема кампуса, работающая в пределах территории между зданиями, соединяет несколько зданий с главной аппаратной всего кампуса. Эта часть кабельной системы обычно называется backbone (или магистралью).

При выборе кабеля для той или иной подсистемы принимаются во внимание следующие его характеристики: полоса пропускания, расстояние, на котором он может работать, защищенность, электромагнитная помехозащищенность, стоимость. Кроме того, при выборе кабеля нужно учитывать, какая кабельная система уже установлена на вашем предприятии, и какие тенденции и перспективы существуют на рынке в данный момент.

Исторически стандарты на различные типы кабелей, которые могут быть применены в локальных вычислительных сетях, разрабатывались различными организациями. Так, стандарты на экранированную витую пару установила компания IBM, разработавшая свою кабельную систему, стандарты на неэкранированную витую пару разрабатывались телефонными компаниями и т. п. В настоящее время принята версия стандарта Е1А/Т1А 568А, которая определяет основные параметры неэкранированной витой пары 100 0м UTP, экранированной витой пары 150 0м STP и волоконно-оптического кабеля, то есть тех видов кабелей, которые покрывают все разнообразие физических уровней современных стандартов для локальных сетей. Коаксиальный кабель не вошел в этот стандарт, так как он является устаревшим видом носителя, который хотя и можно применять, но не рекомендуется, и отсутствие его в стандарте Е1АЛГ1А 568А - аргумент в пользу отказа от коаксиала в новых проектах.

Медный неэкранированный кабель в зависимости от электрических характеристик и производительности разделяют на 5 категорий (или уровней). Кабели категорий 1 и 2 не включены в этот стандарт как не подходящие для передачи данных.

Кабели 1 категории применяются там, где требования к скорости передачи минимальны, Обычно это кабель для цифровой и аналоговой передачи голоса и низкоскоростной (до 20 кб/с) передачи данных.

Кабели 2 категории были впервые применены фирмой IBM при построении собственной кабельной системы. Главное требование к кабелям этой категории - способность передавать сигнал с частотой до 1 МГц. Основные приложения второй категории - сети ISDN и низкоскоростная передача данных.

Сводная информация соответствия сетевых стандартов для категорий 3, 4 и 5 приведена в таблице 4.1.

Необходимо отметить, что стандарт Е1А/Т1А 568А относится только к сетевому кабелю. Но реальные системы, помимо кабеля, содержат также коннекторы, розетки, распределительные панели и др., т.е. все, что в совокупности составляет понятие кабельной системы. Использование только кабеля типа 5 не гарантирует создание кабельной системы этой категории. Все составные части кабельной системы также должны удовлетворять требованиям соответствующей категории, то есть работать без ухудшения электрических параметров передаваемых сигналов в заданных частотах. Важное значение имеет также технология инсталляции всех компонентов системы, нарушение которой приведет к снижению категории,

В конце 1995 года был принят стандарт TSB-67, который определяет способы сертификации кабельными тестерами коннекторов и проводки из неэкранированной витой пары на соответствие требованиям стандарта Е1А/Т1А 568А.

Из описанной согласованной схемы стандартов несколько выпадает проверка кабельной проводки категории 5 на возможность использования в сети АТМ со скоростью 155 Мб/с, так как указанные стандарты описывают параметры и методику их проверки только до частоты 100 МГц и являются протокольно-независимыми. АТМ Forum определил свои требования к качеству сигналов протокола АТМ, передаваемых по кабелю категории 5 -это спецификация AF-PHY-0015.000. Такой подход противоречит политике организаций по стандартизации кабельных систем, так как требует сертификации кабельной системы отдельно для каждого применяемого на ней протокола. Тем не менее некоторые производителя. в частности компания Scope Communications (продукт WireScope 155), выпустили кабельные тестеры для проверки возможности работы протокола АТМ на скорости 155 Мб/с на конкретном кабеле.

Большинство проектировщиков начинают разработку структурированной кабельной системы с разработки горизонтальных подсистем, так как именно к ним подключаются конечные пользователи. При этом они могут выбирать между:

• экранированной витой парой,

• неэкранированной витой парой,

• коаксиальным кабелем,

• волоконно-оптическим кабелем,

• беспроводной связью.

Общим правилом является использование в горизонтальных подсистемах неэкранированной витой пары. За рубежом во многих зданиях имеется неиспользуемая телефонная проводка витой пары. Неэкранированная витая пара поддерживает протоколы Local-Talk, Ethernet, Token Ring, ArcNet, FDDI.

После принятия стандарта 10Base-T количество узлов, использующих неэкранированную витую пару, быстро превзошло количество узлов на коаксиальном кабеле.

Экранированная витая пара по характеристикам полосы пропускания и расстояния также подходит для создания горизонтальных подсистем. Но, так как, неэкранированная витая пара может передавать данные и голос, то она используется чаще. Экранированная витая пара используется для связи в сетях, базирующихся на продуктах IBM и Token Ring.

Коаксиальный кабель - это устаревшая технология, которую следует избегать, если только она уже широко не используется на вашем предприятии. До 1991 года в мире большая часть сетевых узлов использовала тонкий или толстый коаксиальный кабель. После принятия в 1991 году стандарта 10Base-T произошло резкое увеличение числа использований витой пары. Однако коаксиальный кабель все еще остается одним из возможных вариантов кабеля для горизонтальных подсистем. Особенно в случаях, когда высокий уровень электромагнитных помех не позволяет использовать витую пару.

Сети, использующие тонкий Ethernet, можно быстро собрать, так как компьютеры непосредственно соединяются друг с другом. До появления стандарта 10Base-T тонкий Ethernet был основным кабелем для горизонтальных подсистем. Главный недостаток тонкого Ethernet'a - сложность его обслуживания. Каждый конец кабеля должен завершаться терминатором 50 0м. При отсутствии терминатора или утере им своих рабочих свойств (например, из-за отсутствия контакта) перестает работать весь сегмент сети, подключенный к этому кабелю. Аналогичные последствия имеет плохое соединение любой рабочей станции (осуществляемое через Т-коннектор).

Неисправности в сетях на тонком Ethernet'e сложно локализовать. Часто приходится отсоединять Т-коннектор от сетевого адаптера, тестировать кабельный сегмент и затем последовательно повторять эту процедуру для всех присоединенных узлов. Поэтому стоимость эксплуатации сети на тонком Ethernet'e обычно значительно превосходит стоимость эксплуатации сетей на витой паре, хотя материальные затраты на кабельную систему для тонкого Ethernet'a обычно ниже.

Хотя основное назначение оптического кабеля - это вертикальная подсистема и подсистемы кампусов, волоконно-оптический кабель может использоваться и в горизонтальных подсистемах. Это происходит в тех случаях, когда нужна высокая степень защищенности данных, высокая пропускная способность, устойчивость к электромагнитным помехам или, если кабельная система прокладывается в агрессивной среде. Стоимость установки сетей, которые используют оптоволоконный кабель для горизонтальной подсистемы, оказывается весьма высокой. Эта стоимость складывается из стоимости сетевых адаптеров (2-3 тысячи долларов каждый) и из стоимости монтажных работ, которая в случае оптоволокна гораздо выше, чем при работе с другими видами кабеля (примерно 200 долларов на подвод к одному рабочему месту). С волоконно-оптическим кабелем работают протоколы AppleTalk, ArcNet, Ethernet, FDDI и Token Ring, а также новые протоколы 100VG-AnyLAN, Fast Ethernet, ATM.

Беспроводная связь является новой и многообещающей технологией, однако

из-за сравнительной новизны ее лучше использовать в ограниченных масштабах для неответственных применений.

Кабель, передающий данные в вертикальной (или магистральной) подсистеме, должен передавать данные на большие расстояния и с большей скоростью по сравнению с кабелем горизонтальной подсистемы. В прошлом основным видом кабеля для вертикальных подсистем был коаксиальный кабель. Теперь для этой цели все чаще используется оптоволоконный кабель.

Для вертикальной подсистемы выбор кабеля в настоящее время ограничивается тремя вариантами:

• оптоволокно,

• толстый коаксиал,

• широкополосный кабель.

Применение волоконно-оптического кабеля в вертикальной подсистеме имеет ряд преимуществ.

Он передает данные на значительно большие расстояния без необходимости регенерации сигнала. Он имеет сердечник меньшего диаметра, поэтому может быть проложен в более узких местах. Так как передаваемые по нему сигналы являются световыми, а не электрическими, то оптоволоконный кабель не чувствителен к электромагнитным и радиочастотным помехам, в отличие от медного коаксиального кабеля. Это делает оптоволоконный кабель идеальной средой передачи данных для сетей, работающих в промышленности. Оптоволоконному кабелю не страшна молния, поэтому он хорош для внешней прокладки. Он обеспечивает более высокую степень защиты от несанкционированного доступа, так как ответвление гораздо более легко обнаружить, чем в случае медного кабеля. (При ответвлении резко уменьшается интенсивность света.)

Оптоволоконный кабель имеет и недостатки. Он гораздо дороже чем, медный кабель, дороже обходится и его прокладка. Оптоволоконный кабель менее прочный, чем коаксиальный. Инструменты, применяемые при прокладке и тестировании оптоволоконного кабеля, имеют высокую стоимость и сложны в работе. Присоединение коннекторов к оптоволоконному кабелю требует большого искусства и времени, а, следовательно, и денег.

Толстый коаксиальный кабель также может использоваться в качестве позвоночника сети, однако для новых кабельных систем более рационально использовать оптоволоконный кабель, так как он имеет больший срок службы и сможет в будущем поддерживать высокоскоростные и мультимедийные приложения. Но для уже существующих систем толстый коаксиальный кабель служил многие годы позвоночником системы, и с этим нужно считаться. Причинами его широкого использования были его широкая полоса пропускания, хорошая защищенность от электромагнитных помех и низкое радиоизлучение.

Хотя толстый коаксиальный кабель и дешевле, чем оптоволокно, но с ним еще более сложно работать. Он особенно чувствителен к различным уровням напряжения заземления, что часто бывает при переходе от одного этажа к другому.

Для подсистемы кампуса, объединяющей несколько зданий, расположенных в радиусе нескольких километров, также как и для вертикальных подсистем, оптоволоконный кабель является наилучшим выбором. Для этой подсистемы также подходят толстый коаксиальный кабель и широкополосный кабель.

При выборе кабеля для кампуса нужно учитывать воздействие среды на кабель вне помещения. Для предотвращения поражения молнией лучше выбрать для внешней проводки неметаллический оптоволоконный кабель. По многим причинам внешний кабель производится в полиэтиленовой защитной оболочке высокой плотности. При подземной прокладке кабель должен иметь специальную влагозащитную оболочку (от дождя и подземной влаги), а также металлический защитный слой от грызунов и вандалов. Влагозащитный кабель имеет прослойку из инертного газа между диэлектриком, экраном и внешней оболочкой.