Isoiec 11801. Стандарт телекоммуникационной инфраструктуры коммерческих зданий
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
Тип кабельного элемента Число кабельных элементов Наличие индивидуального экрана (кабельных элементов — А.В.) Наличие общего экрана (кабеля — А.В.) Обозначение пара четверка пара четверка пара четверка от 1 до n от 1 до n от 2 до n от 1 до n от 1 до n от 1 до n нет нет нет нет есть есть нет нет есть есть есть есть НВП* (UTP*) НВП (UTP) НВП 1) (UTP) НВП 1) (UTP) ЗВП** (STP)** ЗВП (STP) незащищенная витая пара — unshielded twisted pair — А.В. ** защищенная витая пара — shielded twisted pair — А.В. Примечание: 1) хотя данный вид кабеля обычно называют НВП (UTP), иногда также S / UTP (screened- А.В.)или FTP (экранированный НВП или ФТП — фольгированная витая пара - foiled twisted pair — А.В.), он требует использования разъемных элементов, обеспечивающих подключение экрана. Рис. Е.1 Виды кабелей НВП — неэкранированная витая пара; ФВП — фольгированная витая пара; ФЭВП — фольгированная экранированная витая пара, ЗВП — защищенная витая пара Одно из самых распространенных заблуждений специалистов СКС в России и СНГ касается классификации кабелей. Термин UTP (дословный перевод — незащищенная витая пара), означающий отсутствие экрана у каждой пары, переводят и понимают как неэкранированный кабель. В соответствие со стандартами кабели UTP могут иметь один или два общих экрана для всех пар кабеля. Кабели типа защищенная витая пара отличает наличие экрана каждой пары и один - два общих экрана. Двухпарный вариант такого кабеля с волновым сопротивлением 150 ом включен в данный стандарт (подраздел 8.2), однако не получил распространения . Четырехпарный кабель ЗВП будет использоваться в системах класса F (600 МГц) — А.В. Приложение F (информационное) Пояснения параметров линии Данное приложение содержит пояснения к Данное приложение содержит пояснения к разделу 7. В качестве примера используется витая пара, однако пояснения также применимы к четырехпроводным кабелям. F.1 Передача данных по симметричным кабелям Основными параметрами передачи симметричной системы являются: волновое сопротивление; перекрестные наводки; сопротивление цепи постоянному току; затухание; задержка; устойчивость к электромагнитным помехам; электромагнитное излучение. В симметричных кабелях существуют два типа ЭМ волн — продольные и поперечные моды. Способ передачи поперечными модами подробно описан в классической теории передачи сигналов. Проводники в паре передают идентичные сигналы в противофазе. В идеальном бесконечно длинном кабеле электромагнитные поля, вызванные движущимися зарядами в каждом проводнике, взаимно исключают друг друга, так что суммарное излучение кабеля равно нулю. Подобным образом взаимно исключаются наводки. Таким образом, дифференциальные сигналы определяют характеристики передачи пары, но не влияют на электромагнитную совместимость и наводки. Продольные моды вызваны дисбалансом, в случае, если источник генерирует не идеально симметричные сигналы, а также если витая пара и приемник не идеально симметричны. Наличие асимметрии обозначает, что два сигнала не равны, что приводит к появлению тока, протекающего по парам и создающего электромагнитное поле. Подобным образом возникают наводки. Дисбаланс в кабельной системе обозначает, что электромагнитные поля и наводки со стороны других систем создают нежелательные помехи. Таким образом, продольные моды определяют электромагнитную совместимость и наличие наводок в кабельной системе. Следует отметить, что уровень продольных сигналов зависит от кабеля, передатчика и приемника, и таким образом, электромагнитная совместимость является системным эффектом. Неоднородности кабельной системы, вызванные преимущественно монтажом, могут преобразовывать небольшую часть поперечных мод в продольные и наоборот. Таким образом, для полной характеристики кабельной системы необходимо произвести измерения поперечных и продольных мод и преобразования поперечных мод в продольные (баланс). Это позволяет полностью учесть электромагнитную совместимость и наводки. F.1.1 Параметры линии В разделе 7 данного международного стандарта указаны параметры передачи, объяснения к которым приводятся ниже. После монтажа кабелей в здании, их волновое сопротивление отличается от значения при измерении непосредственно на катушке. Особенно это характерно для неэкранированных кабелей. Это явление вызвано подключением разъемов, близким расположением электропроводящих конструкций, способом прокладки кабеля (наличием изгибов и пр.) и объединением в жгутах разносерийной продукции (характеристики которой могут варьировать в зависимости от допусков производителя). Волновое сопротивление является важным параметром для проектировщика, а соответствие значений волнового сопротивления кабельной системы и оборудования важно для сведения к минимуму отражений сигналов. Любые несоответствия значений волнового сопротивления в кабельной системе (например, на коммутационных панелях) вызывают отражения сигнала. Это может вызвать сбои сигналов между источником и нагрузкой. Измерение значения возвратных потерь, в отличие от измерения волнового сопротивления позволяет получить более полную информацию о совместимости элементов кабельной системы. К примеру, волновое сопротивление линии может соответствовать стандарту, несмотря на различие данного параметра в отдельных сегментах линии. В результате появляются высокие значения отраженных сигналов, что позволяет выявить измерение возвратных потерь. Продольное характеристическое волновое сопротивление является важным критерием для определения электромагнитной совместимости кабеля. Чем меньше значение продольного характеристического волнового сопротивления тем больше продольный ток, и, следовательно, выше мощность электромагнитного излучения. Однако значение этого параметра намного выше в передатчике, чем в кабельной системе, поэтому именно от передатчика зависит результирующее значение электромагнитного излучения. Баланс, или преобразование поперечных (дифференциальных) мод в продольные, является показателем качества кабельной системы, а также важным параметром для определения уровня помех и электромагнитной совместимости. Здесь важно учитывать два вида параметров: потери и наводки разбалансировки. Определения этим параметрам даны в стандарте ITU-T рекомендации G.117. Измерение значений потерь разбалансировки (ЭМ излучения — А.В.) производится на одном интерфейсе. При этом важно выявить точки разбалансировки вблизи передатчика, которые являются источниками значительного электромагнитного излучения. Наводки разбалансировки, измеряемые на обоих концах кабельной линии, характеризуют уровень шумов, попадающих в приемник (параметр NEXT — А.В.). Значение сопротивления постоянному току указывается в характеристике кабельной линии. Этот параметр важен для некоторых приложений, например, Token Ting стандарта ISO/IEC 8802–5. Наводки измеряются между любыми двумя интерфейсами с использованием источника и приемника дифференциальных сигналов. Этот параметр важен для линий с передачей сигналов по разным парам одного кабеля. Дифференциальное затухание является "нормальной« потерей мощности сигнала. Затухание и наводки являются основными параметрами для определения отношения сигнал / шум, являющегося фундаментальным параметром передачи. Оба параметра — затухание и наводки — определены для всех классов кабельных линий. В спецификации кабельных линий класса D затухание и наводки объединены в один параметр ACR (отношение затухания к наводкам). Значение ACR — это (логарифмическая — А.В) разность(и десятичное отношение - А.В) между наводками и затуханием. Данный параметр дает возможность выбора при проектировании кабельных линий: длинные линии с высоким значением затухания и невысоким значением наводок и короткие линии с большим значением наводок могут иметь одинаковые характеристики передачи. Некоторые протоколы чувствительны к задержкам распространения сигнала (например, ISO/IEC 8802–3 LANs). Данный параметр включен в спецификацию линий, поэтому кабельные системы, совместимые с такими протоколами, легко определить. Возможность защитить пару от внешних электромагнитных полей и наводок со стороны других пар определяется переходным волновым сопротивлением кабельной системы. Данный параметр определяют как отношение напряжения между парой и экраном к току экрана при замыкании пары на экран на удаленном интерфейсе. Тестирование следует проводить на частоте 100 КГц по двум причинам. Во-первых, значение волнового сопротивления зависит от частоты. Чтобы определить реальную длину кабельной системы, следует использовать низкие частоты. Во-вторых, результаты измерения волнового сопротивления экрана на высоких частотах (более 1 МГц) сильно зависят от конструкции экрана, а на низких частотах — от длины экрана. Приведенное в частотах — от длины экрана. Приведенное в разделе 7 тестирование волнового сопротивления экрана позволяет также определить его непрерывность. Измерение волнового сопротивление экрана в изложенном виде не позволяет определить качество экрана при работе на более высоких частотах, используемых в локальных сетях. Таким образом, данное тестирование не является универсальным индикатором электромагнитной совместимости. F.1.2 Значения параметров линий Значения параметров для каждого класса кабельных линий определяются самым требовательным поддерживаемым приложением. Для линий класса А значения параметров определены нормативами телефонии. Для линий класса В значения параметров определены рекомендациями I.430 стандарта ITU-T. Для линий класса C спецификации каналов 10BASE-T приведена к длине 95 м (исключая абонентские и сетевые кабели). Для класса D спецификации канала FDDI для медных кабелей TP-PMD приведена к длине приблизительно 95 м. Спецификации линий любого класса соответствуют параметрам горизонтальной подсистемы длиной 95 метров с наихудшими параметрами элементов, приведенных в параметрами элементов, приведенных в разделах 8 и 9. Данное приложение позволяет увидеть одно из самых уязвимых мест стандарта - степень согласованности стандартов СКС и приложений. Представление о полной гармонии не подвергается сомнениям. Такая убежденность создана усилиями маркетинга и рекламы не только у заказчиков, но и у подавляющего большинства специалистов. Фактически — это иллюзия. Параметры симметричных линий ниже требований протоколов, что не обеспечивает нормальной работы приложений класса D на каналах длиной более 60 метров. Параметры линий класса D определены только для одного протокола TP-PMD. Это объясняется отсутствием утвержденных стандартов приложений в период разработки ISO/IEC 11801, EN 50 173 и ANSI/TIA/IEA-568-A (1993 — 1994). При этом о соответствии параметров линии класса приложений D говорится не в тексте стандарта и даже не в нормативном, а лишь в информативном приложении. Кроме того, точно не указана длина линии. Это значит, что: стандарты определяют параметры линий класса D не для всех приложений; 2) для единственного приложения TP-PMD параметры линии не вполне достаточны; 3) соответствие параметров линий и приложений носит не нормативный а информативный характер. Реальная ситуация приведена в таблице F1. Таблица F1 Сравнение параметров канала и протоколов класса D (в стандартах данная информация отсутствует) Пары Частота, МГц Затухание, дБ Отношение затухания и наводок (ACR), дБ Дефицит категории 5 (число раз) Коэффициент ошибок Категория 5 худшие 80 20 9,5 TP-PMD 2 и 4 80 20 15 3,6 10 –4 100 Base TX Fast Ethernet 2 и 3 80 20 17 5,6 10 –3 Категория 5 худшие 100 24 3,1 ATM 155 2 и 4 100 24 16 19 10 –1 Требования протоколов включают: задействованные пары, эффективную полосу частот, предельно допустимое затухание и отношение сигнал / шум на входе в приемник. Отношение затухания и наводок (ACR) можно считать равным отношению сигнал / шум без учета внешних помех. ACR соответствует разности значений NEXT и затухания. Фактически ACR канала оказывается на 5,5 — 13 дБ хуже, чем требуется. Плюс неучтенные электромагнитные помехи (ЭМП). Даже без учета ЭМП это приводит к увеличению без учета ЭМП это приводит к увеличению коэффициента ошибок с 10 –10 до 10 –4 — 10 –1 или в сотни тысяч - миллиард раз. Решение данной проблемы — в Решение данной проблемы — в резерве параметров линий и каналов. Резерв позволяет производителю СКС гарантировать не только функциональные характеристики класса D / категории 5, а также работу протоколов. При этом следует уточнить обеспечено ли тестирование СКС на уровне требований протоколов, и если да, то по каким значениям. В таблице приведены установочные параметры трех из девятнадцати приложений полевого тестера WireScope 155, записанные в память прибора. Использование данного прибора является обязательным требованием компании ITT NS&S для предоставления гарантий работы приложений — А.В. F.2 Оптоволоконные кабельные системы Оптическое затухание определено для всех типов оптоволоконных линий, независимо от рабочей длины волны или диаметра сердцевины волокна. Данный параметр есть разность (логарифмическая — А.В.) оптической мощности сигнала на входе и мощности сигнала на выходе оптоволоконной линии. Эта разность включает суммарные потери между двумя интерфейсами линии и состоит из потерь инжектирования, затухания в волокне, разъемах, сплайсах, с учетом резерва. При выборе оптических передатчиков следует удостовериться, что комбинация источник плюс кабельная система плюс приемник обеспечивает достаточный бюджет мощности для нормальной работы приложения. Спецификации минимальной оптической полосы пропускания используются для оценки работоспособности высокоскоростных протоколов. Некоторые типы оптоволокна с узкой полосой пропускания не поддерживают высокоскоростные приложения, однако, на практике могут работать с ними на линиях небольшой длины. Оптическая полоса пропускания определяется диапазоном частот многомодового волокна. Как правило, полосу пропускания не измеряют, за исключением уникальных ситуаций. Однако, другие виды тестирования, например, оптические потери и возвратные потери, следует проводить для проверки качества работы установленной кабельной системы. Оптические возвратные потери есть отношение мощности отраженных электромагнитных сигналов к мощности сигнала на входе. Для источников - светодиодов, используемых с многомодовым волокном, влияние возвратных потерь незначительно. Однако, при работе лазеров возвратные потери могут нарушить работу источника, поэтому их надо учитывать. Некоторые приложения указывают максимальную задержку распространения между передатчиком и приемником (например, ISO 8802–3). Чтобы проверить, поддерживает ли кабельная линия требования конкретного стандарта по задержке распространения, необходимо измерить ее значения для линии. Возможно рассчитывать значение задержки распространения через длину линии и групповой коэффициент преломления, который зависит от типа волокна и частоты передачи сигнала. Данное пояснение носит формальный характер. Оно не понятно для лиц, не знающих теории передачи по оптоволокну, и не содержит новой информации для специалистов. Полное и точное представление об особенностях и возможностях оптоволоконной среды передачи можно получить на курсах по проектированию и монтажу СКС и семинарах для заказчиков. Приложение G (информационное) Поддерживаемые приложения Структурированные кабельные системы, параметры которых определены данным международным стандартом, обеспечивают работу приведенных ниже приложений. Это далеко не полный список, и многие другие сетевые протоколы 1) , не включенные в него, также можно применять. Приложения соответствуют классам кабельных линий, определенных в разделе 7. Таблица G.1 Поддерживаемые приложения Приложение Источник Дополнительное название Дата Симметричные кабельные линии класса А (до 100 КГц) Число пар PBX X.21 / V.11 Национальные требования ITU-T рек. X.21 / V.11 1994 от 1 до 4 2 Симметричные кабельные линии класса В (до 1 МГц) S o — Bus (extended) S o — point to point S 1 / S 2 CSMA/CD 1BASE5 ITU-T рек. I.430 ITU-T рек. I.430 ITU-T рек. I.431 ISO/IEC 8802–3 ISDN basic access (Phys. Layer) ISDN basic access (Phys. Layer) ISDN primary access (Phys. Layer) 1993 1993 1993 1993 от 2 до 4 1) от 2 до 4 1) 2 2 Симметричные кабельные линии класса С (до 16 МГц) CSMA/CD 10BASET Token Ring 4 Mbit/s Token Ring 16 Mbit/s 2) ISO/IEC 8802-3 ISO/IEC 8802-5 ISO/IEC 8802–5 1993 1992 1992 2 2 2 Симметричные кабельные линии класса D (до 100 МГц) Token Ring 16 Mbit/s ATM (TP) 3) TP-PMD 3) ISO 8802-5 ITU-T и ATM-Forum ISO/IEC 9314-xx B-ISDN Витая пара DDI 1992 2 2 2 Оптоволоконная линия Число волокон CSMA/CD FOIRL CSMA/CD 10BASE-F Token ring FDDI LCF FDDI SM FDDI HIPPI ATM FC ISO/IEC 8802-3 ISO/IEC 8802–3 AM 14 ISO/IEC TR 11802–4 ISO/IEC 9314–3 ISO/IEC CD 9314–9 ISO/IEC DIS 9314–4 ISO/IEC 11518–1 ITU-T рек. I.432 ISO/IEC 14165–1 FO inter-repeater link FO Station attachment Fibre distributed data interface Low cost FDDI Single-mode FDDI High Perform parallel interface B-ISDN Fibre channel 1993 1994 1994 1990 1995 1992 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Примечания Третья и четвертая пары определены ITU-T для дополнительных источников питания 2 и 3. Для работы протокола Token Ring с активными концентраторами линии класса C должны обеспечить значение ACR, превышающее на 6 дБ и более значения, определенные в п. 7.2.5. Протокол с пассивными концентраторами не поддерживается. Интерфейсы ATM и TP-PMD по симметричным кабелям не были включены в международный стандарт к моменту публикации данного приложения. Ожидаемые параметры передачи учтены и поддерживаются структурированной кабельной системой. Коаксиальные линии, такие как 10BASE5 и 10BASE2 не поддерживаются, так как коаксиальные кабельные системы не входят в данный стандарт. Использовать несимметричные кабели в СКС не рекомендуется из-за наводок, разности потенциалов заземления и по ограничениям электромагнитной несовместимости Тем не менее, некоторые низкоскоростные несимметричные протоколы передачи, обычно называемые V.24/V.28 (или RS232) широко используются в СКС. Это возможно при соблюдении следующих правил: подача сигнала на проводник осуществляется таким образом, чтобы свести к минимуму наводки; значение разности заземленных потенциалов на концах линии не должно превышать определенного значения (например, 1 В) за счет использования системы заземления с малым волновым сопротивлением. ПРИМ. Во время публикации данного стандарта обсуждался ряд новых приложений 100 Мбит/с. Предполагается, что линии, приведенные в данном стандарте, будут соответствовать их требованиям. Требования к числу пар, известные к моменту публикации данного стандарта, изложены в таблице G.2. Некоторые приложения могут внести дополнительные пределы в результате ограничений по максимальной разнице задержки между парами. Таблица G.2 Минимальные требования к рабочим характеристикам пар для разрабатываемых приложений |