Лекции_ТСПС_2013студентам. Курс лекций по дисциплине Технические средства предприятий сервиса
 Скачать 25.3 Mb.
|
Тестирование кабеляКак при установке нового кабеля, так и при устранении неполадок существующего кабеля, важную роль в процессе играет тестирование кабеля. Общие тесты для кабельных сетей передачи данных включают в себя тестирование длины, схемы разводки, затухания, перекрестных наводок на ближнем конце, сопротивления линии DC и возвратных потерь. По мере развития сетей повышаются требования к кабельной инфраструктуре для их поддержки. Постоянно разрабатываются новые стандарты, содержащие рекомендации по установке, тестированию, устранению неполадок и сертификации сетей на базе медных и оптоволоконных кабелей для кабельщиков-профессионалов. Реализация каждой из технологий 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T связана со специфическими требованиями и потенциальными проблемами. С появлением технологии 10GBASE-T становится еще важнее быть в курсе последних разработок в области прокладки и тестирования кабелей. Тестирование кабелей дает уверенность в том, что установленные кабельные линии обеспечивают необходимую пропускную способность для поддержки передачи данных между пользователями. Типы кабельных тестеров Существует три класса приборов: для базовой проверки кабеля, для квалификации кабельной системы, для сертификации кабельной системы. Инструменты для тестирования кабелей имеют разнообразные наборы специальных функций, предназначенные для работы в конкретной области. Они отличаются ценой, характеристиками и областью применения. В зависимости от задачи, выполняемой инструментом тестирования, инструменты можно классифицировать по трем иерархическим группам: инструменты сертификации, квалификации и верификации. Несмотря на то что некоторые функции приборов тестирования частично совпадают, каждая группа отвечает уникальной потребности в тестировании и обеспечивает собственный уровень операционных гарантий. Уровни тестирования кабелей Сертификация — обеспечение соответствия кабельной системы промышленным стандартам. Инструменты сертификации — это единственные приборы, которые дают информацию о соответствии или несоответствии системы промышленным стандартам. На рынке Северной Америки основной организацией по промышленной стандартизации, которая занимается вопросами структурированных кабельных систем (в частности, проблемами пропускной способности), является Ассоциация телекоммуникационной промышленности (TIA). На мировом рынке стандарты телекоммуникационных кабельных систем создаются и поддерживаются Электротехнической комиссией Международной организации по стандартизации (ISO/IEC). Приборы для сертификации определяют, соответствует ли линия связи какой-либо категории (TIA) или какому-либо классу (ISO), например категории 6 или классу E при тестировании категории 6. Сертификация — заключительный шаг, требуемый многими производителями структурированных кабельных систем для предоставления гарантий при установке новых кабельных систем. Наиболее передовыми на рынке тестерами для сертификации стали анализаторы DTX Series CableAnalyzer™. Они предназначены для профессиональных монтажников оборудования по передаче данных и персонала по обслуживанию инфраструктуры сетей. Квалификация — определение того, способна ли существующая кабельная линия поддерживать определенные сетевые технологии и скорости передачи данных. Квалификация — это новая в отрасли категория тестеров, отвечающих развивающимся потребностям сетевых специалистов, которые не устанавливают новые кабельные системы, но должны устранять неполадки в функционирующих сетях. Тестеры для квалификации позволяют определить, будет ли существующая линия связи отвечать требованиям спецификации Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet или технологии передачи голоса по IP-протоколу (VoIP). Эти приборы тестирования также позволяют сетевым специалистам быстро отделить проблемы с кабелями от проблем с сетевыми протоколами или адресацией. Приборы для квалификационного тестирования, например CableIQ™ Qualification Tester, обладают всеми возможностями тестовых приборов для проверки, но являются более эффективными, поскольку выполняют оценку пропускной способности и выявляют неисправности, влияющие на нее. Тестеры для квалификации не выполняют набор тестов, предписанных стандартами для «инструментов сертификации». Верификация — проверка правильности подключения кабеля. Инструменты для верификации выполняют базовую проверку неразрывности, то есть проверяют подключение всех проводов кабельной линии к надлежащим оконечным точкам, а не к каким-либо другим проводникам. В кабельных системах на базе витой пары важно поддерживать надлежащее соединение проводов. Более совершенные приборы для проверки также проверяют соединение проводов и обнаруживают такие дефекты установки, как разделение пар. Приборы для проверки могут также помочь в устранении неполадок, выполняя функцию генератора тонального сигнала для обнаружения кабельной линии. Некоторые приборы для проверки содержат дополнительные компоненты, такие как рефлектометр временной области (TDR), которые позволяют определять длину кабеля или расстояние до точки разрыва или короткого замыкания. Эти приборы тестирования не предоставляют информации о пропускной способности или пригодности кабеля для высокоскоростной передачи данных. Наиболее важные параметры, измеряемые при тестировании кабеля следующие — длина, схема разводки проводников, затухание, перекрестные наводки на ближнем конце кабеля (NEXT), сопротивление по шлейфу по постоянному току (для медных) и возвратные потери (Return loss). Определение исправности  Простейший кабельный тестер со светодиодной индикацией По сути, кабельный тестер этого типа показывает только минимальное соответствие характеристик канала связи заложенным в него требованиям. Этот тип кабельного тестера служит для повышения эффективности монтажа проводки и оперативного обнаружения неисправностей.
Измерение характеристик Кабельный тестер и анализатор с ЖК индикатором Квалифицирующие тестеры — основоположником приборов данного класса была компания Fluke Networks (тестер CableIQ). Квалификация позволяет определить способность существующей кабельной системы поддерживать более высокие скорости. Все приборы данного класса имеют возможность определять и показывать, такие параметры, как NEXT, Return Loss, Затухание в кабеле. Таким образом, кроме функциональных возможностей первого класса приборов (тестеров для проверки кабеля) они могут делать существенно больше. Эти приборы полезны IT’шникам, которым покупать сертифицирующий кабельный анализатор дорого, а обычного тестера уже мало. На данный момент в России на рынке квалифицирующих кабельных тестеров представлено несколько производителей: Fluke Networks, JDSU, Ideal Industries. Сертификация линии связиПервый кабельный анализатор появился на свет в 1993 году и был создан американской компанией Microtest (в 2001 куплена компанией Fluke Networks). Основная задача данных приборов — это проверка кабельной системы на соответствие международным стандартам. Этап сертификации является неотъемлемым при построении структурированной кабельной системы. Отраслевые стандарты организаций ISO и TIA определяют классы или категории кабеля. Кабельный тестер для сертификации выполняет полное тестирование кабеля и выводит на экран частотные зависимости разных параметров, требуемых ISO или TIA. Специалисты могут почерпнуть много полезной информации из этих графиков и даже улучшить состояние кабеля. Кто не относится к данной группе людей, может ориентироваться на общий результат теста — Pass (Все тесты пройдены и кабель в отличном состоянии) или Fail (есть проблемы). Кроме того, такой прибор обычно имеет возможность распечатать результаты измерений в стандартизированном виде, и в дальнейшем эта распечатка используется при утверждении ввода линии связи в эксплуатацию в соответствии с законодательством. Данный тип тестирования является универсальным с точки зрения пользователя, так как он не привязан к какой-либо сетевой технологии. Тестирование сетей на основе медного кабеля. Существует мнение о том, что около 20 % высокоскоростных сетей не обеспечивают возможного быстродействия. Это является результатом некачественной реализации кабельных систем. Это особенно хорошо заметно на примерах высокоскоростных систем, в состав которых входят Fast Ethernet, коммутируемые LAN, Gigabit Ethernet. Хотя некоторые низкоскоростные системы (Ethernet, Token Ring) могут приемлемо функционировать даже при неграмотной инсталляции. В качестве приборов для проверки сети на предмет обрыва кабеля используются кабельные тестеры (Cable Tester). Это наиболее простые и дешевые приборы для диагностики кабеля. Посредством измерения сопротивления они позволяют определить непрерывность кабеля, однако не обозначают, где именно произошел сбой. В качестве простейшего кабельного тестера может использоваться обычный цифровой мультиметр. Однако если необходимо определить карту соединений, более точно проанализировать и протестировать кабельные соединения, то простые кабельные тестеры уже не помогут. Для таких целей используются кабельные сканеры (Cable Analyzer). Множество представленных на рынке сканеров позволяют поддерживать голосовую связь во время тестирования, что является достаточно удобным при тестировании кабельной системы, распределенной по большой площади. От устройств этого типа в систему поступает сигнал, который затем сравнивается процессором сканера с пришедшим отраженным сигналом. Достаточно часто для исследования кабельной системы используется подача контрольного сигнала с определенными параметрами, благодаря чему можно достаточно точно определить характер неисправности. Еще одной немаловажной способностью кабельных сканеров является возможность определения длины кабеля. С помощью рефлектометров TDR (Time Domain Reflectometry) можно выполнить более детальное тестирование кабельной системы. Данные приборы, посылая короткий электрический импульс в кабельную систему, затем принимают отраженный сигнал и представляют результаты измерения в виде графика, что позволяет более точно охарактеризовать неоднородности всего кабеля, вплоть до определения места неоднородности [26]. Тестирование сетей на основе оптоволоконного кабеля. К инструментам тестирования оптоволоконных систем относятся следующие приборы. Визуальный дефектоскоп — VFL (Visual Fault Locator) может использоваться, чтобы проверить полярность, а также чтобы обнаружить недопустимые изгибы или обрыв кабеля. VFL — это мощный инфракрасный лазер, посылающий излучаемый им поток в один конец кабеля. При этом VFL определяет непрерывность, идентифицирует правильность подключения коннекторов. Анализатор оптических потерь — OLTS (Optical Loss Test Set) включает в себя два компонента: источник света и измеритель мощности оптического сигнала. Использование средств диагностики этого типа позволяет проверить целостность волокна и проверить соответствие кабеля установленным стандартам. Многие устройства производят такое сравнение автоматически. Третий тип устройств для тестирования оптического кабеля — это устройства сертификации оптических систем — CTS (Certifying Test Set) — усложненное OLTS. Данное оборудование может измерить и вычислить потерю сигнала, проверить полярность, определить длину кабеля, сравнить их со встроенной библиотекой стандартов, представить карту соединения. Также есть возможность сохранять всю полученную информацию для последующего переноса на компьютер, что поможет сделать глубокий анализ и составить отчет. CTS состоит из основного и нескольких удаленных устройств (в каждом конце кабеля, участвующего в тестировании), включающих в себя измеритель мощности оптического сигнала и дуальный источник длин волн. Оптические рефлектометры OTDR (Optical Domain Reflectometer) — диагностические инструменты, которые используются, чтобы характеризовать потерю мощности оптического сигнала, посылая короткий импульс света с одного конца волокна и анализируя свет, отраженный от другого конца волокна. Регистрируя показания, OTDR определяет оптическую мощность, время прохода сигнала и отображает эти данные в виде графика. Данные устройства позволяют производить измерение элементов, входящих в сеть, включая длину частей волокна, однородность ослабления сигнала, местоположение коннекторов. Таким образом, можно визуально определить местонахождение рефлексивных событий (связи, обрывы волокна) и нерефлексивные события (соединения, недопустимые или напряженные изгибы), анализируя график, или при помощи таблицы событий, которая может быть сгенерирована устройствами OTDR [26]. Принципы выбора систем тестирования сетей. Из-за большого набора выполняемых функций и количества измеряемых характеристик возникает вопрос о выборе необходимого устройства. Необходимо учитывать три закона сетей: - сети никогда не становятся медленнее; - сети никогда не становятся меньше; - сети постоянно развиваются. Вследствие достаточно большой стоимости устройств тестирования, необходимо проанализировать возможность применения этого устройства в будущем (наличие широкого динамического диапазона и т. д.), а также возможность анализа сети на соответствие существующим стандартам. Благодаря автоматическому вычислению и представлению большого количества характеристик, можно существенно облегчить работу человека, производящего тестирование. При наличии большой кабельной системы важным является время, необходимое устройству для проведения тестирования системы. Немаловажной будет и возможность визуализации измеренных характеристик, сохранения параметров и дальнейший их перенос на компьютер для распечатки и составления отчета. Уровень точности приборов для тестирования сетей характеризует количество параметров, которые способен верифицировать тестер для исследования кабеля на принадлежность определенной категории. К ведущим фирмам-производителям рынка кабельных тестеров относятся известные компании Datacom Textron, Fluke Networks Corporation, Ideal Industries, Agilent Technologies, Acterna (ранее Wavetek Wandel & Golteman). В их технологических решениях упор делается на то, что тестирование выявляет в кабельной системе скрытые проблемы, которые в любой момент могут проявить себя. Продукты Fluke Networks Corporation. Fluke Networks выпустила новую серию кабельных анализаторов DTX CableAnalyzer — это платформа для тестирования, которая поддерживает не только нынешние стандарты, но пригодится для анализа сетей в будущем. Применение новейших разработок и решений для каждого этапа комплексного тестирования значительно сократило время, необходимое для сертификации сети и проверки ее соответствия установленным стандартам. Приборы данной серии могут тестировать как системы на основе медного кабеля, так и волоконно-оптические системы, причем в одном устройстве. Серия кабельных тестеров DTX гарантирует очень высокий уровень точности (Level IV), измерение параметров кабеля осуществляется в частотном диапазоне до 900 МГц, время работы от аккумуляторов — до 12 часов. Большой запас частоты обеспечивает возможность работы с сетями категории 7(Class F). Простой и интуитивно понятный интерфейс прибора обеспечит очень быстрое конфигурирование, а с помощью поставляемого в комплекте ПО LinkWare достаточно просто создать отчет о результатах сертификации соединений. Проведение процедуры «Автотест» для категории 6 (Class E) составляет 12 секунд (для приборов DTX-1800, DTX-1200) и 30 секунд для DTX-LT. Прибор указывает местонахождение неисправности на любом расстоянии от тестера и подсказывает необходимые действия. Опционально поставляемые оптические модули (DTX Fiber Module) хорошо защищены внутри корпуса. А время выполнения процедуры «Автотест» для оптических соединений составляет 12 секунд. Поддерживается работа как с одномодовыми, так и с многомодовыми линиями связи, сертификация по классу I (TSB140) одновременно двух волоконно-оптических кабелей, на двух длинах волн (850 нм и 1300 нм). Внутренняя память прибора позволяет сохранить до 250 отчетов с графиками или до 2000 отчетов в текстовом варианте, а карта расширения памяти на 16 МБ позволит сохранить еще 300 дополнительных отчетов с графиками. А благодаря встроенному USB-порту легко передать данные на компьютер. В комплектацию входит переговорное устройство, позволяющее держать связь при выполнении работ как по медному, так и по оптическому кабелю. Стоимость устройств этой серии составляет от 12000 до 18000 долларов США. Продукты Ideal Industries. Семейство устройств LANTEK 7G обладает возможностью работы в динамическом диапазоне частот вплоть до 1 ГГц, что позволяет тестировать сети, удовлетворяющие требованиям категорий 6, 6a, 7(Class F) и уровню точности IV. Возможность сохранения до 6000 результатов тестов. Благодаря вспомогательному оборудованию FIBERTEK Accessory и TRACETEK Accessory (технология OTDR), можно тестировать волоконно-оптические системы (одномодовые и многомодовые) на наличие неисправностей и определения их местоположения. Комплект поставки включает в себя PCMCIA-адаптер для установки компактной перепрограммируемой памяти, которая предоставляет неограниченную возможность для сохранения полученных результатов тестирования, а также для установки дополнительных опций, карту расширения памяти на 64 МБ, USB Port Flash Card Reader. Полезным является наличие расширенного пользовательского интерфейса, включая контекстно-зависимую справку. Стоимость этого набора составляет в базовой комплектации 7 тыс. долларов США и в Premium-комплектации — 8 тыс. долларов США. Продукты Acterna. Для тестирования медных кабельных систем Acterna предлагается LT 8600. LT 8600 обеспечивает уровень точности III при тестировании сетей на частотах до 300 МГц, что превышает требования для категории 6 (Class E) испытательных стандартов. Прибор поддерживает до 15 различных наборов тестов, что позволит провести глубокий диагностический анализ, включая возможность определения местоположения неисправности. Позволяет переносить результаты измерений или генерируемые профессиональные отчеты на ПК, благодаря совместимому ПО. Опционально поставляемые дополнения предоставляют возможность тестирования одномодового и многомодового оптоволокна, а наличие речевого комплекта обеспечит дополнительные удобства в работе. Стоимость — от 7800 до 8500 долларов США. Для тестирования оптоволоконных систем применяется рефлектометр MTS 8000. Это новая мультимодульная тестовая платформа для оптоволоконных систем. В этом приборе одновременно инсталлирован рефлектометр, оптический тестер, измеритель оптической мощности, локатор визуальных дефектов, оптический микроскоп, оптическая гарнитура, OTDR. Конструктивное решение, разработанное специалистами Acterna, позволяет одновременно устанавливать в MTS 8000 большое количество сменных оптических модулей, благодаря чему пользователь получает возможность измерения всех необходимых характеристик в зависимости от типа работ. Процессор, установленный в MTS 8000 позволяет тестировать сеть по заранее предустановленным наборам тестов. Внутренняя память устройства составляет 8 МБ. Новой интересной особенностью является возможность установки жесткого диска емкостью до 6 ГБ. Для удобства и возможности оперативной работы в MTS 8000 установлены накопители FDD, CD-RW, а также USB-порты. Продукты Agilent Technologies. Переносные кабельные анализаторы WireScope 350 и FrameScope 350. Предназначены для администраторов сетей. Усовершенствованные технологии тестирования позволяют свести к минимуму влияния испытательных адаптеров, что позволяет добиться высокого уровня точности (превышает требования уровня III). Имея дружественный пользовательский интерфейс, сенсорный LCD-дисплей, диалоговые руководства и встроенный предопределенный набор тестов, прибор позволяет выполнять ряд испытаний, нажимая лишь одну кнопку. Прибор сертифицирует установленные локальные кабельные системы на соответствие проектным спецификациям стандартов категории 6 (Class E). Полезной является возможность обновления аппаратной и программной части для проведения испытаний систем более высоких категорий. С помощью опциональной приставки Fiber SmartProbe можно тестировать оптоволоконные системы (как одномодовые, так и многомодовые). Результаты испытаний прибор сохраняет на сменные карты флэш-памяти. Прибор автоматически составляет профессиональные отчеты, используя программное обеспечение Scope Data Pro, входящее в комплект тестера. Используя дистанционное управление устройством, можно генерировать и сразу же отсылать отчеты о работе сети, например, в центральный офис. Использование гарнитуры позволяет координировать действия в real-time-режиме. Цены для этих устройств в зависимости от комплекта поставки колеблются от 7 тыс. до 14 тыс. долларов США. Продукты Datacom Textron. LANcat System 6 позволяет тестировать сети на предмет соответствия самым последним требованиям стандартов для систем категории 5е (Class D) на частоте до 250 МГц, а также высокоскоростным приложениям вплоть до Gigabit Ethernet 1000Base-T. Скорость выполнения «Автотеста» для категории 5e составляет 20 секунд. Для облегчения восприятия данных исследования устройство может представлять данные как в детализированном, так и в графическом виде. Оба прибора, входящих в комплект поставки, являются полнофункциональными и взаимозаменяемыми. Встроенная память позволяет сохранять до 800 результатов тестирования (по 400 в каждом приборе). С помощью системы LinkTalk, обеспечивается возможность голосовой связи между операторами тестирования. С помощью опциональных сменных модулей FIBERCat обеспечивается возможность тестирования как медных, так и волоконно-оптических линий связи. Программное обеспечение совместимо с MS Windows, что позволяет легко переносить данные на компьютер. Стоимость этого набора составляет от 5100 долларов США. Кабельный анализатор Fluke Networks DTX-1800 Для тестирования большинством ведущих производителей компонентов СКС рекомендован кабельный анализатор Fluke Networks DTX-1800. Внешний вид прибора приведен на рисунке 2.4.  Рисунок– Внешний вид кабельного анализатора Fluke Networks DTX-1800 Прибор ежегодно должен проходить процедуру калибровки и поверки в лаборатории Fluke Networks. Действительный сертификат о калибровке подтверждает соответствие тестера требованиям четвертого класса точности. Результаты тестирования предоставляются в электронном виде. Заключение дается на соответствие параметрам категории 5е / класса D, категории 6 / класса E, категории 6a / класса Ea и требованиям действующих сетевых протоколов. Рассмотрим подробнее возможности кабельного анализатора Fluke Networks DTX-1800. Автотест кабельного анализатора серии DTX проводится по следующим параметрам: - схема разводки (Wiremap); - длина (Length); - вносимые потери (Insertion Loss); - перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Crosstalk, NEXT), внешние перекрестные наводки (ANEXT) и интегральные перекрестные наводки (Power Sum); - шум; - эквивалентные перекрестные наводки на дальнем конце (ACR-F или Equal Level Far End Crosstalk, ELFEXT); - возвратные потери; - задержка распространения; - смещение задержки. Для обнаружения ошибок в схеме разводки (обрывы, короткие замыкания и неправильный порядок проводников) используются тесты схемы разводки (Wiremap) и длины (Length). Они позволяют выявить неаккуратно заделанные компоненты, проверить непрерывность проводников и найти ошибки в расположении пар. Некоторые сбои, вызванные разделением пар (Split), обнаружить сложнее: для этого требуется тест, проверяющий величину перекрестных наводок в зависимости от расстояния (тест TDX). Большинство ошибок в схеме разводки появляется при заделке коммутационного оборудования: либо в гнезде/вилке RJ45 (рисунок 2.5), либо в кроссе или на патч-панели. Ошибки на модуле или в вилке RJ45 часто можно идентифицировать визуально, просто проверив порядок цветов на соответствие схемам разводки T568A или T568B. В вилке еще следует проверить, все ли проводники введены в коннектор до упора – иначе при обжиме вилки на некоторых проводниках будет отсутствовать контакт.  вид спереди вид сверху Рисунок 2.5 – Два примера повреждения вилки RJ45 Необходимо проверять, чтобы в системах не встречались сегменты длиной более 100 м, максимально разрешенных стандартом. Если такой сегмент обнаружен, то просмотреть не оставлены ли петли или бухты. Сворачивание кабеля в бухту приводит к избыточным перекрестным наводкам, которые особенно сказываются при реализации в системе 1- и 10-гигабитных приложений. Также необходимо проверить, правильно ли выставлено в приборе значение номинальной скорости распространения сигнала NVP. Если оно неверно, то и измеренное значение длины будет неправильным. Значение NVP можно определить самостоятельно, для этого нужен лишь кусок кабеля средней длины, не менее 15 м. Тестером определяется измеренное значение длины, затем оно сопоставляется с фактической длиной, определенной по меткам на оболочке, после чего значение NVP в приборе корректируется до тех пор, пока измеренное и фактическое значения длины не совпадут. Если длина одной или нескольких пар кабеля существенно отличается от длины остальных пар, то необходимо проверить промежуточные патч-панели и точки межсоединения. Большинство подобных ошибок появляется именно в промежуточных точках подключения. Значения длины у разных пар всегда должны немного различаться между собой, поскольку шаги повива у пар в кабеле специально делаются разными. Стандарт TIA/EIA-568-B гласит, что общая длина кабеля определяется по длине самой короткой его пары. Как следствие, возможны ситуации, когда для длинных кабелей одна или больше пар выходят за пределы, допустимые стандартами, но при этом общий результат теста все равно положительный (PASS). Вносимые потери (Insertion Loss), больше известные как затухание, как правило, зависят от длины кабеля. Потери сигнала растут пропорционально длине кабеля. Поэтому при получении сбоя по затуханию в первую очередь надо проверить общую длину кабеля. Кроме того, еще чаще причиной является плохое соединение: следствие провисшего под своим весом кабеля, грязных или окислившихся контактов и других подобных факторов. Один плохой патч-шнур в сегменте может привести к сбою всего сегмента. Чрезмерные перекрестные наводки (NEXT), зарождаются внутри самого кабеля (внутренние наводки) и снаружи (соответственно, внешние наводки). Перекрестные наводки, возникающие внутри кабеля, сказываются тем сильнее, чем меньше расстояние от передатчика. Если пара кабеля расплетена больше, чем допускает стандарт (больше 13 мм), то перекрестные наводки становятся очень большими. При получении сбоя по перекрестным наводкам следует первым делом проверить качество монтажа на обоих концах сегмента (рисунок 2.6).  Рисунок 2.6 – Пример правильно выполненного монтажа: пары расплетены на минимальное расстояние, необходимое для заделки Шумы можно разделить на три основные группы: - импульсный шум, который чаще всего приводит к появлению в кабеле пиков по напряжению или току; - случайный (белый) шум, распределенный по всему спектру частот; - внешние перекрестные наводки (наводки с одного кабеля на пары соседнего кабеля). Из этих трех типов шумов работе сети чаще всего препятствует импульсный шум. Большинство кабельных тестеров имеют встроенные функции для тестирования импульсных шумов. Стандарт 802.3 устанавливает конкретное пороговое значение для импульсных шумов: 264 мВ. Для высокоскоростных сетевых приложений – например, для 1000BASE-T – пороговое значение ниже и составляет 40 мВ. Если таких импульсов за определенный промежуток времени мало (меньше одного импульса за 100 секунд), то приложение будет надежно работать в такой кабельной системе. Источниками импульсного и случайного шума могут быть находящиеся поблизости кабели электропитания или активное оборудование, обычно с высокой нагрузкой по току. К такому оборудованию относятся: большие электродвигатели, лифты и подъемники, фотокопировальная техника, кофе машины, вентиляционное оборудование, нагревательные приборы, электросварочные аппараты, компрессоры. Другой источник шумов – это передатчики, испускающие ненаправленное излучение: телевизионное оборудование, радиопередатчики, микроволновые печи, приемо-передающие станции мобильной связи, носимые радиостанции, системы безопасности здания, авиационное электронное оборудование и любые другие устройства с передающими мощностями выше, чем у обычного мобильного телефона. Перекрестные наводки на дальнем конце (ACR-F или Equal Level Far End Crosstalk, ELFEXT) практически все возникают в вилке, в гнезде или в результате индуктивной связи одного с другим, в то время как практически все перекрестные наводки на ближнем конце – следствие емкостной связи по длине кабеля. Тем не менее, устранение сбоев по наводкам на ближнем конце NEXT, как правило, одновременно приводит к устранению большинства проблем с наводками на дальнем конце FEXT. В измерениях эти параметры чаще всего обозначаются как ACR-F или ELFEXT. Для устранения неисправностей, во-первых, необходимо заменить вилку RJ45 на том конце сегмента, где тестер показывает сбой. Если это не помогает, то необходимо заменить имеющиеся вилку и гнездо на парные вилку и гнездо от одного и того же производителя. Возвратные потери (Return Loss) учитывают все отражения, которые происходят в сегменте по всей его длине по причине несоответствия импедансов. Этот параметр показывает, насколько характеристический импеданс кабельной системы соответствует номинальному полному сопротивлению по всему диапазону частот. Характеристический импеданс сегментов может варьироваться от больших значений на низких частотах до малых значений на высоких частотах. Согласованное сопротивление на обоих концах сегмента должно совпадать с характеристическим импедансом сегмента в целом, тогда отражений в нем почти не будет. Если соответствие между этими величинами хорошее, то передача сигналов в сегменте происходит беспрепятственно в оба конца, а отражения минимальны. Значения возвратных потерь дают большие флуктуации при изменении частоты. Причинами потерь могут быть небольшие нарушения в шаге повива пар, небольшое отдаление проводников пары друг от друга (возникновение просвета между проводниками одной пары), неоднородности в материале изоляции или посторонние включения в металле проводника. Также источником возвратных потерь является отражение от коннекторов в сегменте. Задержка распространения сигнала допускается стандартом TIA/EIA-568-B в Постоянной линии до 498 нс, а в Канале до 555 нс, независимо от категории системы. Ситуации, когда сбой дает только задержка распространения, а по другим параметрам сбоев нет, почти не встречаются. Получение результата FAIL по задержке распространения свидетельствует либо о чрезмерной длине кабеля в сегменте, либо о несоответствующем типе или качестве (браке) кабеля. Смещение задержки допускается стандартом TIA/EIA-568-B до 44 нс для Постоянной линии и до 50 нс для Канала, независимо от категории. Такой сбой возможен в тех случаях, когда использован кабель, в котором для разных пар используется изоляция из разных материалов. Также подобный сбой может возникнуть, если вместо патч-шнура для коммутации были использованы отдельные витые пары или кроссировочные перемычки, причем разной длины. Большой разброс в длинах пар по всему сегменту может быть следствием неправильно выполненного монтажа. Для коммутации в компьютерных сетях никогда не следует использовать отдельные пары. Одновременно со смещением задержки дадут сбой и другие параметры. При устранении неисправностей необходимо проверить все точки коммутации в сегменте. В отличие от сбоев в активном оборудовании, сбои в кабельной среде обнаруживаются и устраняются практически одними и теми же способами как непосредственно после монтажа кабельной системы, так и после некоторого периода эксплуатации. Часто бывает так, что сегмент с неудовлетворительными характеристиками долгое время работает, а затем в результате каких-то внешних факторов перестает работать совсем. Такими факторами могут быть явное повреждение кабеля, размещение рядом с кабелем источников шума или перемещение кабеля к источникам шума. Еще один вариант, хотя и встречающийся реже – если происходит реализация новых приложений на физическом уровне. Например, используется сетевая карта, которая для автосогласования использует не 100 Мбит/с, как раньше было принято в этой системе, а 1000 Мбит/с. Так может произойти, если в рабочую станцию установлена новая сетевая карта, если патч-шнур подключен к другому порту сетевого коммутатора или даже к другому коммутатору. 2.9 Оборудование и технические средства, необходимые для построения и эксплуатации ВОЛС Оптическое волокно представляет собой оптически прозрачную стеклянную нить, которая используется для переноса светового потока за счет эффекта полного внутреннего отражения. Основной принцип действия ВОЛС - полное внутреннее отражение светового потока на границе раздела двух сред с разной плотностью и показателями преломления. Оптическое волокно имеет сердцевину - световод, и оболочку. Показатели преломления сердцевины больше чем аналогичные показатели оболочки, в связи с этим луч света, многократно отражаясь, на границе двух сред (сердцевина-оболочка) распространяется по сердцевине. Оптическое волокно может быть одномодовыми и многомодовыми. Диаметр сердцевины одномодового волокна от 7 до 9 микрон. Малый диаметр позволяет передать по волокну только одну моду электромагнитного излучения, также исключается влияние дисперсионных искажений светового потока. Волоконно-оптическая связь - проводная электросвязь, в качестве носителя информации выступает электромагнитное излучение оптического диапазона ближе к инфракрасному, в качестве среды распространения — волоконно-оптические кабели. Высокая частота несущей электромагнитной волны и широкие возможности мультиплексирования позволяют существенно повысить пропускную способность ВОЛС, по сравнению со многими другими системами связи, и может достигать нескольких десятков терабит в секунду. Эффект малого затухания светового потока обуславливает возможность использования монтажа ВОЛС для прокладки линий связи на значительные расстояния, исключая использования усилителей. Волоконно-оптическая связь не подвержена влиянию электромагнитных помех, а также недоступна для несанкционированного использования. Монтаж ВОЛС осуществляется с использованием определенных компонентов, это - активные компоненты и пассивные компоненты. Активные компоненты: Мультиплексор, демультиплексор — устройства, объединяющие и разделяющие информационные каналы. Мультиплексор и демультиплексор может работать временно́й и частотной области, может быть электрическим и оптическим. Регенератор — устройство для восстановление формы светового импульса, который подвержен искажениям во время передачи. Существуют оптические и электрические регенераторы. Электрические регенераторы преобразуют оптический сигнал в электрический и восстанавливают его, и вновь преобразуют электрический сигнал в оптический. Усилитель — устройство увеличивающее мощность сигнала. Усилители также подразделяются на оптические и электрические, соответственно производящие преобразования сигнала из оптического в электрический и обратно. Лазер — источник монохромного когерентного оптического излучения. Модулятор — устройство, модулирующее оптическую несущую (свет) по закону информационного электрического сигнала. В большинстве систем это - лазер, но могут быть использованы и отдельные устройства, в системах с непрямой модуляцией. Фотоприёмник — устройство, для опто-электронного преобразования сигнала. Пассивные компоненты: Оптический кабель, содержащий оптические волокна. Оболочка кабеля может быть изготовлена из различных материалов и может иметь бронирование различного типа, а также специфические защитные слои. Оптическая муфта — устройство, для соединения оптических кабелей. Оптический кросс — устройство, для оконечивания оптического кабеля, позволяющее подключить к нему активное оборудование. |