Okablowanie strukturalne, a normy
1)
Wprowadzenie
Jeszcze nie tak dawno podstawowymi narzędziami do pracy biurowej były długopis, kartka
papieru oraz liczydło lub kalkulator. Gwałtowny rozwój elektroniki i informatyki
spowodował, Ŝe prawie kaŜdy współczesny pracownik umysłowy musi być wyposaŜony w
narzędzia ułatwiające mu komunikowanie się z innymi ludźmi (telefon, fax, poczta
elektroniczna, Internet) oraz ułatwiające pracę biurową (komputer). Jednak poŜytek z wielu
pracowników wyposaŜonych w oddzielne komputery jest niewspółmiernie mniejszy, niŜ
poŜytek z tej samej liczby pracowników uŜytkujących swoje komputery spięte w sieć lokalną
LAN (z ang. Local Area Network). Łatwość wymiany informacji, moŜliwość dzielenia
zasobów sieciowych (danych, drukarek sieciowych) oraz uŜytkowania oprogramowania do
pracy grupowej np. programy dla inŜynierów do projektowania współbieŜnego powodują, Ŝe
sieci komputerowe są obecnie podstawowym wyposaŜeniem biura. Fakt ten nie umknął
uwadze osób zajmujących się projektowaniem i wznoszeniem budynków biurowych, które
oprócz standardowych instalacji, takich jak centralne ogrzewanie, instalacja elektryczna czy
klimatyzacja, zaczęły wyposaŜać pomieszczenia przeznaczone na biura w instalacje
okablowania przeznaczoną dla telefonów i sieci komputerowych. Takie sieci okablowania,
przeznaczone do przyszłych zastosowań teleinformatycznych nazywamy sieciami
okablowania strukturalnego, a ich kolebką są Stany Zjednoczone.
2)
Po co są normy?
Bardzo szybko pojawili się zwolennicy okablowania strukturalnego, doceniający jego
niewątpliwe zalety. MoŜliwość wynajęcia biura standardowo wyposaŜonego w sieć
komputerową, bez konieczności kosztownych adaptacji, sprzyjała rozwojowi tej dziedziny
techniki. Jednak wraz z rozwojem okablowania zaczęły pojawiać się problemy. Łatwo było
postanowić, Ŝe nowo budowane biura będą standardowo wyposaŜane w uniwersalny system
okablowania, trudniej jednak było to zrealizować. Mnogość rozwiązań na rynku
obejmujących róŜne rodzaje kabla (współosiowy, współosiowy z dwoma przewodami
wewnętrznymi, skrętka ekranowana i nie ekranowana), róŜne rodzaje sprzętu aktywnego
wyposaŜonego w róŜne typy złącz, posiadające odmienne wymagania techniczne oraz róŜne
dopuszczalne długości toru transmisyjnego powodowały, Ŝe bardzo trudno było wykonać sieć
do zastosowań uniwersalnych. Pojawiła się potrzeba normalizacji, czyli stworzenia
oficjalnych dokumentów zawierających pewne ogólne ustalenia pozwalające na współpracę
producentów kabli, sprzętu aktywnego oraz innych elementów okablowania, dzięki czemu
moŜna by łączyć ze sobą elementy róŜnych producentów i mieć pewność ich prawidłowego
współdziałania.
3)
Szerzej o normach.
Jak juŜ wspomniano, kolebką okablowania strukturalnego są Stany Zjednoczone i tam
powstały takŜe pierwsze ustalenia legislacyjne. Podstawową dla okablowania strukturalnego
normą jest EIA/TIA 568A („TIA/EIA Building Telecommunications Wiring Standards”)
wydana w grudniu 1995, która powstała na bazie normy EIA/TIA 568 (złącza i kable do
16MHz) po uwzględnieniu biuletynów TSB 36 (kable do 100MHz), TSB 40 (złącza do
100MHz), TSB 40A (złącza i kable krosowe do 100MHz) oraz projektu SP-2840 (złącza i
kable do 100MHz ).
Z czasem powstało szereg norm towarzyszących, z których najwaŜniejsze to:
-
EIA/TIA 569 „Commercial Building Telecommunications for Pathways and Spaces”
(Kanały telekomunikacyjne w biurowcach)
-
EIA/TIA 606 „The Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of
Commercial Building” (Administracja infrastruktury telekomunikacyjnej w biurowcach)
-
EIA/TIA 607 „Commercial Building Grounding and Bonding Requirements for
Telecommunications” (Uziemienia w budynkach biurowych)
-
TSB 67 „Transmission Performance Specification for Field Testing of Unshielded
Twisted-Pair Cabling Systems” (Pomiary systemów okablowania strukturalnego)
-
TSB 72 „Centralized Optical Fiber Cabling Guidelines” (Scentralizowane okablowanie
ś
wiatłowodowe)
-
TSB 75 „Nowe rozwiązania okablowania poziomego dla biur o zmiennej aranŜacji
wnętrz”
-
TSB 95 „Additional Transmission Performance Guidelines for 4-Pair 100 W Category 5
Cabling”
Na podstawie norm amerykańskich powstała norma międzynarodowa – ISO/IEC 11801
„Information technology – Generic cabling for customer premises”. Z kolei w oparciu o
normę międzynarodową stworzono normę europejską EN 50173 „Information technology –
Generic cabling systems” zawierającą jednakŜe więcej unormowań związanych ze specyfiką
rynków Unii Europejskiej. Inne europejskie normy związane, to:
-
EN 50167 „Okablowanie poziome”
-
EN 50168 „Okablowanie pionowe”
-
EN 50169 „Okablowanie krosowe i stacyjne”
PowyŜej przedstawione normy stanowią aktualnie obowiązujące na świecie unormowania w
dziedzinie okablowania strukturalnego budynków. Jeśli chodzi o sytuację w Polsce, to ciągle
nie ma zatwierdzonej polskiej normy. Powstał projekt takiego unormowanie będący wiernym
tłumaczeniem normy europejskiej (EN 50173), jednakŜe nie doczekał się jeszcze
zatwierdzenia. Być moŜe konieczność dostosowania polskich rozwiązań prawnych do
rozwiązań obowiązujących w Unii Europejskiej, będąca warunkiem koniecznym
postawionym przez Unię, będzie okazją do powstania polskiego odpowiednika wspomnianej
normy. Póki co, sieci okablowania strukturalnego w Polsce, budowane są w oparciu o
właściwe normy zagraniczne.
Wymienione normy określają parametry techniczne torów okablowania strukturalnego
przypisując im kategorie (norma amerykańska) lub klasy (norma międzynarodowa i
europejska). NajwyŜszą, dotychczas zdefiniowaną kategorią była kategoria piąta,
zapewniająca przeniesienie sygnałów w paśmie do 100MHz na odległość 100m, odpowiada
to klasie D. Jednak gwałtowny rozwój telekomunikacji spowodował, Ŝe dostępne są juŜ na
rynku rozwiązania przewyŜszające parametrami wymagania kategorii piątej (klasy D), stąd
teŜ środowisko producentów systemów okablowania strukturalnego oczekuje nowelizacji
norm w celu ustalenia nowych kategorii (klas). Istnieją pewne propozycje odnośnie nowo
projektowanych kategorii, które dotychczas nie zostały jeszcze zatwierdzone odpowiednią
normą (stan na grudzień 1999). Propozycje nowych norm są następujące:
-
kategoria 5E (z ang. Enhanced - ulepszona ), w której przewiduje się pasmo transmisji,
takie samo jak w kategorii 5, czyli do 100MHz, ale przesłuch zbliŜny mierzony jest
metodą PowerSum NEXT (Rys 1.), dochodzi pomiar parametru ELFEXT, Return Loss
(zgodnie z biuletynem EIA/TIA/TSB 95);
-
kategoria 6 (klasa E) do 200 (250) MHz na złączu RJ45
-
kategoria 7 (klasa F) do 600 MHz na nowym rodzaju złącza kompatybilnym „w dół” z
RJ45
Rys 1. RóŜnice między pomiarem parametru NEXT i PowerSum NEXT.
4)
Podstawowe załoŜenia sieci okablowania strukturalnego
Normy traktujące o sieciach okablowania strukturalnego mówią, w jaki sposób naleŜy
projektować i budować takie sieci, aby mogły być eksploatowane z wykorzystaniem róŜnego
rodzaju sprzętu aktywnego. Postaramy się przybliŜyć podstawowe zalecenia na podstawie
normy europejskiej (EN 50173).
Istotą okablowania strukturalnego jest, aby z kaŜdego punktu w budynku istniał łatwy dostęp
do sieci komputerowej (LAN) oraz usług telekomunikacyjnych. Jedynym sposobem
uzyskania tego stanu jest system okablowania budynku posiadający o wiele więcej punktów
abonenckich, niŜ jest ich przewidzianych do wykorzystania w momencie instalacji . Wymaga
to instalacji gniazd w regularnych odstępach w całym obiekcie, tak by ich zasięg obejmował
wszystkie obszary, gdzie moŜe zaistnieć potrzeba skorzystania z dostępu do sieci. Przyjmuje
się, Ŝe powinno się umieścić jeden podwójny punkt abonencki (2xRJ45) na kaŜde 10 metrów
kwadratowych powierzchni biurowej.
Z wielu istniejących topologii sieci ( gwiazda, pierścień, szyna, połączenie wielokrotne) w
okablowaniu strukturalnym stosuje się topologię gwiazdy, jako najbardziej uniwersalną
oraz gwiazdy hierarchicznej, w której poszczególne części sieci łączone są między sobą
tworząc kolejną gwiazdę (Rys 2).
Rys 2. Topologie sieci zalecane przez normę EN 50173.
W sieci okablowania strukturalnego wyróŜnia się następujące elementy tworzące strukturę
sieci:
1.
Okablowanie pionowe (wewnątrz budynku) - kable miedziane lub/i
ś
wiatłowody ułoŜone zazwyczaj w głównych pionach (kanałach)
telekomunikacyjnych budynków, realizujące połączenia pomiędzy punktami
rozdzielczymi systemu.
2.
Punkty rozdzielcze - miejsca będące węzłami sieci w topologii gwiazdy, słuŜące
do konfiguracji połączeń. Punkt zbiegania się okablowania poziomego, pionowego
i systemowego. Zazwyczaj gromadzą sprzęt aktywny zarządzający siecią
(koncentratory, przełączniki itp.). Najczęściej jest to szafa lub rama 19-calowa o
danej wysokości wyraŜonej w jednostkach U (1U=45 mm).
3.
Okablowanie poziome - część okablowania pomiędzy punktem rozdzielczym, a
gniazdem uŜytkownika.
4.
Gniazda abonenckie - punkt przyłączenia uŜytkownika do sieci strukturalnej oraz
koniec okablowania poziomego od strony uŜytkownika. Zazwyczaj są to dwa
gniazda RJ-45 umieszczone w puszce lub korycie kablowym.
5.
Połączenia systemowe oraz terminalowe - połączenia pomiędzy systemami
komputerowymi a systemem okablowania strukturalnego.
6.
Połączenia telekomunikacyjne budynków - często nazywane okablowaniem
pionowym międzybudynkowym lub okablowaniem kampusowym. Zazwyczaj
realizowane na wielowłóknowym zewnętrznym kablu światłowodowym.
Punkty rozdzielcze moŜna podzielić na:
-
Międzybudynkowy punkt rozdzielczy (Campus Distributor ozn. CD), będący centralnym
miejscem danej sieci lokalnej;
-
Budynkowy punkt rozdzielczy (Building Distributor ozn. BD), będący centrum sieci w
obrębie budynku;
-
Piętrowy punkt rozdzielczy (Floor Distributor ozn. FD) będący miejscem połączenia
wszystkich kabli na danej kondygnacji.
Schemat układu punktów rozdzielczych wg. EN 50173 przedstawia Rys 3. oraz Rys 4.
Rys 3. Struktura okablowania strukturalnego.
Rys 4. Elementy systemu okablowania strukturalnego.
Istnieją ścisłe zalecenie odnośnie długości poszczególnych segmentów okablowania
strukturalnego (Rys 5), i tak:
-
całkowita długość okablowania poziomego nie moŜe przekroczyć 90m a sumaryczna
długość kabla krosowego, kabla stacyjnego oraz kabla przyłączeniowego sprzętu
aktywnego nie moŜe przekroczyć 10m;
-
długość okablowania pionowego budynku nie powinna przekraczać 500m, a okablowania
pionowego międzybudynkowego 1500m, w sumie 2000m. Odległość tą moŜna zwiększyć
do 3000m, jeśli zostanie zastosowany światłowód jednomodowy.
Rys 5. Dopuszczalne długości poszczególnych segmentów okablowania.
Norma zaleca równieŜ, jakiego typu media naleŜy stosować w poszczególnych segmentach
okablowania (Tabela 1) oraz typy kabli (Tabela 2).
Segment
Medium
Przewidywane u
Ŝ
ytkowania
Okablowania poziome
Skr
ę
tka
Głos i dane
Ś
wiatłowód
Dane
Okablowanie pionowe
budynku
Skr
ę
tka
Głos i wolne aplikacje danych
Ś
wiatłowód
Szybkie aplikacje danych
Okablowanie pionowe
mi
ę
dzybudynkowe
Ś
wiatłowód
Zalecane
Skr
ę
tka
W wyj
ą
tkowych wypadkach
Tabela 1. Zalecane media w poszczególnych segmentach sieci.
Segment
Kable zalecane
Kable dopuszczalne
Okablowanie poziome
czteroparowa skr
ę
tka 100
Ω
skr
ę
tka 120
Ω
lub STP 150
Ω
ś
wiatłowód MM 62,5/125
ś
wiatłowód MM 50/125
Okablowanie pionowe
ś
wiatłowód MM 62,5/125
ś
wiatłowód SM
Czteroparowa skr
ę
tka 100
Ω
skr
ę
tka 120
Ω
lub STP 150
Ω
Tabela 2. Zalecane typy kabla w poszczególnych segmentach sieci.
Ustalono pięć klas aplikacji w zaleŜności od wymaganej szerokości pasma przenoszenia
(Tabela 3), dla kaŜdej klasy dostępne są róŜne, maksymalne długości okablowania (Tabela 4).
Klasa
Aplikacja
A
Głos i aplikacje o częstotliwości do 100 kHz
B
Aplikacje dotyczące danych o małej częstotliwości do 1 MHz
C
Aplikacje dotyczące danych o małej częstotliwości do 16 MHz
D
Aplikacje dotyczące danych o małej częstotliwości do 100 MHz
światłowodowa
Zdefiniowana dla aplikacji od 10 MHz w górę
Tabela 3 Klasy aplikacji.
Kategoria
medium
Klasa A
Klasa B
Klasa C
Klasa D
Łącze
światłowodowe
Kategoria 3
2000 m
500 m
100 m
-
-
Kategoria 4
3000 m
600 m
150 m
-
-
Kategoria 5
3000 m
700 m
160 m
100 m
-
Para skręcona 150
Ohm (IBM)
3000 m
400 m
250 m
150 m
-
Ś
wiatłowód
wielomodowy
nie dotyczy
nie dotyczy
nie dotyczy
nie dotyczy
2000 m
Ś
wiatłowód
jednomodowy
nie dotyczy
nie dotyczy
nie dotyczy
nie dotyczy
3000 m
Tabela 4 Kategorie medium i klasy aplikacji.
Przewodniki okablowania poziomego muszą być zaterminowane zgodnie z zalecaną
sekwencją, czyli je naleŜy przyłączać do pinów złącza w odpowiedniej kolejności. Norma
europejska nakazuje jedynie odpowiedni rozkład par w złączu (Rys 6), istnieją dwie ogólnie
stosowane sekwencje (568B i 568A), które spełniają to wymaganie (Rys. 7). Producenci
okablowania strukturalnego zalecają stosowanie jednej określonej sekwencji (np. firma Molex
Premise Networks zaleca stosowanie sekwencji 568B).
Rys 6. Sposób przyłączania par do wtyku (widok z przodu).
Rys 7. Najczęściej stosowane sekwencje w systemach okablowania strukturalnego.
Norma EN 50173 normuje większość zagadnień związanych z okablowaniem strukturalnym,
poniŜej zostaną wymienione najwaŜniejsze:
-
Okablowanie poziome powinno biec nieprzerwanie od punktu dystrybucyjnego do punktu
abonenckiego, norma dopuszcza jednak umieszczenie jednego punktu ( tzw. Punktu
Konsolidacyjnego z ang. Transition Point), w którym okablowanie poziome jest nieciągłe,
ale w którym wszystkie pary są połączone mechanicznie 1:1. Punkt ten nie moŜe być
wykorzystywany do administrowania sieci (nie moŜna dokonywać połączeń krosujących).
-
Istnieją ogólne zalecenia, które mówią, Ŝe na kaŜde 10m
2
powierzchni biurowej naleŜy
przewidzieć jeden punkt abonencki (2xRJ45), na kaŜde 1000m
2
powierzchni biurowej
powinien przypadać jeden piętrowy punkt rozdzielczy. Jeden punkt rozdzielczy powinien
być przewidziany na kaŜdym piętrze. JeŜeli na danym piętrze jest małe nasycenie
punktami abonenckimi, moŜe ono być obsłuŜone z innego piętrowego punktu
rozdzielczego (np. połoŜonego piętro niŜej).
-
Wszystkie uŜyte kable powinny być zaterminowane.
-
Sieć okablowania strukturalnego jest systemem pasywnym i jako taka nie wymaga
potwierdzenia kompatybilności magnetycznej EMC (wg. EN 50173).
-
W obrębie sieci powinno się uŜywać kabli o jednakowej impedancji nominalnej (np.
100
Ω
) oraz światłowodów o jednakowych parametrach włókna (jednakowej średnicy).
-
Dla sieci klasy D maksymalna długość, na której moŜe nastąpić rozplot par przy złączu
wynosi 13mm.
-
Wszystkie elementy okablowania powinny być czytelnie oznaczone unikalnym numerem,
po wykonaniu instalacji naleŜ wykonać dokumentację sieci, która powinna być
przechowywana i aktualizowana przez administratora sieci.
-
NaleŜy stosować wtyki i gniazda niekluczowane.
5)
RóŜnice pomiędzy normami
W obecnej sytuacji prawnej, projektując okablowanie strukturalne naleŜy zdecydować się na
jedną konkretną normę i konsekwentnie opierać się na jej wytycznych. Generalnie w normach
opisane jest okablowanie strukturalne, którego idea i załoŜenia są prawie identyczne, róŜnią
się jednak pomiędzy sobą w szczegółach, o których warto pamiętać. W tabeli 5 zebrane
zostały róŜnice pomiędzy głównymi załoŜeniami w poszczególnych normach.
Standard
Kable
skrętkowe
[Ohm]
Złącza kabli
skrętkowych
Krosowanie
Światłowód
Złącze
światłowodowe
Klasa
aplikacji
EIA/TIA
TSB 36
TSB 40
TSB 53
Komponenty
100
150
RJ45
Dane
RJ45
62,5/125
µ
m
50/125
µ
m
SC i ST
ISO/IEC
IS 11801
Łącza i
aplikacje
100
120
150
RJ45
Dane
RJ45
62,5/125
µ
m
50/125
µ
m
SC i ST
A, B, C, D,
ś
wiatłowód
CENELEC
EN 50173
Łącza i
aplikacje
100
120
150
RJ45
Dane
RJ45
62,5/125
µ
m
50/125
µ
m
9/125
µ
m
SC i ST
A, B, C, D,
ś
wiatłowód
Tabela 5. RóŜnice między standardami ISO 11801 i EIA/TIA 568A
Norma międzynarodowa ISO 11801 i europejska EN 50173 wprowadzają pewną próbę
definicji obszaru zastosowań okablowania strukturalnego. Zgodnie z nimi o okablowaniu
strukturalnym moŜemy mówić w przypadku sieci o promieniu do 3000m, powierzchni
biurowej do 1000000 m
2
i dla maksymalnie 50000 osób. Jednak wytyczne normy w
konkretnych zastosowaniach nie muszą być szczegółowo przestrzegane. Norma amerykańska
TIA/EIA 568A nie wprowadza tego typu opisu.
Najbardziej widoczną róŜnicą pomiędzy normami jest sposób określania moŜliwości
okablowania. W normie amerykańskiej funkcjonuje określenie kategorii okablowania (np.
kategoria 5), natomiast w normie międzynarodowej wymienia się klasy okablowania (np.
klasa D). W przyszłych normach proponuje się, aby ten sposób nazewnictwa został
ujednolicony. W tabeli 6 zebrana została klasyfikacja okablowania wg róŜnych norm.
Pasmo transmisyjne
Norma TIA/EIA 568A
Norma ISO 11801
EN 50173
do 100 kHz
kategoria 1
klasa A
do 1 MHz
kategoria 2
klasa B
do 16 MHz
kategoria 3
klasa C
do 20 MHz
kategoria 4
-
do 100 MHz
kategoria 5
klasa D
do 200 (250) MHz*
kategoria 6*
klasa E (kategoria 6)*
od 10 MHz
-
klasa optyczna
*) projekt normy
Tabela 6. Klasyfikacja okablowania
Kolejną róŜnicą pomiędzy normami jest sposób nazywania poszczególnych punktów
dystrybucyjnych (tabela 7). Istotne jest, aby stosować ten sam sposób nazewnictwa w całym
projekcie okablowania strukturalnego, gdyŜ umoŜliwi to wtedy jednoznaczność określenia
konkretnych punktów w sieci. Oczywiście dopuszczalne jest stosowanie polskich
odpowiedników nazw anglojęzycznych.
Punkt dystrybucyjny
Norma TIA/EIA 568A
Norma ISO 11801
EN 50173
Międzybudynkowy PD
Campus Distribution Frame - CDF
Campus Distributor - CD
Główny (budynkowy) PD Main Distribution Frame - MDF
Building Distributor - BD
Pośredni (piętrowy) PD
Intermediate Distribution Frame - IDF
Floor Distributor - FD
Tabela 6. Nazewnictwo punktów dystrybucyjnych
Z instalacyjnego punktu widzenia największe róŜnice dotyczą odległości w poszczególnych
segmentach sieci. Zgodnie ze wszystkimi normami, maksymalna odległość w okablowaniu
pionowym i międzybudynkowym pomiędzy międzybudynkowym i pośrednim punktem
dystrybucyjnym, wynosi 2000 metrów przy uŜyciu wielomodowego kabla światłowodowego,
natomiast dodatkowo norma europejska EN 50173 dopuszcza, przy wykorzystaniu
ś
wiatłowodu jednomodowego, maksymalną odległość do 3000 m.
W okablowaniu pionowym dla linii telefonicznych, norma amerykańska TIA/EIA 568A
dopuszcza maksymalną odległość 800 metrów przy wykorzystaniu wieloparowego kabla
miedzianego kategorii 3. Okablowanie pionowe wykonane na kablu miedzianym kategorii 5
(klasy D) moŜe mieć długość maksymalną do 90 metrów.
Sumaryczna długość kabli krosowych w punkcie dystrybucyjnym i przyłączeniowych obszaru
roboczego dla jednego toru nie moŜe przekroczyć 10 metrów. Zgodnie z normą amerykańską
TIA/EIA 568A długość kabla przyłączeniowego nie moŜe przekroczyć 3 metrów, natomiast
zgodnie z normą międzynarodową ISO 11801 i europejską EN 50173 maksymalna długość
kabli krosowych w punkcie dystrybucyjnym nie moŜe przekroczyć 5 metrów. W związku z
tym kabel przyłączeniowy moŜe mieć długość do 5 metrów (ISO 11801 i EN 50173).
Ponadto normy międzynarodowa ISO 11801 i europejska EN 50173 dopuszczają stosowanie
dodatkowych połączeń pomiędzy punktami dystrybucyjnymi tego samego poziomu (np.
pomiędzy pośrednimi punktami dystrybucyjnymi jak na rysunku 3).
Z ciekawostek technicznych naleŜy dodać, Ŝe klasa D okablowania strukturalnego odnosi się
tylko do czteroparowych kabli miedzianych, zarówno ekranowanych (FTP, STP, SFTP), jak i
nieekranowanych (UTP), normy międzynarodowa ISO 11801 i europejska EN 50173 nie
specyfikują wymagań dla wieloparowych kabli telefonicznych.
6)
Słowniczek
FEXT (z ang. Far End Crosstalk) – Przesłuchy na odległym końcu kabla; zakłócenie
mierzone na przeciwnym końcu kabla niŜ sygnał wywołujący zakłócenie. Jest to
parametr łatwy do pomiaru, ale trudny do wyspecyfikowania w normach - wartość jest
zaleŜna od długości (a więc tłumienia) kanału transmisji.
ELFEXT (z ang. Equal-Level Far End Crosstalk) - przesłuchy oraz sygnał zakłócający
mierzone są na przeciwnym końcu kabla w stosunku do nadajnika. Wartość
uwzględnia długość kanału i moŜe być łatwo wyspecyfikowana w normach.
NEXT (z ang. Near End Crosstalk) - Najczęstszy sposób pomiaru przesłuchu zbliŜnego,
polega na pomiarze poziomu sygnału zaindukowanego w jednej parze przewodników,
pochodzącego od sygnału z dowolnej z trzech pozostałych par.
PowerSum NEXT - polega na pomiarze poziomu sygnału indukowanego w danej parze od
sumy sygnałów pochodzących od wszystkich pozostałych par. Przesłuch zbliŜny
mierzony w ten sposób jest znacznie większy od mierzonego metodą tradycyjną i
lepiej oddaje charakter rzeczywistych przesłuchów występujących w torze
transmisyjnym. Bardzo istotny parametr dla instalacji w których będą działały
protokoły transmisyjne wykorzystujące do transmisji wszystkie cztery pary
przewodnika (np. Ethernet 100VG-AnyLAN, Ethernet 1000Base-T).
Return Loss – straty odbiciowe. Parametr ten określa wartość sygnału odbitego, co
spowodowane jest niedopasowaniem (odbiciem) impedancji wzdłuŜ kanału
transmisyjnego. Sygnał ten moŜe być źródłem zakłóceń dla sygnału uŜytecznego, co
jest bardzo istotne w przypadku transmisji w dwóch kierunkach jednocześnie (np. przy
Ethernet 1000Base-T).
kabel krosowy – jest to giętki kabel zakończony z dwóch stron złączem (RJ45, KATT, ST,
SC), słuŜący do wykonywania połączeń w punkcie dystrybucyjnym (np. pomiędzy
urządzeniem aktywnym, a panelem z zakończeniami okablowania poziomego).
kabel przyłączeniowy - jest to giętki kabel zakończony z dwóch stron złączem (RJ45,
ST,SC), słuŜący do wykonywania połączeń pomiędzy punktem abonenckim, a
urządzeniem aktywnym uŜytkownika (kartą sieciową, telefonem, drukarką sieciową).
7)
Literatura:
1.
Norma „TIA/EIA Telecommunications Building Wiring Standards”.
2.
Norma ISO/IEC 11801.
3.
Norma CENELEC EN 50173
4.
Projekt normy prPN 50173
5.
Wydanie specjalne miesięcznika „Networld” – „Vademecum Teleinformatyka cz.3”;
6.
Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks
®
;
Autorzy:
Krzysztof Ojdana – Asystent Koordynatora ds. Produktu Molex Premise Networks
Jacek Browarski – Specjalista ds. Wsparcia Technicznego Molex Premise Networks
Kategoria 5E zatwierdzona
Po długich dyskusjach na temat nowych kategorii okablowania strukturalnego, w
połowie lutego 2000 roku zapadła decyzja o zatwierdzeniu projektu grupy roboczej TR42.7
ameryka
ń
skiego komitetu standaryzacyjnego organizacji TIA (Telecommunications
Industry Association) dotycz
ą
cego parametrów fizycznych rozszerzonej kategorii 5
(zwanej w skrócie 5E z ang. Enhanced), jako nowego dodatku do normy ANSI/TIA/EIA-
568-A-5. Komitety normalizacyjne, takie jak mi
ę
dzynarodowy ISO (International
Organization for Standardization) i europejski CENELEC (European Committee For
Electrotechnical Standardization) zapewne w niedalekiej przyszło
ś
ci równie
Ŝ
zatwierdz
ą
podobn
ą
klas
ę
okablowania strukturalnego. Prace nad tym nadal trwaj
ą
.
W nowym dodatku do normy TIA/EIA-568-A najbardziej istotn
ą
rzecz
ą
dla
instalatorów systemów okablowania strukturalnego s
ą
wymagania na pomiary nowych
parametrów fizycznych. Wyniki tych pomiarów okre
ś
laj
ą
, wymagania której kategorii
spełnia dany system okablowania. Pomiary dynamiczne wykonane specjalnymi testerami,
s
ą
bardzo istotne z punktu widzenia u
Ŝ
ytkownika ko
ń
cowego systemu okablowania, gdy
Ŝ
na podstawie wyników z pomiarów mo
Ŝ
na praktycznie sprawdzi
ć
, czy zainstalowany
system okablowania strukturalnego spełnia zakładane parametry wydajno
ś
ciowe.
Wykonanie pomiarów dynamicznych wszystkich przebiegów kablowych, zarówno
pionowych jak i poziomych, w zainstalowanym systemie okablowania strukturalnego jest
wymagane w przypadku udzielania przez producenta okablowania strukturalnego
wieloletniej gwarancji. W certyfikacie gwarancyjnym podane s
ą
normy, które spełnia
zainstalowany system okablowania strukturalnego. Producent systemu okablowania
strukturalnego mo
Ŝ
e udziela
ć
ró
Ŝ
nego rodzaju gwarancji na zainstalowany system
okablowania przez certyfikowanego instalatora:
•
gwarancja elementowa – obejmuje tylko gwarancje na poprawne działanie
poszczególnych elementów systemu (np. gniazda, panelu) i w przypadku
niesprawno
ś
ci elementu zobowi
ą
zuje si
ę
wymieni
ć
go na nowy. Nale
Ŝ
y jednak
zwróci
ć
uwag
ę
na to,
Ŝ
e uszkodzony element dostarczany jest bezpłatnie,
natomiast za usług
ę
wymiany w niektórych firmach nale
Ŝ
y zapłaci
ć
;
•
gwarancja systemowa – producent okablowania gwarantuje,
Ŝ
e cały system
okablowania strukturalnego został poprawnie zainstalowany zgodnie z normami
i zaleceniami,
Ŝ
e b
ę
dzie on dobrze funkcjonował i spełnia on wymogi
wydajno
ś
ci, zgodnie z wymogami kategorii okablowania do której został
zakwalifikowany na podstawie pomiarów dynamicznych;
•
gwarancja aplikacyjna – producent okablowania strukturalnego gwarantuje,
Ŝ
e
w danym systemie okablowania strukturalnego b
ę
d
ą
dobrze działały wymienione
w certyfikacie gwarancyjnym protokoły transmisyjne. U
Ŝ
ytkownik ko
ń
cowy
posiadaj
ą
cy tak
ą
gwarancj
ę
mo
Ŝ
e by
ć
pewnym,
Ŝ
e nawet zainstalowane w
przyszło
ś
ci urz
ą
dzenia aktywne obsługuj
ą
ce jeden z wymienionych w
certyfikacie gwarancyjnym protokole b
ę
d
ą
działały z maksymaln
ą
pr
ę
dko
ś
ci
ą
.
W celu wykazania zgodno
ś
ci zainstalowanego systemu okablowania strukturalnego
z rozszerzon
ą
kategori
ą
5 nale
Ŝ
y wykona
ć
pomiary dynamiczne parametrów takich jak:
NEXT (nowe limity);
tłumienie (z ang. Attenuation);
długo
ść
poł
ą
cze
ń
(z ang. Length);
mapa poł
ą
cze
ń
(z ang. Wire Map);
PowerSum NEXT;
Return Loss;
ELFEXT;
PowerSum ELFEXT;
Opó
ź
nienie propagacji (z ang. Return Loss);
Ró
Ŝ
nica opó
ź
nie
ń
(z ang. Delay Skew).
Sposób przeprowadzania tych pomiarów opisany jest w nowym biuletynie
TIA/EIA/TSB-95, który ukazał si
ę
pod koniec 1999 roku.
Wykorzystuj
ą
c do pomiaru miernik dynamiczny zgodny z biuletynem TIA/EIA/TSB-
67 L.II (wi
ę
kszo
ść
z dost
ę
pnych aktualnie na rynku) nale
Ŝ
y zwróci
ć
szczególn
ą
uwag
ę
na
mierzone parametry, wybieraj
ą
c opcj
ę
pomiarów zaznaczonych jako TSB-95 albo
„Category 5E”. W istniej
ą
cym obecnie oprogramowaniu nie wszystkie wymagane przez
norm
ę
parametry fizyczne s
ą
mierzone przy wyborze funkcji „Autotest”, np. w mierniku HP
Wire Scope 155 z zainstalowanym oprogramowaniem w wersji 5.20, opcja pomiarów TSB-
95 nie zawiera pomiaru parametru PowerSum NEXT, a opcja „Category 5E” nie zawiera
pomiaru parametru Return Loss. Nale
Ŝ
y dodatkowo wybra
ć
brakuj
ą
cy parametr przed
rozpocz
ę
ciem pomiarów.
Warto
ś
ci graniczne mierzonych parametrów fizyczne okre
ś
lonych w normie zebrane
zostały w formie tabelarycznej, dla dwóch przypadków pomiaru, czyli dla pomiaru typu
„basic link” i pomiaru typu „channel”. Konfiguracje te ró
Ŝ
ni
ą
si
ę
mi
ę
dzy sob
ą
tym,
Ŝ
e w
konfiguracji typu „basic link” (poł
ą
czenie podstawowe), parametry fizyczne mierzone s
ą
dla
toru transmisyjnego zawieraj
ą
cego gniazdo w panelu, kabel i moduł w punkcie
abonenckim, natomiast przy pomiarach typu „channel” w skład mierzonego toru, oprócz
elementów wcze
ś
niej wymienionych, wchodz
ą
równie
Ŝ
kable krosowe.
Oczywi
ś
cie instalator nie musi zna
ć
na pami
ęć
warto
ś
ci mierzonych parametrów,
gdy
Ŝ
s
ą
one zapisane w mierniku dynamicznym, a wynik pomiaru pokazywany jest w
formie „pass/fail”, czyli czy badany tor spełnia wymagania okre
ś
lone w normie, czy te
Ŝ
nie,
oraz przy wyniku podawany jest margines jaki pozostaje dla najsłabszego wyniku pomiaru.
Cz
ę
stotliwo
ść
NEXT
PS NEXT
ELFEXT
PS ELFEXT
MHz
dB
dB
dB
dB
1,0
60,0
57,0
65,0
54,4
4,0
53,6
50,9
63,1
42,4
8,0
48,6
45,7
57,0
36,3
10,0
47,0
44,1
55,1
34,4
16,0
43,6
40,6
51,0
30,3
20,0
42,0
39,0
49,1
28,4
25,0
40,4
37,3
47,1
26,4
31,25
38,7
35,7
45,2
24,5
62,5
33,6
30,6
39,2
18,5
100
30,1
27,1
35,1
14,4
Tabela 1. Warto
ś
ci graniczne dla pomiarów typu „channel” (kanał) zgodne z
wymaganiami dla pomiaru z biuletynu TIA/EIA/TSB-67.
Cz
ę
stotliwo
ść
NEXT
PS NEXT
ELFEXT
PS ELFEXT
MHz
dB
dB
dB
dB
1,0
60,0
57,0
58,0
55,0
4,0
54,8
52,0
48,0
45,0
8,0
50,0
47,1
41,9
38,9
10,0
48,5
45,6
40,0
37,0
16,0
45,2
42,2
35,9
32,9
20,0
43,7
40,7
34,0
31,0
25,0
42,1
39,1
32,0
29,0
31,25
40,6
37,5
30,1
27,1
62,5
35,7
32,6
24,1
21,1
100
32,3
29,3
20,0
17,0
Tabela 2. Warto
ś
ci graniczne dla pomiarów typu „basic link” (poł
ą
czenie
podstawowe) zgodne z wymaganiami dla pomiaru z biuletynu TIA/EIA/TSB-67.
Return Loss
Cz
ę
stotliwo
ść
Channel
Basic Link
MHz
dB
dB
1
≤≤≤≤
f < 20
17
17
20
≤≤≤≤
f
≤≤≤≤
100
17 – 10*log (f/20)
17 – 7*log (f/20)
Tabela 3. Warto
ś
ci parametru Return Loss.
Channel
Basic Link
Parametr
ns
ns
Propagation Delay
555
518
Propagation Delay Skew
50
45
Tabela 4. Warto
ś
ci parametrów Propagation Delay i Delay Skew.
Wprowadzenie nowej kategorii uporz
ą
dkuje troch
ę
rynek systemów okablowania
strukturalnego. Certyfikaty z bada
ń
przeprowadzone w niezale
Ŝ
nych laboratoriach (np.
Delta, UL, Demko) b
ę
d
ą
mogły jednoznacznie potwierdzi
ć
, które systemy okablowania
strukturalnego dost
ę
pne aktualnie na rynku i reklamowane jako produkty zgodne z
rozszerzon
ą
kategori
ą
5, naprawd
ę
spełniaj
ą
wymogi rozszerzonej kategorii 5.
Jednak
Ŝ
e rynek idzie w du
Ŝ
ym tempie do przodu i na dzie
ń
dzisiejszy wi
ę
kszo
ść
producentów systemów okablowania strukturalnego oferuje ju
Ŝ
produkty zgodne z
propozycjami kategorii 6, co jest pewnym zabiegiem marketingowym, gdy
Ŝ
nie została
jeszcze zatwierdzona kategoria 6. Równie
Ŝ
nie ma jeszcze protokołów transmisyjnych w
sieciach lokalnych i urz
ą
dze
ń
aktywnych, które potrzebowałyby takiego systemu
okablowania. Aktualnie trwaj
ą
prace nad 10 Gigabitowym Ethernetem, wi
ę
c mo
Ŝ
e w
niedalekiej przyszło
ś
ci wy
Ŝ
sze kategorie okablowania strukturalnego b
ę
d
ą
potrzebne. Z
całkowit
ą
pewno
ś
ci
ą
jednak mo
Ŝ
na stwierdzi
ć
,
Ŝ
e tak naprawd
ę
to
ś
wiatłowód jest
przyszło
ś
ciowym medium transmisyjnym. Jak na razie jedynym ograniczeniem pr
ę
dko
ś
ci
w mediach optycznych jest szybko
ść
transmisyjna urz
ą
dze
ń
aktywnych, a nie
ograniczenia samego medium transmisyjnego. Gigabitowy Ethernet pierwotnie
projektowany był tylko na medium
ś
wiatłowodowe i presja rynku spowodowała,
Ŝ
e został
równie
Ŝ
dostosowany do miedzianych systemów okablowania strukturalnego.
Słowniczek:
basic link – poł
ą
czenie podstawowe, mierzony tor transmisyjny zawiera gniazdo w
panelu, okablowanie poziome (z opcjonalnym punktem konsolidacyjnym), moduł w
punkcie abonenckim;
channel – poł
ą
czenie typu kanał, mierzony tor transmisyjny zawiera nast
ę
puj
ą
ce
elementy: kable krosowe, gniazdo w panelu, okablowanie poziome (z opcjonalnym
punktem konsolidacyjnym), moduł w punkcie abonenckim, kabel przył
ą
czeniowy;
FEXT (z ang. Far End Crosstalk) – przesłuch zdalny. zakłócenie mierzone na przeciwnym
ko
ń
cu kabla ni
Ŝ
sygnał wywołuj
ą
cy zakłócenie. Jest to parametr łatwy do pomiaru,
ale trudny do wyspecyfikowania w normach, gdy
Ŝ
jego warto
ść
jest zale
Ŝ
na od
długo
ś
ci (a wi
ę
c tłumienia) kanału transmisji.
ELFEXT (z ang. Equal-Level Far End Crosstalk) - parametr ELFEXT, w odró
Ŝ
nieniu od
FEXT jest niezale
Ŝ
ny od długo
ś
ci badanego toru, gdy
Ŝ
uwzgl
ę
dnia tłumienie
wnoszone przez tor transmisyjny. W zwi
ą
zku z tym łatwo mo
Ŝ
na go
wyspecyfikowa
ć
w odpowiednich normach. Matematycznie jest to wynik otrzymany
z ró
Ŝ
nicy pomi
ę
dzy warto
ś
ci
ą
parametru FEXT i tłumienia dla danego toru
transmisyjnego.
NEXT (z ang. Near End Crosstalk) – przesłuch zbli
Ŝ
ny, miar
ą
parametru NEXT, podawan
ą
w decybelach, jest ró
Ŝ
nica mocy sygnału przesyłanego w parze zakłócaj
ą
cej i
sygnału wytworzonego w parze zakłócanej.
PowerSum NEXT - polega on na pomiarze poziomu sygnału indukowanego w danej
parze, od sumy sygnałów pochodz
ą
cych od wszystkich pozostałych par, zgodnie z
zale
Ŝ
no
ś
ci
ą
PowerSum:
PowerSum (P1) = 10 log
10
(10
NEXT(P2)/10
+10
NEXT(P3)/10
+10
NEXT(P4)/10
)
gdzie: Pn – numer pary w kablu czteroparowym (n=1,2,3,4)
Przesłuch zbli
Ŝ
ny mierzony metod
ą
PowerSum ma znacznie wi
ę
ksz
ą
warto
ść
ni
Ŝ
przesłuch mierzony metod
ą
tradycyjn
ą
(NEXT) i lepiej oddaje charakter
rzeczywistych przesłuchów wyst
ę
puj
ą
cych w torze transmisyjnym. Typowe warto
ś
ci
s
ą
o 3 dB gorsze ni
Ŝ
najsłabsze wyniki pomiaru samego parametru NEXT.
Return Loss – straty odbiciowe, parametr ten okre
ś
la stosunek mocy sygnału
wprowadzonego do toru transmisyjnego do mocy sygnału odbitego, który powstaje
na skutek niedopasowania impedancji toru transmisyjnego. Sygnał ten mo
Ŝ
e by
ć
ź
ródłem zakłóce
ń
dla sygnału u
Ŝ
ytecznego, co jest bardzo istotne w przypadku
transmisji w dwóch kierunkach w tym samym torze transmisyjnym.
Propagation Delay Skew – ró
Ŝ
nica opó
ź
nie
ń
, parametr ten okre
ś
la ró
Ŝ
nic
ę
opó
ź
nienia
transmisji pomi
ę
dzy „najszybsz
ą
” i „najwolniejsz
ą
” par
ą
w miedzianym kablu
skr
ę
tkowym. Przy du
Ŝ
ych pr
ę
dko
ś
ciach transmisji mo
Ŝ
e powsta
ć
problem ze
spójno
ś
ci
ą
sygnału nadawanego wszystkimi parami kabla skr
ę
tkowego na odległym
ko
ń
cu, gdy
Ŝ
odbiornik nie b
ę
dzie w stanie zdekodowa
ć
poprawnie informacji
przychodz
ą
cej po wszystkich czterech parach przewodnika.
Literatura:
1. Dodatek do normy TIA/EIA-568-A-5 „Transmission Performance Specifications
for 4-pair 100
Ω
Category 5e Cabling”
2. Biuletyn TIA/EIA/TSB-95;
3. Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks.
Autor:
Jacek Browarski
Specjalista ds. Wsparcia Technicznego
Molex Premise Networks
jbrowarski@molexpn.com.pl
www.molexpn.com.pl
tel. (0-22) 836 – 92 – 51