Структурированные

кабельные системы

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие ……………………………………………………….……………………………………..7

Введение ………………………………………………………………………………….………………...8

Определения основных элементов кабельных систем и принципы разделения

активной и пассивной частей в информационных системах……………………………………………………..…12

Передающие физические среды, используемые

в структурированных кабельных системах.

Принципы распространения сигналов в средах ..........………………………………………………………………..................………………..…13

Коаксиальные передающие среды.................................………............…….........……………………….........…....…13

Передающие среды на основе витой пары проводников.............………….....................…………………….……15

Волоконно-оптические передающие среды ...........................................………….........……………………....….…19

Стандарт телекоммуникационного каблирования

коммерческих зданий ANSI / TIA / EIA -568 A ................................……………………...…31

Основные группы спецификаций........................................................................………….………………………….…31

Элементы кабельной системы........................................................................................………………………………..32

Каблирование на основе UTP..................................................................................………...….……………………….39

Каблирование на основе STP-A....................................................................................….…………………………..…50

Волоконно-оптическая кабельная система................................................................………………………………...51

Стандарт телекоммуникационных помещений и трасс коммерческих зданий ANSI / TIA / EIA -569 ....……………………………………….................................……........ 52

Горизонтальные трассы..................................................................……......................…………………………..............52

Магистральные трассы.........................................................................…….………………………….............................53

Рабочее место.............................................................................................……........………………………….................53

Телекоммуникационные шкафы.......................................................................………………………...............……....54

Аппаратные.............................................................................................................…………………..………..............…..55

Городской ввод ................................................................................................................………………………………....55

Трассы, помещения и источники электромагнитных помех (EMI) ..................................……………………….....56

Стандарт администрирования телекоммуникационных инфраструктур коммерческих зданий АМ51Д1А/Е1А-60б …………………………………................. 57

Концепция администрирования... ....................................…………………………….....................57

Представление информации .......................................................…………………………….........59

Администрирование трасс и помещений ............................................……………………….........60

Администрирование кабельной системы .....................................…………………………............61

Администрирование системы заземления ….............................…………………………..............65

Метки и цветовое кодирование......................................……....………………………………..........67

Стандарт ISO / IEC 11801:1995(Е):

Информационные технологии.

Универсальные кабельные системы зданий ....................................……………….…. 69

Структура универсальной кабельной системы ...............................................................……........69

Правила построения системы .......................................................................................…….….…..73

Горизонтальная кабельная система .......................................................................…......………....74

Магистральная кабельная система.................................................................................…………..76

Спецификации линии ..............................................................……….......................................…....77

Спецификации кабельных компонетов............................................………............................….....79

Требования к коммутационному оборудованию DTP..............................…….....................……...81

Волоконно-оптическое коммутационное оборудование.................................…….............…..…..83

Правила экранирования ............................................................................................…………....….84

Администрирование.....................................................................................................………….......85

Стандарт CENELEC EN 50173:1995(Е): Информационные технологии.

Универсальные кабельные системы...............................................................................……….....85

Соотношение между международным (европейским) и американским стандартами......……...86

Система критериев безопасности и уровней рабочих характеристик Underwriters Laboratories ( UL ) .............................……………………………………………....... 87

Телекоммуникационные системы: электромагнитные помехи

и электромагнитная совместимость .............................................………………………..... 89

Необходимость в электромагнитной совместимости .................................................…………......89

Электромагнитные помехи (EMI) и электромагнитная совместимость (ЕМС)..............……….....90

EMI и каблирование...............................................................................................……......……….....91

Электромагнитная совместимость (ЕМС)....................................................……................…….…..92

Основы философии ЕМС....................................................................................……....……….........92

Основные требования по обеспечению ЕМС ..........................................................…....…….........93

Требования по невосприимчивости к EMI ................................................................…...………......93

Проблемы экранированных и неэкранированных

кабельных систем ...............................…………………………….................................................. 95

Передающие характеристики витой пары .......................................................................….………..95

Излучение......................................................................................................................……...………..95

Невосприимчивость к шуму.....................................................................................…….......…….....96

Комбинированное влияние...........................................................................................……....……....96

Физические характеристики кабелей UTP и STP........................................................……..….….....97

Испытания ..............................................................................................................…….......….….......97

Измерение вторично наведенного тока.........................................................……..............…..……..97

Измерение разницы напряжений ..........................................................................…….....….…........98

Выводы по результатам измерений ..........................................................................…....…….…....98

TIA / EIA TSB -67: Полевое тестирование кабельных систем на основе неэкранированной витой пары - спецификации передающих рабочих характеристик ...................................……………………………………………………............. 99

Тестируемые конфигурации ............................................................................................……….. 100

Тестируемые параметры ................................................................................................………... 102

Уровни точности измерений............................................................................................………... 104

Технология определения точности измерений по TIA TSB-67.......................................……..... 104

Модель погрешностей полевого тестера .......................................................................………... 104

Модели оценки точности измерений................................................................................………. 105

Требования к точности измерений Уровень 2 (Level II)...................................................…….... 105

Дополнительные тесты, выполняемые полевыми измерительными приборами............……... 106

Тестирование оптического волокна

Тестирование непрерывности .......................................................................................………....108

Тестирование затухания. Измерение оптической мощности........................................……...... 108

Оборудование...............................................................................................................……….......109

TIA / EIA TSB -72: Руководство по централизованному

оптическому каблированию ..............................................................…………………. 110

TIA / EIA TSB -75: Дополнения к практике горизонтального каблирования для открытых офисных пространств ....................………………………………... 111

Многопользовательская телекоммуникационная розетка .............................................……..... 111

Консолидационная точка..............................................................................................………..... 112

Компоненты СКС .............................................................................……….... 114

Кабельные компоненты СКС............................................................................................……..... 114

Коммутационное оборудование СКС..............................................................................……...... 124

Компоненты защиты СКС ................................................................................................……….. 141

Структурированные кабельные сети и реализация на их

основе различных коммуникационных приложений ....................………... 143

Факторы цены в кабельных системах.............................................................................………... 143

Телефония.....................................................................................................................………...... 143

ISDN................................................................................................................................………..... 144

ATM.................................................................................................................................…….…..... 144

IBM 3270.........................................................................................................................………...… 144

AS/400.............................................................................................................................………..… 145

Token Ring ......................................................................................................................……….…. 145

10BASE-T.......................................................................................................................………..…. 146

100BASE-T...............................................:.......................................................................………... .146

TP-PMD...........................................................................................................................………..….147

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 .Схемы цветового кодирования кабельных компонентов.........……….... 148

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Телекоммуникационные кабельные системы. Термины и определения ....................……….. 151

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Англоязычные сокращения ..............................................……... 169

Литература........................................................................................………….... 175

Предисловие

Цель данной книги - дать основные теоретические и практические сведения по вопросам планирования, проектирования, монтажа и администрирования структурированных кабельных систем.

Многолетний опыт работы в промышленности структурированного каблирования пока­зал, что даже в среде профессионалов не всегда существует полное понимание сути про­блем, связанных с построением сложных СКС. Весьма часто неверная или неполная инфор­мация, попадая из разнообразных источников в профессиональные круги, вызывает искажен­ные толкования не только стандартизованных принципов создания кабельных систем, но и самих физических и технологических концепций работы телекоммуникационных систем.

Эти отрицательные явления обусловлены как сравнительной молодостью кабельных стандартов (самому старому из них не более 8 лет) и, вследствие этого, их недостаточной распространенностью, так и определенными тенденциями в телекоммуникационном бизнесе, когда некоторые производители и их партнеры компании-контракторы пытаются искажать по­ложения стандартов в свою пользу в условиях конкурентной борьбы. В России эта проблема усугубляется еще и тем, что часто. отсутствует русскоязычная информация о стандартах структурированных кабельных систем, не говоря уже о самих стандартах. Это резко ограни­чивает круг специалистов, владеющих точными знаниями. Конечные пользователи вынуждены либо полагаться на известное имя производителя, либо каким-то образом пытаться исследо­вать проблему самостоятельно.

Первоначально содержание книги было задумано в значительной степени ориентиро­ванным на технологические и практические вопросы, но в процессе подбора материалов ста­ло понятным, что начинать информирование специалистов нужно все-таки не с этого. Таким образом книга постепенно превратилась в справочное пособие, содержащее основные све­дения по структурированным кабельным системам. Значительную его часть составляет обзор содержания международных и национальных стандартов. С целью сохранения стиля и струк­туры официальных документов в книге изложение стандартов дано в форме, максимально приближенной к текстам оригиналов. Терминология, используемая в книге, характерна для специалистов в области проектирования и монтажа телекоммуникационных кабельных систем и основана на терминологии стандартов ANSI (Национального института стандартов США). Она может незначительно отличаться от терминологии, предлагаемой в популярных журналах и изданиях.

В общем, данную книгу можно рассматривать как универсальное справочное пособие по основным вопросам планирования, проектирования, монтажа и администрирования струк­турированных кабельных систем. Хотелось бы надеяться, что вслед за этим изданием появят­ся работы, посвященные более конкретным и специализированным темам, что позволит спе­циалистам и всем интересующимся данными вопросами последовательно и систематизиро-ванно получить необходимые им знания.

Особую благодарность за предоставленные материалы и право их использования хоте­лось бы выразить компаниям The Siemon Company, CommScope Inc., Belden Wire&Cable Inc., Scope Communications Inc.

Автор

Введение

В этой книге изложены общие принципы проектирования и построения телекоммуникацион­ных кабельных систем коммерческих офисных зданий. Материал, использованный в книге, основан на опубликованных документах и неопубликованных проектах стандартов телекомму­никационного каблирования, таких как международные, региональные, национальные и от­раслевые стандарты - ANSI/TIA/EIA, TIA TSB, ISO/IEC 11801, CENELEC EN 50173 (BS 50173).

Материал, изложенный в книге, может быть полезен широкому кругу специалистов, ин­тересующихся телекоммуникационными системами, в том числе специалистам телефонии, разработчикам и производителям активного оборудования, владельцам зданий, контракторам и архитекторам, а также специалистам компаний, занимающихся продажей, монтажом и об­служиванием телекоммуникационного оборудования и предоставляющих телекоммуникацион­ный сервис. Все принципы и методы, описанные в книге, могут применяться как к новым, строящимся объектам, так и при внесении изменений в существующие телекоммуникацион­ные инфраструктуры.

Главной целью книги является изложение стандартизованных методов проектирования и монтажа телекоммуникационных кабельных систем коммерческих зданий. В контексте книги термин "коммерческое здание" относится к описанию офисных пространств, пользователи которых ежедневно используют сервис передачи речи, данных и видеоизображений. Приме­рами таких офисных пространств могут быть коммерческие, правительственные, федераль­ные организации и агентства, образовательные учреждения, медицинские центры и обслужи­вающие организации. Правильное проектирование и монтаж структурированной кабельной системы (СКС) обеспечивает ее совместимость с широким диапазоном приложений без предварительного знания того, какое конкретное телекоммуникационное приложение будет работать впоследствии на этой кабельной системе.

До 1984 года здания проектировались практически без учета тех телекоммуникационных сервисов, которые должны были впоследствии функционировать в них. Появлявшиеся прило­жения передачи данных требовали применения специфических типов кабельных продуктов. Система IBM S/3X работала на твинаксиальных кабелях 100 Ом, a Ethernet - на коаксиальных! 50 Ом. В то время как местные телефонные компании имели возможность монтировать свои кабельные системы для приложений передачи речи на стадии строительства здания, специа­листы по установке систем передачи данных получали доступ на объект уже после того, как он был заселен. Инфраструктура подвергалась переделкам, зачастую за счет больших допол­нительных затрат, и к неудовольствию конечного пользователя.

В этот период речевые кабельные системы имели минимальную структуру. Типичная система в коммерческом здании строилась на основе неэкранированной витой пары, НВП (Unshielded Twisted Pair, DTP) с рабочими характеристиками, пригодными только для передачи речи, и имела конфигурацию "звезда". Количество пар, приходящих в ключевые точки варьи­ровалось от 1 до 25. Максимальные расстояния передачи сигналов и количество кроссовых коммутационных узлов определялись поставщиком сервиса или изготовителем активного оборудования.

Ранние типы кабельных систем, применявшихся для передачи данных в 60-е годы, ос­новывались, как правило, на передаче несбалансированного сигнала по кабелю "витая пара" между хост-компьютерами и терминалами. Такой тип кабельной системы годился только для низкоскоростных коммуникаций, и, по мере того, как скорости передачи росли, ограничения, связанные с технологией передачи несбалансированного сигнала по кабелям "витая пара", стали слишком очевидными.

В середине 70-х годов компания IBM начала производство мэйнфреймов, которые ис­пользовали коаксиальный кабель с сопротивлением 93 Ом. Создание несколькими годами позже устройства, часто называемого "балун" (BALUN - BALanced/UNbalanced), позволило использовать активное оборудование с коаксиальными интерфейсами в кабельных системах на основе витой пары. Адаптер типа "балун" осуществляет конвертацию несбалансированно­го сигнала, передаваемого по коаксиальной среде, в сбалансированный сигнал, который мо­жет распространяться по кабелям "витая пара".

После возникновения технологии Ethernet в начале 80-х годов, коаксиальный кабель с сопротивлением 50 Ом начал заполнять коммерческие здания. По мере расширения популяр­ности Ethernet, ведущие производители, такие как Cabletron и Bay Networks (бывшая Synoptics), начали предлагать сетевые интерфейсные карты с модульными разъемами вместо коаксиальных коннекторов. Эта высокоскоростная технология (10BASE-T) требовала применения первокласного кабеля "витая пара", оптимизированного для передачи данных, который позднее был классифицирован как UTP категории 3.

В середине 80-х годов компания IBM разработала технологию Token Ring, определив в качестве передающей среды двухпарный экранированный кабель "витая пара" (ЭВП) 150 Ом (Shielded Twisted Pair, STP). Однако, по мере расширения применения витой пары в сетевых приложениях передачи данных, как альтернатива STP была введена в употребление DTP в ка­честве передающей среды для приложений Token Ring 4 и 16 Мбит/с.

В течение этого периода пользователи были поставлены перед выбором нескольких ти­пов передающих сред, которые включали в себя UTP, STP, коаксиал, твинаксиал, двойной ко-аксиал и оптическое волокно. Коннекторы, использовавшиеся с вышеперечисленными кабе­лями - модульные разъемы, универсальные коннекторы передачи данных (UDC), ВМС, тви-накс, DB9, DB15, DB25 и разнообразные оптические коннекторы. При приобретении конечным пользователем оборудования у нового производителя или при установке новой системы ста­рая система обычно полностью была обречена на замену. Вместо извлечения ненужных те­перь кабелей из телекоммуникационных трасс, они часто оставлялись на своем месте и новая кабельная система прокладывалась поверх старой. Зачастую старые кабельные трассы ста­новились настолько захламленными, что приходилось создавать новые.

Для удовлетворения растущего спроса на телекоммуникационные кабельные системы, которые могли поддерживать различные приложения, производители создавали кабельные системы, которые поддерживали речевые приложения и специфические приложения переда­чи данных. Несмотря на появление таких тенденций, конечные пользователи все еще были вынуждены делать выбор среди множества кабельных систем от различных производителей. В некоторых случаях была возможна совместимость, в других ее не было. Отсутствие одно­родности и универсальности вынудило промышленность к разработке стандартов, которые бы гарантировали совместимость между продукцией различных производителей. Для удовлетво­рения этого требования в 1985 году Ассоциация электронной промышленности (EIA) и Ассо­циация телекоммуникационной промышленности (TIA) организовали работу технических коми­тетов для разработки однородного семейства стандартов телекоммуникационных кабельных систем (рис.1).

'568 ANSI

ISO

Рис. 1. Хронология разработки стандартов кабельных систем ISO и ANSI

Эти комитеты работали более 6-ти лет в направлении разработки первых упорядочен­ных стандартов телекоммуникационного каблирования, телекоммуникационных трасс и поме­щений. Разработанные стандарты получили распространение во многих странах и были вы­работаны дополнительные спецификации к разделам по администрированию, системам за­земления, а также универсальные категории кабельных продуктов и соответствующих коннек­торов для сред UTP/ScTP 100 Ом (табл. 1). Работа над стандартами кабельных систем была продолжена новым изданием стандарта ANSI/TIA/EIA-568-A [17] и находящимся в настоящее время на стадии публикации стандартом ANSI/TIA/EIA-568-B, а также выпуском международ­ного стандарта универсальной кабельной системы ISO/IEC 11801 [41] и европейского стан­дарта универсальной кабельной системы CENELEC EN 50173 [35].

Таблица 1. Хронология выпуска телекоммуникационных стандартов кабельных систем

Октябрь 1990г. - ANSI/EIA/TIA-569 Август 1994 г . - ANSI/EIA/TIA-607

Июнь 1991 г . - ANSI/El A/TI А -570 Июль 1995 г . - ISO/I ЕС 11801

Июль 1991 г . - ANSI/EIA/TIA-568 Октябрь 1995 г . - ANSI/EIA/TIA-568-A

Ноябрь 1991г. - TSB -36 Октябрь 1995г. - TSB -67

Август 1992г. - TSB-40 Июнь 1996 г . - CENELEC EN 50173

Февраль 1993г. - ANSI/EIA/TIA-606 Октябрь 1995 г . - TSB-72

Январь 1994 г . - TSB-40-A Август 1996 г . - TSB-75

До 1991 года законодателями в телекоммуникационных кабельных системах были ком­пании-производители компьютерной техники. Конечные пользователи зачастую оказывались в неприятном положении из-за противоречивших друг другу требований отдельных производителей по рабочим характеристикам систем и были вынуждены платить большие суммы за монтаж, настройку и эксплуатацию частных систем.

Промышленность средств телекоммуникаций признавала необходимость создания эко­номичной, эффективной кабельной системы, которая могла бы поддерживать наиболее воз­можно широкий спектр приложений и оборудования. EIA, TIA и представительный консорциум ведущих телекоммуникационных компаний начали совместную работу по созданию стандарта на телекоммуникационные кабельные системы коммерческих зданий АМ81/Е1АД1А-568-1991 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard). Дополнительные нормативные до­кументы, описывающие требования и правила по проектированию и монтажу телекоммуника­ционных кабельных трасс и помещений, администрированию систем, спецификации кабель­ных компонентов и коммутационного оборудования, были выпущены вслед за ним. Стандарт ANSI/EIA/TIA-568-1991 был пересмотрен в 1995 году и в настоящее время носит название АМ8!Д1А/Е1А-568-А.

Целью указанных стандартов является описание структурированного каблирования - те­лекоммуникационной кабельной системы, которая может виртуально поддерживать любые приложения передачи речи, изображения и данных по желанию конечного пользователя.

В настоящее время по мере того, как все большее количество пользователей переходят к применению открытых систем, выпускаемое активное оборудование проектируется на осно­ве положения, что кабельная часть информационной инфраструктуры соответствует требова­ниям стандартов, то есть является гарантированно надежной и способной обеспечивать оп­ределенные рабочие характеристики. К различным рискам, являющимися следствием нестан­дартных кабельных систем, можно отнести следующие - сетевые рабочие характеристики ниже определенных стандартами; повышенная стоимость внесения изменений в систему (так называемые MAC - Moves, Adds, Changes); неспособность системы поддерживать новые тех­нологии. По мере распространения принципов структурированного каблирования стоимость устанавливаемого сетевого оборудования падала, а эффективность передачи данных росла с экспоненциальной зависимостью. Телекоммуникационная инфраструктура переросла в дос­тупный инструмент бизнеса с широкими возможностями.

Структурированная кабельная система (СКС) является основополагающей базой на про­тяжении всего времени существования информационной сети. Это основа, от которой зави­сит функционирование всех деловых приложений (рис. 2). Правильно спроектированная, смонтированная и администрируемая кабельная система снижает расходы любой организа­ции на всех фазах своей жизни.

По данным статистики несовершенные кабельные системы являются причиной до 70% всех простоев информационной сети. При стоимости простоя от $1000 до $50000 в час (рис. 3) легко видеть, насколько важно контролировать время простоя. Монтируя СКС, соз­данную в соответствии с положениями стандартов, можно эффективно устранять значитель­ную долю времени простоев.

Несмотря на то, что кабельная система, как правило, существует дольше большинства других сетевых компонентов, ее стоимость составляет только 5% общих инвестиций в ин­формационную сеть (рис. 4). Таким образом, использование структурированной кабельной систем является весьма убедительным способом инвестирования в производительность лю­бой организации или компании.

Кабельная система является компонентом сети с самым продолжительным времен' жизни, дольше которого существует только каркас здания. Кабельная система, созданная основе стандартов, гарантирует долговременное функционирование сети и поддержку мни численных приложений, обеспечивая отдачу от инвестиций на всем протяжении ее сущестн, вания.

Определения основных элементов кабельных систем и принципы разделения активной и пассивной частей в информационных системах

Телекоммуникационная инфраструктура. Сочетание телекоммуникационных элементов, исключая активное оборудование, которые обеспечивают базовую поддержку распреде ления.всей информации внутри здания или кампуса (городка) ( ANSI / TIA / EIA -568- A ).

Структурированная универсальная кабельная система. Структурированная телекоммуникационная кабельная система, способная поддерживать широкий диапазон приложе ний. Создается без предварительного знания тех приложений, которые будут использоваться впоследствии. Оборудование, предназначенное для поддержки конкретного специфического приложения, не является частью структурированной универсальной кабельной системы ( ISO / IEC 11801).

Кабельная система. Система телекоммуникационных кабелей, проводников, шнуров и пассивного коммутационного оборудования, поддерживающая коммутацию информационного технологического оборудования ( ISO / IEC 11801).

Кабель. Сборка (узел), состоящий из одного или более проводников, оптических воло кон или их групп одного типа и категории, находящихся внутри общей оболочки с экраном в качестве дополнительного элемента, сконструированный для использования проводников or дельно или группами ( ANSI / TIA / EIA -568- A , ISO / IEC 11801).

Коммутационное оборудование. Устройство, обеспечивающее механическое терми нирование кабеля ( ANSI / TIA / EIA -568- A ).

Приложение. Система, метод передачи информации которой поддерживается телекоммуникационной кабельной системой ( ISO / IEC 11801).

Канал. Путь передачи сигнала, соединяющий две точки, в которых происходит подключение оборудования, предназначенного для работы с конкретным специфическим приложе нием. Аппаратные шнуры и шнуры для подключения оборудования на рабочем месте включа ются в модель канала ( ISO / IEC 11801).

Аппаратный кабель (шнур). Кабель или кабельный узел (или кабель в сборе - кабель терминированный коннекторами), используемый для подключения телекоммуникационною оборудования к кабельной системе. Аппаратные кабели, как принадлежность активного обо рудования, не рассматриваются стандартами на кабельные системы ( ANSI / TIA / EIA -568- A , ISO / IEC 1 I 801).

Передающие физические среды, используемые в структурированных кабельных системах. Принципы распространения сигналов в средах.

Коаксиальные передающие среды

Коаксиальный кабель является наиболее распространенной средой, используемой для пере­дачи радиочастотных сигналов. Конструкционно он состоит из одножильного или многожиль­ного проводника, окруженного диэлектрическим материалом, как правило, плотным или мяг­ким пенополимером. Диэлектрик помещается в непрерывный алюминиевый экран, ламиниро­ванный полистером, а затем в луженую медную сетку. Вся конструкция помещается в оболоч­ку из поливинилхлоридного или огнеупорного полимерного материала.

Для коаксиального кабеля качество передачи сигнала определяется четырьмя электри­ческими параметрами, относящимися к материалу диэлектрика и геометрическим размерам кабеля - импедансом, затуханием, емкостью и временной задержкой распространения сигна­ла или скоростью его распространения в передающей среде.

Импеданс. Импеданс (или характеристический импеданс) - сопротивление (Ом) волно­вой передающей среды переменному электрическому току. Величина импеданса прямо зави­сит от отношения размеров внутреннего и внешнего проводников и связана обратной зави­симостью с диэлектрической постоянной кабеля. В отличие от сопротивления проводника импеданс не изменяется при изменении длины кабеля.

Для того, чтобы система могла работать с максимальной эффективностью, номиналь­ные импедансы передатчика, приемника и кабеля должны очень точно совпадать. При несо­ответствии импедансов в системе возникают обратные потери (потери отраженного сигнала).

Номинальный импеданс Z ₀ расчитывается по следующей формуле:

где Е_г - диэлектрическая константа материала диэлектрика, D - диаметр диэлектрика, d - диаметр проводника, а - структурный коэффициент проводника (например, а = 0,939 для 7-жильного проводника, а = 0,970 для 19-жильного проводника).

Значения импеданса для кабелей определяют электрические требования к коммутаци­онному оборудованию. Большинство коаксиальных кабелей создано для работы с коммутаци­онным оборудованием, обладающим импедансом 50, 75 и 93 Ом.

В системах кабельного телевидения (CATV) используются, как правило, коаксиальные кабели с импедансом 75 Ом. Оборудование таких систем ЛВС как CSMA/CD использует 75-омные коаксиалы, а в кабельных системах IBM - 93-омные кабели для подключения видео­терминалов.

Затухание - потери или уменьшение уровня сигнала при прохождении его по пере­дающей среде. Существует два типа потерь, определяющих величину затухания сигнала -собственные потери в проводниках (центральном проводнике и экране) и диэлектрические потери. Оба типа потерь растут с увеличением частоты. Кроме того, на величину затухания влияет электрическая утечка из кабеля. Некоторые материалы обладают высокими диэлек­трическими или изолирующими характеристиками и их применение может способствовать снижению затухания в среде.

Затухание А измеряется в дБ на единицу длины и расчитывается по формуле:

где Е_г - диэлектрическая константа материала диэлектрика, F - частота сигнала в МГц, D - диаметр диэлектрика, d - диаметр проводника, а - структурный коэффициент проводника (например, а = 0,939 для 7-жильного проводника, а = 0,970 для 19-жильного проводника), & - удельное сопротивление внутреннего проводника, р„ - удельное сопротивление внешнего проводника, d_f - тангенс угла потерь диэлектрика.

Спектральное затухание. Одной из проблем коаксиальных сред, обусловленной раз ницей в распространении в них низкочастотных и высокочастотных сигналов, является спек­тральное затухание. Несмотря на то, что высокочастотные сигналы распространяются быст рее по сравнению с низкочастотными, они обладают свойством потери мощности пропорцио нально пройденному растоянию в большей степени по сравнению с низкочастотными сигна лами. Потеря мощности, или затухание, выражается в дБ, и разница между величинами зату ханий высокочастотных и низкочастотных сигналов по всей длине кабеля в рабочей полосе частот не должна превышать определенного значения.

По спектральному затуханию определяется максимальная допустимая длина L кабель ного сегмента в широкополосной сети, которая расчитывается по формуле:

где N - максимально допустимое спектральное затухание в системе, А\ - затухание вы сокочастотного сигнала, А_г - затухание низкочастотного сигнала.

Структурные обратные потери - мера потери мощности в кабеле или в системе при возникновении неоднородностей в проводнике или диэлектрике кабеля, вызывающих отраже ние части сигнала. При регулярном расположении таких неоднородностей по длине кабеля они могут вызывать значительные потери при передаче сигнала на частотах, соответствую­щие длины волн которых пропорциональны удвоенному расстоянию между неоднородностя-ми. Обратные потери могут быть обусловлены как некачественно изготовленным кабелем, так и небрежным монтажем.

Емкость - отношение величины электрического заряда двух проводников к разнице по­тенциалов между ними или, говоря другими словами, - энергия, накапливаемая кабелем. Ем кость измеряется в пФ на единицу длины. Как и импеданс, емкость коаксиального кабеля за­висит от размеров внутреннего и внешнего проводников и диэлектрической константы ди­электрического материала. Емкость и импеданс обратно пропорциональны друг другу.

Емкость С расчитывается по следующей формуле:

где Е_г - диэлектрическая константа материала диэлектрика, D - диаметр диэлектрика, d - диаметр проводника, а - структурный коэффициент проводника (например, а = 0,939 для 7-жильного проводника, а- 0,970 для 19-жильного проводника).

Номинальная скорость распространения сигнала ( NVP ) - скорость распростране­ния сигнала в конкретном кабеле. В вакууме электромагнитные волны распространяются со скоростью света. В кабеле волна распространяется несколько медленнее - со скоростью, об­ратно пропорциональной диэлектрической константе кабеля. Чем меньше диэлектрическая константа, тем ближе скорость распространения сигнала к скорости света. Более низким зна­чениям диэлектрической константы соответствуют более высокие скорости передачи.

Скорость NVP распространения выражается в процентах от скорости света в вакууме и расчитывается по формуле:

где Е, - диэлектрическая константа материала диэлектрика.

Время задержки распространения сигнала по длине кабеля прямо пропорционально квадратному корню диэлектрической константы.

Фазовая задержка обусловлена тем, что более высокочастотные сигналы распростра­няются в передающей среде быстрее по сравнению с низкочастотными. В широкополосной сети информация обычно передается в виде цифрового кода, в котором низкочастотный тон определенной длительности представляет двоичную "1", а высокочастотный тон представляет "О". Вследствие того, что низкочастотные сигналы распространяются медленнее, они обла­дают тенденцией к отставанию от более быстрых высокочастотных сигналов и приходят к концу линии с фазовым сдвигом. Если такая фазовая задержка становиться большой, сигналы накладываются друг на друга и появляется вид интерференции, называемый дрожанием фазы или фликкер-шумом.

Рабочие характеристики экранов

Сеточные экраны состоят из тонких луженых или нелуженых медных проводников, переплетенных вокруг кабеля. В дополнение к отличным экранирующим свойствам сеточные экраны обладают большой гибкостью.

Сеточные экраны бывают самых разнообразных конструкций. Могут быть различными угол переплетения проводников в сетке, диаметр, тип и количество проводников. Количество сеток оказывает влияние на эффективность экранирования. Площадь экрана может изменять­ся от 80% до 95% в случае односеточных конструкций и может достигать 98% в случае двой­ных сеток [32].

Ленточно-сеточные экраны представляют собой луженые медные или алюминиевые сетки, оплетенные вокруг алюминиевой ленты, покрытой полистером или полипропиленом. Площадь сетки меняется от 40% до 95%, однако площадь всего экрана составляет 100%.

Для обеспечения большей эффективности использования экрана вокруг ленточно-сеточного слоя оборачивается еще один слой фольги, формируя таким образом тройной эк­ран. В кабелях с экраном из четырех слоев последний слой, сетка, оборачивается вокруг сис­темы фольга-сетка-фольга.

Комбинированные экраны более эффективны и обеспечивают лучшие характеристики импеданса по сравнению с односеточными конструкциями. Системы с четырьмя слоями обеспечивают лучшие долговременные характеристики, так как они менее подвержены влия­нию периодических изгибов. Следует учитывать только одно обстоятельство - увеличение ко­личества слоев экрана ведет к увеличению внешнего диаметра кабеля и его удельного веса.

Передающие среды на основе витой пары проводников

В идеальном случае линия передачи представляет собой, как минимум, два проводника, разделенных диэлектрическим материалом и имеющих равномерный зазор на всем своем протяжении. К двум проводникам прикладывается сбалансированное напряжение V - равное по амплитуде и противоположное по фазе. В каждом проводнике текут равные по величине и противоположные по направлению токи /. Токи производят концентрические магнитные поля В, окружающие каждый из проводников (рис. 5).

Напряженность магнитного по­ля усиливается в промежутке между проводниками и уменьшается в про­странстве, где концентрические по­ля находятся за пределами обоих проводников. Токи в каждом из про­водников равны по величине и про­тивоположны по направлению, что ведет к уменьшению общей энергии, накапливаемой в результирующем магнитном поле. Любое изменение токов генерирует напряжение на ка­ждом проводнике с результирующим электрическим полем с направлени­ем вектора, ограничивающим маг­нитное поле и поддерживающим по­стоянный ток. ЭДС самоиндукции V пропорциональна скорости измене­ния тока в соответствии с законом Фарадея:

V = Ldl/dt,

где L - индуктивность, Гн.

Диэлектрические материалы обладают собственными электрическими потерями в при­сутствии электрических полей вследствие токов утечки или диэлектрического разогрева (движения поляризованных молекул в приложенном поле). Первый эффект весьма незначите­лен. Второй может быть значительным при частотах свыше 1 МГц. Ток /, вызываемый диэлек­трическими потерями, пропорционален приложенному напряжению:

I = GV ,

где G - проводимость, Сименс.

Описанная линия передачи может быть представлена в виде электрической це держащей только пассивные компоненты. Схема строится из каскада секций, состоя цепочек сопротивлений и индуктивностей, соединенных параллельно взаимной емк взаимной проводимости. Эти рапределенные компоненты носят название первичны) метров линии передачи (рис. 6).

Первичные параметры R , L , G , С могут быть рассчитаны на основании данных о физической конструкции кабеля. Зависимость от конструкции кабеля может быть довольно сильной и свой вклад могут вносить следующие факторы - геометрия кабеля, свойства материала кабеля, частота передаваемого сигнала.

Вторичные параметры линии передачи рассчитываются на основе первичных или получаются с помощью непосредственных измерений. Вторичные параметры определяют по ние электрического сигнала при прохождении его по кабелю. Для рассмотрения этих пр сов кабель можно представить в виде "черного ящика". Сигнал на выходе может быть рассмотрен как функция сигнала, поданного на вход для различных схем подключения. Следующая иллюстрация отображает обобщенную модель передачи сигнала по двухпроводной (рис. 7).

Характеристический импеданс Z_u соответствует входному импедансу Z ^ oднopo^ линии передачи бесконечной длины /, то есть:

Z_in - у!/ It = Z ₀ при / -> оо.

Это значение соответствует входному импедансу линии передачи предельной ДЛ1 терминированной нагрузкой со значением ее собственного характеристического импеда Максимальная мощность передается от источника к нагрузке при условии равенства ил дансов источника Z s и нагрузки Zt, характеристическому импедансу линии Z0. Другими словами, в этом случае энергия передается по линии и отсутствует отражение от точки терминирования кабеля.

В общем случае, характеристический импеданс - это комплексное число с резистивной и реактивной компонентами. Он является функцией частоты передаваемого сигнала и не за­висит от длины линии. При очень высоких частотах характеристический импеданс асимптоти­чески стремится к фиксированному резистивному сопротивлению. Например, коаксиальные кабели обладают импедансом 50 или 75 Ом на высоких частотах. Типичное значение импе­данса для кабелей "витая пара" - 100 Ом при частотах свыше 1 МГц.

Затухание сигнала - это отношение в децибелах (дБ) мощности входного сигнала к мощности сигнала на выходе при соответствии импедансов источника Z_s и нагрузки Z, харак­теристическому импедансу кабеля Z ₀ , то есть Z_s = Z , = Z_a . Значение входной мощности может быть получено путем измерения мощности при непосредственном подключении нагрузки к источнику без прохождения сигнала по кабелю. В случаях, когда в местах терминирования импедансы не идеально соответствуют друг другу, отношение входной мощности к выходной носит название вносимых потерь или вносимого затухания. Практические измерения вноси­мого затухания дают значения более высокие, чем обычное затухание, и их величина зависит от степени несоответствия импедансов.

А = 20 Ig (У,/ У,} при Z_S = Z ,= Z _{0 i}

где у! - входное напряжение, У₀ - выходное напряжение.

Переходное затухание на ближнем конце (Near End Crosstalk, NEXT) - параметр, характеризующий затухание сигнала помехи, наведенного сигналом, проходящим по одной па­ре проводников, на другую, расположенную поблизости. Измеряется в дБ. Чем выше значе­ние NEXT, тем лучше изоляция помехам между двумя парами проводников.

Коэффициент отражения. Рассмотрим случай, когда импеданс в точке терминирова­ния Z , # Z ₀ . Сигнал, распространяющийся по кабелю, частично будет отражаться в точке ин­терфейса кабель-нагрузка. Степень отражения характеризуется коэффициентом отражения р.

p = (Z,-Z_a )/(Z,+Z_a ).

Если Z , < Z ₀ , отраженная волна имеет отрицательную амплитуду; если Z ,> Z ₀ , отраженная волна имеет положительную амплитуду.

Обратные потери (потери при отражении). Мощность отраженного сигнала R носит название потерь при отражении или обратных потерь (Return Loss, R), выражается в дБ и рас­читывается на основе коэффициента отражения р :

R = W\g(p² ).

Чем лучше совместимость импедансов, тем меньше отражаемая мощность и тем ниже обратные потери.

Потери рассогласования М (Mismatch Loss, M) - ослабление мощности передаваемо­го сигнала, выражаемое в дБ и расчитываемое на основании коэффициента отражения:

M=lQ\g(l-f?).

Для кабеля любой длины потери рассогласования могут быть расчитаны на основе зату­хания кабеля и многократных отражений от каждого конца кабеля.

Временная задержка распространения сигнала. Сигнал, распространяющийся от входной точки к выходной, приходит с временной задержкой, величина которой является от­ношением длины кабеля к скорости распространения сигнала V в передающей среде. В слу­чае идеальной линии передачи, состоящей из двух проводников в вакууме, скорость распро­странения сигнала равна скорости распространения света в вакууме с. На практике скорость распространения сигнала в кабеле зависит от свойств диэлектрических материалов, окру­жающих проводники. При очень высоких частотах К асимптотически стремится к фиксирован­ному значению:

У=с/1ле,

где ц - относительная магнитная проницаемость диэлектрика, £ - относительная элек­трическая проницаемость диэлектрика.

Волоконно-оптические передающие среды

Преимущества волокна

Волоконно-оптические коммуникации имеют ряд преимуществ по сравнению с элек­тронными системами, использующими передающие среды на металлической основе.

В волоконно-оптических системах передаваемые сигналы не искажаются ни одной из форм внешних электронных, магнитных или радиочастотных помех. Таким образом, оптиче­ские кабели полностью невосприимчивы к помехам, вызываемым молниями или источниками высокого напряжения. Более того, оптическое волокно не испускает излучения, что делает его идеальным для соответствия требованиям современных стандартов к компьютерным при­ложениям. Вследствие того, что оптические сигналы не требуют наличия системы заземле­ния, передатчик и приемник электрически изолированы друг от друга и свободны от проблем, связанных с возникновением паразитных токовых петель.

При отсутствии сдвига потенциалов в системе заземления между двумя терминалами, исключающим искрения или электрические разряды, волоконная оптика становится все более предпочтительным выбором для реализации многих приложений, когда требованием является безопасная работа в детонирующих или воспламеняющихся средах.

Цифровые вычислительные системы, телефония и видео-вещательные системы требуют новых направлений для улучшения передающих характеристик. Большая ширина спектра оп­тического кабеля означает повышение емкости канала. Кроме того, более длинные отрезки кабеля требуют меньшего количества репитеров, так как волоконно-оптические кабели обла­дают чрезвычайно низкими уровнями затухания. Это свойство идеально подходит для широ­ковещательных и телекоммуникационных систем.

По сравнению с обычными коаксиальными кабелями с равной пропускной способно­стью, меньший диаметр и вес волоконно-оптических кабелей означает сравнительно более легкий монтаж, особенно в заполненных трассах. 300 метров одноволоконного кабеля весят около 2,5 кг. 300 метров аналогичного коаксиального кабеля весят 32 кг - приблизительно в 13 раз больше.

Электронные методы подслушивания основаны на электромагнитном мониторинге. Во­локонно-оптические системы невосприимчивы к подобной технике. Для снятия данных к ним нужно подключиться физически, что снижает уровень сигнала и повышает уровень ошибок -оба явления легко и быстро обнаруживаются.

Физические характеристики волоконно-оптических передающих сред

Основные элементы оптического волокна

Ядро. Ядро - светопередающая часть волокна, изготавливаемая либо из стекла, либо из пластика. Чем больше диаметр ядра, тем большее количество света может быть передано по волокну.

Демпфер. Назначение демпфера обеспечение более низкого коэффициента преломления на границе с ядром для пере отражения света в ядро таким образом, чтобы световые волны распространялись по волокну.

Оболочка. Оболочки обычно бывают многослойными, изготавливаются из пла­стика для обеспечения прочности волокна, поглощения ударов и обеспечения дополнитель­ной защиты волокна от воздействия окружающей среды. Такие буферные оболочки имеют толщину от 250 до 900 мкм.

Размер волокна в общем случае определяется по внешним диаметрам его ядра, демпфера и оболочки. Например, 50/125/250 - характеристика волокна с диаметром ядра 50 мкм, диаметром демпфера 125 мкм и диаметром оболочки 250 мкм. Оболочка всегда удаляется при соединении или терминировании волокон.

Тип волокна идентифицируется по типу путей, или так называемых "мод", проходимых светом в ядре волокна. Существует два основных типа волокна - многомодовое и одномодовое (рис. 10).

Ядра многомодовых волокон могут обладать ступенчатым или градиентным показателя ми преломления. Многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления получило свое название от резкой, ступенчатой, разницы между показателями преломления ядра и демпфера. В более распространенном многомодовом волокне с градиентным показателем прелом ления лучи света также распространяются в волокне по многочисленным путям. В отличие от волокна со ступенчатым показателем преломления, ядро с градиентным показателем содер жит многочисленные слои стекла, каждый из которых обладает более низким показателем преломления по сравнению с предыдущим слоем по мере удаления от оси волокна. Результатом формирования такого градиента показателя преломления является то, что лучи света ус­коряются во внешних слоях и их время распространения в волокне сравнивается с временем распространения лучей, проходящих по более коротким путям ближе к оси волокна. Таким образом, волокно с градиентным показателем преломления выравнивает время распространения различных мод так, что данные по волокну могут быть переданы на более дальние расстояния и на более высоких скоростях до того момента, когда импульсы света начнут перекрываться и становиться неразличимыми на стороне приемника.

Волокна с градиентным показателем представлены на рынке с диаметрами ядра 50, 62,5 и 100 мкм.

Одномодовое волокно, в отличие от многомодового, позволяет распространяться только одному лучу или моде света в ядре. Это устраняет любое искажение, вызываемое перекрыти­ем импульсов. Диаметр ядра одномодового волокна чрезвычайно мал - приблизительно 5 -10 мкм. Одномодовое волокно обладает более высокой пропускной способностью, чем любой из многомодовых типов. Например, подводные морские телекоммуникационные кабели могут нести 60000 речевых каналов по одной паре одномодовых волокон.

Затухание

Собственные потери оптического волокна. Свет является электромагнитной волной. Короткие длины волн находятся в ультрафиолетовой области спектра. СВЧ-техника, радар, телевидение и радио работают в длинноволновых областях спектра. Между ультрафиолето­вой и СВЧ-областями спектра находятся длины волн, на которых работают оптические волок­на, и которые располагаются в инфракрасной области спектра (рис. 11).

Скорость света уменьшается при распространении по прозрачным материалам по срав­нению со скоростью распространения света в вакууме. Волны инфракрасного диапазона так­же распространяются различно по оптическому волокну. Поэтому затухание, или потери опти­ческой мощности, должны измеряться на специфических длинах волн для каждого типа во­локна. Длины волн измеряются в нанометрах (нм).

Потери оптиче­ской мощности на раз­личных длинах волн происходят в оптиче­ском волокне вследст­вие поглощения, от­ражения и рассеяния. Эти потери зависят от пройденного расстоя­ния и конкретного ви­да волокна, его раз­мера, рабочей частоты и показателя прелом­ления.

Величина потерь оптической мощности вследствие поглоще­ния и рассеяния света на определенной дли­не волны выражается в децибелах оптиче ской мощности на километр

(дБ/км).

Волокна оптимизированы для работы на определенных длинах волн. Например, можно достичь потерь в 1 дБ/км для многомодового волокна 50/125 мкм на длине волны 1300 нм, и менее 3 дБ/км (50%-е потери мощности) для того же волокна на 850 нм (рис. 12).

Эти два волновых региона, - 850 и 1300 нм, являются областями наиболее часто опре­деляемыми для рабочих характеристик оптических волокон и используются современными коммерческими приемниками и передатчиками. Кроме того, одномодовые волокна оптимизи­рованы для работы в регионе 1550 нм.

В коаксильном ка­беле чем больше часто та, тем больше уменьша­ется амплитуда сигнала с увеличением расстояния, и это явление называется затуханием. Частота для оптического волокна по­стоянна до тех пор, пока она не достигнет предела диапазона рабочих час­тот. Таким образом, оп­тические потери пропор­циональны только расстоянию. Такое затухание в волокне вызвано по­глощением и рассеива­нием световых волн на неоднородностях, вызванных химическими

загрязнениями, и на молекулярной структуре материала волокна. Эти микрообъекты в волок­не поглощают или рассеивают оптическое излучение, оно не попадает в ядро и теряется. За­тухание в волокне специфицируется производителем для определенных длин волн: например, 3 дБ/км для длины волны 850 нм. Это делается потому, что потери волокна изменяются с из­менением длины волны.

Потери на микроизгибах. Без специальной защиты оптическое волокно подвержено потерям оптической мощности вследствие микроизгибов. Микроизгибы - это микроскопиче­ские искажения волокна, вызываемые внешними силами, которые приводят к потере оптиче­ской мощности из ядра. Для предотвращения возникновения микроизгибов применяются раз личные типы защиты волокна. Волокна со ступенчатым показателем относительно более устойчивы к потерям на микроизгибах, чем волокна с градиентным показателем.

Полоса пропускания (ширина спектра) - это мера способности волокна передавать определенные объемы информации в единицу времени. Чем шире полоса, тем выше инфор­мационная емкость волокна. Полоса выражается в МГц-км. Например, по волокну с полосой 200 МГц-км можно передавать данные с частотой 200 МГц на расстояния до 1 км или с часто­той 100 МГц на расстояния до 2 км. Благодаря сравнительно большой полосе пропускания, волокна могут передавать значительные объемы информации. Одно волокно с градиентным показателем преломления может с легкостью передавать 500 миллионов бит информации в секунду. Тем не менее, для всех типов волокон существуют ограничения ширины полосы, за­висящие от свойств волокна и типа используемого источника оптической мощности.

Для точного воспроизведения передаваемых по волокну данных световые импульсы должны распространяться раздельно друг от друга, имея четко различимую форму и межим­пульсные промежутки. Однако лучи, несущие каждый из импульсов, проходят разными путями внутри многомодового волокна. Для волокон со ступенчатым показателем преломления лучи, проходя зигзагообразно по волокну под разными углами, достигают приемника в разное вре­мя (рис.13).

Это различие во времени прибытия импульсов в точку приема приводит к тому, что им­пульсы на выходе линии искажаются и накладываются друг на друга. Это так называемое мо­дальное рассеивание, или модальная дисперсия, или уширение светового импульса ограни­чивает возможную для передачи частоту, так как детектор не может определить, где заканчи­вается один импульс и начинается следующий. Разница во временах прохождения самой бы­строй и самой медленной мод света, входящих в волокно в одно и то же время и проходящих 1 км, может быть всего лишь 1 -3 не, однако такая модальная дисперсия влечет за собой ог­раничения по скорости в системах, работающих на больших расстояниях. Удваивание рас­стояния удваивает эффект дисперсии.

Модальная дисперсия часто выражается в наносекундах на километр, например, 30 не/км. Также она может быть выражена и в частотной форме, например 200 МГц-км. Это оз­начает, что волокно или система будут эффективно работать в пределах частот до 200 МГц, прежде чем рассеивание начнет сказываться на пропускной способности на расстояниях бо­лее одного километра. Эта же система сможет передавать сигнал с частотой 100 МГц на рас­стояние в два километра.

Дисперсия делает многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления наименее эффективным по ширине полосы среди всех трех типов волокна. Поэтому оно ис­пользуется на более коротких участках и низких частотах передачи. Типичным значением ши­рины полосы ступенчатого волокна является 20 МГц-км.

Размеры ядра одномодового волокна малы - от 8 до 10 мкм, что позволяет проходить по волокну только одному лучу света. Так как модальная дисперсия в данном случае полно­стью отсутствует, полоса пропускания у такого волокна гораздо больше, чем у многомодового, что позволяет достигать рабочих частот свыше нескольких сотен гигагерц на километр (ГГц-км).

Оптические волокна обладают еще одной разновидностью дисперсии, возникающей вследствие того, что разные длины волн распространяются в среде с разной скоростью. Та­кую "спектральную дисперсию" можно наблюдать, когда белый свет распадается на семь цветов радуги, проходя через стеклянную призму. Волны, представляющие разные цвета, движутся в среде с разной скоростью, что приводит к различию в траекториях распростране­ния лучей. Если бы оптический источник волоконной системы излучал свет одной частоты, спектральная дисперсия или материальная дисперсия (или хроматическая дисперсия, как ее еще часто называют) была бы устранена. В действительности, абсолютно монохроматических источников света не существует. Лазеры обладают определенным, хотя и очень небольшим, уширением спектра излучаемого света. У источников света на основе LED (полупроводнико­вые светодиоды) спектральный диапазон в 20 раз шире чем у лазера, и спектральная дис­персия, в свою, очередь намного выше. Дисперсия в стеклянном волокне минимальна в ре­гионе около 1300 нм, позволяя одномодовым волокнам иметь значительную полосу на данной длине волны.

Одномодовое волокно обычно используется с лазерными источниками благодаря своей высокой спектральной чистоте. Для обеспечения эффективного функционирования таких сис­тем требуются прецизионные коннекторы и муфты. Благодаря своим низким потерям и высо­ким пропускным характеристикам, одномодовые волокна, как правило, являются наилучшим и, как правило, единственным выбором для монтажа протяженных высокоскоростных линий, таких как междугородние телекоммуникационные системы.

Между одномодовым волокном и волокном со ступенчатым показателем преломления располагаются волокна с градиентным показателем преломления. Для уменьшения эффекта модальной дисперсии лучи в таких волокнах постепенно перенаправляются назад к оси ядра. Волокна с градиентным показателем преломления имеют гораздо большую полосу, чем во­локна со ступенчатым показателем преломления. По волокну с градиентным показателем преломления с полосой 600 МГц-км можно передавать сигнал с модуляцией 20 МГц на рас­стояние до 30 км. Стоимость такого стеклянного волокна является одной из самых низких. Малые потери мощности передаваемого сигнала плюс большая полоса позволяют использо­вать его для монтажа локальных сетей.

Выводы по полосе частот

1. Модальная дисперсия приводит к принципиальному ограничению полосы в многомо-довых волоконных системах, работающих на лазерах на длине волны 850 нм, а также на дли­не волны 1300 нм в лазерных и LED-системах.

2. Спектральная дисперсия приводит к принципиальному ограничению полосы в систе­мах с источниками LED в первом окне на длине волны 850 нм и частоте около 100 МГц-км, и в одномодовых лазерных системах при частоте более 50 МГц-км на длине волны 1300 нм.

3. Основной механизм потерь в волокнах связан с рассеянием света, степень которого меняется с длиной волны. Длина волны 1300 нм очень важна, так как на ней мало не только затухание, но и минимальна спектральная дисперсия.

4. Волокна имеют постоянные потери в широком диапазоне частот модуляции. Быстрый рост эффективных потерь начинается с момента, когда дисперсия импульса становится соиз- Р меримой с длительностью импульса вблизи верхней границы полосы. Сравним это явление с ^н групповым спектром проводных систем, где затухание растет как квадратный корень частоты модуляции. В случае, когда дисперсия мала, волоконные системы не требуют выравнивания уровня сигнала и линейные усилители не нужны, что необходимо в случае использования проводных систем.

Анализ полосы при проектировании волоконно-оптической линии

Одними из основных показателей производительности волоконно-оптической системы являются затухание и полоса. Задача анализа полосы состоит в том, чтобы все компоненты системы имели полосу, достаточную для передачи сигнала с заданными параметрами. Ло­кальные сети обычно требуют полосу от 20 до 600 МГц-км. Системы передачи на дальние расстояния используют большие расстояния между повторителями и требуют полосу волокна 100,000 МГц-км, являющуюся характерной для одномодового волокна.

Уменьшение величины оптического сигнала в 3 дБ при рабочей полосе, определенной для волокна, означает потерю половины исходной мощности. Преобразование электрической полосы В_е в оптическую В„ в системе или между любыми компонентами, такими как волокно, приемник или передатчик, производится по следующей формуле:

B_a = l ,41 B_f

В некоторых случаях производитель приемника или передатчика дает значение времени нарастания рабочего импульса. Электрическая полоса В (МГц) для такого волоконно-оптического компонента соотносится с временем / (не) нарастания импульса от 10% до 90% его пиковой величины как

В = 350//.

Итоговая ширина электрической полосы системы вычисляется из ширины полосы инди­видуальных компонентов по формуле:

1/В² = 1/Вк² + 1/В_с ² + VB т² ,

где В_к , В_с и В_т - электрические полосы приемника, кабеля и передатчика соответственно. Для цифровых систем размеры полосы будут зависеть от скорости передачи данных R (бит в секунду) и формата кодирования в соответствии с формулой:

B=R/K,

где К = 1,4 для формата кодирования без возврата к нулю (NRZ) и К - 1,0 для формата кодирования с возвратом к нулю (RZ).

Ширина полосы системы ограничена шириной полосы компонента с самой узкой поло­сой в линии. Например, когда используется волокно с широкой полосой, рабочая частота системы может быть подвержена влиянию в большей степени со стороны терминального оборудования, чем со стороны самого волокна. Основным моментом в выборе терминального оборудования является выбор приемника с полосой, равной или превышающей требуемую ширину полосы системы. В свою очередь, передатчик и оптическое волокно должны иметь полосу, в 1,5 - 2 раза превышающую ширину полосы приемника.

Системы обычно более экономичны при более высоких скоростях передачи данных. И запас по ширине полосы делает возможным улучшение пропускной способности системы впоследствии. Необходимо очень точно оценивать оптическую полосу (МГц-км) для последо­вательно соединенных кабелей с суммарной длиной, превышающей 1 км. Примерное соот­ношение между полной шириной полосы кабеля В_с и шириной полосы отрезка волокна дли­ной 1 км Bf следующее:

В/ - bc L ,

где L - длина волокна в километрах, л: = 1,0 для отрезков кабеля длиной 1 км и менее, х= 0,75 для отрезков кабеля длиной более 1 км.

Строение волоконно-оптической системы

Волоконно-оптическая линия

Волоконно-оптическая линия, иллюстрированная с помощью простой схематической диаграммы, показанной на рис. 14, состоит из оптического передатчика и приемника, соеди­ненных оптическим кабелем как две точки линии.

Оптический передатчик преобразует напряжение электронного сигнала в оптическую мощность, которая инжектируется в волокно с помощью светодиода (LED), лазерного диода (LD) или лазера. В точке фотодетектора, PIN-диод или лавинный фотодиод (APD) захватывают световолновые импульсы для преобразования их обратно в электрический ток.

Работа проектировщика заключается в определении наиболее выгодных по стоимости и эффективности передачи сигнала средств для передачи этой оптической мощности, прини­мая во внимание преимущества и пределы функционирования различных компонентов. Он также должен спроектировать физическую конфигурацию системы.

Первая из этих задач, касающаяся качества сигнала, должна учитывать такие факторы, как отношение сигнал-шум (SNR) в аналоговых системах, и уровень битовых ошибок (ВЕР) в цифровых системах. При черновом проектировании системы проектировщик должен опреде­лить требуемый SNR или допустимый ВЕЯ, необходимые для передачи данных. Следующий шаг - определение минимальной оптической мощности, необходимой на стороне приемника. Эти данные можно получить из информации, опубликованной изготовителем каждого компо­нента.

Потери и ограничения. Проектирование линии состоит в основном из двух функций -расчета потерь оптической мощности, происходящих между световым источником и фотоде­тектором; определения ограничений, связанных с полосой, на способность передавать сиг­нал, налагаемые передатчиком, волокном и приемником.

Потери оптической мощности, или затухание, во время прохождения светового импуль­са по волокну, выражаются в дБ/км (децибел на километр). Децибел - логарифмическое вы­ражение отношения мощности, выходящей из компонента Р„, к мощности, входящей в него Р,:

aB = lO\g(P₀ /P,)

Потери в 3 дБ означают, что половина мощности потеряна. Например, если на входе было 500 мкВт, то на выходе получается 250 мкВт. Потеря 10 дБ означает, что только 1/10 мощности доходит до приемника, потери 90 %. Волоконно-оптические линии способны функ­ционировать при приеме 1/1000 мощности на другом конце (потери 30 дБ).

Если источник имеет достаточную мощность и если приемник достаточно чувствителен, система может функционировать с большими потерями. То, насколько.велики могут быть по­тери, определяется по минимальным требованиям выбранного приемника.

Потери мощности при передаче. Основными причинами оптического затухания в во­локонных системах являются потери: при инжектировании света в волокно, в оптическом во­локне, в точках соединения коннекторов, в муфтах. Сумма потерь в каждом индивидуальном компоненте между передатчиком и приемником (рис. 15) представляет собой бюджет мощно­сти оптической линии (табл. 2).

Проектировщик должен учесть эти потери и выбрать сочетание передатчика и приемника, которое обеспечит достаточно мощности для верного воспроизведения сигнала. Как правило, в спецификациях компонентов потери не имеют точных значений и изготовители обычно приводят диапазоны или ситуации "наихудшего" случая для отражения разницы в продукции. Кроме того, могут потребоваться некоторые допущения для учета таких явлений, как температурные отклонения. Необходимо также предусмотреть некий запас для будущих ремонтов или установки муфт в системе, а также деградацию со временем источника эмиссии. Например, от 3 до 6 дБ в общем случае отводится на ремонт и старение эмиттера.

Потери при инжектировании. Количество оптической мощности, инжектируемой в волокно, зависит от физической природы используемого волокна и эмиттирующего источника. Очевидно, что чем больше диаметр ядра волокна, тем большей способностью к приему света оно обладает. Однако волокна с большими ядрами обладают ограничениями на полосу, что может перевесить преимущества эффективного инжектирования. Изменение в диаметре ядра с 50 до 100 мкм представляет увеличение количества света, инжектируемого в волокно в четыре раза.

Кроме размера ядра, еще одной мерой способности волокна собирать свет является цифровая аппертура (NA). Это математическая мера способности ядра волокна собирать световые волны с разных углов и передавать их по ядру:

NA =,|(я„ - и,² ) = sin в - n ₀ sin в_с ,

где п₀ - показатель преломления ядра, п\ - показатель преломления демпфера, 0 - половина угла сбора волокна, в_с - угол входа луча света в волокно.

Большее различие в показателях преломления ядра и демпфера означает большую NA.
При равных размерах ядра волокно с большей NA соберет больше световых волн. Повышение
мощности в два раза достигается переходом NA с 0,20 на 0,29. В табл. 3 скомбинированы
размер ядра и NA в коэффициент оптической абсорбции, который можно рассматривать как
меру эффективности волокна к сбору и передаче оптической мощности.

Таблица 3. Типичные значения цифровой апертуры и коэффициента оптической
абсорбции [24]

* Значения нормализованы по отношению к короткому отрезку волокна с ядром 100 мкм

Источники излучения. Оптические эмиттеры инжектируют свет в волокно в соответствии с NA и размером ядра. Использование источника света, не соответствующего NA данного волокна и размеру ядра, приведет к тому, что инжектирование света в систему будет меньше оптимального.

Источники LED относительно недороги, надежны и просты в употреблении, так как их электронная схема менее сложная, чем та, которая требуется для работы лазера. Полупроводниковые лазеры и LED являются прямыми преобразователями энергии из электрической формы в оптическую. LED инжектируют меньшую мощность в волокно, так как оптическое излучение, генерируемое ими, излучается с большим угловым расхождением. Лазеры имеют гораздо более сложную структуру из-за требуемого небольшого размера двусторонних резонаторов. Кроме того, их излучательная способность зависит от температуры, а долговечность меньше, чем у LED. LED, или лазерный, диод может быть смонтирован так, что волоконный кабель непосредственно подсоединяется к корпусу устройства. Возможен альтернативный вариант, когда волокно крепится непосредственно к чипу, а другой его конец оставляется свободным для подсоединения коннектора.

Детекторы. Приемники световых волн используют фотодетекторы, в которых фотоны света генерируют фотоэлектроны. Для достижения заданного минимального значения вероятности ошибки необходимо минимальное среднее количество фотонов в каждом импульсе (например, необходим 21 фотон для обеспечения вероятности ошибки 10~⁹ ). Необходимо также значительное усиление. Для лавинного фотодиода (APD) начальное усиление происходит внутри диода. Для PIN-детекторов это усиление осуществляется внешними электронными усилителями.

Выбор волокна. Волокна оптимизированы для работы на определенных длинах волн,
Например, потери менее 1 дБ/км возможно достичь в многомодовом волокне 50/125 мкм,
работающем на длине волны 1300 нм, а потери менее 3 дБ/км (потери мощности - 50%) возможно достичь с тем же волокном, работающим на длине волны 850 нм. Номенклатура 5 (обозначает внешний диаметр ядра 50 мкм и размер демпфера 125 мкм. Благоприятные области передачи в пределах оптического спектра волокна рассматриваются как "окна". Область между 800 и 900 нм расположена в первом окне, между 1100 и 1300 нм - во втором окне, а третье окно существует в области свыше 1550 нм. В этих участках спектра затухание волокон очень низкое. Самый низкий показатель затухания в инфракра области в районе 1300 нм и 1550 нм. Все типы волокон были существенно усовершенствованы так, что самые лучшие из них демонстрируют потери менее 0,5 дБ/км на длине в 1300 нм и 1550 нм. Тем не менее, источники излучения и детекторы для данных областей наиболее дорогие.

Для того, чтобы волокно эффективно работало, выбраный источник должен обеспечивать оптическое излучение определенной длины волны, а детектор должен быть чувствителен к той же длине волны.

В коаксиальных и других металлических кабелях сигналы с очень высокой частой имеют тенденцию к быстрому затуханию с увеличением расстояния (рис. 16). В результате этого усилители и эквалайзеры периодически должны усиливать сигналы до рабочих ypoвней

Однако, каждый раз, когда добавляется аналоговый усилитель, в металлической системе добавляется шум, общее отношение сигнал-шум в системе ухудшается. При использовании оптических средств связи вся световая энергия имеет примерно одну и ту же частоту и длину волны. В результате этого затухание определенной длины волны зависит только расстояния. Поэтому в волоконных системах требования к повторителям минимизированы отпадает необходимость в эквалайзерах.

Таблица 4. Рекомендации по выбору оптического волокна

ATM - Asynchronous Transfer Mode, Sonet Interface - Synchronous Optical Network, FDDI - Fiber Distributed Data

Потери в коннекторе зависят от физического совмещения ядра одного волокна с ядром другого волокна. Царапины и пыль также могут ухудшать качество контактных поверхностей коннекторов и значительно ухудшать работоспособность системы, но чаще всего потери в коннекторах происходят из-за неправильного совмещения осей двух коннекторов или слишком большого зазора между ними.

Требования к работе системы

Процесс разработки системы начинается с определения соотношения сигнал-шум, которое зависит от полосы или скорости передачи данных для данного приложения. Это включает выбор типов сигнала, - аналоговый или цифровой, так как даже простая связь точка-точка требует применения соответствующего оборудования. Задача заключается в том, чтобы определить, какой уровень оптической мощности будет необходим на оптическом детекторе приемника.

Волокно может выполнять как аналоговую, так и цифровую передачу сигнала, что открывает дополнительную возможность для будущего усовершенствования системы путем простой замены электронного оборудования на концах передатчика и приемника. Для этого большинство разработчиков волоконных систем определяют большую пропускную способность полосы по сравнению с минимально необходимой.

Аналоговые сигналы, такие как видео- и аудиосигналы, могут использоваться для непосредственной модуляции оптического сигнала на выходе, заставляя оптический эмиттер увеличивать или уменьшать яркость. Это называется модуляцией интенсивности и является самым простым способом кодирования световых сигналов.

Улучшение в соотношении сигнал-шум и линейности может быть достигнуто путем использования техники частотной модуляции (FM). В этом случае источник информации используется для частотного модулирования поднесущей, а затем полученный сигнал используется для амплитудного модулирования LED или лазера. Из-за материального и межмодального дисперсионного факторов линии FM обычно требуют применения волокна с полосой 200 МГц-км и больше. Короткие безрепитерные линии могут модулироваться с помощью аналогового сигнала. Тем не менее, большинство современных оптических приложений используют цифровую передачу с простой модуляцией "включить-выключить".

Цифровые сигналы. В волоконной оптике цифровой импульс может формироваться путем включения источника на короткий момент. Время оптического излучения - импульс. Двоичное состояние "1" может быть реализовано при наличии в линии оптической мощности, а состояние "О" - при ее отсутствии. Эти два состояния представляют двоичные сигналы. Цифровые сигналы состоят из набора битов и излучатель находится или в состоянии "включен", или в состоянии "выключен".

Время, необходимое импульсу для достижения полной амплитуды, - время подъема.
Чем короче время подъема и спада, тем больше импульсов может быть передано за единицу
времени, и, следовательно, может быть передано больше битов информации.

В цифровых системах одним из показателей производительности является битовый ко-
эффициент ошибок (ВЕР). Большинство цифровых систем достигают ВЕР 1x10 ⁹ (1 ошибка на
10⁹ бит).

В цифровых системах существует зависимость производительности от длины линии, так как чем дальше нужно проходить импульсу по волокну, тем больше вносимые искажения. Конечный уровень оптической мощности, требуемый на детекторе, - функция скорости передачи данных или полосы.

Бюджет оптической мощности сигнала. Когда известны структура системы и ее компоненты, разработчик может расчитать ожидаемые потери в каждой точке системы. Каждый компонент, включая волокно, имеет определенный диапазон оптических потерь из-за регламентируемых отклонений в технологии производства. Устройство LED, например, имеет спецификации для минимальной, средней и максимальной выходной оптической мощности.
Диапазон может составлять до 4-х дБ (60%). Детекторы также имеют свои диапазоны чувст-
вительности. Разработчик системы должен определить оптическую мощность, необходимую
на детекторе, на основании информации, предоставленной производителем.

Установив уровни мощности приемника и передатчика, следует перейти к рассмотрению мощности, передаваемой кабелями разной длины. Ее можно определить, вычертив кри вую мощности на диаграмме, подобной изображенной на рис. 17.

В показанном примере волокно с диаметром ядра 100 мкм выбрано для работы с передатчиком,
работающим на скорости 10 Мбит/с на длине волны 850 нм. На рисунке показаны как лучший, так и
худший варианты со средним ожидаемым диапазоном между ними. Показаны также высшая и низшая границы чувствительности детектора. Из рисунка видно, что расстояние передачи в 1,4 км является максимальным. Начальные уровни инжектируемой мощности меняются в зависимости от диапазона начальной мощности излучателя. Когда в систему включаются ответвители и муфты, их потери могут быть рассмотрены как часть начальных потерь или может быть показано место их возможного появления в системе.

Стандарт телекоммуникационного каблирования
коммерческих зданий ANS 1/ TIA / EIA -568- A

Стандарт специфицирует универсальную телекоммуникационную кабельную систему, способ-
ную поддерживать приложения передачи речи и данных, а также среду, построенную на осно-
ве различных типов и видов активного оборудования, изготовленного различными производи-
телями.

Стандарт служит нормативным документом, в котором описаны правила проектирования
телекоммуникационного оборудования и кабельной продукции, предназначенных для обслу-
живания коммерческих предприятий и организаций.

Для компаний, проектирующих и монтирующих кабельные системы, стандарт дает опи-
сание правил планирования и монтажа СКС в коммерческих зданиях, способных поддержи-
вать изменяющиеся нужды пользователей в телекоммуникационном сервисе.

Кроме вышеперечисленных функций, стандарт служит для установления технических
критериев и критериев оценки рабочих характеристик различных типов кабельной продукции
и коммутационного оборудования, а также технических критериев проектирования кабельных
систем и их монтажа.

Сфера действия стандарта. Стандарт EIA/TIA-568 [17] имеет своей целью регламен-
тирование общих правил построения кабельных систем коммерческих зданий. Его создание
было обусловлено необходимостью обеспечения поддержки широкого диапазона телекомму-
никационных приложений, типов устройств и оборудования различных производителей.

Стандарт описывает гибкую систему каблирования, которая позволяет планировать и
устанавливать коммуникационные кабели без предварительного знания конкретных нужд ко-
нечного пользователя. Это особенно ценно при строительстве новых зданий и реконструкции
существующих, когда монтаж универсальной кабельной системы до въезда в помещения ко-
нечных пользователей обходится намного дешевле и проходит без создания помех работаю-
щим людям.

Спецификации, входящие в стандарт, относятся к телекоммуникационным системам,
ориентированным на "офисное окружение". Требования разработаны для СКС с рабочим
временем жизни, по крайней мере, 10 лет.

Основные группы спецификаций

Стандарт '568 рассматривает следующие спецификации структурированных кабельнь»
систем:

- признаваемые передающие среды;

- топология;

- расстояния в каблировании;

- пользовательские интерфейсы;

- рабочие характеристики кабельных компонентов и коммутационного оборудования;

- правила монтажа;

- рабочие характеристики линии.

Ранее ассоциация TIA разработала два документа, содержащих требования к горизонтальным кабелям DTP и коммутационному оборудованию. Первый из них, - бюллетен
EIA/TIA-TSB-36, - регламентирует рабочие характеристики высокоскоростных кабелей DTP. I
нем содержатся спецификации кабелей категорий 3, 4 и 5. Второй бюллетень, - EIA/TIA-TSB
40А, - определяет дополнительные спецификации для коммутационного оборудования и ком
мутационных шнуров, а также дает описание правил монтажа. Последняя редакция стандарт
'568 включает в себя техническое содержание бюллетеней TSB-36, TSB-40, TSB-40-A, и про
ект бюллетеня TSB-53 - дополнительные спецификации кабелей и коннекторов STP-A 15
Ом. При публикации новый кабельный стандарт получает преимущественное значение на,
техническими бюллетенями.

В Т1А/Е1А-568 описаны шесть подсистем телекоммуникационной кабельной инфраструк-
туры:

• Horizontal Cabling Горизонтальная кабельная подсистема (Горизонталь);

• Backbone Cabling Магистральная кабельная подсистема (Магистраль);

• Work Area ( WA ) Рабочее место;

• Telecommunications Closet (ТС) Телекоммуникационный шкаф;

• Equipment Room ( ER ) Аппаратная (Машинный зал);

• Entrance Facilities (EF) Городской ввод.

Элементы кабельной системы

Любая универсальная СКС в соответствии с положениями стандарта '568 включает в себя и строится на основании следующих элементов:

• Горизонтальная кабельная система

• Горизонтальный кросс (НС - Horizontal Cross-connect)

• Горизонтальный кабель

• Телекоммуникационная розетка/коннектор (ТО - Telecommunications Outlet/Connector)

• Переходная точка (ТР - Transition Point, дополнительный элемент)

• Магистральная кабельная система

• Главный кросс (МС - Main Cross-connect)

• Промежуточный кросс (1C - Intermediate Cross-connect)

• Внешний магистральный кабель
• Внутренний магистральный кабель

• Рабочее место (WA - Work Area)

• Телекоммуникационный шкаф (ТС - Telecommunications Closet)

• Аппаратная (Машинный зал) (ER - Equipment Room)

• Городской ввод (EF - Entrance Facility)

• Администрирование*.

• Стандарт '568-А содержит замечания и ссылки на элементы администрирования; основные требования
и спецификации по администрированию телекоммуникационных кабельных систем содержатся в стан-
дарте АМ51TIА/ЕIА-606 [18].

Горизонтальная кабельная система

Горизонтальная кабельная система начинается телекоммуникационной розеткой на рабочем месте и заканчивается горизонтальным кроссом в телекоммуникационном шкафу. Она включает в себя: розетку, горизонтальный кабель, точки терминирования и пэтч-корды (кроссировочные перемычки), представляющие собой горизонтальный кросс.

Горизонтальная кабельная система должна иметь топологическую конфигурацию "звезда". Каждое рабочее место соединено непосредственно с горизонтальным кроссом (НС) в
телекоммуникационном шкафу (ТС) (рис. 18). Максимальная протяженность любого горизонтального кабельного сегмента не должна превышать 90 м независимо от типа используемой
передающей среды.

Горизонтальные кабели по своему количеству занимают первое место во всем объеме кабельных сегментов телекоммуникационной инфраструктуры здания. Несмотря на то, что стандарт ЕIАTIА 568 суживает круг возможных вариантов кабельной продукции, одним из основных моментов при планировании СКС является правильный выбор типа передающей среды для обеспечения поддержки вероятных изменений в будущем. Применяемый тип кабеля должен служить более одного планируемого периода развития телекоммуникационной сети.

В горизонтальной подсистеме стандартом '586 разрешается использовать типы передающих сред, показанные на рисунке (рис. 19).

Коаксиальный кабель 50 Ом признается стандартом '568 в качестве передающей среды
но не рекомендуется для новых систем. Разрешается монтаж дополнительных коаксиальных
розеток. Такие розетки являются дополнением и не могут заменять минимально требуемые
стандартом.

Компоненты, предназначенные для поддержки специфических приложений (например
всевозможные типы адаптеров и конверторов), не могут быть использованы в качестве эле-
мента горизонтальной кабельной системы. При необходимости они должны располагатьс?
вне по отношению к телекоммуникационной розетке или горизонтальному кроссу. Это требо-
вание стандарта имеет своей целью обеспечение максимальной универсальности кабельной
системы и ее независимость от конкретных приложений и интерфейсов.

Одной из основных проблем "медных" кабельных систем является их подверженное™
воздействию электромагнитных помех. По этой причине стандарт '568 предписывает при
проектировании кабельных систем учитывать расположение потенциальных источников по
мех. Конкретные спецификации по разделению кабельных инфраструктур и источников помех
определены в стандарте ANSI/EIA/TIA-569 [9].

При каблировании открытых офисных пространств часто применяется плоский 4-парньи
подковровый кабель [12]. Место сопряжения такого кабеля и круглого распределительной
кабеля, приходящего от горизонтального кросса, носит название "переходной точки" (ТР -
Transition Point). Стандарт допускает применение одной переходной точки между различными
формами одного типа кабеля на одном сегменте горизонтального кабеля.

Стандарт запрещает использование в горизонтали шунтированных отводов (то есть по
явление одних и тех же пар кабеля на нескольких телекоммуникационных розетках, или, гово-
ря простым языком, - запараллеливание линий), а также использование муфт для металличе-
ских кабелей. Необходимость использования муфт в горизонтальных сегментах, длина кото-
рых не может превышать 90 м, необоснована, в то время как их наличие может значительно
ухудшать рабочие передающие характеристики горизонтальной линии. В случае волоконно-
оптических систем установка муфт разрешена, но рекомендуется ограничить их применение

телекоммуникационным шкафом. Как правило, муфты в волоконно-оптических системах и
применяются в телекоммуникационных шкафах при терминировании распределительных во-
локонно-оптических кабелей так называемыми шнурами pig-tail. Эта технология позволяет
осуществлять переход и подключение распределительных кабелей, содержащих в себе во-
локна, как правило, небольшого размера (диаметр буфера ~ 250 мкм) с коннекторами, тре-
бующими терминирования волокна с буферами большего размера (~ 900 мкм). Шнур pig-tail
представляет из себя короткий отрезок волоконно-оптического кабеля длиной около 1-3 м,
терминированный в заводских условиях коннектором. Соединение распределительного кабе-
ля и шнура pig-tail осуществляется с помощью, как правило, сварной муфты, обеспечивающей
высококачественный переход с низкими потерями порядка 0,01 - 0,1 дБ.

При каблировании рабочих мест стандарт '568 для обеспечения минимального универ-
сального сервиса конечному пользователю предписывает устанавливать, как минимум, две
телекоммуникационные розетки на каждом индивидуальном рабочем месте. Число розеток (2)
было выбрано на основании среднестатистической конфигурации современного телекомму-
никационного сервиса - телефония и приложения передачи данных (ЛВС). Одна из двух розе-
ток по требованию стандарта должна быть совместима с 4-парным кабелем UTP 100 Ом (ка-
тегории 3 или выше), а вторая - или с 4-парным кабелем UTP 100 Ом (рекомендуется катего-
рия 5), или с 2-парным кабелем STP-A 150 Ом или с многомодовым волоконно-оптическим
кабелем 62,5/125 мкм.

Если в горизонтальной кабельной системе были применены экранированные компонен-
ты, требующие подсоединения к телекоммуникационной системе заземления, стандарт тре-
бует, чтобы эта система заземления отвечала соответствующим строительным нормативам, а
также стандарту ANSI/TIA/EIA-607 [19]. Поскольку в различных регионах и странах могут дей-
ствовать местные национальные нормативы по заземлению, приведенное выше требование
стандарта можно трактовать следующим образом: "... система заземления должна отвечать
соответствующим строительным нормативам, а также местным и национальным нормативам и
инструкциям по системам заземления".

Магистральная кабельная система

Магистральная кабельная система обеспечивает соединение телекоммуникационных шкафов, аппаратных (машинных залов) и городских вводов. Она состоит из магистральных кабелей, промежуточных и главного кроссов, точек терминирования кабелей, а также пэтч-кордов или кроссировочных перемычек, используемых для коммутации сегментов магистрали (рис. 20). Магистраль также может существовать между зданиями в системе кампуса (городка из нескольких близко расположенных зданий).

Магистральная подсистема по требованию стандарта должна быть ограничена двумя иерархическими уровнями кроссов (главным и промежуточным). Между любыми двумя горизонтальными кроссами не может существовать более трех кроссов, и между главным кроссом
и любым горизонтальным кроссом не может существовать более одного кросса. Магистральная кабельная подсистема должна иметь топологическую конфигурацию "иерархическая звезда" или просто "звезда". Каждый горизонтальный кросс соединяется непосредственно с главным кроссом или сначала с промежуточным кроссом, а затем с главным кроссом (рис. 21). Магистрали по их иерархическому и топологическому расположению подразделяются на два соответствующих подтипа: магистрали первого и второго уровня и магистрали внешние и внутренние. Магистраль первого уровня всегда начинается в главном кроссе, магистраль второго уровня начинается в промежуточном кроссе. В общем случае, с точки зрения конфигурации кабельной системы магистрали внутренние и внешние ничем друг от друга не отличаются. Дифференциация вводится из-за того, что методы проектирования и монтажа этих двух подтипов магистралей различаются весьма существенно.

Стандартом допускается соединение двух ТС телекоммуникационным кабельным сегментом при условии, что такое каблирование является дополнением к основной топологии "звезда".

Кроссовое оборудование, используемое для терминирования различных типов кабелей
должно располагаться в одном и том же телекоммуникационном помещении. Признаваемые
типы сред могут использоваться индивидуально или в сочетании, как требуется для конкретной инсталляции. Количество пар и волокон, необходимое в отдельных магистральных сегментах, зависит от размеров обслуживаемой площади и определяется проектировщиком системы.

Признаваемые типы магистральных кабелей, показаны на рисунке (рис. 22). Коаксиальный кабель 50 Ом в настоящее время разрешен для использования в магистралях, но не рекомендуется при монтаже новых кабельных систем. Предполагается его изъятие из следующей редакции настоящего стандарта.

Максимальные расстояния кабельных сегментов в магистрали зависят от типа используемого приложения. Приведенные ниже значения максимальных допустимых расстояний основаны на передаче речи и данных по кабелям UTP/STP и по оптическому волокну (рис. 23).

Максимально допустимое расстояние между кроссами НС и 1C - 500 м, независимо от типа передающей среды. Если расстояние между НС и 1C меньше максимального, расстояние между МС и 1C может быть увеличено при условии, что общее максимально допустимое расстояние не превышено. В случае высокоскоростных приложений (рабочие частоты свыше 5 МГц) максимальная длина магистрали определена стандартом в 90 м. Это условие приложимо только к непрерывным сегментам магистрали (то есть при отсутствии промежуточного кросса). На практике вышеуказанное требование стандарта означает следующее: при использовании магистральных кабелей UTP категорий 3, 4 и 5 для работы с приложениями, диапазон частот которых находится в пределах 5-16 МГц, 5-20 МГц и 5-100 МГц соответственно, суммарная их длина не должна превышать 90 м. При использовании магистрального кабеля STP-A 150 Ом в приложениях с полосой спектра от 5 до 300 МГц, суммарная длина сегмента также не должна превышать 90 м (табл. 6). Во всех остальных случаях при работе низкоскоростных приложений (рабочие частоты ниже 5 МГц) длина магистральных кабелей может достигать 800 м (табл. 5).

Таблица 5. Предельные расстояния в магистрали (низкоскоростные приложения)

Ограничение расстояния магистрали в 90 м предполагает, что на каждом конце кабельного сегмента для подключения активного оборудования к магистрали могут быть установлены аппаратные шнуры длиной до 5 м каждый. Длина пэтч-кордов и кроссировочных перемычек в МС и 1C не должна превышать 20 м, а длина кабелей, соединяющих активное оборудование с магистральной кабельной системой, должна быть не более 30 м.

Так же как и в случае горизонтального каблирования, стандарт требует принимать во
внимание близость магистальных кабелей к источникам электромагнитных помех. Требования
к соответствующим расстояниям определены в стандарте АМ81/Е1АД1А-569 [9].

Использование шунтированных отводов в магистрали запрещено.

Таблица 6. Предельные расстояния в магистрали (высокоскоростные приложения)

Рабочее место

Рабочее место по определению стандарта служит интерфейсом между горизонтальной
кабельной системой, заканчивающейся телекоммуникационной розеткой, и активным оборудованием конечного пользователя. Оборудование рабочего места и кабель (аппаратный
шнур), используемый для подключения активного оборудования к ТО, не входят в сферу действия стандарта '568.

Ниже перечислены некоторые спецификации, относящиеся к каблированию рабочего
места.

Длины горизонтальных кабелей определяются из предположения, что максимально допустимая длина кабеля для подключения активного оборудования на рабочем месте равна 3 м. Рабочие характеристики (категория) шнуров активного оборудования должны соответствовать или быть лучше рабочих характеристик пэтч-кордов той же категории.

Адаптеры и устройства, предназначенные для поддержки специфических приложений,
должны устанавливаться вне по отношению к телекоммуникационной розетке. При использовании таких адаптеров предполагается, что они совместимы с категорией того горизонтального кабеля, к которому они подсоединяются.

Телекоммуникационный шкаф

Телекоммуникационные шкафы в общем случае рассматриваются как устройства, предназначенные для обслуживания горизонтальной распределительной системы. Кроме этой основной функции, они могут выполнять и дополнительные - в них допускается размещение промежуточных и главных кроссов. Ниже перечислены некоторые спецификации, относящиеся к каблированию телекоммуникационных шкафов. Не разрешается использовать перетерминирование горизонтальных кабелей для внесения штатных изменений в кабельную систему. Для этих целей следует использовать кроссировочные перемычки и пэтч-корды.

Устройства, предназначенные для поддержки специфических приложений (например, разного рода адаптеры), не могут быть частью горизонтальной кабельной системы и должны устанавливаться вне по отношению к горизонтальному кроссу. Для избежания деформирования кабелей вследствие тугого скручивания в пучки, слишком крутых изгибов и растягивающих усилий, следует использовать оборудование, специально предназначенное для укладки и маршрутизации кабельных потоков.

Кабели и шнуры, используемые для подключения активного оборудования, не рассматриваются стандартом в качестве элементов кабельной системы. Максимально допустимая суммарная длина всех пэтч-кордов и аппаратных шнуров на обоих концах линии -10м. Разрешается использовать только оборудование, соответствующее требованиям стандартов. Телекоммуникационные шкафы должны быть спроектированы и оборудованы в соответствии с требованиями стандарта ANSI/EIA/TIA-569. Подключение активного оборудования в телекоммуникационном шкафу разрешается осуществлять с помощью двух типов соединений - "межсоединения" и "кросс-соединения".

Кросс-соединение - применяется для коммутации кабельных подсистем между собой и для подключения активного оборудования с многопортовыми коннекторами (рис. 24). Многопортовыми коннекторами называются конструкции, узлы, с помощью которых реализуется одновременное подключение более одного (нескольких) адресного телекоммуникационного порта. Типичным образцом многопортового коннектора является так называемый Telco-коннектор (коннектор "теле-фонной компании", Telephone Company connector) - 25-парный

коннектор, нашедший массовое применение в телефонии для подключения офисных АТС или РВХ, а также иногда используемый для подключения активного сетевого оборудования. Метод кросс-соединения в отличие от описанного ниже метода межсоединения позволяет гибко переконфигурировать кабельную систему во всех случаях, но в то же время и требует наличия в кроссе как минимум, двух единиц коммутационного оборудования, что повышает стоимость системы. Если понятие "кросс" (cross-connect) используется для определения средства, позволяющего осуществлять терминирование кабелей и их межсоединение или кросс-соединение (или оба) с помощью пэтч-кордов, кроссировочных перемычек или кабелей активного оборудования, то понятие "кросс-соединение" (cross-connection) относится к конкретной конфигурации, в которой кабели и пэтч-корды или перемычки используются для коммутации отдельных распределительных полей, обслуживающих горизонтальную и магистральную кабельные системы и оборудование телекоммуникационных помещений.

Межсоединение - разрешается использовать только для подключения активного оборудования с однопортовыми коннекторами (рис. 25). В противоположность многопортовым коннекторам однопортовые позволяют осуществлять коммутацию между собой только двух адресных портов. Метод межсоединения полезен в тех случаях, когда производиться подключение к кабельной системе активного оборудования с однопортовыми (модульными) коннекторами, которое само по себе как бы является единицей коммутационного кроссового оборудования, такого, например, как пэтч-панель. В этом случае появляется возможность неограниченного переключения адресных портов и, за счет исключения второй единицы коммутационного оборудования из конфигурации кросса, снижение затрат на подключение.

Каблирование на основе UTP

Классификация рабочих характеристик компонентов UTP . Категории

В настоящее время широкий диапазон кабелей на основе неэкранированной витой пары UTP, обладающих различными категориями рабочих характеристик, используется для поддержки различных приложений передачи речи и данных. По мере увеличения скоростей передачи в ЛВС и возникновения у конечных пользователей потребности к переходу на более высококачественные кабели UTP, важным является обеспечение промышленностью требований к рабочим передающим характеристикам и определение категорий для высокопроизводительных кабелей UTP. Такие спецификации для кабелей и коммутационного оборудования содержатся в стандарте TIA/EIA-568.

Спецификации неэкранированной витой пары (НВП), содержащиеся в TIA-568, имеют
преимущество над спецификациями выпущенных ранее технических бюллетеней TSB-36 и
TSB-40-A. Стандартом определены три категории рабочих характеристик для кабелей, комму-
тационного оборудования и кабельных линий - кабели UTP и соответствующее им коммутационное оборудование:

категория 5 - до 100 МГц, категория 4 - до 20 МГц, категория 3 - до 16 МГц.

Кабели категорий 1 и 2 не рассматриваются данным стандартом, хотя их использование не прекращается в телефонной промышленности и при реализации речевых и низкоскоростных цифровых приложений.

Ниже приводятся основные характеристики категорий (уровней) 1 и 2.

Уровень 1 . Определен в качестве передающей среды в кабельных системах для передачи аналоговых речевых приложений, в так называемых POTS (Plain Old Telephone Systems -
традиционные телефонные системы).

Компоненты уровня 1: предпочтение отдается монтажу на основе DTP 100 Ом, а для реализации многоканальных приложений среда UTP 100 Ом становится обязательной; двухпарный кабель не рекомендуется использовать в системах передачи данных и в сетевых приложениях, хотя он может вполне адекватно функционировать в определенных ограниченных ситуациях (например, одноканальные речевые приложения с уже существующей установленной двухпарной базой).

Технические требования к компонентам уровня 1 определены в следующих стандартах:
FCC Part 68, ICEA S-80-576, Bellcore 48007. Критерии рабочих характеристик уровня 1 стандартами не определены. Требования к безопасности компонентов уровня 1 определены следующими стандартами: UL 1459 (Телефония), UL 1863 (Проводники и разъемы), NEC 1993
[53], Article 800-4.

Уровень 2. Undewriters Laboratories определяет уровень 2 в качестве кабельной системы IBM Type 3. Кабели, коннекторы и балуны IBM Type 3 были разработаны для высокоскоростных систем на основе DTP 100 Ом, которые должны были работать с приложениями Token Ring 1 Мбит/с, IBM 5250 и 3270 на укороченных линиях. Приложения с более высокой рабочей частотой, такие как IBM 5250 и 3270, работают в кабельных системах Туре 3 несмотря на то, что характеристики кабелей определены только до 1 МГц. Для работы этих IBM-приложений в средах Туре 3 необходимо использовать устройства, выравнивающие импеданс. Кроме перечисленных, типичными приложениями являются ISDN и передача речи.

Компоненты уровня 2: 100 Ом DTP.

Технические требования к компонентам уровня 2 определены в следующих стандартах:
FCC Part 68, GA27-3773-1, IBM Cabling System Technical Interface. Требования к безопасности
компонентов уровня 2 определены в следующих стандартах: UL 1459 (Телефония), LJL 1863
[84] (Проводники и разъемы), NEC 1993, Article 800-4.

Разница между терминами "Мегагерц" и "Мегабит". Термины Мегабит-в-секунду
(Мбит/с, Mbps или Mb/s) и Мегагерц (МГц, MHz) часто путают. Термин МГц относится к границе частотного диапазона рабочих характеристик кабельной системы. Например, категория
3 имеет характеристики, определенные до 16 МГц, а компоненты Type 1A STP 150 Ом - характеристики, определенные до 300 МГц. Термин Мбит/с относится к скорости передачи
цифровой информации между двумя единицами активного оборудования при работе определенного приложения. Например, для приложения Т1 скорость передачи определена в
1,544 Мбит/с, для 10BASE-T - 10 Мбит/с, а для FDDI/CDDI - 125 Мбит/с (табл. 7).

Таблица 7. Цифровые методы кодирования сигналов

Рабочие характеристики категории 5 и соответствие требованиям категории 5
( Category 5 performance и Category 5 compliance ). Телекоммуникационная продукция может обладать передающими рабочими характеристиками категории 5 и в то же время не отвечать требованиям к категории 5. Это явление в общем случае носит название "рабочие характеристики категории 5".

Например, в настоящее время рабочие характеристики категории 5 (скорости передачи
данных 100-155 Мбит/с/100 МГц) достижимы в кабельных системах, использующих архитектуру приложения, называемого TP-PMD (Twisted Pair-Physical Media Dependent) - "медной" версии FDDI (рис. 26).

Схемы разводки TP-PMD и Т568А/Т568В поддерживают скорости передачи данных 100 Мбит/с. Однако только разъем, имеющий схему разводки Т568А/В, является полностью отвечающим требованиям стандарта категории 5. В случае отсутствия требований к соблюдению стандартов и необходимости реализации скорости передачи 100 Мбит/с, приложения TP-PMD являются подходящим решением. Но если требуется полное соответствие спецификациям категории 5, можно использовать только схемы разводки Т568А или Т568В. Не существует преимуществ или недостатков в рабочих характеристиках компонентов, прошедших тестирование, пока характеристики находятся в пределах, установленных спецификациями определенной категории.

Очень важно делать различие между полным соответствием категории и соответствием
требованиям к рабочим характеристикам этой категории. Соответствие категории - это случай, когда кабель или разъем полностью соответствует спецификациям данной категории и
полностью соответствует требованиям TIA-568A. Соответствие рабочим характеристикам категории - это случай, когда характеристики разъема соответствуют требованиям к передающим характеристикам категории, но не соответствуют всем спецификациям Е1АД1А-568А (например, требованиям к механическим свойствам или схеме разводки).

Примером соответствия рабочим характеристикам категории является разъем TP-PMD.
Его характеристики соответствуют требованиям категории 5 только на двух внешних парах.
Иными словами, он отвечает требованиям категории 5 к передающим характеристикам (100
МГц), одновременно не соответствуя требованиям к схеме разводки (схема разводки Т568А
или Т568В, все пары терминированы).

Горизонтальный кабель UTP

Спецификации и требования, предъявляемые стандартом '568 к
горизонтальным кабелям UTP

Горизонтальный кабель: одножильный, 4-парный, 100 Ом, диаметр проводника -
0,51 мм (0,0201" или 24 AWG). Разрешено использование кабелей с одножильными проводниками диаметром 0,642 мм (0,0253" или 22 AWG) при условии, что их параметры соответствуют спецификациям горизонтальных кабелей UTP. Общий экран является дополнением к основной конструкции. Внешний диаметр кабеля должен быть не более 6,35 мм (0,25 "). Цветовое кодирование проводников в кабеле должно соответствовать следующей схеме:

Голубой (Blue, BL)
Оранжевый (Orange, О)
Зеленый (Green, G)
Коричневый (Brown, BR).

Пара 1 Белый/Голубой* (White-Blue, W-BL)

Пара 2 Белый/Оранжевый* (White-Orange, WO)

Пара 3 Белый/Зеленый* (White-Green, W-G)

Пара 4 Белый/Коричневый* (White-Brown, W-BR)

* Цветная полоса на белом проводнике является дополнением к основной кодировке в случаях, когда
шаг витка пары составляет менее 38 мм (1,5 ").

На кабель должны быть нанесены метки с указанием категории рабочих характеристик.
Такие метки не должны заменять маркировку класса безопасности.

Все механические и электрические параметры кабелей должны соответствовать требованиям и быть измерены в соответствии с процедурами, описанными в следующих стандартах: ANSI/ICEA S-80-576, ASTM в 4565 [20], ASTM в 4566 [21]. Предельное допустимое усилие на разрыв кабеля должно составлять 400 Н минимум. Кабель должен выдерживать радиус изгиба 21,0 мм при температуре 20°С ± 1°С без появления трещин на оболочке или изоляции.

Диэлектрическая прочность кабеля должна составлять по крайней мере 2500 В постоянного тока между двумя проводниками. Сопротивление любого проводника не должно превышать 93,8 Ом на 1 км при температуре 20°С (или пересчитанное для 20°С). Различие в сопротивлении между двумя любыми проводниками в любой паре не должно превышать 5% при
температуре 20°С (или пересчитанное для 20°С).

Емкость любой пары, измеренная при температуре 20°С (или пересчитанная для 20°С),
не должна превышать номинальное значение 46 пф/м.

Характеристический импеданс и структурные обратные потери ( SRL ). Кабель должен обладать импедансом 100 + 15% в диапазоне частот от 1 МГц до высшего специфицированного предела. Значение SRL при длине кабеля 100 м должно быть больше или равно следующим значениям (табл. 8):

Таблица 8. SRL (наихудшая пара)

Затухание рассчитывается на основе значений, полученных при измерении уровня сигнала на выходе кабеля длиной 100 м, при сканировании рабочего диапазона частот, по формуле:

где 0,772 </ предел рабочих частот категории Х(Х-\,2,3).

Значения констант, используемых в вышеприведенной формуле, даны в табл. 9.

Таблица 9. Константы затухания

Максимальное затухание для любой пары, выраженное в дБ/100 м, измеренное при 20'
С или пересчитанное для 20° С, должно быть меньше или равно значениям, приведенным е _г
табл. 10. )

Таблица 10. Затухание

Переходное затухание или потери NEXT . Потери NEXT рассчитываются на основе
значений, полученных при сканировании рабочего диапазона частот с помощью сетевого ана-
лизатора. Минимальное значение потерь NEXT для любой комбинации пар при комнатной
температуре должно быть больше или равно значению, определяемому по формуле:

NEXT(f) > NEXT (0,772) - 15 lg (f'/0,772)

где 0,772 </ предел рабочих частот категории Х(Х- 1, 2,3).
Минимальные требуемые значения приведены в табл. 11.

Таблица 11. NEXT (наихудшая пара)

Задержка в распространении сигнала в любой паре на частоте 10 МГц не должна превышать 5,7 нс/м. Разница в задержках распространения сигнала в паре между любыми двумя парами не должна превышать 35 не/100 м.

Магистральный кабель UTP

Магистральный кабель должен отвечать требованиеям стандартов ICEA к многопарным
магистральным кабелям. Кабель должен быть занесен в реестр и иметь маркировку соответствия национальным и местным строительным нормативам. На кабель должны быть нанесены
метки с указанием категории рабочих характеристик. Такие метки не должны заменять мар-
кировку класса безопасности.

Признаваемый стандартом магистральный кабель: многопарный, 24 AWG, 100 Ом UTP
(категории 3, 4 или 5). Магистральные кабели UTP состоят из одножильных проводников и
содержат более 4-х пар (обычно число пар кратно 25). Допускается наличие общего экрана.

Схемы цветового кодирования проводников в магистральном кабеле приведены в Приложении В. Tip-проводники обладают цветом изоляции, соответствующим цвету группы пар.
Ring-проводники имеют цвет изоляции, соответствующий цвету пары.

Рабочие характеристики магистральных многопарных кабелей эквивалентны характеристикам горизонтальных кабелей за исключением того, что потери NEXT определяются на основе модели суммарной мощности (PowerSum), а не на основе модели наихудшего случая
влияния пар друг на друга, что позволяет передавать различные возмущающие сигналы под
одной оболочкой. Приложения с несовместимыми уровнями сигналов должны разделяться в
отдельные группы пар.

Гибридный кабель и многопарные кабельные конструкции

С расширением рынка кабельной продукции, соответствующей требованиям категории 5, у конечного пользователя появляется все больше возможностей по применению многопарных кабелей. Например, такие типы кабелей, как PowerSum (кабель, соответствующий требованиям к "суммарной мощности") и Hybrid ("гибридный" кабель, соответствующий требованиям к "гибридным" кабелям), легко можно найти на полках складов дистрибьюторов. Хотя их компактные размеры весьма привлекательны, однако все еще существуют недоразумения по поводу того, какими преимуществами обладают эти типы кабелей и каким образом они вписываются в типичные сценарии монтажа кабельных систем.

Назначение кабелей PowerSum и Hybrid описывают стандарты ANSI/TIA/EIA-568-A [17]
('568-А), ISO/IEC 11801 [41] (41801) и CENELEC 50173 [35] ('50173). Магистральный кабель PowerSum в общем случае состоит из UTP-проводников 100 Ом, собранных в группы из 4-х или 5-ти пар, которые могут быть покрыты (или не покрыты) общей оболочкой, или из нескольких элементов, состоящих из 24-х или 25-ти пар, покрытых общей сплошной оболочкой.

Гибридный кабель - это конструкция из двух или более кабелей или кабельных элементов (одного и
того же или разных типов или категорий), покрытых сплошной оболочкой. На рис. 27 изображен пример
конструкции многопарного кабеля. Несмотря на то, что кабели PowerSum и Hybrid конструкционно выглядят одинаково, соответствующие электрические требования к ним весьма различны. Цель спецификации различных электрических требований к кабелям PowerSum и Hybrid заключается в учете типа и уровня мощности сигнала в разных кабельных подсистемах и в определении подходящей изоляции перекрестных помех (потери NEXT) между парами и элементами, расположенными под одной оболочкой. Например, спецификации для типа Hybrid требуют дополнительной изоляции перекрестных помех между несколькими элементами (например, группами из 4-х пар) для адаптации к разным уровням энергии сигнала в различных приложениях. Спецификации PowerSum требуют дополнительной изоляции перекрестных помех между индивидуальными парами для обеспечения работы одного и того же типа приложения на нескольких парах в одном кабеле.

Модель PowerSum . Кабели PowerSum предназначены для использования при магистральном каблировании между любым главным кроссом (дистрибьютор кампуса), промежуточным кроссом (дистрибьютор здания) и горизонтальным кроссом (этажный дистрибьютор). Хотя величины затухания, структурных потерь при отражении (SRL) и потерь NEXT у магистральных кабелей PowerSum такие же, как и у 4-парных горизонтальных кабелей, величина потерь NEXT определяется путем суммирования мощностей всех комбинаций потерь NEXT "пара-пара". Суммирование мощностей производится с достаточным запасом для гарантирования
соответствующей изоляции NEXT между парами, несущими несколько возмущающих сигналов
одного и того же типа. Все стандарты каблирования, - TIA, ISO/IEC и CENELEC ('568-А, '11801
и '50173), - предписывают, чтобы каждая пара в магистральном кабеле PowerSum соответствовала требованиям к предельным значениям потерь NEXT для горизонтального кабеля, определяемым правилом суммирования мощностей, основанном на следующем соотношении:

где я равно общему числу возможных комбинаций пар, включая тестируемую пару с суммарной мощностью.

На схеме (рис. 28) представлены 24 комбинации измерений NEXT "пара-пара", которые
необходимо оценить для определения рабочих характеристик суммарной мощности для пары
1 в 25-парной конструкции магистрального кабеля PowerSum. Хотя для оценки многопарного
кабеля по моделям "наихудшей пары" и "суммарной мощности" требуется одинаковое количество циклов измерений (например, 300 циклов для 25-парного кабеля), рабочие характери-

стики кабеля типа PowerSum определяются путем расчета общих помех NEXT, навед иных от 24
"возмущающих" пар на каждую пару с помощью представленной выше формулы. В противовес
этому методу определение критериев соответствия для горизонтальных кабелей основаны на наи-худших измеренных значениях NEXT между любыми двумя парами. Так как потери NEXT кабелей PowerSum рассчитываются для нескольких возмущающих сигналов одного и того же типа, для любых двух пар требуется наличие дополнительного запаса по NEXT примерно в 6 дБ в отличие от модели с одним возбудителем NEXT, используемой для горизонтальных кабелей. Значительное различие между NEXT кабелей Hybrid и PowerSum заключается в том, что требования к кабелю PowerSum одинаково приложимы ко всем парам, заключенным в одну оболочку, независимо от того, занимают они один и тот же кабельный подэлемент или нет. Так как каждый элемент гибридного кабеля рассматривается как отдельная горизонтальная линия, дополнительные требования к потерям NEXT для кабеля типа Hybrid налагаются только на NEXT между парами, расположенными в разных элементах.

Модель Hybrid . Гибридные кабели, состоящие из двух или более элементов определенных типов горизонтального кабеля (например, 4-парный UTP 100 Ом), расположенных под одной оболочкой, могут использоваться для горизонтального каблирования в том случае, если они отвечают определенным требованиям. Такие характеристики как затухание, структурные потери при отражении (SRL) и потери NEXT каждого отдельного элемента гибридного кабеля совпадают с характеристиками, определенными для горизонтальных кабелей. Однако, для обеспечения дополнительной изоляции между приложениями с сильно отличающимися уровнями сигнала, находящимися под одной оболочкой, между подэлементами кабеля необходим дополнительный запас по NEXT [26].

Стандарты '11801 и '50173 определяют, что потери NEXT между любыми неволоконными (металлическими, "медными") подэлементами кабеля в конструкциях типа Hybrid должны
быть меньше потерь NEXT горизонтального кабеля на величину, равную dNEXT :

где п - количество смежных неволоконных элементов в кабеле.

Требования стандарта '568-А немного отличны, - он определяет, что потери NEXT между любыми неволоконными подэлементами кабеля в конструкциях Hybrid должны быть лучше значений потерь NEXT горизонтального кабеля на величину, равную dNEXT .

где п - общее количество неволоконных элементов в кабеле.

Так как стандарт '568-А относится ко всем подэлементам кабеля Hybrid одинаково, независимо от того, смежны они друг с другом или нет, он определяет более жесткие требования к типу Hybrid, чем стандарты '11801 и '50173. Для выявления различий в требованиях наложим ограничения стандартов '11801 и '568-А на гипотетический 6-элементный 4-парный гибридный кабель с волоконно-оптическим центральным элементом. Конструкция кабеля, изображенная на рис. 29, характерна тем, что, например, два неволоконных элемента непосредственно примыкают к элементу, содержащему пары с 1 по 4. Для такой конструкции кабеля стандартом '11801 определен запас изоляции помех в 10,8дБ (значение получено из выражения 6 + 10 Ig (2 + 1)) сверх ограничений для 4-парного горизонтального кабеля. Спецификации стандарта '568-А для кабеля Hybrid, основанные на общем количестве неволоконных элементов кабеля, требуют, чтобы запас изоляции между любыми двумя элемен-

тами гибридного кабеля составлял 13,8 дБ (значение получено из выражения 6 + 10 Ig (6)).

Так как влияние помех NEXT преобладает между смежными элементами, требования ISO/IEC
и CENELEC считаются более приемлемыми и выполнимыми, чем существующие спецификации TIA.
В любом случае, этими стандартами не предусмотрено применение многопарных кабелей PowerSum
в горизонтальном каблировании или гибридных кабелей в магистральном каблировании. Тем не
менее, отдельный кабель вполне может соответствовать как требованиям к кабелям типа Hybrid, так
и к кабелям типа PowerSum, что позволит использовать его как в горизонтальном, так и в магист-
ральном каблировании. Используя термин Hybrid ("гибрид") в контек-
сте требований стандартов, важно помнить, что он относится к рабочим передающим характеристикам кабеля в гораздо большей степени, чем к его физическому исполнению. В то время, как отдельные конструкции естественно демонстрируют хорошую изоляцию помех NEXT между элементами, общее название "гибридный" совершенно не означает, что какой-либо конкретный кабель отвечает требованиям промышленных стандартов к рабочим характеристикам.

В результате несоответствия между национальными американскими и международными
стандартами рабочая группа TIATR41.8.1 рассматривает возможности изменения требований
стандарта '568-А к гибридным кабелям. К числу предложенных к рассмотрению изменений
относятся: гармонизация с международными спецификациями для Hybrid, определение еди-
ной величины запаса изоляции (например, 9 дБ) между любыми двумя элементами гибридно-
го кабеля, приложение к многопарным горизонтальным кабелям требований к кабелям типа
PowerSum (возможность такого применения все еще находится в процессе исследования).

На встрече TIA TR41.8.1 в сентябре 1996 года было детально рассмотрено первое из
этих предложений. В результате было принято решение выпустить бюллетень для гармониза-
ции с требованиями к Hybrid, определенными стандартом ISO/EIC 11801.

Выводы. При использовании многопарных/многоэлементных кабелей в горизонтальном
каблировании должны соблюдаться требования к рабочим характеристикам для гибридного
кабеля, а при использовании многопарных кабелей в магистральном каблировании должны соблюдаться требования к рабочим характеристикам для кабелей типа PowerSum для обеспе-
чения соответствия стандартам каблирования.

Телекоммуникаицонная розетка/коннектор UTP

Спецификации 8-позиционного модульного разъема определены в IEC 603-7 (все восемь контактов должны быть соединены с проводниками кабеля).

Схема разводки контактов/пар. Стандарт '568 признает только две схемы разводки - Т568А и Т568В. Основной схемой считается Т568А, а схема Т568В допускается для применения в системах, где существует необходимость поддержки приложений, построенных по схеме Т568В (рис. 30). Причиной такого разграничения послужил выпуск распоряжения федерального правительства США - FIPS PUB 174, разрешающего применение только схемы Т568А. Схема Т568А считается предпочтительной, поскольку конфигурация ее центральных пар совместима с популярным семейством схем разводки USOC. Реально данное требование касается, в основном, организаций федерального подчинения, таких как государственные департаменты, министерства, армия и подобные им учреждения. Неправительственные и коммерческие организации используют обе схемы по своему усмотрению. Единственным ограничением в данном случае является запрет стандарта '568 на одновременное использование двух схем в одной системе.

Как минимум, две телекоммуникационные розетки/коннектора должны быть установлены на
каждом индивидуальном рабочем месте в соответствии с требованием стандарта. Одна из них может быть ассоциирована с речевыми приложениями, другая - с приложениями передачи данных. Первая розетка/коннектор должна быть терминирована 4-парным кабелем DTP 100 Ом (категория 3 или выше). Вторая розетка/коннектор должна быть терминирована, как минимум, одной из перечисленных сред: 4-парным кабелем DTP 100 Ом (рекомендуется категория 5), 2-парным кабелем STP-A 150 Ом, 2-волоконным оптическим кабелем 62,5/125 мкм.

Розетка должна иметь запас прочности, расчитанный, как минимум, на 750 циклов подключения аппратных шнуров.

Коммутационное оборудование UTP

Магистральное и горизонтальное коммутационное оборудование служит средством коммутации и кросс-соединения частей кабельной системы, кабельной системы с телекоммуникационной системой здания, с активным оборудованием и телекоммуникационными сетями. Существуют различные типы коммутационного оборудования, такие как, например, телекоммуникационные розетки, переходные точки, кроссовое оборудование и муфты. Все они могут обладать различными рабочими характеристиками вследствие особенностей своих физических конструкций, но, тем не менее, должны отвечать всем требованиям стандарта (табл. 12, табл. 13).

Спецификации стандарта касаются всех типов коннекторов, используемых в кабельной
системе, включая телекоммуникационную розетку или коннектор розетки. Стандарт не рас-
сматривает в качестве коммутационного оборудования адаптеры, монтируемые на рабочем
месте, адаптеры типа balun, защитные устройства, MAU, фильтры и другие устройства, пред-
назначенные для поддержки конкретных специфических приложений.

Коммутационное оборудование, предназначенное для терминирования кабелей DTP, по требованию стандарта должно быть типа IDC. Для коммутационного оборудования стандартом определен температурный рабочий диапазон в пределах от -10°С до +60°С.

В дополнение к маркировке класса безопасности на коммутационное оборудование
должна быть нанесена маркировка с обозначением рабочих характеристик для идентификации соответствующей категории (например, "Cat 5"). Маркировка должна быть нанесена таким образом, чтобы быть отчетливо видной во время монтажа. Установленные коннекторы
должны быть защищены от физических воздействий и влаги.

При терминировании коннекторов коммутационного обрудования точка развития парь кабеля должна быть расположена как можно ближе к точке терминирования. Развитие пары е
результате терминирования на коммутационном оборудовании не должно превышать 25 мм
для кабелей категории 4 и 13 мм для кабелей категории 5. Рекомендуется удалять оболочку
кабеля ровно настолько, сколько это необходимо для удобства терминирования. Для кабелей
категории 3 количество развития пары не определено, но следует придерживаться разумных
пределов.

Пэтч-корды и кроссировочные перемычки UTP

Пэтч-корды и кроссировочные перемычки DTP должны отвечать минимальным требованиям к рабочим характеристикам горизонтальных кабелей за исключением допущения затухания на 20% большего для многожильных кабелей по сравнению с одножильными. Дело в том, что в многожильных проводниках (как правило, для изготовления кабелей для пэтч-кордов используются 7-жильные проводники) возникает несколько токовых каналов, между которыми устанавливаются индуктивно-емкостные связи, которые и увеличивают полное волновое сопротивление пары в среднем на 20% (табл. 14). В отношении этого параметра стандарт '568 предъявляет более жесткие требования по сравнению с международным стандартом ISO 11801, спецификации которого допускают отклонения затухания до 50%.

Таблица 14. Максимально допустимое затухание для кабелей, используемых для изготовления пэтч-кордов и кроссировочных перемычек, дБ/100 м, 20°С

Для изготовления пэтч-кордов стандартом признается использование только много-
жильных кабелей для обеспечения длительной эксплуатации.

Цветовое кодирование проводников в многожильном кабеле UTP , 100 Ом:

Пара 1 Зеленый (Green) Красный (Red)

Пара 2 Черный (Black ) Желтый (Yellow)

Пара 3 Синий (Blue) Оранжевый (Orange)

Пара 4 Коричневый (Brown) Серый (Slate).

Цветовое кодирование кроссировочных перемычек: один проводник должен быть белого
цвета, другой должен иметь четко различимый сплошной цвет, например, красный или синий.

Вследствие идентичной группировки пар, пэтч-корды, терминированные в соответствии
со схемами Т568А или Т568В, взаимозаменяемы при условии, что оба конца одного пэтч-
корда терминированы по одной и той же схеме.

Кабели, используемые для изготовления пэтч-кордов, и кроссировочные перемычки
должны отвечать всем требованиям к рабочим и механическим характеристикам стандарта
'568-А (раздел 10). Внешний диаметр изолированных многожильных проводников должен со-
ставлять от 0,8 мм до 1 мм для обеспечения прохода их в каналы модульной вилки.

Требования к рабочим характеристикам узлов на основе модульных вилок в настоящее
время находятся на стадии изучения. Из этого, казалось бы незначительного, замечания сле-
дуют серьезные последствия. Поскольку в настоящее время не существует спецификаций на
рабочие характеристики категории 5 для модульных 8-позиционных вилок, любой кабельный
узел, собранный на их основе (например, пэтч-корд) не может быть признан изделием кате-
гории 5, даже при условии, что кабель, использованный для его изготовления, был кабелем
категории 5. Для подтверждения соответствия своей продукции требованиям к рабочим ха-
рактеристикам категории 5, производители коммутационного оборудования используют про-
мышленные сетевые анализаторы и специальные технологические программы для тестирова-
ния выпускаемых пэтч-кордов. Такой пэтч-корд, имеющий передающие характеристики кате-
гории 5 (Cat 5 compatible), и в то же время не являющийся соответствующим стандарту (Cat 5
compliant), будет полноценно функционировать в высокоскоростных системах категории 5.

В дополнение к маркировке класса безопасности на кабели пэтч-кордов должна быть
нанесена маркировка с обозначением рабочих характеристик для идентификации соответст-
вующей категории.

Использование плоских пэтч-кордов и не DTP пэтч-кордов стандартом запрещено.

Правила монтажа компонетов и систем на основе UTP

Наиболее серьезной проблемой в реализации структурированных кабельных систем для
работы высокоскоростных приложений (категория 3 и выше) является качество монтажа. По
данным BICSI (Building Industry Consulting Service International) - международной ассоциации
профессионалов телекоммуникационной промышленности, - 80% всех структурированных
кабельных систем в США, построенных на компонентах категории 5, не могут быть квалифи-
цированы как системы категории 5, вследствие нарушения правил монтажа (табл. 15).

Таблица 15. Влияние качества монтажа на рабочие характеристики канала

Существует специальная система требований и рекомендаций по монтажу кабельных систем, выполнение которых гарантирует сохранение исходных рабочих характеристик отдельных компонентов, собранных в линии, каналы и системы. Стандарт '568 устанавливает
несколько основных правил монтажа в качестве требований.

1. Для избежания растяжения кабеля во время монтажа сила натяжения не должна пре-
вышать 110 Н для 4-парных кабелей. При протяжке кабелей в сложных условиях, при протя-

женности непрерывного кондуита более 30 метров или наличии в нем более двух поворотов с
углами в 90 и более градусов, рекомендуется использовать динамометр.

2. Радиусы изгиба установленных кабелей не должны быть менее следующих значений:
4 внешних диаметров кабеля для горизонтальных кабелей DTP и 10 внешних диаметров кабе-
ля для многопарных магистральных кабелей DTP. Необходимость поддержания небольших
радиусов изгиба кабеля обусловлена тем, что при резких изгибах пары внутри кабеля дефор-
мируются и нарушается однородность сбалансированной симметричной передающей среды.
Это ведет в первую очередь к серьезной деградации такого параметра, как NEXT. Последую-
щее выпрямление изгиба может не только не восстанавить форму пары, но и привести к еще
худшим результатам.

3. Следует избегать негативные воздействия на кабель, вызываемые следующими явле-
ниями:

• перекручиванием кабеля во время протягивания или монтажа;

• растягиванием кабельных пучков под действием собственного веса на кабельных под-
весках;

• туго затянутыми кабельными хомутами;

• резкими изгибами кабеля.

4. Горизонтальные кабели должны использоваться в сочетании с коммутационным обо-
рудованием и пэтч-кордами (или кроссировочными перемычками) той же, или более высокой,
категории рабочих характеристик: смонтированная кабельная система UTP классифици-
руется в соответствии с наихудшими рабочими характеристиками компонента линии.

Каблирование на основе STP - A

Спецификации '568-А по каблированию на основе STP-A заменяют собой проект TSB-53. Передающие характеристики кабеля и коннекторов определены до 300 МГц (предыдущие
спецификации STP, определенные до 20 МГц, больше не поддерживаются). Все компоненты и
методы монтажа STP-A должны отвечать требованиям соответствующих строительных инст-
рукций и норм безопасности. Подробные данные компонентов STP-A приведены в разделе
"Компоненты СКС".

Кабель STP - A . 2 пары, проводники диаметром 0,63 мм (22 AWG), 150 Ом, каждая пара
заключена в индивидуальный экран. Схема цветового кодирования пар кабеля:

Пара 1 - Красный/Зеленый (Red/Green);

Пара 2 - Оранжевый/Черный (Orange/Black).

Кабель должен иметь маркировку "150 ohm STP-A" в дополнение к любым идентификаторам класса безопасности, требуемым национальными или местными нормативами.

Одни и те же требования к передающим рабочим характеристикам приложимы как к горизонтальным, так и к магистральным кабелям. Существуют дополнительные требования к
кабелям STP-A для внешнего применения.

Коннекторы STP - A . Стандартный розеточный интерфейс и схема разводки должны соответствовать требованиям стандарта ISO 8802-5 Token-Ring Connector (IEC 807-8), за исклю-
чением того, что требования к рабочим характеристикам намного более жесткие. Коннектор
должен иметь маркировку "STP-A" в дополнение к любым идентификаторам класса безопас-
ности, требуемым национальными или местными нормативами. Подробно коннекторы STP-A
описаны в разделе "Кабельные коннекторы".

Коммутационные шнуры STP - A . Спецификации стандарта требуют для изготовления
коммутационных шнуров STP-A использования многожильных проводников размером 0,4 мм
(26 AWG). Допускается наличие общего внешнего экрана (как альтернатива индивидуальному
экранированию пар). Стандарт предъявляет к шнурам STP-A менее жесткие требования к за-
туханию и потерям NEXT по сравнению с горизонтальным кабелем STP-A.

Правила каблирования на основе STP - A . Экран кабельной линии или канала STP-A
должен быть заземлен на шине телекоммуникационной системы заземления (TGB). Разница
потенциалов между экраном и землей не должна быть более 1 В на рабочем месте. Сопро-
тивление между экраном и землей не должно превышать 3,5 Ом на рабочем месте. Для соз-
дания магистрали между двумя зданиями с различными потенциалами земли рекомендуется
использование волоконно-оптических кабелей.

Волоконно-оптическая кабельная система

Приведенные ниже спецификации по волоконно-оптическому каблированию состоят из
одного признанного типа кабеля для горизонтальных подсистем и двух типов кабеля для ма-
гистральных подсистем. Горизонтальные - многомодовое волокно 62,5/125 мкм (два волокна
на одну розетку). Магистральные - многомодовое волокно 62,5/125 мкм или одномодовое
волокно. Все компоненты волоконно-оптических систем, а также методы монтажа должны от-
вечать требованиям соответствующих строительных нормативов и нормативов безопасности.

Волоконно-оптические кабели. Горизонтальные кабели должны содержать не менее
2-х волокон. Это требование связано с необходимостью обеспечения минимальной конфигу-
рации линии приемник-передатчик, так как современные технологии передачи информации
по оптическому волокну используют симплекный метод. Обычно в магистральном каблирова-
нии используются кабели с числом волокон, кратным 6 или 12 (американский стандарт), или 4
(европейский стандарт).

Многомодовое волокно 62,5/125 мкм должно обладать градиентным показателем пре-
ломления [7]. Подробно все конструкционные, технологические и физические особенности
волоконно-оптических компонентов и линий рассмотрены в разделах "Волоконно-оптические
передающие среды" и "Кабельные компоненты СКС".

Для одномодового волокна спецификации стандарта определяют диаметр ядра от 8,7
до 10 мкм и внешний диаметр демпфера 125 мкм [8]. Номинальный полевой модальный диа-
метр должен составлять от 8,7 до 10,0 мкм с допуском ± 0,5 мкм на длине волны 1300 нм при
измерении в соответствии с требованиями стандартов ANSI/EIA/TIA-455-164 (Far Field Scan-
ning) [6] или ANSI/EIA/TIA-455-167 (Variable Aperture Method in the Far Field) [6].

Кабель должен быть маркирован в соответствии с применимыми электрическими нор-
мативами.

Соединение волоконно-оптических кабелей. Рекомендуемый стандартом тип адап-
тера и коннектора - 568SC (дуплексный SC) [30]. С кабельной стороны пэтч-панели и теле-
коммуникационной розетки допускается использование как симплексного, так и дуплексного
коннекторов. Если применяются коннекторы типа SC, пользовательской стороной пэтч-панели
и телекоммуникационной розетки должен быть адаптер 568SC. Применение коннекторов ST
[30] допускается там, где уже существует ранее установленная база ST. Коннекторы и адап-
теры типа ST считаются устаревшей технологией и не рекомендуются для использования в
новых системах.

Для двухволоконных приложений требуются пэтч-корды, терминированные коннектора-
ми 568SC (дуплексные SC). Идентификация типов волокна в коннекторах 568SC по требова-
нию стандарта должна быть следующей: многомодовые коннекторы и адаптеры должны быть
бежевого цвета; одномодовые коннекторы и адаптеры должны быть голубого цвета. Две по-
зиции в дуплексном коннекторе обозначаются как "позиция А" и "позиция В". Адаптер 568SC
обеспечивает логический кроссовер позиций А и В двух коннекторов.

Стандарт регламентирует некоторые эксплуатационные свойства волоконно-оптических
коннекторов и адаптеров. Минимальное число циклов коммутации коннектора 568SC должно
составлять 500. Волоконно-оптическая розетка должна обеспечивать следующее: защиту оп-
тических волокон от внешних воздействий; средства укладки кабеля, гарантирующие поддер-
жание минимального радиуса изгиба 30 мм; механизм для хранения запаса волоконно-
оптического кабеля не менее 1 м. Нетерминированные волокна должны храниться в монтаж-
ной коробке телекоммуникационной розетки.

Монтаж волоконно-оптического коммутационного оборудования. Коммутационное
оборудование для оптического волокна должно обладать способностью к терминированию не
более 144 оптических волокон на 14 rms (rms - rack mount space, единица измерения мон-
тажного пространства в аппаратных стойках, 1 rms - 1³ /₄ " или 44,45 мм) в стойках или на
участке стены площадью 0,6 м х 0,6 м. Должно быть обеспечено место для размещения 12
или более волокон на 1 rms в стойках. Коннекторы должны быть защищены от физического
повреждения и влаги.

Волоконно-оптические пэтч-корды должны быть изготовлены из двухволоконного ка-
беля того же типа, что и сегменты волоконной кабельной системы, которые они коммутируют,
должны обеспечивать простое соединение и рассоединение и гарантировать сохранение по-
лярности волоконно-оптической линии. Для сохранения полярности линии пэтч-корды должны
выполнять логический (а не физический) кроссовер волоконных позиций А и В. Если исполь-
зуется двойная симплексная конфигурация, на концах волокна коннекторы должны иметь мет-
ки "А" и "В".

Стандарт телекоммуникационных помещений и трасс
коммерческих зданий ANSI / TIA / EIA -569

Стандарт телекоммуникационных трасс и помещений ANSI/EIA/TIA-569 [9] создан для обеспе-
чения возможности проведения многочисленных структурных и конструкторских изменений,
производимых в коммерческих зданиях в соответствии с возрастающими потребностями ра-
ботающих в них людей.

Стандарт разработан для регламентирования требований к телекоммуникационным
трассам и пространствам, поддерживающим широкое разнообразие телекоммуникационных
сервисов (а не только передачу речи и данных). Данные требования направлены на поддер-
жание телекоммуникационной среды, в которой функционирует оборудование различных про-
изводителей и различные типы компонентов.

Требования стандарта рекомендуется учитывать на подготовительной стадии архитек-
турного проектирования при строительстве зданий или реконструкции.

В настоящее время стандарт '569 пересматривается рабочей группой TIA TR41.8.3 по
телекоммуникационным трассам и помещениям (текущий проект, TIA PN-2950).

Стандарт предназначен для стандартизации конкретных методов проектирования и
строительства трасс и помещений коммерческих зданий, в которых устанавливаются теле-
коммуникационные кабельные системы и оборудование. Стандарт может быть использован в
качестве справочника владельцами зданий и работающими в них людьми при составлении
заявок на ценовые квоты, при составлении спецификаций и заключении контрактов, касаю-
щихся всего комплекса телекоммуникационных средств.

Стандарт '569 содержит информацию, полезную для архитекторов, инженеров и спе-
циалистов строительной промышленности, по направлениям в проектировании и строитель-
стве телекоммуникационных инфраструктур зданий, которые могли бы адаптироваться к из-
менениям потребностей конечных пользователей в течение всего срока своего функциониро-
вания.

Сфера действия стандарта '569 ограничена телекоммуникационным аспектом проекти-
рования и строительства зданий и охватывает вопросы, связанные как с пространством внут-
ри зданий, так и между ними. Стандартом детально рассматриваются правила проектирова-
ния трасс для монтажа передающих сред, помещений и пространств, используемых для тер-
минирования кабеля и монтажа телекоммуникационного оборудования.

Стандарт затрагивает принципы проектирования других сервисов здания, таких как
электрическое питание и HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning - система отопления,
вентиляции и кондиционирования воздуха), а также распределительных пространств здания,
влияющих на эффективность поддержки полномасштабной телекоммуникационной инфра-
структуры .

Стандарт '569 включает в структуру телекоммуникационных трасс и помещений (про-
странств) и описывает спецификации и требования к следующим элементам инфраструктуры
коммерческого здания:

- горизонтальные трассы;

- магистральные трассы;

- рабочие места;

- телекоммуникационные шкафы;

- аппаратные;

- городской ввод.

Горизонтальные трассы

Горизонтальные трассы, по определению стандарта '569, предназначены для обеспече-
ния пространства для монтажа передающих сред от телекоммуникационного шкафа до теле-
коммуникационной розетки на рабочем месте. Горизонтальная трасса может состоять из не-
скольких компонентов, таких как кабельные лотки, кондуиты, фальш-пол, потолок и перимет-
ральные системы (пластиковые настенные "кабель-каналы", "короба").

Основные требования стандарта к горизонтальным трассам:

• горизонтальные трассы, способ их соединения между собой должны быть согласованы
с соответствующими нормативами электроснабжения и заземления;

• горизонтальные трассы должны быть спроектированы с учетом возможности прокладки
всех типов телекоммуникационных кабелей (передача речи, данных, видео);

• при определении размера трассы следует учитывать количество и размер кабелей (с
учетом запаса на будущие расширения системы);

• при оборудовании основного пространства офиса размер трасс, проходящих под по-
лом, рассчитывается в предположении, что каждое рабочее место будут обслуживать до
3-х телекоммуникационных устройств и каждое рабочее место занимает 10 м² полезной
площади этажа;

• при монтаже сложной комбинированной системы одним из сервисов является электри-
ческое питание, поэтому трассы для отдельных видов сервиса должны быть полностью
секционированы;

• все противопожарные элементы и устройства здания должны оставаться неповрежден-
ными при прокладке через них кабеля, проводов и кабельных каналов.

Магистральные трассы

В пределах одного здания может находиться одна или более магистральных трасс. Магистрали обычно формируются с помощью вертикально установленных друг над другом телекоммуникационных шкафов, соединенных с помощью отверстий в межэтажных перекрытиях
между ними. Трассы должны соединять шкафы на одном и том же этаже.

Основные требования стандарта к магистральным трассам:

• магистральные трассы, способ их соединения между собой должны быть согласованы с
соответствующими нормативами по электроснабжению и заземлению;

• трассы внутри здания обеспечивают прокладку и размещение магистральных кабелей
между помещениями аппаратной, городского ввода и телекоммуникационных шкафов,
расположенных в пределах одного здания. Они могут состоять из следующих типов
трасс: кондуитов, рукавов или щелей, кабельных лотков;

• трассы не должны располагаться в лифтовых шахтах;

• на каждые 5000 м² полезной обслуживаемой площади этажа необходимо предусмотреть
один рукав или кондуит размером 100 мм и два резервных (всего, как мимимум, три рукава);

• все трассы должны иметь соответствующую противопожарную защиту;

• трассы между зданиями обеспечивают средства соединения отдельных сооружений в
кампусе (городке). Они могут состоять из следующих типов трасс: подземных, траншейных, воздушных, туннельных;

• на первоначальной стадии планирования для всех помеченных на плане зданий необходимо иметь основной проект проводки телекоммуникаций с включением в него трасс между зданиями.

Рабочее место

Рабочее место - это та часть здания, где обычно конечный пользователь работает с активным телекоммуникационным оборудованием. Телекоммуникационная розетка на рабочем месте - точка, в которой оборудование конечного пользователя "подключается" к телекоммуникационной распределительной системе здания.

Основные требования стандарта к рабочему месту:

• телекоммуникационный шкаф и аппаратная должны быть соединены выделенными прямыми трассами с такими сложными и ответственными рабочими местами, как центры управления, пульты операторов и приемные секретарей;

• на каждом рабочем месте должна быть установлена, по крайней мере, одна розеточная
коробка. Для участков здания, где позднее будет трудно установить дополнительную розетку, следует предусмотреть, как минимум, две отдельных розеточных коробки.
Розеточные коробки следует располагать так, чтобы обеспечить максимальную гибкое
при внесении изменений в конфигурацию рабочих мест;

• расположение телекоммуникационных розеток должно быть согласовано со схем размещения мебели. Розетку питания следует устанавливать вблизи телекоммуникационной розетки.

Телекоммуникационные шкафы

Телекоммуникационный шкаф по определению стандарта - этажное устройство, предназначенное для размещения телекоммуникационного оборудования, кроссов и точек терминирования передающих сред. Шкаф является точкой перехода между магистральной и горизонтальной трассами (рис. 32).

Основные требования стандарта к телекоммуникационным шкафам:

шкафы должны быть предназначены только для телекоммуникационных приложений и сопряженных с ними средств поддержки;

на каждом этаже требуется наличие, по крайней мере, одного шкафа;

несколько шкафов на одном этаже следует соединять, как минимум, одним кондуитом (калибра 3 или эквивалентным);

уровень освещенности в телекоммуникационном шкафу должен составлять не менее 540 лк на высоте 1 м над уровнем пола;

наличие фальш-потолков в телекоммуникационном шкафу не допускаются;
минимальный размер двери: ширина 910 мм, высота 2000 мм. Дверь должна открываться наружу или раздвигаться, не должна иметь порожка и центрального упора;
необходимо наличие по крайней мере двух выделенных, неотключаемых дуплексных электрических розеток, каждая из которых подключена к отдельному фидеру;
должен быть предусмотрен доступ к главному электроду системы заземления здания.

Основные рекомендации по проектированию телекоммуникационных шкафов:

не рекомендуется расположение в помещении шкафа распределительных устройств электропитания, за исключением тех, которые нужны для работы телекоммуникационных
устройств;

телекоммуникационный шкаф рекомендуется располагать ближе к центру обслуживае-
мой им зоны;

по крайней мере, две стены рекомендуется покрыть панелями (фанера или ДСП) для
настенного монтажа оборудования;

необходимо обеспечить наличие дополнительных шкафов на этаже, если площадь этажа
превышает 1000 м² или расстояния в Горизонтали превышают 90 м;

Размер шкафа (площадь пола) рассчитывается на основании 10 м² , отводимых на одно рабочее
место (табл. 16). Здания, площадь которых меньше 500 м² , разрешается обслуживать шкафами меньшего размера. Для небольших зданий разрешаются следующие допущения: минимальный размер глубокого шкафа - 1,3 х 1,3 м; минимальный размер мелкого шкафа глубина - 0,6 м., ширина - 2,6 м.

Аппаратные

Аппаратная - помещение, занимаемое крупным телекоммуникационным оборудованием. Часто аппаратные являются помещениями специального назначения. Аппаратные соединяются с магистралями и обычно считаются средствами обслуживания здания или кампуса, предназначенными для выполнения телекоммуникационных функций.

Основные требования стандарта к аппаратным:

• аппаратные следует располагать в стороне от источников электромагнитного излучения
(EMI), в местах, где возможно впоследствии расширение пространства и есть возможность размещения крупногабаритной аппаратуры;

• максимально допустимая нагрузка на пол должна составлять: распределенная нагрузка
> 12 кПа; сосредоточенная нагрузка > 4,4 кН;

• размеры аппаратной должны отвечать требованиям к располагаемому в ней оборудованию или, при отсутствии данных, составлять 0,07 м² на каждые 10м² площади обслуживаемых рабочих мест;

• минимальный допустимый размер аппаратной - 14 м² ;

• аппаратная должна быть соединена с главным электродом системы заземления здания
кондуитом размером 1¹ /2" (ANSI/TIA/EIA-607 [19];

• требуемая минимальная высота потолка аппаратной должна составлять 2,44 м.

Все требования и рекомендации, относящиеся к телекоммуникационным шкафам и не
перечисленные в данном разделе, приложимы к помещениям аппаратных.

Городской ввод

Городской ввод - пространство, являющееся средством обслуживания здания, в котором происходит соединение магистральных сегментов телекоммуникационной системы, расположенных внутри здания, с магистральными системами вне и между зданиями. В помещении городского ввода может также размещаться телекоммуникационная аппаратура.

Городской ввод состоит из служебного телекоммуникационного ввода (включая входную точку через стену здания), и оборудования, расположенного в помещении городского ввода.
Городской ввод может содержать в себе магистральные трассы кампуса, антенные входы и
служебный вход для местных поставщиков телекоммуникационного сервиса. Типичные служебные трассы ввода: подземные, траншейные, воздушные, туннельные. Городской ввод может выполнять функции аппаратной. В этом случае требования к его размерам те же, что и предъявляемые стандартом к размерам аппаратной. В остальных случаях размер определяется на основе минимальных значений размера помещения аппаратной, а также площади пола и площади настенного пространства, доступного для монтажа терминационного оборудования (табл. 17, табл. 18). Требования к внутренней конфигурации и средствам обеспечения те же, что для телекоммуникационного шкафа (например, размер двери, освещенность > 540 лк, отсутствие фальш-потолка и так далее).

Таблица 17. Минимальные размеры стены для монтажа терминационного оборудования

Данные в таблице расчитаны на основании высоты
стены, на которой располагаются точки терминирования и оборудование, 2,5 м.

Таблица 18. Минимальные размеры помещения для монтажа терминационного оборудования

Таблица составлена с учетом расположения точек
терминирования и оборудования в стойках.

Трассы, помещения и источники электромагнитных помех ( EMI )

Изложенные ниже рекомендации стандарта '569 гарантируют, что нарушение телекоммуникационного сервиса, вызываемое электромагнитным излучением от линий питания и
оборудования, будет минимальным. При планировании телекоммуникационных трасс и помещений следует учитывать их близость к источникам EMI. К таким источникам могут относиться: системы электропроводки, источники радиочастот, электродвигатели и генераторы, индукционные нагреватели, сварочные аппараты, фотокопировальная техника, флуоресцентные светильники.

При монтаже телекоммуникационных кабельных систем в открытых или неметаллических трассах должны соблюдаться следующие правила: минимальное расстояние от флуоресцентного светильника должно составлять 120 мм; минимальные расстояния между телекоммуникационными трассами и силовой электропроводкой с напряжением 480 В и ниже приведены в табл. 19. Более подробно вопросы защиты телекоммуникационных систем от электромагнитных помех рассмотрены в разделах "Телекоммуникационные системы: электромагнитные помехи и электромагнитная совместимость" и "Проблемы экранированных и неэкранированных кабельных систем".

Таблица 19. Минимальные допустимые расстояния между телекоммуникационными
трассами и силовой электропроводкой

Стандарт администрирования телекоммуникационных
инфраструктур коммерческих зданий ANSI / TIA / EIA -606

Современные здания требуют применения эффективных коммуникационных инфраструктур, позволяющих поддерживать работу различных сервисных систем на основе передачи информации в электронном виде. Такую инфраструктуру можно рассматривать как комбинацию ее компонентов (телекоммуникационных помещений, кабельных трасс, элементов системы заземления, кабелей и терминационного оборудования, которые обеспечивают базовую поддержку по распределению всей информации в здании или кампусе). В администрирование
телекоммуникационной инфраструктуры входит документирование (маркировка, составление
записей, отчетов и нарядов на работу, изготовление чертежей) кабелей, терминационного
оборудования, коммутационных и кроссировочных элементов, кондуитов и других кабельных
трасс, телекоммуникационных шкафов и прочих телекоммуникационных помещений.

Рассматриваемый стандарт содержит в себе спецификации, касающиеся администрирования кабельных систем, трасс, помещений, а также систем заземления и соединений, связанных с телекоммуникационными функциями. Вопросы администрирования касаются как традиционных телекоммуникаций для передачи речи, данных и изображений, так и других систем передачи сигналов в здании, включая охраные системы, аудиотрансляцию, аварийную сигнализацию и системы распределения энергии.

Стандарт призван обеспечить единообразную схему администрирования телекоммуни-
кационных систем, независимо от работающих в них приложений. Кроме того, в стандарте
содержатся инструкции по документированию и администрированию телекоммуникационной
инфраструктуры, которые могут быть полезны для владельцев зданий, конечных пользователей, консультантов, подрядчиков, проектировщиков, монтажников и управляющих-хозяйственников.

Стандарт содержит требования и инструкции по двум типам административной документации: бумажной и компьютерной (электронные базы данных). Стандарт определяет требования к администрированию телекоммуникационной инфраструктуры в пределах новых, уже
существующих и реконструируемых зданий или кампусов.

Система администрирования состоит из трех основных компонентов:

Идентификаторы: Используются для связи конкретного элемента с его записью.

Записи: Подробная информация, связанная с конкретным элементом.

Ссылки: Связь между идентификаторами и записями.

Идентификаторы и записи применяются по отношению к следующим элементам кабельной инфраструктуры:

• кабели;

• коммутационное оборудование;

• коннекторы коммутационного оборудования;

• трассы;

• помещения;

• элементы системы заземления.

Концепция администрирования

Идентификаторы. Идентификаторы должны быть присвоены трассам, помещениям, кабелям, коммутационному оборудованию, коннекторам коммутационного оборудования и элементам заземления. Идентификаторы должны присваиваться каждому элементу, подлежащему администрированию.

Идентификаторы, используемые для доступа к набору записей одного типа, должны быть уникальными. Например, каждый кабель, используемый в кабельной системе, должен иметь собственный идентификатор. Рекомендуется уникальная идентификация всех типов телекоммуникационных записей - например, ни один идентификатор в записях кабелей не должен совпасть с каким-либо идентификатором в записях трасс.

Примеры идентификаторов:

Сххх - Кабель (Cable),
Jxxx - Разъем (Jack),
Cdxxx - Кондуит (Conduit),
Ctxxx - Кабельный лоток (Cable tray),
где "ххх" относится к буквенно-цифровым обозначениям.

Идентификаторы администрирования могут быть кодированными (несущими в себе какую-либо дополнительную смысловую нагрузку), либо некодированными и всегда должны служить первичным средством идентификации элемента в записях. При использовании кодированных схем особое внимание следует уделять полному документированию схемы кодирования, так, чтобы она была понятна любому, желающему ознакомиться с системой администрирования.

Нанесение идентификаторов (маркировка) на элементы кабельной системы должна выполняться одним из следующих способов: метками, прикрепляемыми к элементу или маркировкой непосредственно самого элемента.

Записи представляют собой "паспорт" каждого элемента кабельной системы, в котором содержится минимально необходима информация. Стандарт '606 [18] требует наличия в записях следующих полей (табл. 20): идентификатор элемента, тип элемента - общее описание элемента (например, кабель, 4-парный, кат. 5).

Таблица 20. Пример записи кабеля

Кроме основных полей в записях, стандарт предписывает фиксирование так называемых ссылок (зависимых идентификаторов) (табл. 21). Ссылки служат для связи данной записи с другими записями. Например, для такого элемента, как кабель, стандарт требует создания в записях следующих ссылок: ссылки на записи коннекторов коммутационного оборудования (с двух концов); на записи трасс и помещений, непосредственно поддерживающих или связанных с рассматриваемым элементом; на записи муфт (если применялись); на записи элементов системы заземления (в случае экранированных кабельных систем). В приведенном ниже примере (табл. 21) в колонке ссылок на коннекторы коммутационного оборудования на двух концах кабеля идентификатор J0001 может обозначать коннектор телекоммуникационной розетки на рабочем месте, а идентификатор ЗА-С17-001 - коннектор 001 пэтч-панели С17, расположенной в телекоммуникационном шкафу ЗА. В ссылке на запись трассы идентификатор CD34 обозначает кондуит с порядковым номером 34.

Таблица 21. Пример записи кабеля (продолжение)

Кроме обязательных для записи полей основной информации и ссылок, стандарт '606 рекомендует хранить дополнительную информацию, которая в некоторых случаях может быть полезна при администрировании кабельной системы. Так, например, дополнительная информация может содержать имя изготовителя, универсальный код элемента (Universal Price Code, UPC), длину кабеля, идентификатор пользователя, дату монтажа и комментарии. Дополнительные ссылки могут быть сделаны на записи соответствующего элементу здания, системы, оборудования и пользователя (табл. 22, 23).

Таблица 22. Пример записи кабеля (продолжение)

Таблица 23. Примеры других типов записей

Ссылки возникают тогда, когда идентификатор в одной записи указывает на идентификатор в другой записи. Записи элементов инфраструктуры могут быть связаны с другими записями, находящимися вне сферы трасс, кабельной системы и помещений. Примером подобной ссылки может быть так называемый код пользователя, который стандарт рекомендует заносить в записи. Код пользователя связывает запись о коннекторе коммутационного оборудования с записями зданий, систем, оборудования или пользователей. Код пользователя помогает в таких административных действиях, как устранение неисправностей и внесение изменений в конфигурацию системы. К примерам кода пользователя относятся телефонные номера или номера электрических схем, связывающих пользователя с элементами телекоммуникационной инфраструктуры (табл. 24).

Таблица 24. Пример записи кода пользователя

Представление информации

Отчеты используются для представления информации о записях и идентификаторах, к которым возможно перекрестное обращение при отслеживании связанных элементов, а также для облегчения планирования и документирования вносимых изменений (табл. 25).

Таблица 25. Пример отчета по кабелю

В этой таблице приведены в качестве примера только две строки из отчета по кабель
ным элементам, который может содержать десятки, сотни и тысячи подобных строк. Первая строка дает информацию о кабеле с идентификатором С0001, проходящем в кондуите CD34
и связывающем две точки - коннектор телекоммуникационной розетки J0001 на рабочем
месте, расположенном в помещении D306, и коннектор 001 пэтч-панели ЗА-С17, установлен
ной в телекоммуникационном шкафу ЗА. Из дополнительной информации мы узнаем, что опи-
сываемый кабель обладает рабочими характеристиками категории 3, длиной 50 метров, об-
служивает персональный компьютер РС59 на рабочем месте, обеспечивая конечному польза-
вателю сервис TR3.

Чертежи. Одним из основных средств представления информации о телекоммуникаци-
онных кабельных системах являются этажные архитектурно-строительные чертежи. В общем
все виды чертежей, использующихся в телекоммуникационном каблировании, можно разде-
лить на три типа.

Концептуальные чертежи - иллюстрируют предлагаемый проект и не являются необхо-
димой частью административной документации.

Монтажные чертежи - графически иллюстрируют имеющиеся элементы инфраструкту-
ры; могут описывать методы и средства монтажа. Идентификаторы на таких чертежах могут присутствовать или отсутствовать.

Регистрационные чертежи - графически документируют смонтированную телекоммуни-
кационную инфраструктуру с использованием этажных планов и подробных чертежей с нане-
сенными присвоенными идентификаторами. Можно использовать отдельные чертежи для до
кументирования таких частей инфраструктуры как трассы, помещения и пути прохождения
кабельных потоков.

Наряды на работу используются для предоставления подробной информации об изменениях, вносимых в телекоммуникацинную инфраструктуру. Наряды могут относиться к помещениям, трассам, кабелям, муфтам, коммутационному оборудованию или элементам системы заземления. Предполагается, что инициатором наряда на работу является конечный пользователь. В общем случае, наряд на работу носит описательный характер изменений в системе, требующихся конечному пользователю, с указанием всех элементов и их идентификаторов, затрагиваемых этими изменениями.

Администрирование трасс и помещений

При внесении изменений в конфигурацию трасс или помещений необходимо обновить все затронутые при этом идентификаторы, записи, наряды и чертежи.

Трассы. Каждой трассе должен быть присвоен уникальный идентификатор для связи
этой трассы с ее записью. Для трассы, полученной соединением двух или более трасс различных типов или размеров, необходимо администрирование каждого сегмента отдельно, как отдельной трассы. Для таких разделенных трасс каждой части должен быть присвоен уникальный идентификатор. Рекомендуется выбирать идентификатор для всей трассы, в котором указываются индексы, присваиваемые каждой ее части.

Идентификаторы трассы должны маркироваться на всех конечных точках, расположенных в телекоммуникационных шкафах, аппаратных и городских вводах. Идентификатор трассы, тип трассы, ее заполнение и нагрузка должны регистрироваться для каждой трассы.
Ссылки на трассы должны сохраняться в записях кабеля, записях помещения (оба конца),
других записях трасс и записях элементов системы заземления.

Помещения. Каждому помещению должен быть присвоен уникальный идентификатор
для связи этого помещения с его записью. Все помещения должны иметь метки. Рекомендуется размещать метки на входе в помещение..Для каждого помещения необходимо регистрировать его идентификатор и тип. Ссылки на помещения должны сохраняться в записях трасс, записях кабеля и записях элементов заземления.

Отчеты. Рекомендуется составлять суммарный отчет о трассах с перечислением всех трасс и, по крайней мере, их типов, заполнении и нагрузке в текущее время. Рекомендуется также составление отчета по содержимому трассы. Рекомендуется составлять суммарный отчет о помещениях с перечислением всех помещений и, по крайней мере, их типов и месторасположений.

Чертежи. Чертеж должен предоставлять информацию об идентификаторе, местоположении и размере каждой представленной трассы и помещения. На чертежах можно использовать стандартные символы.

На чертежах помещений должен быть представлен план и виды сверху для всех телекоммуникационных шкафов, аппаратных и городских вводов.

На чертежах трасс должен быть представлен их маршрут, радиусы изгиба, места расположения протяжных боксов, места прохождения через стены и подробности противопожарной защиты.

На этажных планах должны быть показаны места расположения всех телекоммуникационных розеток.

Наряды на работу. Наряды на работу, касающиеся внесения изменений в трассы и помещения, должны храниться в виде файла. Записи, на содержание которых влияют наряды на работу, должны обновляться. Те места в рабочем наряде, где содержится информация о трассах и помещениях, должны содержать их соответствующий идентификатор, тип и запись.

Администрирование кабельной системы

При внесении изменений в кабельную систему необходимо обновить все затронутые
при этом идентификаторы, записи, отчеты и чертежи.

Идентификаторы и метки

Кабель. Каждому кабелю должен быть присвоен уникальный идентификатор для связи
этого кабеля с его записью. На обоих концах каждого кабеля должны располагаться метки с
уникальным идентификатором данного кабеля. Предпочтительнее использовать метки, чем
непосредственную маркировку кабеля. На кабеле, на таких промежуточных участках как концы
кондуита, точки сращивания магистрали, эксплуатационные отверстия и вытяжные боксы, -
могут потребоваться дополнительные метки.

Администрирование срощенных кабелей выполняется так же, как и администрирование одного целого кабеля. Администрирование срощенных кабелей, содержащих разное число проводников, выполняется так же, как и администрирование отдельных кабелей. Для идентификации числа пар/проводников на более крупном кабеле можно использовать кодированные идентификаторы.

Различные сегменты сращивания (ответвления) можно помечать с помощью одного идентификатора кабеля при условии, что число пар/проводников большего кабеля сохраняется на всем его протяжении и указано на его метках. Если кабель проходит через несколько сегментов трассы, поле ссылки в записи трассы должно содержать ссылки на все используемые сегменты трассы.

Коммутационное оборудование. Каждому его элементу должен быть присвоен уникальный идентификатор для связи коммутационного оборудования с его записью. Идентификатор должен быть нанесен на каждый элемент коммутационного оборудования или на его метку.

Коннекторы коммутационного оборудования. Каждому его коннектору должен быть присвоен уникальный идентификатор для связи коннектора с его записью. Идентификатор должен быть нанесен на каждую метку коннектора коммутационного оборудования. Каждый коннектор должен быть маркирован идентификатором коннектора, за исключением тех случаев, когда очень высокая плотность терминирования делает маркировку не практичной.

Муфты. Корпусу каждой муфты должен быть присвоен уникальный идентификатор для связи муфты с ее записью. Идентификатор должен быть нанесен на корпус каждой муфты или на ее метку.

Записи

Рекомендуется, чтобы данные, имеющиеся в записях, содержали конкретную информацию, необходимую для процедур монтажа, такую как наименование изготовителя компонентов, скорость передачи информации и так далее.

Кабель. Для каждого кабеля должен регистрироваться идентификатор кабеля, его тип, а также нетерминированные, поврежденные и свободные пары/проводники. Следует записывать ссылки на записи позиций коммутационного оборудования, записи муфт, записи трасс и помещений и записи элементов заземления. Запись кабеля должна документировать каждую позицию пара/проводник в кабеле. Поле "Тип кабеля" должно содержать информацию об изготовителе и его адрес.

Если нужно, в качестве дополнительной информации в запись заносятся год и месяц монтажа или сдачи в эксплуатацию.

Коммутационное оборудование. Идентификатор оборудования и его тип, а также номера поврежденных позиций должны регистрироваться для каждого элемента коммутационного оборудования. Кроме того, следует сохранять ссылки на записи позиций коммутационного оборудования, записи помещений и записи элементов заземления (табл. 26). Запись
коммутационного оборудования должна идентифицировать каждый коннектор, принадлежащий данному оборудованию.

Таблица 26. Пример записи коммутационного оборудования: Коммутационные блоки

Коннекторы коммутационного оборудования. Коннекторы могут использоваться как
индивидуально, так и группами. Должны быть зарегистрированы идентификатор коннектора
коммутационного оборудования, его тип, код пользователя и количество пар/проводников
(табл. 27, 28, 29). Должны сохраняться ссылки на записи кабелей, записи коммутационного
оборудования, записи коннекторов коммутационного оборудования, записи помещений.

Таблица 27. Пример записи коннектора коммутационного оборудования:
Волоконно-оптическая пэтч-панель

Таблица 28. Пример записи коннектора коммутационного оборудования:
Коммутационный блок

Код пользователя (телефонный номер, номер сети, имя пользователя или другая справочная информация) должен быть приписан записи коннектора коммутационного оборудования только для телекоммуникационной розетки на рабочем месте. В некоторых административных схемах код пользователя делается идентичным идентификатору коннектора коммутационного оборудования.

Таблица 29. Пример записи коннектора коммутационного оборудования:
Телекоммуникационная розетка/коннектор

Муфты. Должны быть зарегистрированы идентификатор и тип муфты, должны сохраняться ссылки на записи кабелей и помещений (табл. 30). Для тех муфт, которые соединяют кабели с одинаковым идентификатором, связь между записью кабеля и записью муфты осуществляется с помощью поля "Ссылка на муфту". Для тех муфт, которые соединяют кабели с разными идентификаторами, связь между записями кабеля и записями муфты осуществляется с помощью поля "Коннектор коммутационного оборудования".

Таблица 30. Пример записи срощенного кабеля

Отчеты

Кабель. Необходимо наличие суммарного отчета о кабеле с перечислением в нем всех кабелей, их типов и коннекторов коммутационного оборудования.

Линия. Этот отчет отслеживает связность от одного конца к другому каждой кабельной линии. Отчет о сквозной связи должен содержать код пользователя, соответствующие коннеторы коммутационного оборудования, а также список кабелей, обеспечивающих связность от рабочего места до другого конца каждой линии (табл. 31).

Таблица 31. Пример отчета по линии

Кросс. Рекомендуется, чтобы каждое помещение, содержащее кроссы, имело отчет с
перечислением кроссов в данном помещении (табл. 32).

Таблица 32. Пример отчета по кроссу

Чертежи. Должны выполняться и сохраняться чертежи элементов инфраструктуры кабельной системы. На чертежах должно отображаться местоположение всех точек терминирования кабелей. Могут понадобиться чертежи с маршрутами всех кабелей. На чертеже должен присутствовать идентификатор каждой представленной точки терминирования и идентификатор кабеля.

Магистральные схемы должны содержать виды в плане и в вертикальном разрезе всей
магистральной кабельной системы с отображением всех путей прохождения через трассы и
помещения. Должно быть указано месторасположение всех муфт, а на планах этажей должно
быть показано местоположение всех телекоммуникационных розеток.

Наряды на работу. При осуществлении всех видов ремонта и внесения изменений рабочие наряды на проводку, терминирование и сращивание кабеля должны сохраняться в виде файла. Записи, на содержание которых влияет рабочий наряд, должны быть обновлены. Часть наряда, относящаяся к кабелю, должна содержать идентификаторы и типы кабелей, коммутационного оборудования и муфт.

Администрирование системы заземления

При внесении изменений в элементы заземления и соединения следует обновить затронутые при этом метки, записи, отчеты и чертежи.

Идентификаторы и метки. Главная шина телекоммуникационной системы заземления
(TMGB) должна быть помечена или маркирована "TMGB". Каждому магистральному проводнику телекоммуникационной системы заземления, подсоединенному к TMGB, должен быть присвоен и нанесен на него (в виде метки или маркировки) уникальный идентификатор. Каждой шине телекоммуникационной системы заземления (TGB) должен быть присвоен уникальный идентификатор. В таких идентификаторах должна использоваться приставка "TGB". Метки или маркировка должны располагаться на проводниках как можно ближе к TMGB. Метки или маркировку также следует наносить на другой конец упомянутых магистральных соединяющих проводников там, где они соединяются с TGB. На проводник, соединяющий TMGB с заземлением здания, следует нанести предупредительную метку с обоих концов для предотвращения путаницы и разъединения. Предупредительные метки должны находиться на обоих концах проводника, на видном месте, как можно ближе к соединительной точке. Рекомендуется, чтобы все соединительные проводники, идущие к оборудованию от любой TGB в здании, имели уникальные идентификаторы. Метки должны быть расположены на проводниках как можно ближе к шине.

Записи. Должны быть задокументированы идентификатор TMGB, идентификатор шины, тип шины, идентификатор проводника заземления, сопротивление относительно земли, а также дата проведения измерения (табл. 33, 34). Следует сохранять связи с записями соединяющего проводника и записями помещения. Для каждого кабеля должны быть задокументированы идентификатор соединяющего

проводника, тип проводника и идентификатор шины.
Должны сохраняться связи с записями шины и записями трассы, а также должны быть задокументированы идентификатор шины (TGB) и тип шины.

Таблица 33. Пример записи TMGB

Таблица 34. Пример записи заземляющего проводника

Отчеты. Рекомендуется иметь суммарный отчет об элементах системы заземления и соединениях телекоммуникаций с перечислением, по меньшей мере, TMGB и других шин заземления вместе с подсоединенными к ним магистральными проводниками (табл. 35).

Таблица 35. Пример суммарного отчета о телекоммуникационной системе заземления

Чертежи. Следует сохранять чертежи элементов заземления телекоммуникаций инфраструктуры. Эти чертежи должны указывать местоположение электрода заземления, маршрут проводника электрода заземления от электрода заземления до TMGB, а также всех шин заземления, подсоединенных к магистральным связующим проводникам. Могут также понадобиться чертежи с маршрутом всех соединяющих проводников. Чертежи должны отображать виды в плане и в вертикальном разрезе всех соединяющих проводников так, как они смонтированы и проложены через телекоммуникационные трассы и помещения.

Наряды на работу. Рабочие наряды следует сохранять в виде файла при всех изменениях или ремонте элементов заземления. Записи, на содержание которых влияют рабочие наряды, следует обновлять. Часть рабочего наряда по заземлению должна содержать информацию о магистральном соединяющем проводнике, идентификаторе и типе шины. Рабочий наряд может включать в себя и дополнительную информацию, которая приведет к изменениям в соответствующих записях.

Метки и цветовое кодирование

Метки

В зависимости от метода прикрепления, метки делятся на наклеиваемые и вкладыши.

Наклеиваемые метки должны соответствовать требованиям на удобочитаемость, стираемость (изнашиваемость) и прилипание, определенным в UL 969. Метки должны отвечать общим требованиям UL 969 на подверженность воздействиям при использовании внутри зданий.

При выборе клейких меток особое внимание следует обратить на материал основы метки, предназначенный для использования на конкретной поверхности, на которую будет наноситься метка. При работе в тяжелых условиях для маркировки кабеля лучше использовать муфты или ярлыки. Следует очень внимательно выбирать метки для оборудования и других элементов там, где метки должны обязательно быть плоскими, чтобы клей соответствовал той поверхности, на которую наносятся метки.

Метки кабелей должны иметь стойкую основу, например, виниловую. Рекомендуется
использовать метки с белой областью для печати и прозрачным "хвостом", который ламинирует напечатанную информацию при оборачивании вокруг кабеля. Длина прозрачного "хвоста" должна быть достаточной, чтобы обернуться вокруг кабеля по крайней мере полтора раза.

Вкладыши. Такие метки должны удовлетворять требованиям на удобочитаемость, стирание, а также общим требованиям, определенным в UL 969. Метки должны надежно держаться на нужном месте в нормальных условиях функционирования и при тех условиях использования, на которые рассчитан помечаемый элемент инфраструктуры.

Правила цветового кодирования

Метки, идентифицирующие два конца одного и того же кабеля, должны быть одного цвета (рис. 33).

Кросс-соединения обычно выполняются между двумя полями терминирования, имеющими разные цвета. Для телекоммуникационных кабельных подсистем приняты цветовые обозначения, приведенные в табл. 36.

Если используются кабели с рабочими характеристиками разного класса, их терминирование должно указывать на это различие соответствующей маркировкой или дополнительным цветовым кодированием.

Табл.36. Схема цветового кодирования элементов кабельной системы

Стандарт ISO / IEC 11801:1995(Е):

Информационные технологии.

Универсальные кабельные системы зданий

Приведенная ниже информация представляет собой обзор стандарта ISO/IEC 11801 "Generic
Cabling for Customer Premises" [41].

Международные организации по стандартизации ISO и IEC, наряду с другими нацио-
нальными организациями, занимающимися разработкой стандартов, участвовали в разработке Международных телекоммуникационных стандартов (International Telecommunications Standards) через специальные технические комитеты, учрежденные соответствующими организациями по конкретным видам деятельности.

ISO / IEC JTC 1 - объединенный технический комитет в области информационных технологий. Проекты, принятые JTC, передаются для голосования в национальные организации.
Стандарт ISO/IEC 11801 был подготовлен техническим комитетом ISO/IEC JTC 1/SC 25,
Interconnection of Information Technology Equipment.

Назначение стандарта ISO/IEC 11801:

- определение не зависящей от типа приложений универсальной кабельной системы
(УКС);

- обеспечение конечных пользователей гибкой схемой каблирования, легко и экономично
позволяющей выполнять модификацию системы;

- обеспечение строителей-профессионалов (архитекторов) инструкциями, позволяющими
проектировать и строить кабельные системы еще до того, как станут известны конкрет-
ные требования пользователей;

- определение кабельной системы, использующей кабельную продукцию, отвечающую
требованиям IEC/TC 46, коннекторы, отвечающие требованиям IEC/TC 48, волоконно-
оптические кабели и коннекторы, отвечающие требованиям 1ЕСДС 86.

Назначение УКС, определенной в данном стандарте, - работа в среде офиса на протяжении более 10 лет. Данный стандарт оптимально подходит для помещений, максимальное расстояние между удаленными точками которых составляет до 3000 м, площадь офисного пространства достигает 1000000 м² , а количество персонала составляет от 50 до 50000 человек. Эти принципы также могут быть применены и к системам, не соответствующим данным параметрам.

Данный стандарт определяет структуру и минимальную конфигурацию УКС, требования
к конфигурациям, требования к рабочим параметрам линий и требования на соответствие и
процедуры проверки.

Структура универсальной кабельной системы

В состав универсальной кабельной системы стандарта 11801 входят следующие под-
системы и элементы:

Распределитель кампуса [ CD - Campus Distributor ]

Магистральный кабель кампуса
Распределитель здания [ BD - Building Distributor ]

Магистральный кабель здания
Распределитель этажа [ FD - Floor Distributor ]

Горизонтальный кабель

Переходная точка (дополнительно) [ТР - Transition Point ]

Телекоммуникационная розетка [ТО - Telecommunications Outlet ]

Кабельные подсистемы

В универсальной кабельной системе имеются три подсистемы (рис. 34):
Магистраль кампуса;
Магистраль здания;
Горизонтальная кабельная система.

Кабельная подсистема Магистраль кампуса проходит от распределителя кампуса
(CD) до распределителя здания (BD), расположенных обычно в разных зданиях. Подсистема
включает в себя магистральные кабели кампуса, точки механического терминирования маги-
стральных кабелей кампуса (как на CD, так и на BD), а также кросс-соединения на CD.

Кабельная подсистема Магистраль здания. Эта подсистема проходит между ВО и
FD и включает в себя магистральные кабели здания, точки механического терминирования
магистральных кабелей здания (как на BD, так и на FD), а также кросс-соединения на BD. Ма-
гистрали здания не должны содержать переходных точек (ТР). Медные магистральные кабели
не должны иметь муфт.

Горизонтальная кабельная подсистема проходит от FD до ТО и включает в себя го-
ризонтальные кабели, точки их механического терминирования в FD, кросс-соединения в РОи
ТО. Горизонтальные кабели должны быть непрерывными на всем протяжении от FD до ТО.
Если необходимо, между FD и ТО допускается наличие одной ТР. Кабельная система рабоче-
го места соединяет ТО с терминальным оборудованием. Эта система не является постоянной
и представляет собой специфическое приложение, поэтому она не рассматривается в данном
стандарте.

Общая структура. Универсальная кабельная система имеет иерархическую структуру
"звезда". Фактическая топология определяется пространственным расположением и разме-
рами кампуса или здания. Ниже показано взаимодействие функциональных элементов систе-
мы (рис. 35).

Функции нескольких распределителей можно комбинировать. На рис. 36 показан пример с двумя зданиями. В переднем здании каждый распределитель располагается отдельно.
В здании, расположенном на заднем плане, BD и FD можно скомбинировать в единый распределитель.

Размещение распределителей. Распределители размещаются в аппаратных или в
телекоммуникационных шкафах (рис. 37). Из них по соответствующим трассам расходятся
кабели.

Интерфейсы универсальной кабельной системы. Средства сопряжения с УКС располагаются на концах каждой подсистемы. В этих точках может быть подключено оборудовавание, поддерживающее специфические приложения. Любой распределитель может иметь интерфейс с внешним сервисным кабелем и использовать для подключения к различным сегментам системы модели межсоединения и кросс-соединения (рис. 38).

Интерфейс сети общего пользования. Требования к местоположению интерфейса сети общего пользования (если он есть) и к необходимым средствам обеспечения интерфейса должны выполняться в соответствии с национальными, региональными и местными нормативами и правилами.

Размеры и конфигурация

Этажный распределитель. На каждые 1000 м² площади пола, зарезервированного для офисов, должен быть предусмотрен, как минимум, один этажный распределитель. На каждом этаже должен иметься, по крайней мере, один FD.

Типы кабеля, используемые в подсистемах. В табл. 37 указаны общие правила, относящиеся к применению различных типов сред в конкретных подсистемах и приложениях.

Таблица 37. Рекомендуемые типы сред в подсистемах УКС

Телекоммуникационные розетки (ТО) могут располагаться на стене, полу или в другой точке рабочего места и должны быть легко доступны на всей полезной площади пола. На каждом рабочем месте должна быть предусмотрена по крайней мере одна ТО, обслуживаемая симметричным кабелем 100 Ом или 120 Ом (предпочтение отдается кабелям 100 Ом).
Другие ТО должны обслуживаться либо также симметричным, либо волоконно-оптическим
кабелем.

Если ТО обслуживается симметричным кабелем, для терминирования на каждой ТО должны быть предусмотрены 2 или 4 пары; все пары должны быть терминированы. Если предусмотрено менее четырех пар, розетку следует четко маркировать. Требуется постоянная маркировка розетки; маркировка должна быть видна пользователю. Следует обращать внимание на то, чтобы регистрировалось первоначальное назначение пар, а также все последующие изменения.

Если используются такие устройства, как балуны и адаптеры для согласования различных передающих сред, они должны находиться вне по отношению к розетке.

Телекоммуникационные шкафы и аппаратные. Телекоммуникационный шкаф (ТС) должен обеспечивать наличие всех средств (пространство, электропитание, HVAC) для расположенных внутри него пассивных компонентов, активных устройств, а также интерфейсов сети общего пользования. Каждый ТС должен иметь прямой доступ к магистрали здания.

Аппаратная - пространство в пределах здания, где размещается телекоммуникационное
оборудование и могут находиться (или нет) распределители. В аппаратной может находиться
более одного распределителя. Если телекоммуникационный шкаф (ТС) содержит более одно-
го распределителя, его следует считать аппаратной (ER).

Городской ввод здания. Средства городского ввода необходимы в тех местах, где в здание входят магистраль кампуса, кабели частной сети и сети общего пользования (включая антенну) и создается переход к внутренним кабельным сегментам.

Электромагнитная совместимость. Кабельная система помещений считается пассивной системой и не может быть протестирована на соответствие требованиям ЕМС индивидуально. Активное оборудование должно отвечать требованиям соответствующего стандарта ЕМС.

Заземление. Элементы системы заземления должны отвечать требованиям соответствующих норм и правил.

Правила построения системы

Максимальная длина горизонтальной и магистральной кабельной подсистем приведены на рис. 39.

Кабели и коммутационное оборудование различных категорий могут сосуществовать в пределах подсистемы и/или кабельной линии, но передающие рабочие характеристики линии будут определяться категорией наименее производительного звена. Кабели с различными номинальными характеристиками сопротивления, а также оптические волокна с различными диаметрами ядра не разрешается соединять в пределах одной кабельной линии. Многократное появление одного и того же проводника или проводников, проходящих за точку терминирования (шунтированные отводы), не может являться частью кабельной системы.

Горизонтальная кабельная система

Расстояния в горизонтали. Максимальная длина горизонтального кабеля должна составлять 90 м, независимо от типа среды. Это длина кабеля от точки его механического терминирования в FD до ТО на рабочем месте. При определении максимальной длины любого горизонтального сегмента общая механическая длина кабелей на рабочем месте, пэтч-кордов или кроссировочных перемычек, а также кабелей активного оборудования в ТС должна составлять не более 10 м.

Настоятельно рекомендуется использование кабелей активного оборудования, рабочие
характеристики которых совпадают или превышают характеристики пэтч-кордов, поскольку
может потребоваться, чтобы эти кабели соответствовали требованиям к рабочим характери-
стикам приложений, планируемых к эксплуатации на этих кабелях.

Длина кроссировочных перемычек или пэтч-кордов в FD не должна превышать 5 м.

На рис. 40 приведена модель для определения спецификаций расстояний для медного
горизонтального кабеля. В схему входят - три соединения (сопряженные коннекторные пары
или соединения /DC), 90 м (физическая длина) симметричного кабеля и 5 м гибкого кабеля. В
данную модель не включена дополнительная Переходная точка; если она используется, должны сохраняться передающие характеристики горизонтального сегмента длиной 90 м. На рис. 41 приведена схема модели с применением волоконно-оптического горизонтального кабеля.
В ней предполагается максимум два коннектора и две муфты.

Выбор типа кабеля. Для использования в горизонтальной кабельной подсистеме рекомендуются кабели двух следующих типов. Предпочтительные: симметричный кабель100 Ом и многомодовое оптическое волокно 62,5/125 мкм. Альтернативные: симметричный кабель 120 Ом, симметричный кабель 150 Ом, многомодовое оптическое волокно 50/125 мкм.

Для обслуживания более одной ТО возможно применение гибридного и композиционного кабелей.

Конфигурация телекоммуникационных розеток (ТО). При конфигурировании двух ТО в соответствии с данным стандартом (рис. 42) одна розетка должна обслуживаться симметричным кабелем категории 3 или выше (предпочтительно 100 Ом), а вторая - симметричным кабелем категории 5 (предпочтительно 100 Ом) или волоконно-оптическим кабелем.

Магистральная кабельная система

Физическая топология. В магистральном каблировании не должно быть более двух уровней в иерархии кроссов, что позволяет ограничить деградацию сигнала в пассивных сис-

темах и упростить администрирование. На пути от FD до CD кабель должен проходить
не более чем через один кросс (рис. 43). Единственный кросс магистральной кабельной системы способен удовлетворить потребности всей магистральной подсистемы. Кроссы магистральной кабельной системы могут располагаться в телекоммуникационных шкафах или аппаратных. К элементам передающей среды, таким как индивидуальные волокна или пары, применима топология
звезды.

Выбор типа кабеля. Стандарт определяет пять типов передающей среды; в магистральном каблировании возможно использование более одного типа: многомодовое и одномодовое оптическое волокно (предпочтение отдается многомодовому волокну 62,5/125 мкм)
и симметричный кабель 100 Ом, 120 Ом или 150 Ом (предпочтение отдается симметричному
кабелю 100 Ом). Расстояния магистрали для всех высокоскоростных приложений на медных
компонентах должны быть ограничены горизонтальными расстояниями.

Расстояния в магистрали. Максимальная длина магистрали между CD и соответствующим распределителем в телекоммуникационном шкафу должна отвечать требованиям,
иллюстрированным на приведенном рисунке (рис. 44). Системы с сегментами, превышающими указанные ограничения на расстояния, можно разделить на зоны, каждая из которых будет
поддерживаться магистральной кабельной системой, удовлетворяющей требования к расстояниям.

Рис. 44. Максимальные допустимые расстояния в магистральной подсистеме

Примечание: Приведенные максимальные расстояния применимы не ко всем комбинациям кабельных сред и приложений. До выбора магистральной среды рекомендуется проконсуль-
тироваться с производителями оборудования, прикладными стандартами и поставщиками систем.

Расстояние между CD и FD не должно превышать 2000 м. Расстояние между BD и FD не
должно превышать 500 м. Максимальное расстояние в 2000 м от CD до FD может быть увеличено при использовании одномодового волоконно-оптического кабеля. Расстояние между CD и FD, превышающее 3 км в случае применения одномодового оптического волокна, выходит
за рамки действия настоящего стандарта. Длина перемычек и пэтч-кордов в BD и CD не
должна превышать 20 м. Значения длин, превышающие 20 м, вычитаются из максимально до-
пустимой длины магистрального кабеля.

Внешний сервис. Внешний сервис (например, централизованное вещание, принимаемое антенной) может входить в кампус или здание в местах, удаленных от распределителей.
Расстояние между точками ввода внешнего сервиса и распределителем, с которым они со-
единены, должно учитываться при определении максимальных длин кабеля. На определение
величины расстояния имеют также влияние нормативы и правила, регулирующие местополо-
жение интерфейса сети.

Подключение активного телекоммуникационного оборудования. Предполагается,
что длина кабелей, напрямую соединяющих телекоммуникационное оборудование с CD или
BD, не превышает 30 м. Если используются кабели большей длины, магистральные расстоя-
ния должны быть соответственно уменьшены.

Спецификации линии

Требования к рабочим характеристикам линии могут быть использованы в качестве справочных при тестировании системы на соответствие стандарту. Кроме того, эти параметры могут быть использованы для квалифицирования существующих кабельных систем и их диагностики на уровне линии.

Производительность кабельной линии определяется на границе и между ее интерфейсами (в данном случае интерфейс - точка, в которой происходит подключение к универсальной кабельной системе). Кабельная система содержит только пассивные участки кабеля, коммутационное оборудование и пэтч-корды. Активное и пассивное оборудование, поддерживающие специфические приложения, не рассматривается данным стандартом. На рис. 45 приведен пример терминального оборудования на рабочем месте, подключенного к основной системе с помощью двух линий: волоконно-оптической и на основе симметричного кабеля. Эти линии соединены между собой с помощью трансдьюсера "оптическое волокно-симметричный кабель". Система содержит четыре интерфейса, по одному на каждом конце медной линии и по одному на каждом конце волоконно-оптической линии.

Интерфейсы кабельной системы находятся на обоих концах линии, в точке ТО и любой точке, где к кабельной системе подключается оборудование, поддерживающее специфическое приложение; рабочее место и кабели активного оборудования в модель линии не включены.

Спецификации производительности линии должны соблюдаться для всех температур, при которых предполагается функционирование кабельной системы. Тестирование рабочих характеристик допускается выполнять при температуре окружающей среды, однако с учетом адекватных ограничении на температурную зависимость характеристик компонентов, опреде-
ленную спецификациями производителя. Особое внимание следует уделять измерению рабо-
чих характеристик при наиболее неблагоприятных температурах.

Классификация приложений

Данным стандартом определено четыре класса приложений, использующих медные ка-
бельные компоненты и один класс для волоконно-оптических компонентов. Этим гарантиру-
ется относительная гибкость в выборе различных систем передачи информации.

Классы приложений, использующих медные компоненты:

Класс А - речевые и низкочастотные приложения. Рабочие характеристики кабельных
линий, поддерживающих приложения Класса А, определены до 100 кГц.

Класс В - приложения со среднескоростной цифровой передачей данных. Рабочие ха-
рактеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса В, определены до
1 МГц.

Класс С - приложения с высокоскоростной цифровой передачей данных. Рабочие ха-
рактеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса С, определены до
16МГц.

Класс D - приложения со сверхвысокой скоростью передачи данных. Рабочие характе-
ристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса D, определены до 100 МГц.

Класс приложений, использующих оптическое волокно

К этому классу относятся приложения с высокой и сверхвысокой скоростью цифровой
передачи данных. Рабочие характеристики волоконно-оптических кабельных линий определе-
ны для частот 10 МГц и выше. Ширина полосы обычно не является ограничивающим факто-
ром в системах на территории конечных пользователей.

Классификация линий

Универсальная кабельная система, смонтированная для поддержки конкретных приложений, содержит одну или более линий. Линии определенного класса поддерживают все приложения более низкого класса. Класс А считается самым низким. Оптические параметры задаются для одномодовых и многомодовых волоконно-оптических линий. Линии классов С и в соответствуют полной реализации горизонтальных кабельных подсистем категорий 3 и 5 соответственно.

В табл. 38 характеристики классов линий даны в сравнении с категориями. Приведенные максимально допустимые расстояния основаны на величинах потерь crosstalk или переходного затухания (для медных кабелей), ширине полосы (для волоконно-оптических кабелей) и пределах затухания для различных классов.

Другие характеристики приложений, например, задержка распространения сигнала, могут еще больше ограничивать приведенные расстояния.

При определении спецификаций и проектировании кабельной системы следует принять
во внимание возможные в будущем соединения кабельных подсистем при формировании более длинных линий. Производительность таких составных протяженных линий будет ниже, чем
у каждой из индивидуальных подсистемных линий, из которых они состоят. При монтаже каждой кабельной подсистемы первоначально выполняется расчет длины линий. При необходимости проводится тестирование комбинированных подсистем.

Таблица 38. Значения длин канала, достигаемые при применении компонентов различных
категорий и типов кабельных систем

Спецификации кабельных компонентов

Ниже приведены требования к кабельным компонентам для горизонтальной и магистральной кабельных подсистем.

Все компоненты должны соответствовать требованиям безопасности, определенным в
соответствующих местных нормативах и правилах. Вследствие неизбежных ограничений, свя-
занных со спецификой некоторых телекоммуникационных приложений, использование рас-
сматриваемых кабельных компонентов для поддержки некоторых приложений не всегда обес-
печивает приемлемые рабочие характеристики. Общие спецификации для симметричных ка-
белей 100 и 120 Ом включают механические и электрические характеристики.

Учет дополнительных потерь crosstalk для симметричных кабелей

Данный раздел относится к случаям построения кабельных систем, когда в одном кабеле под одной оболочкой осуществляется передача нескольких разнородных сигналов. Требования основаны на концепции использования только одного приложения для одной телеком-
муникационной розетки. В магистральной кабельной подсистеме кабели, содержащие более
двух пар или одной четверки, должны соответствовать специальным требованиям. Требова-
ния основаны на передаче только одного типа приложения по одной кабельной единице.

В случае, когда в горизонтальной кабельной подсистеме один кабель обслуживает не-
сколько телекоммуникационных розеток, потери crosstalk кабельных элементов, приходящих
на любые две или более розетки, должны соответствовать специальным требованиям к гиб-
ридным и многопарным кабелям. Указанные спецификации применимы к кабелям, исполь-
зуемым как в горизонтальной, так и в магистральной подсистемах.

Модель суммарной мощности. К типам кабелей, охватываемым настоящим разделом,
относятся кабельные конструкции или узлы, используемые в магистральных подсистемах и
имеющие два или более элементов в пределах одного узла. При определении рабочих значе-
ний потерь NEXT с помощью модели суммарной мощности Crosstalk кабель должен соответ-
ствовать требованиям данного раздела. Потери crosstalk § соответствии с моделью суммар-
ной мощности определяются для каждой пары проводников при наведении помех от всех ос-
тальных пар одновременно и при определенной частоте. Потери crosstalk в соответствии о
моделью суммарной мощности рассчитываются на основе значений crosstalk сигналов при-
ложений одного типа (в частности, сигналы с одинаковой спектральной энергией).

Кабели, используемые для поддержки приложений с различными схемами сигнализации, должны отвечать требованиям данного раздела.

Многомодовые волоконно-оптические кабели

Спецификации многомодовых волоконно-оптических кабелей (далее ВОК) можно разделить на три части: спецификации оптического волокна, спецификации рабочих характеристик кабеля и физические спецификации кабеля.

Спецификации оптического волокна. Волокно должно представлять собой многомодовый световод с градиентным показателем преломления, с номинальным диаметром ядра 62,5 мкм и демпфера 125 мкм, или 50 и 125 мкм соответственно, что соответствует типам волокна А1Ь или А1а, определенным в стандарте IEC 793-2.

Спецификации передающих характеристик кабеля. Каждое волокно в кабеле должно соответствовать спецификациям градиентных рабочих характеристик, приведенных в табл.39. Затухание должно измеряться в соответствии с требованиями стандарта IEC 793-1. Произведение модальной ширины полосы на расстояние должно измеряться в соответствии с
требованиями стандарта IEC 793-1.

Таблица 39. Параметры рабочих характеристик кабеля

Физические спецификации кабеля. Механические спецификации и спецификации
окружающей среды для многомодовых ВОК, предназначенных для применения внутри и вне
помещений, определяются в соответствии с требованиями стандартов IEC 794-1 и IEC 794-2.

Одномодовые волоконно-оптические кабели

Спецификации одномодовых ВОК делятся на три части: спецификации оптического волокна, спецификации рабочих характеристик кабеля и физические спецификации кабеля.

Спецификации оптического волокна

Волокно должно соответствовать требованиям стандарта IEC 793-2 к типу оптического
волокна В1 и требованиям стандарта ITU-T G.652.

Спецификации рабочих характеристик кабеля

Затухание. Значение затухания для каждого волокна должно составлять менее 1 дБ/км
на длинах волн 1310 нм и 1550 нм. Затухание должно измеряться согласно требованиям
стандарта IEC 793-1.

Предельная длина волны одномодового волокна в кабеле, измеренная в соответствии
с требованиями стандарта IEC 793-1, должна составлять менее 1280 нм.

Физические спецификации кабеля. Механические спецификации и спецификации
окружающей среды для одномодовых ВОК, предназначенных для применения внутри и вне
помещений, определяются в соответствии с требованиями стандартов IEC 794-1 и IEC 794-2.

Гибридные, композиционные кабели и кабели, соединяемые
с несколькими телекоммуникационными розетками
(различные типы приложений)

Данный раздел описывает гибридные и композиционные кабели, а также кабели, подключаемые к нескольким ТО через переходные точки или другие средства.

Узлы (пучки) могут быть одного и того же кабельного типа или разных, одной и той же категории или разных. Для соответствия условиям данного раздела, кабель должен удовлетворять требования к рабочим характеристикам и цветовому кодированию для соответствующего типа кабеля. Потери NEXT между любой единицей симметричного кабеля или элементом, одновременно поддерживающим разные типы приложений, должны быть лучше, по
крайней мере, на ДМЕХТ потерь NEXT, определенных для той же категории:

ANEXT= [6 + 10 Ig (n + 1)| дБ,

где л - число смежных неволоконно-оптических единиц в кабеле.

Следует учитывать максимально допустимый бюджет мощности в 6 дБ для различных
поддерживаемых приложений. Использование различных приложений, поддерживаемых ме- таллической кабельной системой с максимальным бюджетом мощности, превышающим 6 дБ,
в пределах общей оболочки, не допускается.

Требования к коммутационному оборудованию UTP

Общие требования. Считается, что коннектор состоит из устройства или комбинации
устройств, используемых для соединения двух кабелей или кабельных элементов. Подобное
описание не определяет требований к адаптерам различных сред или другим устройствам с
пассивной или активной электронной схемой (например, трансформаторам, согласующим
общее сопротивление, нагрузочным резисторам, оборудованию ЛВС, фильтрам и устройст-
вам защиты), основное назначение которых - обслуживать конкретное приложение или обес-
печивать согласование с дополнительными требованиями. В случае необходимости примене-
ния подобные устройства не считаются частью кабельной системы и могут в значительной
степени ухудшать рабочие характеристики сети. Поэтому важно, чтобы еще до применения
была учтена их совместимость с кабельной системой и активным оборудованием. Данные
требования приложимы только к индивидуальным коннекторам и устройствам, построенным
на основе коннекторов, например - к телекоммуникационным розеткам, пэтч-панелям, пере-
ходным коннекторам (адаптерам) и кроссировочным коммутационным блокам. В определении
рабочих характеристик этих компонентов не учитывается влияние кроссировочных перемычек
или пэтч-кордов.

Коммутационное оборудование устанавливается:

• в CD - соединения с магистралью здания, магистралью кампуса и активным
оборудованием;

• в BD - соединения с магистралью здания и активным оборудованием;

• в FD - кросс-соединения между магистралью и горизонталью и соединения с активным
оборудованием;

• в переходной точке горизонтальной кабельной системы (если она есть);

• в телекоммутационной розетке.

Коммутационное оборудование должно быть спроектировано для надежной работы в
диапазоне температур от -10°С до +60°С. Коммутационное оборудование должно быть защи-
щено от физического повреждения и прямого попадания влаги и других коррозирующих ве-
ществ. Такую защиту можно обеспечить при монтаже внутри помещений или применением
внешних корпусов, технические характеристики которых соответствуют условиям окружающей
среды.

На протяжении всей кабельной системы необходимо поддерживать совместимость кабелей, используемых в одной и той же линии. Не допускаются соединения кабелей с различными значениями номинальных характеристических импедансов.

Правила монтажа. Поскольку под правилами монтажа понимают методы и аккуратность, с которыми выполняются соединения компонентов и организация кабельных потоков,
правила каблирования являются значительным фактором, влияющим на производительность
системы и облегчающим администрирование установленных кабельных систем. К мерам пре-
досторожности, соблюдаемым при монтаже и организации кабельных потоков, относится
предотвращение различных механических напряжений в кабеле, вызываемых натяжением,
резкими изгибами и чрезмерным стягиванием пучков кабеля.

Коммутационное оборудование должно быть установлено с выполнением следующих
правил.

Уменьшение искажения передаваемого сигнала достигается путем использования спе-
циальных методов подготовки кабеля и его терминирования в соответствии с инструкциями
производителя, а также хорошей организацией кабельных потоков. Расположение и монтаж
телекоммуникационного оборудования, обслуживающего кабельную систему, подчиняются
специальным правилам. Аппаратные стойки и шкафы должны иметь достаточные проходы
спереди, сзади и сбоку для доступа к кабелям. Трассы должны быть спроектированы и смон-
тированы так, чтобы обеспечивать соблюдение требований к радиусу изгиба кабеля.

Некоторые соединения могут использоваться для выполнения функций кроссовера меж-
ду двумя элементами при специальном конфигурировании кабельных линий прием-передача.

Кроме влияния на качество сигнала, неправильная практика терминирования элементов
и экранов симметричного кабеля может создавать эффект рамочной антенны, приводящий к
возникновению уровней излучаемых полей, превышающих нормативные требования.

Маркировка и цветовое кодирование. Для поддержки правильности и постоянства
соединений в кабельной системе должны использоваться средства, гарантирующие правиль-
ность размещения точек терминирования с учетом расположения коннекторов и соответст-
вующих им кабельных элементов. Такими средствами могут быть: цветовая маркировка, ал-
фавитно-цифровые идентификаторы или другие средства, разработанные для обеспечения
уверенности в том, что на протяжении всей системы кабели соединены требуемым образом.
Когда в одной и той же подсистеме используются два физически аналогичных типа кабеля
(например, симметричные кабели 100 Ом и 120 Ом разных категорий рабочих характеристик
или оптические волокна 62,5 мкм и 50 мкм), они должны быть маркированы так, чтобы была
обеспечена четкая идентификация каждого типа кабеля.

Коммутационное оборудование для кабелей 100 Ом и 120 Ом

Желательно, чтобы оборудование, используемое для непосредственного терминирования элементов кабелей 100 Ом и 120 Ом, было типа IDC (контакт со смещением изоляции).

Коммутационное оборудование, предназначенное для использования с кабелями 100 Ом или 120 Ом, должно иметь маркировку, обозначающую рабочие характеристики. Если маркировка имеется, она должна быть хорошо видна в процессе монтажа. Маркировка рабочих характеристик является дополнением, а не заменой других меток, определенных или требуемых национальными или местными инструкциями и нормативами. Особое внимание следует уделить совместимости кабелей, диаметр проводников которых достигает 0,4 мм и 1,6 мм (если такие применяются), и коммутационным оборудованием, с которым они используются. Использование модульного вилочного коннектора, определенного в стандарте IEC 603-7 [27], обычно ограничивается кабелями, диаметр изолированных проводников которых составляет от 0,8 до 1,0 мм.

Если предполагается применение экранированных кабелей, особое внимание следует
уделить тому, чтобы коммутационное оборудование было спроектировано для терминирования экрана. Возможна несовместимость между коммутационными блоками, спроектированными только для терминирования симметричного кабеля с общим экраном, и кабелями, имеющими как индивидуально экранированные элементы, так и общий экран.

Коммутационное оборудование, предназначенное для использования в кабельных системах 100 Ом или 120 Ом определенной категории, должно соответствовать требованиям к следующим рабочим характеристикам: надежность контакта, максимальное допустимое затухание, минимальные потери NEXT, сопротивление и максимальное сопротивление передачи
(только при наличии общего экрана).

Спецификации телекоммуникационной розетки (ТО).

Каждый горизонтальный кабель 100 Ом и 120 Ом должен быть терминирован на ТО с бесключевым гнездом. Группировка контактов и пар должна соответствовать изображенной на рис. 46 (показан вид коннектора спереди). Если на ТО предусмотрено терминирование двух пар, разбиение на группы следующее: контакты 4-5 и 3-6 в соответствии с их группировкой, изображенной на рисунке. Переназначение пар в ТО не должно вызывать изменений в терминировании горизонтального кабеля. Если в ТО выполняется переназначение пар, конфигурация терминирования розетки должна быть четко -маркирована. Когда в одной и той же кабельной системе используются две физически аналогичные кабельные линии (например, с различными категориями рабочих характеристик или кабели с различными номинальными сопро-

тивлениями), особое внимание следует уделить тому, чтобы линии были надлежащим образом идентифицированы. Для обеспечения правильной схемы разводки следует убедиться, что пары терминированы в ТО и FD последовательно. Если пары терминированы на разных позициях с двух сторон линии, сквозная связность будет потеряна.

Правила монтажа. Величина развития пар в кабельном элементе, в результате терминирования на коммутационном оборудовании должна быть как можно меньше. Удалять оболочку кабеля следует лишь на столько, сколько требуется для удобства терминирования. Для линий с компонентами категории 4 рекомендуется, чтобы развитие пары не превышало 25 мм, а для линий с компонентами категории 5-13 мм. Соблюдение приведенных рекомендаций должно минимизировать воздействие терминирования на рабочие характеристики. Рабочие характеристики линии, в которую входят компоненты с различными категориями рабочих
характеристик, следует классифицировать по наименее производительному компоненту в линии.

Коммутационное оборудование для терминирования кабеля 150 Ом

Желательно, чтобы оборудование, используемое для непосредственного терминирования кабелей 150 Ом, было типа IDC (контакт со смещением изоляции).

Коммутационное оборудование, предназначенное для использования с кабелями 150
Ом, должно иметь маркировку, обозначающую рабочие характеристики. Если маркировка
имеется, она должна быть хорошо видна в процессе монтажа. Маркировка рабочих характеристик является дополнительной и не заменяет собой другие метки, определенные или требуемые национальными или местными инструкциями и нормативами.

Ниже перечислены специфицируемые стандартом электрические характеристики коммутационного оборудования, предназначенного для использования в кабельных системах 150 Ом: надежность контакта, максимальное допустимое затухание, минимальные допустимые потери NEXT, сопротивление и максимальное допустимое сопротивление передачи.

Величина развития пар в результате терминирования на коммутационном оборудовании должна быть как можно меньше. Удалять оболочку кабеля следует лишь на столько, сколько требуется для удобства терминирования. Рекомендуется, чтобы величина развития пары не превышала 13 мм.

Волоконно-оптическое коммутационное оборудование

Маркировка и цветовое кодирование. Для предотвращения возможности соединения
волокон различных типов, необходимо правильно кодировать коннекторы и адаптеры, например, с помощью цветовой маркировки. Возможно использование ключей и идентифицироват
ния позиций волокон, что должно обеспечивать сохранение правильной полярности в дуплексных линиях. Идентификационная маркировка является дополнительной и не должна заменять собой другие метки, требуемые национальными и местными инструкциями и нормативами.

Требования к телекоммуникационным розеткам. В новых системах и системах, не имеющих установленных волоконно-оптических коннекторов, волоконно-оптические кабели на рабочем месте должны подключаться к горизонтали с помощью дуплексного SC-коннектора (SC-D), соответствующего спецификациям стандарта IEC 874-13 [30]. В системах, имеющих
установленную базу коннекторов и адаптеров, определенных стандартом IEC 874-10 [29]
(BFOC/2.5), разрешается оставлять коннекторы и адаптеры BFOC/2.5 как для поддержки су-
ществующих приложений, так и для внесения будущих изменений в волоконно-оптическую
сеть.

Идентифицирование компонентов в волоконно-оптических системах. При всех вариантах схемы разводки следует использовать цветовое кодирование и маркировку для разделения типов оптического волокна. Коннекторы и адаптеры рекомендуется маркировать цветом для разделения одномодовых и многомодовых оптических волокон. Для разделения типов многомодовых оптических волокон, требуются дополнительные цвета идентифицирования или метки. Идентифицирование полярности с помощью позиций А и В должно сохраняться на протяжении всей кабельной системы при соблюдении правильной конфигурации Горизонтали или Магистрали, и должны быть нанесены метки, указывающие на полярность установленного сегмента. Для сохранения на протяжении всей кабельной системы правильной полярности, коннекторы пэтч-кордов должны быть помечены метками позиций А и В. Метод идентифицирования полярности должен соответствовать рис. 47.

Правила экранирования

Правила, приведенные в данном разделе, применимы в случаях использования экранированных кабелей или кабелей с экранированными элементами. Процедуры, необходимые для осуществления заземления системы экранов с целью обеспечения электрической безопасности и рабочих характеристик электромагнитной совместимости (ЕМС), должны подчиняться национальным и местным нормативам. Качество их выполнения зависит от квалификации монтажников, так как подобные процедуры могут включать в себя специфические методы
монтажа. Неправильное экранирование может снизить производительность и уровень безопасности системы.

Электромагнитная совместимость и электромагнитные помехи. Для обеспечения
эффективности экранирования необходимо, чтобы все кабельные компоненты были экранированы и соответствовали требованиям к сопротивлению передачи. Система экранирования
должна быть непрерывной на любой линии передатчик-приемник.

Изложенные требования касаются как кабелей на рабочем месте, так и шнуров активного оборудования, не принадлежащих универсальной кабельной системе, но являющихся частью передающей линии (канала) передатчик-приемник. Кабельные компоненты (включая кабели рабочего места и шнуры активного оборудования) должны быть тщательно выбраны, правильно установлены и подключены. Особое внимание следует уделять выбору коммутационного оборудования и правилам терминирования элементов системы экранирования и системы заземления.

Система заземления. Стандарт требует соблюдения правил безопасности, связанных
с заземлением экранов кабелей и других металлических компонентов кабельных систем.

Соединения должны выполняться в соответствии с требованиями электрических нормативов.

Экраны всех кабелей должны быть заземлены на телекоммуникационной системе заземления. Путь к "земле" должен быть постоянным и непрерывным. Экран кабелей должен обеспечивать непрерывный путь к "земле" во всех частях экранированной кабельной системы. Для снижения полного сопротивления передачи рекомендуется соединять металлические кондуиты с проводниками системы заземления, проходящими в них, на обоих концах кондуита. Стойки активного оборудования следует соединять с электродом заземления, который используется для защиты систем подачи электропитания в здание. Все электроды заземления различных систем в здании должны быть соединены в одной точке для уменьшения влияния разности потенциалов земли.

Система заземления здания должна соответствовать ограничениям на разность потенциалов в 1 В и на сопротивление между любыми двумя элементами системы заземления. Если вышеупомянутое требование не может быть выполнено, для уменьшения риска возникновения сильных блуждающих токов в телекоммуникационной системе следует использовать волоконно-оптическный кабель.

Администрирование

Администрирование является важным аспектом создания и эксплуатации универсальной
кабельной системы. Гибкость универсального каблирования может быть проявлена полностью
только при правильном администрировании кабельной сети. Администрирование состоит из
точной идентификации и ведения записей всех компонентов, составляющих кабельную систему, а также кабельных трасс, телекоммуникационных шкафов и других помещений, в которых монтируется система. Все изменения, вносимые в кабельную систему, при выполнении
должны регистрироваться - это существенно необходимо для сохранения гибкости системы.
Настоятельно рекомендуется проводить администрирование с использованием компьютерных
технологий.

Сфера действия администрирования. Требования по администрированию, описанные в данном разделе, применимы к универсальной кабельной системе, а также к трассам и помещениям, в которых она монтируется. Настоятельно рекомендуется применять описанные ниже принципы администрирования к любой кабельной системе, поддерживающей специфические приложения, и к активному оборудованию.

Идентификаторы. Каждый элемент универсальной кабельной системы, а также трассы и помещения, в которых она монтируется, должны быть легко идентифицируемы. Каждому кабелю, распределителю и точке терминирования должен быть присвоен уникальный идентификатор (например, название, цвет, номер или строка символов). Подходящие идентификаторы должны быть также присвоены трассам и помещениям, в которых монтируется кабельная система. Элементы, которым присваиваются идентификаторы, должны быть каким-то образом четко маркированы. Кабель должен быть маркирован с обоих концов.

Записи. Записи в системе администрирования должны сохраняться в архиве. Должны быть сохранены результаты тестирования системы, если таковое проводилось. Для облегчения устранения неисправностей рекомендуется установить связь между списком поддерживаемых приложений и записями системы.

Документирование. Для процесса администрирования необходим надлежащий контроль за ведением записей. Для своевременного обновления документации нужно следовать соответствующим процедурам. Технический документ, содержащий подробные требования к
администрированию, будет разработан комитетом ISO/IEC JTC 1/SC 25.

Стандарт CENELEC EN 50173:1995(Е): Информационные
технологии. Универсальные кабельные системы

Стандарт EN 50173 [35] и его англоязычная версия BS EN 50173 являются практически
копией основных разделов международного стандарта ISO/IEC 11801. Различия между ними
не являются существенными и не рассматриваются в этой книге.

Соотношение между международным (европейским) и
американским стандартами

ISO/I ЕС 11801 TIA/EIA-568-A

Терминология

Distributor (распределитель, дистрибьютор) - Crossconnect (кросс) - устройство, предназна-
устройство, предназначенное для терминирова- ченное для терминирования кабельных элементов
ния кабельных элементов и их коммутации с по- и их коммутации с помощью пэтч-кордов или пе-
мощью пэтч-кордов или перемычек. ремычек.

CD или Campus Distributor MC или Main Crossconnect (главный кросс),
(распределитель кампуса).

BD или Building Distributor 1C или Intermediate Crossconnect
( распределитель здания ). ( промежуточный кросс ).

FD или Floor Distributor НС или Horizontal Crossconnect
( этажный распределеитель ). ( горизонтальный кросс ).

ТО или Telecommunications Outlet TO или Telecommunications Outlet-Connector
( телекоммуникационная розетка ). (телекоммуникационная розетка/коннектор).

ТР или Transition Point (переходная точка) - ТР или Transition Point (переходная точка) -

место в горизонтальной кабельной подсистеме, место в горизонтальной кабельной подсистеме,

где плоский подковровый кабель соединяется с где плоский подковровый кабель соединяется с

круглым кабелем, или место, где горизонтальные круглым кабелем;

кабели концентрируются вблизи розеток.

СР или Consolidation Point ( консолидационная

точка) - коммутационная схема типа межсоединения, с помощью которой горизонтальные кабели, выходящие из распределительных кабельных трасс здания, соединяются с кабелями, проходящими в мебельных каналах до рабочих мест открытого офиса.

Типы сред горизонтали

2-парный или 4-парный кабель 100 Ом или сба- 4-парный кабель типа неэкранированная витая
лансированный кабель 120 Ом пара 100 Ом

Оптическое волокно 62,5/125 мкм или 50/125 мкм Оптическое волокно 62,5/125 мкм

2-парный кабель типа экранированная витая па- 2-парный кабель типа экранированная витая пара
ра 150 Ом 150 Ом

Типы сред магистрали

Кабель 100 Ом или сбалансированный кабель 120 Ом Кабель типа неэкранированная витая пара 100 Ом

Оптическое волокно 62,5/125 мкм или 50/125 мкм Оптическое волокно 62,5/125 мкм

Одномодовое оптическое волокно Одномодовое оптическое волокно

Кабель типа экранированная витая пара 150 Ом Кабель типа экранированная витая пара 150 Ом

Терминирование коннекторов

Допускается не терминировать все пары Все пары должны быть терминированы
кабелей 100 Ом и 120 Ом в розетке в розетке

Методы определения соответствия требованиям стандартов

Соответствие определяется или требованиями к Соответствие определяется требованиями к пропроекту, спецификациями компонентов и мето- екту, спецификациями компонентов и методами их монтажа, или рабочими характеристика- их монтажа. Тестирование рабочих характеристик

ми линии служит только для проверки соответствия

Классификация рабочих характеристик

Class С - характеристики определены до 16 МГц Categoty 3 - характеристики определены до 16 МГц

Category 4 - характеристики определены до 20 МГц
Class в - характеристики определены до 100 МГц Category 5 - характеристики определены до 100 МГц

Система критериев безопасности и уровней рабочих
характеристик Underwriters Laboratories ( UL )

Лаборатория UL оценивает коммуникационные кабели и кабели, предназначенные для передачи данных, по одному из двух стандартов - UL 444 [85] (Стандарты безопасности коммуникационных кабелей) и UL 13 [83] (Стандарт безопасности маломощных сетевых кабелей). Кабель, используемый в ЛВС для передачи данных, может иметь рейтинг коммуникационного
кабеля (в соответствии с Национальными электрическими нормативами, National Electrical
Codec [53], - типы СМХ, CMC, CM, CMR, СМР), маломощного сетевого кабеля (типы CL2X,
CL2, CL2R или CL2P) или многоцелевого кабеля (типы MPG, MP, MPR, МРР) (рис. 48).

Статьи UL, касающиеся рабочих характеристик, - UL 444 и UL 13, являются дополнительными документами для производителей. Программа сертифицирования UL касается кабелей на основе витой пары 100 Ом. Целью программы является обеспечение сертификации кабелей, предназначенных для передачи данных, на соответствие требованиям к рабочим характеристикам, которые удовлетворяли бы проектировщиков систем и консультантов, дистрибьюторов кабельной продукции, конечных пользователей систем, производителей кабельной продукции и активного оборудования. Программа распространяется на определение уровней рабочих характеристик кабелей как отдельных компонентов передающих систем, а также процедуры контроля и тестирования продукции.

г

Классификация проводников и кабелей по системе UL [3]

FPL , Статья 760-71(1) и ( h ) - пожароохранный кабель, ограниченный по мощности,,
разрешен для применения в пожароохранных линиях общего назначения, за исключением ка-
тегорий Riser и Plenum.

FPLR , Статья 760-71 (е) и ( h ) - пожароохранный кабель, ограниченный по мощности,
категории Riser, разрешен для применения в межэтажных вертикальных стояках и шахтах и
должен иметь противопожарные характеристики по предотвращению распространения огня
между этажами.

FPLP , Статья 760-71 ( d ) и ( h ) - пожароохранный кабель, ограниченный по мощности,}
категории Plenum, разрешен для использования в воздуховодах, пространствах категории
Plenum и других пространствах, используемых для воздухообмена, и должен иметь адекват-
ные противопожарные и дымообразующие характеристики.

CL 2 X и CL 3 X , Статья 725-71 ( d ), ( f ) и ( h ) - кабель ограниченного использования, разрешен для применения в жилых помещениях и кабельных лотках и должен обладать огнеупорными свойствами.

CL 2 и CL 3, Статья 725-71 (с), ( f ) и ( h ) - разрешен только для общего применения за исключением категорий Riser и Plenum и должен обладать свойствами сопротивления распространению огня.

PLTC , Статья 725-71 (е) и ( h ) - кабель, ограниченный по мощности, для прокладки в кабельных лотках, должен обладать свойствами сопротивления распространению огня. Внешняя оболочка должна обладать свойствами сопротивления воздействию солнечного света и влаги и быть изготовлена из неметаллического материала.

CL 2 R и CL 3 R , Статья 725-71 ( b ), ( f ) и ( h ) - разрешен для применения в межэтажных вертикальных стояках и шахтах и должен обладать огнеупорными свойствами, предотвращающими рапространение огня между этажами.

CL 2 P и CL 3 P , Статья 725-71 ( a ), ( f ) и (И) - разрешен для применения в воздуховодах,
пространствах категории Plenum и других пространствах, используемых для воздухообмена и
должен иметь адекватные противопожарные и дымообразующие характеристики.

СМХ, Статья 800-51 (е) и 800-53( d ), исключения №№ 1, 2, 3 и 4 - коммуникационный кабель ограниченного использования, разрешен для применения в жилых помещениях и кабельных лотках и должен обладать огнеупорными свойствами.

СМ, Статья 800-51 ( d ) и 800-53( d ) - коммуникационный кабель, разрешен для общего
коммуникационного применения за исключением категорий Riser и Plenum и должен обладать
свойствами сопротивления распространению огня.

CMR , Статья 800-51 (Ь) и 800-53(Ь) - коммуникационный кабель категории Riser, разрешен для применения в вертикальных шахтах и должен обладать огнеупорными свойствами, предотвращающими рапространение огня между этажами.

СМР, Статья 800-51 (а) и 800-53(а) - коммуникационный кабель категории Plenum, разрешен для применения в воздуховодах, пространствах категории Plenum и других пространствах, используемых для воздухообмена, и должен иметь адекватные противопожарные и дымообразующие характеристики.

МР, Статья 800-51 (д) и 800-53( d ) - многоцелевые кабели, отвечающие требованиям
к типам СМР, CMR, CMG и СМ, а также удовлетворяющие требования разделов 760-71(Ь),
разрешается использовать и маркировать как типы МРР, MPR, MPG и МР соответственно.

Телекоммуникационные системы: электромагнитные
помехи и электромагнитная совместимость

Необходимость в электромагнитной совместимости

По мере того, как телекоммуникационное оборудование становится все более сложным, требования к его рабочим характеристикам, скоростям передачи данных и рабочим полосам частот растут. Формы электромагнитных помех, не вызывавшие проблем в прошлом, в настоящее время могут существенно влиять на работоспособность телекоммуникационных систем.

В ранних поколениях телекоммуникационных систем использовали электромеханические устройства, которые, в силу своей природы, были весьма мало восприимчивы к электромагнитным помехам. Для функционирования таких устройств требовалась электроэнергия, которая могла быть преобразована в механическую, и этого было достаточно для приведения устройства в рабочее состояние (например, замыкание контакта при работе реле). Случайные электромагнитные помеховые сигналы в большинстве случаев не достаточно сильны для того, чтобы привести электромеханическое устройство в рабочее состояние. Кроме того, механический принцип действия и относительно большая масса электромеханических приборов обусловливают низкие требования к качеству питания, характеризуемому наличием или отсутствием таких явлений как, например, провалы, пиковые броски, кратковременные отключения напряжения.

В противоположность системам на основе электромеханических приборов, в современных электронных телекоммуникационных системах используют твердотельные приборы, которые намного более чувствительны к электромагнитным помехам. Для работы таких систем требуются более низкие уровни питающей и управляющей электроэнергии, мощной ровно настолько, чтобы произвести молекулярный сдвиг в электронном приборе, достаточный для изменения его проводящих характеристик. Случайный электрический шум может эмулировать эту электроэнергию. Поэтому требования к качеству питания таких приборов очень высоки.
Мгновенные низкоэнергетические сигналы могут приводить некоторые электронные приборы
(например, логические элементы) в режим самозапирания.

Наведенные помехи проникают в электронные приборы, в основном, через линии входных и выходных сигналов, линии питания. Радиационные помехи попадают в электронные приборы, в основном, из-за отсутствия или несоответствия их корпусов и контейнеров onpеделенным требованиям, отсутствия систем экранирования или несоответствия их требованиям, или близостью расположения к источникам радиочастот.

При создании коммуникационных систем должны приниматься меры по предотвращению влияния помех как на стадии проектирования системы, так и на стадии монтажа. Телекоммуникационные инсталляции, в которых нарушается нормальное функционирование, происходят аварии, часто имеют одну или несколько проблем, связанных с кабельной или заземляющей системами. При создании коммуникационной системы должно быть предусмотрено взаимодействие и взаимосоотношение следующих подсистем (рис. 49):

Электромагнитные помехи ( EMI ) и электромагнитная
совместимость (ЕМС)

Электромагнитное (ЕМ) поле наводит электрический ток в токонесущем проводнике, и ЕМ-поле существует вокруг этого проводника в случае присутствия в нем электрического тока. Взаимодействие между ЕМ-полями и токонесущими проводниками и результирующее воздействие на коммуникационные кабельные сети и электронное оборудование требует изучения электромагнитной совместимости (ЕМС) и электромагнитных помех (EMI).

Терминология. Термины EMI (электромагнитные помехи), ЕМС (электромагнитная совместимость) и RFI (радиочастотные помехи) часто ошибочно применяют для описания явлений, имеющих различный смысл и оказывающих различное влияние на оборудование и системы. В результате этого общение между проектировщиком телекоммуникационных систем и конечным пользователем может привести к ошибкам. Очень важно для взаимного понимания применять точную терминологию и оговаривать с клиентом применяемые при переговорах и в документации термины.

Желательные и нежелательные электромагнитные поля. ЕМ-поля могут быть как
желательными, так и нежелательными - в зависимости от того, создают ли они помехи работе сети или электронных приборов. Так, телевизионный вещательный сигнал является желательным ЕМ-полем для телевизионного приемника, но может и не быть таковым для AM/FM-радиоприемника. ЕМ-поля, оказывающие нежелательное влияние на приборы, оборудование или систему, называются электромагнитными помехами (EMI). EMI могут генерироваться внешними и внутренними источниками и могут быть искусственного и естественного происхождения.

Условия возникновения нежелательных EMI . Телекоммуникационные системы, работающие с отклонениями от нормы из-за влияния нежелательной электромагнитной энергии,,
являются жертвами EMI, которые всегда присутствуют в какой-либо форме. Проблема ЕМ1
для телекоммуникационных систем возникает только при одновременном наличии трех сле-
дующих условий:

• источника помех;

• восприимчивого к помехам элемента;

• пути, по которому передается шум от источника помех к восприимчивому к помехам элементу.

Проявления EMI . Может возникнуть обманчивое впечатление, что электромагнитные помехи существуют только в замкнутом пространстве электронных устройств. Однако это далеко не так. Насколько недальновидно и порой опасно может быть пренебрежение нормами соблюдения электромагнитной совместимости, можно убедиться на нескольких приведенных ниже примерах влияния EMI:

• автопилот, изменяющий курс на 180° при работе сотового телефона;

• искажение изображения или звука телевизионного приемника при работе пылесоса;

• шумы или фоновые разговоры, иногда слышимые при работе телефона;

• прием сигналов радиостанций спикерфоном;

• потрескивание или фоновый шум, слышимые в автомобильном радиоприемнике при пе-
ресечении автомобилем зон мачт радиотрансляции или высоковольтных линий;

• электрический удар, ощущаемый человеком, вследствие электростатического разряда,
формирующегося в приборах, несущих высокоэнергетические потенциалы (например,
мониторы компьютеров);

• блокирование компьютеров или телефонного оборудования при электростатическом
разряде с ножки стула, расположенного поблизости.

Если в бытовых условиях подобные вторжения электромагнитных шумов могут вызвать раздражение, в коммерческих и специальных коммуникационных системах такие явления могут приводить к крупным финансовым потерям и даже технологическим катастрофам.

Виды EMI . В феномене EMI участвуют три группы объектов и явлений (табл. 40):
Таблица 40. Объекты и явления, участвующие в феномене EMI

Источники наведенных и излученных помех

Коммуникации

Передатчики

Радары

Телеметрия

Навигация

Двигатели

Коммутаторы

Силовые линии

Источники, передающие или распространяющие помехи

Нарушения разделения сред
Дефекты систем экранирования
Некачественная фильтрация
Неправильное заземление
Силовые линии
Входная/выходная проводная сеть

Принимающие или чувствительные элементы

Приемники (все типы)

Чувствительные электронные
компоненты

Релейное оборудование

Организм человека
(биологический риск, влияние
на человека)

EMI могут быть искусственного и естественного происхождения.

К естественным источникам EMI можно отнести атмосферные грозовые явления и разряды молний.

Источники EMI искусственного происхождения - это электросиловые установки (преобразователи, трансформаторы, генераторы), электроника связи (вещание - AM, FM, VHP или UHF; навигационная, телефонная, радиосвязь, спутниковая), электроприборы, промышленное
оборудование, флуоресцентные лампы.

Источники EMI также подразделяются на внешние и внутренние (табл. 41):

Таблица 41. Типичные источники EMI

Типичные внешние источники EMI

Радиопередатчики

Портативные передатчики

Силовые линии

Радары

Сотовые телефоны

Системы зажигания двигателей

Молнии

Электростатические разряды (ESD)

Электродвигатели

Дроссели

Типичные внутренние источники EMI

Источники питания

Выпрямители

Осцилляторы

Цифровые часы

Силовые кабели

Проводные и кабельные сети

Контроль внешних источников EMI в большинстве случаев затруднен, поэтому при создании коммуникационных систем необходимо обеспечение мер защиты.

Внутренние источники EMI обычно проще контролировать, так как есть возможность уменьшения эмигрирующей способности источника. Длинные отрезки неэкранированных проводников подвержены воздействию внешнего шумового излучения вследствие особенности их поведения в качестве антенн; проводник, несущий шумовой сигнал, может наводить шум в близлежащих проходящих проводниках. Телекоммуникационная проводная сеть также может нести в себе EMI, генерированные внешними источниками, и переизлучать или наводить шум EMI в других проводниках.

EMI и каблирование

При проектировании распределительных систем учет потенциальных источников электромагнитных помех должен быть главным критерием при выборе типов горизонтального каблирования и конфигурации горизонтальных трасс.

Кабели как генераторы EMI

Основными генераторами и приемниками EMI являются электрические кабели. В качестве генераторов они эмиттируют электромагнитный шум, который может быть абсорбирован
следующими элементами:

• телекоммуникационными и силовыми линиями;

• источниками питания;

• радио и телевизионными приемниками;

• компьютерами;

• телекоммуникационными системами и системами передачи данных;

• антеннами.

Восприимчивость кабелей к EMI . Кабели восприимчивы к абсорбированию шума от близлежащих источников. Передача шума может происходить по одному или нескольким путям. Шум может передаваться излучением, по проводящим каналам, а также с помощью индуктивного и емкостного наведения.

Экранирование и заземление экранов кабелей и оборудования является методами, используемыми для подавления или предотвращения электрического шума. Неправильное заземление и экранирование может даже увеличивать восприимчивость к EMI.

Одним из способов избежания влияния электромагнитных помех является поддержание
физического разделения возможных источников EMI и телекоммуникационных кабельных систем.

При проектировании распределительных систем рекомендуется не использовать совмещенные кабельные трассы для распределения телекоммуникационных и силовых сетей, хотя это и может быть разрешено некоторыми строительными инструкциями. При использовании совмещенных трасс силовые и телекоммуникационные кабели должны быть разделены заземленным металлическим барьером.

Несмотря на то, что экранированный кабель является традиционным решением для зданий с высокими уровнями EMI (например, производственные помещения с большими индуктивными нагрузками), неэкранированные кабели "витая пара" (DTP) обеспечивают такую степень невосприимчивости к помехам, которая делает применение экранирования ненужным в
большинстве электромагнитных сред. Консультации с производителями кабеля и соблюдение
требований и правил, содержащихся в инструкциях по монтажу, позволяют определить уровень невосприимчивости к шумам, присущий различным видам кабелей UTP [23].

Электромагнитная совместимость (ЕМС)

Электромагнитная совместимость подразумевает проектирование электрических или электронных приборов, оборудования и систем с целью обеспечения невозможности влияния электромагнитной энергии, генерируемой одним устройством, на работу другого. ЕМС также означает способность устройства функционировать без распространения нежелательных EMI в окружающую среду, или быть невосприимчивым к внутренним или внешним шумам с нежелательным влиянием. Электромагнитная энергия, генерируемая оборудованием, в общем случае носит название "излучение", а способность оборудования противостоять электромагнитным возмущениям называется "невосприимчивостью". Термин "электромагнитная восприимчивость" имеет смысл, противоположный невосприимчивости.

Основы философии ЕМС

ЕМС может интерпретироваться как определение компромиссного уровня электронного шума. Телекоммуникационные системы работают должным образом в своей, предназначенной для них, электромагнитной среде. В то же время телекоммуникационные системы не должны вызывать проблем, связанных с явлением EMI, у своих электронных соседей. Значительная часть выполнения условий ЕМС зависит от следующих положений:

• Все проблемы EMI объясняются с помощью основных законов физики: проблема EMI -
это ВСЕГДА проблема электрической цепи.

• Реальная задача заключается в уменьшении тысяч возможных комбинаций EMI и ЕМС
до количества, поддающегося контролю.

• Даже при хорошем выполнении проектирования и монтажа системы EMI могут все-таки
проявляться - как исключение из правил. Это происходит из-за того, что EMI часто воз-
никают в "скрытых схемах" или распространяются по "неучтенным" путям.

• От влияния EMI очень легко избавиться, как только найдена их основная причина.

• EMI является субпродуктом развития технологий.

• Соблюдение требований ЕМС часто включает в себя учет при проектировании причин и
источников помех, которые могут, а может быть и нет, возникнуть позднее. Бывает так,
что одни и те же методы ЕМС будут функционировать хорошо в одном месте и с позо-
ром "проваливаться" в другом.

• ЕМС включает в себя элемент вероятности. Каждая телекоммуникационная система и ее
местоположение отличается от других систем. Важно не быть введенным в заблужде-
ние, когда методы ЕМС дают различные результаты в разных системах и разных местах
установки систем.

Основные требования по обеспечению ЕМС

Для обеспечения электромагнитной совместимости необходимо использование металлических трасс для прокладки силовых линий. Фидер, обслуживающий здание и проводники локальных сетей, питающих телекоммуникационные системы, должны быть полностью скрыты в металлических кондуитах, проходящих в капитальных стенах. Желательно, чтобы для каждой
локальной сети использовался отдельный кондуит.

Металлические кондуиты должны использоваться и для телекоммуникационных сетей.
Рекомендуется использовать металлический кондуит при прохождении вблизи от силовых линий. Сигнальные проводники не должны располагаться в одном кондуите с силовыми проводниками. Нельзя использовать изолированные цепи заземления за исключением случаев, когда это является требованием производителя оборудования. Должно выдерживаться адекватное физическое разделение источников шума и чувствительного телекоммуникационного оборудования. Должны использоваться устройства защиты от пиковых бросков, происходящих в момент выключения индуктивных приборов. Устройства для защиты от внешних источников пиковых помех должны располагаться как можно ближе к этим источникам.

Флуоресцентные лампы рекомендуется помещать в экранирующую сетку, а между лампой и силовым щитком рекомендуется прокладка экранированного кабеля и установка фильтра.

Выдерживание приемлемых расстояний от силовых трансформаторов позволяет избежать влияния мощных магнитных полей.

Использование проводников "витая пара" в чувствительных к помехам цепях и любых цепях, производящих шум, практически полностью обеспечивает ЕМС.

Требования по невосприимчивости к EMI

Требования по невосприимчивости к EMI электронных устройств изложены в стандартах
IEC, которые первоначально были предназначены для промышленного управляющего оборудования. В настоящее время они применяются по отношению ко всем типам электронных
устройств. Эти стандарты стали основой европейских нормативов по ЕМС, и соответствие
характеристик приборов их требованиям необходимо для маркетинга электронного оборудования в Европе.

IEC 1000-4-2, ESD (Электростатический разряд). Первоначальное название стандарта
- IEC 801-2. Измерения параметров и требований к ESD. Стандарт определяет четыре уровня
невосприимчивости оборудования к воздушному и контактному ESD.

IEC 1000-4-3, Radiated Immunity (Невосприимчивость к радиационным помехам).
Первоначальное название стандарта - IEC 801-3. Процедуры по тестированию оборудования
на невосприимчивость к радиационным полям с частотами от 26 МГц до 1 ГГц.

IEC 1000-4-4, Electrical Fast Transient (Кратковременные электрические броски).
Первоначальное название стандарта - IEC 801-4. Процедуры и требования по невосприимчи-
вости оборудования к кратковременным помеховым броскам по линиям питания и сигнальным проводникам. В стандарте определены четыре уровня защищенности оборудования от уровней напряжения на питающих и сигнальных линиях.

IEC 1000-4-5, Surge (Пиковый шум). Первоначальное название стандарта - IEC 801-5.
Процедуры и требования к невосприимчивости оборудования к пиковым помехам (например,
производимым молниями на силовых, сигнальных и заземляющих проводниках).

IEC 1000-4-6, Conducted Immunity (Невосприимчивость к помехам, передающимся по
проводящим каналам). Первоначальное название стандарта - IEC 801-6. Процедуры и требо-
вания к невосприимчивости оборудования к высокочастотным шумам, проводимым кабелями
системы.

TIA / EIA -631, Telecommunications and Telephone Terminal Equipment - Radio Frequency Immunity Requirements for Equipment Having an Acoustic Outlet (Телекоммуни-
кационное и телефонное оборудование - требования к радиочастотной невосприимчивости
для оборудования с акустическими розетками). Требования к защищенности телефонных ап-
паратов от помех, создаваемых коммерческими вещательными станциями и другими радио-
службами.

Проблемы экранированных и неэкранированных
кабельных систем

В последнее время большое внимание уделяется электромагнитной совместимости в различных информационных приложениях кабелей на основе ЭВП (STP) по сравнению с кабелями на
основе НВП (UTP). Широко распространенные традиционные взгляды на экранирование привели к вере в то, что физически "экранированный" кабель безусловно обладает лучшей невосприимчивостью к шуму и более низкими уровнями излучательной способности, чем "неэк-
ранированный" кабель. Однако полученные результаты исследований показывают, что невос-
приимчивость к шуму и излучательные характеристики информационных кабелей типа НВП
практически не отличаются от таких же характеристик кабелей типа ЭВП. Опубликованная работа "Сравнение характеристик чувствительности к помехам кабелей типа экранированная витая пара и неэкранированная витая пара при передаче данных" [72] дает заключение, что
кабельные системы на основе DTP Category 5 демонстрируют превосходные рабочие харак-
теристики с точки зрения электромагнитной совместимости и в то же время обеспечивают
конкурентноспособные цены при монтаже и эксплуатации.

По мере увеличения скоростей передачи информации в телекоммуникационных системах, растет внимание к проблемам шума и его разрушительном воздействии на телекоммуникационные сети. Электромагнитная совместимость (Electromagnetic Compatibility, EMC) является показателем способности кабельной системы минимизировать уровни излучаемой энергии (испускание излучения) и быть устойчивой к шумовым помехам от внешних источников (невосприимчивость). Важно помнить, что рабочие характеристики ЕМС определяются общим качеством кабельной системы и сетевого оборудования. Кабельная система с превосходными рабочими характеристиками не может улучшить рабочие характеристики ЕМС плохо сконструированного телекоммуникационного оборудования. И наоборот, кабель с плохими рабочими характеристиками может стать причиной ухудшения рабочих характеристик ЕМС хорошо сконструированного оборудования.

Передающие характеристики витой пары

Понимание эффективных способов снижения уровней излучения и повышения невосприимчивости зависит от понимания принципов, на которых основана передача сбалансированного сигнала по паре витых проводников. Сбалансированный сигнал состоит из двух одинаковых по амплитуде и противофазных сигналов, распространяющихся по двум проводникам пары. Приемник интерпретирует сигнал, приходящий по линии передачи витая пара как разницу напряжений между двумя проводниками. В приложении к кабелю термин "баланс" означает, насколько точно соответствуют друг другу проводники в одной паре. В идеально сбалансированной кабельной системе электрические наводки вызывают одинаковые шумовые сигналы в обоих проводниках пары. Вследствие того, что шумы в проводниках равны по амплитуде, но не противофазны, приемник, который обнаруживает только разницу напряжений, их игнорирует. Кроме того, при идеальных условиях, два одинаковых по амплитуде и противофазных сигнала, генерируемые передатчиком, образуют равные по напряженности и противофазные электромагнитные поля, которые являются самокомпенсирующими и дают суммарный эффект отсутствия излучения.

Излучение

К сожалению, в реальных ситуациях передаваемые сигналы и кабельные компоненты не
бывают идеально сбалансированными. Такая разбалансированность приводит к испусканию
электромагнитного излучения, энергия которого зависит от степени разбалансированности и
амплитуды передаваемого сигнала. Несбалансированные токи в паре могут рассматриваться
как ток, текущий в одну сторону по одному из проводников и возвращающийся обратно по
другому, таким образом формируя огромную петлю. Эта часть несбалансированного тока ве-
дет себя как контурная антенна, формирующая поле. Напряженность поля зависит от площа-
ди петли и количества проходящего по ней "нескомпенсированного" тока. Такое излучение
может мешать работе беспроводных приемников, таких как телевизоры, радиоприемники и
сотовые телефоны, а также устройств, использующих медный кабель для приема-передачи

сигналов. Уровень излучения зависит от степени сбалансированности пары, а также от других
второстепенных факторов, таких как, например, изоляционный материал кабеля. Для сниже-
ния уровня излучения энергии важно поддержание баланса пар как для кабелей DTP, так и
для кабелей STP.

Невосприимчивость к шуму

В дополнение к излучению реальные кабельные системы подвержены влиянию шумовых
помех. Невосприимчивость - это способность кабельной системы противостоять воздействию
шумов и помех. Помехи могут генерироваться передающими антеннами (например, радио-
станциями), излучением от других электронных устройств (например, от близко расположен-
ного принтера ПК) или наведенным шумом от электрических приборов (например, от элек-
тродвигателей и электровыключателей).

В кабелях UTP и STP применяются две различные стратегии противостояния шумовым
помехам. В неэкранированных кабелях витая пара для повышения невосприимчивости к шуму
основная ставка делается на хороший баланс пар в кабеле. Когда сбалансированность ка-
бельной UTP-системы приближается к идеальной, наведенные шумовые токи на витых про-
водниках выравниваются и приемник, который способен обнаруживать только разницу напря-
жений на паре, становится невосприимчивым к шумовым помехам. Таким образом, даже без
защиты с помощью физического "экрана" идеально сбалансированная пара будет демонст-
рировать отличную невосприимчивость к шуму.

В экранированных кабелях витая пара для улучшения невосприимчивости к шуму используется легко разрушимая и дорогостоящая техника. Поле шумовой помехи наводит ток в металлическом экране кабеля. В результате стекания на землю наведенного тока на сигнальных проводниках под экраном будет наводиться одинаковый по амплитуде и разнофазный ток. По мере приближения качества экрана к идеальному два тока становятся равными по амплитуде и противофазными, компенсируя влияние шумовых помех.

Комбинированное влияние

Сложное взаимозависимое соотношение существует между явлениями шумовых помех и испусканием излучения. Идеально сбалансированная кабельная система обладает бесконечно высокой невосприимчивостью к шуму и не испускает электромагнитное излучение (если передатчик и приемник также идеально сбалансированы).

Однако в реальных ситуациях, если сигнальные проводники "открыты" для несбалансированных шумовых токов, не только регистрируется шум на стороне приемника, но и несбалансированный ток создает описанный ранее эффект контурной антенны. Следовательно, несбалансированная передающая система на витой паре или неправильно заземленная передающая STP-система будут не только испускать излучение, но будут также подвержены шумовым помехам от внешних источников. Как разработчики систем и оборудования, так и конечные пользователи во время принятия решений, касающихся кабельных систем, должны тщательно исследовать возможность возникновения этих явлений.

Инженеры и разработчики систем и оборудования. Разработчики систем и оборудования, занимающиеся проектированием устройств для передачи и приема телекоммуникационных сигналов, часто рассматривают проблемы излучения и невосприимчивости к шуму как вопросы, требующие компромиссного решения. Для соответствия требованиям к излучению (таким, как FCC Part 15 и IEC CISPR22) часто снижается амплитуда передаваемого сигнала. К сожалению низкие уровни сигналов увеличивают восприимчивость системы к шуму. С точки зрения разработчика хорошая кабельная система - это система, которая позволяет вести передачу сигнала с уровнями, достаточными для преодоления остаточного шума, и в то же время удовлетворяющими требования к излучению, установленные для предполагаемого рынка.

Конечные пользователи. Главной заботой для огромного большинства конечных пользователей является то, насколько хорошо будет функционировать система в различных конфигурациях и при различных кабельных решениях. Невосприимчивость к воздействию со стороны электромагнитных шумов является главным критерием при определении рабочих характеристик установленной системы (часто выражается как BER - bit-error-rate - уровень битовой ошибки). В случае ЛВС ухудшение рабочих характеристик может значительно увеличить время реакции системы и в экстремальных ситуациях вызвать аварию в сети. С точки зрения конечного пользователя хорошая кабельная система позволяет реализовать множественные конфигурации (то есть количество пользователей, количество подключений, длины кабельных сегментов) и в то же время сохранять приемлемые рабочие характеристики ВЕН. По этой причине экранированные кабели обладают интуитивной привлекательностью для тех, кто не подозревает об опасностях, создаваемых неправильно терминированным экраном, и не знает о хорошей невосприимчивости к шуму и отличных рабочих характеристиках кабельных систем DTP, предназначенных для передачи данных.

Физические характеристики кабелей UTP и STP

Неэкранированный кабель витая пара состоит из двух или более одножильных медных проводников, в основном размером 24 AWG, отдельно помещенных в изолирующие пластиковые оболочки. Изоляция, как правило, изготавливается из термопластичного материала, такого как поливинилхлорид (PVC - ПВХ) для кабелей более низкого класса и из полиэтилена для кабелей высших классов. Изолированные проводники обычно свиты с различным шагом витков для повышения сбалансированности пар и улучшения невосприимчивости к шуму между парами (NEXT).

Экранированный кабель витая пара состоит из свитых пар (как описано выше), которые
окружены экраном, представляющим собой луженую сетку, фольгу или комбинацию обеих.
Два наиболее распространенных типа техники экранирования - это индивидуальное экрани-
рование каждой пары и экранирование всего кабельного пучка. Практика индивидуального
экранирования витых пар имеет целью уменьшение излучения и повышение невосприимчиво-
сти к шумовым помехам, а также для улучшения рабочих характеристик NEXT. Общее экрани-
рование кабеля снижает уровень излучения и повышает невосприимчивость к шумовым поме-
хам, но не улучшает рабочие характеристики NEXT между парами. Недостатком кабелей, эк-
ранированных только оболочкой из фольги является то, что они подвержены низкочастотному
EMI-шуму, например, генерируемому мощными электрическими двигателями. Кроме того, эк-
ранирование в общем случае ухудшает характеристики кабеля по затуханию сигнала. Это по-
вышенное значение затухания является следствием добавочной емкости между экраном и
витыми парами.

Испытания

В AT&T Bell Laboratories было проведено сравнительное исследование рабочих характеристик кабелей ЭВП и НВП с помощью двух тестовых процедур. Была исследована чувствительность кабеля к шуму при защите только с помощью экранирования (измерение вторично наведенного тока). Результаты этого теста являются индикатором проникновения шума через экран. Еще одна серия исследований была выполнена для сравнения относительных уровней помехового напряжения, наводимого на кабелях DTP Category 3, UTP Category 5 и Type 1 STP в результате воздействия шума (измерение разницы напряжений).

Измерение вторично наведенного тока

Многие проектировщики систем и оборудования, а также конечные пользователи уверены в том, что качество их кабельных систем на основе STP является следствием физического присутствия "экрана". Однако, любой экран, если он изготовлен и терминирован некачественно, будет вести себя как антенна, излучая или поглощая шумы. Эффективно экранированная кабельная система должна быть правильно терминирована с обоих концов и должна поддерживать целостность экрана в каждом соединении по всей кабельной системе. При измерении вторично наведенного тока сравнивают результирующее воздействие шума, произошедшее вследствие нарушения системы заземления, с воздействием шума на хорошо заземленный кабель.

По результатам этого теста невосприимчивость экрана к шуму изменялась от граничной
(10% для заземляющего отвода длиной 1 дюйм) до плохой (50% для заземляющего отвода
длиной 8 дюймов) и результирующее влияние на сигнал изменялось соответствующим образом.

Это замечание является очень важным, так как на практике очень часто экран заземля-
ется с помощью заземляющего отвода.

Результаты измерений вторично наведенного тока четко демонстрируют, что любая деградация экрана может ухудшать невосприимчивость к шуму до такой степени, что начинают происходить искажения сигнала. Очевидно, что физическое наличие экрана само по себе недостаточно для обеспечения невосприимчивости к шуму. Более того, качество терминирования экрана по всей телекоммуникационной системе и качество монтажа системы заземления определяют уровень невосприимчивости к шуму. На самом деле сбалансированная линия передачи с неправильно терминированной системой экранирования может быть более подвержена шумовым помехам, чем если бы она не была экранирована вовсе.

Измерение разницы напряжений

Важным фактором при выборе кабельной продукции как для разработчиков систем и оборудования, так и для конечных пользователей, является общий уровень работоспособности кабеля. Измерение разницы напряжений, основанное на измерении уровней помех, вызванных шумом, были проведены для кабелей DTP Category 3, UTP Category 5 и Type 1 STP.

На основании результатов измерений инженеры Bell Labs сделали заключение, что "при
соблюдении определенных правил, в реальных рабочих условиях неэкранированный кабель
витая пара может достигать таких же высоких рабочих характеристик по сопротивляемости к шуму, какие присущи экранированному кабелю витая пара. Результирующие дифференциальные шумовые напряжения, измеренные в кабелях UTP Category 5 и STP были достаточно низкими для обеспечения точной передачи данных, учитывая жесткие условия эксперимента" [71].

Выводы по результатам измерений

Результаты измерений разницы напряжений и вторично наведенного тока привели к заключению, что и UTP и STP способны обеспечивать степень невосприимчивости к электромагнитным помехам от хорошей до отличной. По определению специалистов Bell Labs степень невосприимчивости "зависит от сбалансированности системы DTP и качества экранирования системы STP. Кабели UTP для высокочастотных приложений с жестко контролируемым балансом могут обеспечивать рабочие характеристики ЕМС, сравнимые с такими же характеристиками кабельных систем на основе STP с хорошим экраном. И точно так же, плохо экранированная система STP или система с дефектным экраном может оказаться более уязвимойк помехам, чем хорошо сбалансированная система на основе UTP" [71].

Заключение. Измерения рабочих характеристик, проведенные AT&T, развеяли некоторые заблуждения, связанные с рабочими характеристиками кабелей на основе ЭВП и НВП.
Результаты измерений вторично наведенного тока привели к заключению, что "сам по себе
экранированный кабель не обеспечивает невосприимчивости к шуму. Следует рассматривать
внешнее экранирование всей линии, так как на первый взгляд безобидные соединения могут
оказывать и оказывают значительное влияние на эффективность экранирования. Кроме того,
поддержание высокого качества экрана в каждой точке становится дорогим, а разработчик
системы должен найти компромисс между требованиями, предъявляемыми к системе, учиты-
вая требуемые рабочие характеристики ЕМС, а также стоимость компонентов и обслуживания
системы". В заключение можно констатировать, что при использовании обычных кабельных
конфигураций, неэкранированный кабель полностью способен обеспечивать такой же уровень
устойчивости к шуму, как и экранированный кабель.

TIA / EIA TSB -67: Полевое тестирования кабельных
систем на основе неэкранированной витой пары -
спецификации передающих рабочих характеристик

Завершающим моментом проекта по монтажу кабельной системы является ее полевое тести-
рование и сертификация.

Кабельные системы категории 5 являются ключевой технологией, позволяющей реали-
зовывать высокоскоростные сетевые приложения вплоть до уровня настольного компьютера.
Для удостоверения в высокоскоростных свойствах каждого канала категории 5 в кабельной
системе необходимо проводить тестирование рабочих характеристик в полевых условиях.

Спецификации стандарта TIA TSB-67 [79] полевого тестирования определяют функции
тестирования, конфигурации и минимально необходимую точность измерений полевого тес-
тера, необходимые для сертифицирования кабельной системы на соответствие требованиям
категории 5 в полевых условиях. TSB-67 определяет два уровня точности измерений и пара-
метры конструкции измерительных приборов, требуемые для соответствия этим общим тре-
бованиям к точности измерений. Спецификации, содержащиеся в Приложении А к TSB-67 оп-
ределяют математическую модель соотношения между полной точностью измерений полево-
го тестера и показателями погрешности измерений инструмента. Используя эту модель, мож-
но получить полную точность измерений полевого тестера на основании данных измерений,
проведенных в лабораторных условиях.

Телекоммуникационный бюллетень 67 был принят в сентябре 1995 года. Работа над
созданием TSB-67 началась в конце 1993 года после обнаружения несоответствия между ре-
зультатами, полученными с помощью полевых измерительных приборов и с помощью лабора-
торных сетевых анализаторов. В некоторых случаях при тестировании полевыми приборами
линии категории 5 не проходили тест несмотря на то, что были тщательно смонтированы и
были применены компоненты категории 5 [33].

После двух лет исследований стало ясно, что некоторые из применявшихся устройств
не обладали достаточной точностью измерений, допускались ошибки в процедурах измере-
ний и в интерпретации результатов. Кроме того, на результаты измерений влияют следующие
факторы:

- несбалансированные компоненты, в особенности модульные 8-позиционные коннекторы;

- неправильно проводимые процедуры сравнительных тестов. Сетевой анализатор подключается непосредственно к тестируемому сегменту. При подключении полевого тестера к сети с помощью дополнительного шнура изменяются потери NEXT системы и, следовательно, невозможно получение одинаковых результатов;

- отсутствие стандартов рабочих характеристик адаптеров;

- сканирование частотного диапазона с логарифмическим или линейным шагом при измерении потерь NEXT. При увеличении шага растет вероятность пропуска узкого пика потерь NEXT;

- тестирование при пониженных уровнях сигнала по сравнению с реальными, существующими в "живой" сети. Результаты, полученные вблизи порога шума и экстраполированные до нормальных рабочих уровней сигнала, где точность измерений значительно выше, могут быть неверно интерпретированы.

Данный бюллетень касается спецификаций полевого тестирования рабочих характери-
стик инсталлированных кабельных систем, спроектированных в соответствии с TIA/EIA-568-A.

Компоненты, подлежащие тестированию: определены TSB-67 - DTP и ScTP (за ис-
ключением экрана и элементов системы заземления); не определены TSB-67 - волоконно-
оптические компоненты.

TSB 67 определяет и описывает:

- методы тестирования;

- интерпретацию результатов тестирования;

- критерии оценки результатов тестирования (Pass/Fail);

- характеристики полевых тестеров.

Тестирование проводится на соответствование требованиям к категориям:

CAT 3 UTP; CAT 4 UTP; CAT 5 UTP.

Соответствие требованиям. Конечный пользователь должен иметь возможность проверять тестер на соответствие заданным требованиям.

Воспроизводимость. Результаты всех тестов, проведенных на одном кабеле, должны
находиться в пределах диапазона точности тестера.

Коннекторы и шнуры. Для изготовления всех аппаратных шнуров тестирующего оборудования требуется многожильный кабель CAT 5.

Пэтч-корды и перемычки. Пэтч-корды или перемычки, входящие в тестируемую схему, должны быть сертифицированы ТОЛЬКО для использования в ДАННОМ канале.

Тестируемые конфигурации

В соответствии с требованиями TSB-67 тестированию подлежат канал и базовая линия.

Канал. На рис. 50 показано определение Канала по TSB-67. Канал включает в себя все
элементы базовой линии, а также — кроссировочные перемычки, пэтч-корды и аппаратные
кабели, за исключением точек подключения на обоих концах. Кабели А и в - пэтч-корды, с
помощью которых конечный пользователь будет осуществлять подключение активного обору-
дования к системе. Следует особо отметить, что эти шнуры не являются и не могут являться
шнурами тестирующего оборудования - это должны быть реальные пользовательские шнуры.

Как видно из рис. 51, разъемы на концах аппаратных шнуров не включаются в модель
канала. Они считаются частью тестера. Такие разъемы обычно представляют собой 8-
позиционные модульные узлы (разъемы) вилка/гнездо.

Причиной необходимости определения модели канала является следующее. Важно
знать рабочие характеристики суммы всех компонентов между хабом и компьютером для уве-
ренного прогнозирования качества связи от одного конца до другого. В случаях, когда зара-
нее неизвестна конфигурация рабочих мест, применяется модель базовой линии.

Базовая линия. Следует отметить, что базовая линия представляет собой минимальную линию, имеющую только по одному разъему на каждом конце, в то время как канал - г
два. Кроме того, базовая линия может иметь длину не более 90 м, а канал не может бьп
длиннее 100 м (рис. 52, 53). Как следствие этого, значения затухания и потерь NEXT у канала
хуже, чем у базовой линии.

Тестируемые параметры

В соответствии с требованиями TSB-67 обязательному тестированию подлежат следующие четыре
параметра:

- схема разводки;

- длина;

- затухание;

- потери NEXT.

Схема разводки

Проверка физического контакта на каждом конце кабеля; определяются – открытые концы, короткие замыкания, перекрещенные проводники, разбитые пары, реверсированные пары и прочие ошибки в схеме разводки. Схема разводки должна быть одинаковой для всех конфигураций (базовая линия и канал).

Длина

Физическая длина - рассчитывается на основе маркеров длины, нанесенных на кабель;
максимальная физическая длина базовой линии - 90 метров; максимальная физическая длина канала - 100 метров. Электрическая длина - расчет основан на использовании времени задержки прохождения сигнала по паре проводников; измерения выполняются с помощью TDR (Time Domain Reflectometer - рефлектометр с временным доменом); расчет выполняется на основе номинальной скорости распространения (Nominal Velocity of Propagation, NVP) сигнала по тестируемой паре.

Затухание

Затухание - потеря мощности сигнала при прохождении по кабельной паре, измеряется в дБ. Затухание увеличивается с увеличением несущей частоты. Оценка результата тестирования всех пар производится на основании наихудшего показания. Промежуток между тестовыми замерами затухания минимально должен составлять 1 МГц. Пределы затухания приведены в табл. 42.

Таблица 42. Предельные допустимые значения затухания по TSB-67

Отчет о затухании. Определение результов Pass / Fail . Тестеры должны использовать формулу

Л_7ИЯИИ = А_{соеаинения} + /^„йсистен^опинв, исходя из 94 м для базовой линии и 100 м для канала. Условие Pass (положительный результат) - указывается наибольшее значение затухания. Условие Fail (отрицательный результат) - указываются значения затухания и частоты в точке сбоя. Измеренные значения затухания меньше 3 дБ (абсолютные) не должны маркироваться звездочкой (*) и не должны использоваться для определения результатов Pass/Fail. С повышением температуры затухание увеличивается. При температуре, отличной от 20'С, затухание возрастает на 1,5% на каждый V С для кабелей 3 категории и 0,4% для кабелей 4 и 5 категории. Результаты измерений, проведенных при температурах, отличных от 20' С, должны быть пересчитаны для определения истинных значений.

Переходное затухание на ближнем конце ( Near - End Crosstalk - NEXT )

Переходное затухание на ближнем конце - наведение части сигнала от одной пары на другие. Максимально допустимое значение определяется по формулам, приведенным в TSB-67. Должны быть проверены все комбинации пар, измерения должны проводиться с обоих концов линии. Требования к промежуткам между тестовыми замерами NEXT приведены в табл. 43.

Таблица 43. Промежутки между тестовыми замерами NEXT

Примечание: 1. Значения, превышающие 60 дБ, могут обозначаться как ">60дБ"
2. Значения частот в отчете о результатах тестирования должны находиться в пределах ± полушага приведенных в таблице частот.

Пределы NEXT (табл. 44).
Формулы для расчета:

где NEXT_channe , - потери NEXT канала, NEXT_basicnnk - потери NEXT базовой линии, /VEAT
- потери NEXT горизонтального кабеля UTP по определению TIA/EIA-568-A, NEXT_conn тери NEXT коммутационного оборудования DTP по определению TIA/EIA-568-A.

Таблица 44. Предельные допустимые значения потерь NEXT no TSB-67

cable

- по-

Отчет о NEXT

Условие Pass . Указывается наихудшее значение предела NEXT или наихудшее значение NEXT.

Условие Fail . Указывается наихудшее значение предела NEXT.

В любом случае должны указываться частота и пределы тестирования при наихудшем варианте.

Уровни точности измерений

Вследствие того, что Базовая линия и Канал представляют собой две различные модели
линий, TSB-67 определяет два различных уровня точности измерений - Level II (относительно
высокая точность) и Level I (относительно низкая точность). При тестировании Канала изме-
рения практически всегда проводятся без учета потерь NEXT на модульном интерфейсе поле-
вого тестера. Непредвиденные потери NEXT в этой точке заставляют устанавливать предел
достижимой точности измерений. В противоположность Каналу, при тестировании Базовой
линии можно использовать интерфейсы производителя тестера с очень высокими характери-
стиками потерь NEXT. Эта разница и отражается в описании TSB-67 двух уровней точности
измерений полевых тестеров.

TSB-40A определяет наихудший случай рабочих характеристик NEXT любого модульного
8-позиционного соединения в 40 дБ на частоте 100 МГц. Несмотря на то, что многие соеди-
нения могут достигать значений в 42 или 43 дБ, можно расчитывать только на 40 дБ.

Технология определения точности измерений
по TIA TSB -67

Спецификации TIA TSB-67 определяют несколько методов проверки точности измерений полевых тестеров. Наиболее критической из них является модель погрешности измерений, описанная в Приложении А. Модель определения погрешности Приложения А предназначена для проверки соответствия наиболее строгим требованиям к точности измерений Уровня 2 (Level II).

Другая техника оценки точности измерений предоставляет несколько степеней проверки достоверности техники Приложения А. В Приложении В описана техника сравнения данных
измерений полевым тестером с соответствующими данными, полученными при измерениях с
помощью лабораторных сетевых анализаторов. К другим техникам проверки достоверности
результатов измерений относятся методы проверки тестера в полевых условиях с целью проверки калибровки и правильного функционирования.

Модель погрешностей полевого тестера

Теория и назначение. Техника, описанная в Приложении A TSB-67, предназначена для
определения соотношения между измеряемыми параметрами погрешности и результирующей полной точностью измерений прибора. Модель погрешности служит в качестве справочной.техники для определения соответствия степеням точности измерений инструмента level I и level II, определенным в спецификациях TSB-67.

Инструментальные параметры погрешности. Каждый из параметров погрешности,
определенных ниже, является собственной характеристикой любого полевого тестового инструмента. Каждый параметр погрешности влияет на полную точность измерений тестера раз-
личным образом и в разной степени. Воздействие каждого из этих параметров погрешности
на полную точность измерений изменяется с частотой и величиной измеряемых сигналов.

Следующие математичекие модели, описанные в Приложении 1, формализуют отношение между различными влияниями и полными точностями измерений потерь NEXT и затухания:

£* Е„ Е„ Е„, Е_ь , Е_с - факторы погрешности, полученные из параметров полевого тестера,
описанных ниже;

А - фактор, относящийся к абсолютному уровню измерения;

£ и 5</ - факторы, позволяющие моделировать потери от наведения шума от синфазного сигнала на дифференциальный и наоборот.

Точность измерения потерь NEXT: *

Модели оценки точности измерений

Динамическая точность измерений. Этот параметр описывает точность работы центрального детектора полевого тестера и измеряется с помощью сравнения сигнала на выходе детектора тестера с калиброванным эталонным источником. Идеальный тестер не должен иметь динамической погрешности измерений (0 дБ). Для более точного анализа параметр должен быть измерен на различных частотах в пределах рабочего диапазона и при разных уровнях входного сигнала в диапазоне, перекрывающем динамически диапазон инструмента.

Обратные потери представляют собой ошибки измерений вследствие несоответствия
импедансов полевого тестера и тестируемой нагрузки. Идеальный тестер должен иметь бес-
конечно высокие обратные потери (бесконечно высокое значение дБ). Этот параметр должен
быть измерен на каждой паре при режимах приема и передачи сигналов. Измерения должны
быть проведены во всем диапазоне рабочих частот.

Остаточные потери NEXT . Этот фактор представляет собой ошибку измерений вследствие наличия собственных потерь NEXT в полевом тестере. Идеальный тестер не должен иметь остаточных потерь NEXT (бесконечно высокое значение дБ). Этот параметр должен быть измерен для всех шести комбинаций пар во всем диапазоне рабочих частот.

Баланс сигнала на выходе. Этот фактор представляет собой ошибку, обусловленную любым дисбалансом дифференциальных сигналов, передаваемых полевым тестером. Идеальный тестер должен обладать абсолютным балансом (бесконечно высокое значение дБ).
Этот фактор должен быть измерен для каждой пары во всем диапазоне рабочих частот.

Игнорирование недифференциальных сигналов. Этот фактор представляет собой
ошибку измерений, связанную с любым сбоем полевого тестера в игнорировании недиффе-
ренциальных сигналов, присутствующих на тестируемой кабельной системе. Идеальный тес-
тер должен иметь абсолютную невосприимчивость к недифференциальным сигналам (беско-
нечно высокое значение дБ). Этот параметр должен быть измерен на всех парах во всем диа-
пазоне рабочих частот.

Средний уровень шума. Средний уровень шума определяет вклад ошибки, связанной
с близостью уровня измеряемого сигнала к фоновому уровню шума измерительного прибора.
При уровнях сигнала, близких к порогу шума прибора, тестер не в состоянии отличить сигнал
от фонового шума. Идеальный тестер не должен иметь фонового шума (бесконечно высокое
значение в дБ). Данный параметр должен измеряться для всех пар во всем рабочем диапазо-
не частот.

Требования к точности измерений Уровень 2 ( Level II )

TSB-67 требует, чтобы тестеры, соответствующие требованиям level II, отвечали как требованиям к общей точности, так и дополнительным требованиям к каждому из шести параметров погрешности, входящих в модель расчета полной точности измерений потерь NEXT и затухания.

Требования к полной точности измерений level II базовой линии:

• точность измерения потерь NEXT - 1,6 ДБ;

• точность измерения затухания - 1,0 дБ.

Минимальные требования level II к каждому параметру модели погрешности Приложения
А (табл. 45):

Таблица 45. Минимальные требования к точности измерений параметров полевыми
тестерами level II

Дополнительные тесты, выполняемые полевыми
измерительными приборами

Сопротивление постоянному току

Измерение сопротивления петли кабеля. Обеспечивает эффективную проверку целостности кабеля и коннекторов.

Предоставляемая информация: результаты измерений сопротивления петли каждой кабельной пары; сравнение результатов с максимально допустимым значением для определенного типа кабеля (для типичного кабеля CAT 5, 100 метров - около 16 Ом)

Емкость

Измерение взаимной емкости между двумя проводниками каждой пары в кабеле.
Предоставляемая информация: позволяет определить некачественное терминирование
коннекторов, растянутый кабель.

Характеристический импеданс

Определяется аппроксимированный характеристический импеданс кабеля.

Предоставляемая информация: индикация результата Pass/Fail в случае нахождения измеренного характеристического импеданса в рамках выбранного для тестирования стандарта (тест TDR даст сообщение о всех точках и величинах изменения импеданса).

Средний импеданс

Импеданс - характеристика кабельной системы, которая должна соответствовать системному импедансу ЛВС.

Предоставляемая информация: средний импеданс каждой пары; должен быть равен системному импедансу ЛВС - 100, 120 или 150 Ом ± 15 Ом.

Обратные потери ( Return Loss - RL )

Измеряется разница между амплитудой принимаемого сигнала и амплитудой отраженного сигнала.

Предоставляемая информация: производится оценка того, насколько хорошо характеристический импеданс кабеля соответствует импедансу нагрузки.

Для витой пары значение 20 дБ является нормальным, а 10 дБ или меньше указывает на
наличие дефекта в паре.

Задержка во времени распространения сигнала, смещение задержки

Задержка в распространении сигнала - время, необходимое сигналу для прохождения от передатчика до приемника по 4-парному кабелю 100 Ом.

Смещение задержки - разница во времени распространения сигнала по разным парам в одном кабеле (Максимально допустимое значение смещения задержки - 50 не/100 м).

Предоставляемая информация: величина задержки в наносекундах; многие приложения
ЛВС чувствительны к времени задержки распространения (номинальное значение - 1 милли-
секунда).

TDR

Выявляет аномалии импеданса в кабельной паре.

Предоставляемая информация: открытые концы, короткие замыкания, некачественные
контакты, рассогласования в типах кабелей.

Локатор потерь NEXT (Time Domain Crosstalk - TDX)

Отображает положение точки в кабеле, в которой произошло превышение допустимого
значения NEXT.

Предоставляемая информация: положение точки запредельного значения NEXT используется для локализации источника потерь в кабеле

Тестирование в расширенном диапазоне частот (155 МГц)

Измерение параметров до 155 МГц.

Замечание: не существует стандарта, определяющего рабочие характеристики свыше 100 МГц.

Тестирование оптического волокна

Оптическое волокно тестируется на непрерывность и затухание с помощью соответствующих
видов тестов.

Тестирование непрерывности

Тестирование непрерывности волокна осуществляется с помощью источника света. Используется для проверки прохождения света через волокно (непрерывность) для идентифицирования отдельных волокон, для проверки полярности в дуплексных системах. Наиболее эффективно при поиске неисправностей.

Простой способ проверки непрерывности волоконно-оптических линий малой и средней
протяженности заключается в том, что в линию со сколотыми концами или присоединенными
коннекторами направляют источник света и смотрят, выходит ли свет с другого конца. При
малых протяженностях может быть необходимым сколоть только тот конец волокна, где свет
источника входит в волокно.

Такая простая проверка может быть осуществлена для кабелей длиной до мили и более. Если концы кабеля находятся на улице, может использоваться солнечный свет. При больших расстояниях свет, наблюдаемый на другом конце кабеля может быть красным. Это нормально и происходит в результате фильтрации света внутри волокна.

Тестирование затухания. Измерение оптической мощности

После того, как произведен монтаж кабеля, осуществлено сращивание и подключены все коннекторы, необходимо определить, может ли система передавать требуемую мощность.
Для простейшего испытания требуется источник света с теми же типом, длиной волны и
мощностью, как и у оборудования, предназначенного для дальнейшего применения. Само системное оборудование часто может являться источником, удовлетворяющим этим требованиям. Измерение выполняется с помощью источника света и измерителя оптической мощности. Измеряется величина потери сигнала при прохождении по волоконной линии.

Калибровка

Этап 1. Первый этап заключается в получении примерного значения исходной мощности излучения системы. Для этой процедуры может использоваться короткий тестовый кабель с волокном и коннектором того же типа, что и у установленного кабеля. Один конец короткого кабеля подсоединяется к оборудованию, излучающему свет. Другой конец подсоединен к измерителю оптической мощности.

Определение потерь оптической мощности (Р1) в конфигурации (рис. 54):

Тестирование системы

Этап 2. После того, как сняты первоначальные показания на коротком отрезке тестового кабеля, проводят такое же снятие показаний на установленном кабеле. Разница в показаниях указывает на дополнительные потери мощности из-за длины волокна и различий в оптических характеристиках коннекторов. Так как примерные потери волокна известны, потери, превышающие потери волокна более чем на 1,0 - 1,5 дБ, говорят о плохом соединении, требующем или полировки заново или переделки.

Определение потерь оптической мощности (Р2) осуществляется в конфигурации (рис. 55):

Потери в системе = Р1 - Р2. Обнуление показаний измерителя мощности.
Типичные значения потерь:

Оптический кабель. На 850 нм - 3,75 дБ/км; на 1300 нм - 1,5 дБ/км.

Коннекторы. Типичные потери для пары коннекторов - 0,35 - 0,75 дБ.

Муфты. Менее 0,5 дБ на одну муфту.

Оборудование

Измерители оптической мощности часто дают показания непосредственно в единицах мощности, таких как дБм и дБц. Используя адаптеры для коннекторов и источники света,
имеющие ту же длину волны, что и у установленного оборудования, можно провести очень
точные измерения потерь линий с коннекторами и муфтами.

Оптический рефлектометр с временным доменом ( OTDR ) обычно используют для
измерения длины и затухания на всем протяжении волоконной линии. Их также используют
для выявления особых точек в линии, где возникают потери, например, в местах расположения муфт.

OTDR - это оптический радар, измеряющий время прохождения и интенсивность отраженного короткого импульса света, излучаемого в оптическое волокно. На протяжении волокна возникают небольшие отражения, становящиеся слабее, когда уровни мощности понижаются с увеличением расстояния. В местах наиболее серьезных дефектов возникают большие отражения, появляющиеся на осцилоскопе в виде пиков.

Для испытания волоконно-оптических систем малых и средних длин редко требуется применение OTDR. В малых системах гораздо более быстрым и эффективным является испытание с помощью измерителя оптической мощности. Многие компании, выпускающие инструменты, предлагают потребителю как OTDR, так и другое оборудование для тестирования.

Увеличительные очки и микроскопы. Так как царапины и другие дефекты оптического волокна невозможно заметить невооруженным глазом, требуется использование увеличительного оборудования. При большинстве постоянно проводимых проверок приемлемые результаты можно получить, используя обычный работающий от батареек микроскоп с подсветкой с увеличением 30х - 100х.

Пользователю также предлагаются микроскопы, имеющие особые адаптеры, специально разработанные для использования с волоконно-оптическими коннекторами.

TIA / EIA TSB -72: Руководство по централизованному
оптическому каблированию

Целью данного стандарта является определение правил построения централизованных оптических кабельных систем и требований к коммутационному оборудованию.

Бюллетень TSB-72 [80] содержит информацию по централизованному оптическому каблированию в дополнение к требованиям к горизонтальному каблированию и оптическому каблированию, определенных в ANSI/TIA/EIA-568-A.

Требования бюллетеня предназначены для систем конечных пользователей, которым необходимо централизованное распределение сервиса без создания кросса в телекоммуникационном шкафу.

В бюллетене определены следующие элементы: проходные кабели, межсоединения или
муфты в телекоммуникационном шкафу. Использование межсоединения между магистральной
и горизонтальной кабельными системами разрешается с целью создания повышенной гибкости, удобства обслуживания и легкости перехода к кросс-соединению (рис. 56).

Максимальные горизонтальные расстояния определены в ANSI/TIA/EIA-568-A.

В инсталляции суммарная длина горизонтальных, магистральных кабелей и пэтч-кордов
в сегменте между телекоммуникационной розеткой/коннектором и кроссом должна быть ог-
раничена 300 м. Ограничение в 300 м должно обеспечить поддержку с помощью многомодо-
вого волокна 62,5/125 мкм централизованный сервис с потоками в несколько Гбит/с.

Проходные кабели представляют собой кабели, проходящие от централизованного
кросса через телекоммуникационный шкаф до телекоммуникационной розетки без нарушен-
ной внешней оболочки. Длина проходного кабеля должна быть не более 90 м.

TIA / EIA TSB -75: Дополнения к практике
горизонтального каблирования для открытых офисных
пространств

Под влиянием требований стандартов многие компании в настоящее время обладают хорошо
сконфигурированными СКС, которые являются неотъемлемой частью структуры здания. Хотя
соблюдение стандартов каблирования и обеспечивает экономию средств конечного пользо-
•еля за счет дорогого перекаблирования в случае добавления нового приложения, но оно
по может обеспечить гибкость телекоммуникационного сервиса в офисах, подвергающихся
постоянным трансформациям из-за перемещения рабочих мест.

Последние статистические исследования показали, что 40 - 50% всех служащих каждый
год перемещаются в пределах здания. Без использования логических и систематизирующих
методов, благодаря которым можно справиться с этой проблемой, даже самая совершенная
кабельная система может превратиться в хаос. С ростом и реорганизацией компаний естест-
венным требованием бизнеса становится возможность внесения изменений в систему.

С целью разрешения многих из этих проблем, TIA опубликовала бюллетень TIA/EIA TSB-
75 "Дополнительные правила горизонтального каблирования для открытого офиса" [81]. Под
открытым офисом понимается область этажа здания, разгороженная с помощью мебели,
передвижных перегородок или другими способами, вместо возведения стен. TSB-75 предла-
гает две схемы прокладки кабеля для оптимизации горизонтальной части кабельной системы
в помещениях, где часто происходят передвижения, дополнения и изменения (Move, Add,
Change - MAC). При применении с использованием соответствующих типов кабеля и комму-
тационного оборудования они могут обеспечить эффективные альтернативные проектные ре-
шения, которые сэкономят время и стоимость при монтаже СКС.

Многопользовательская телекоммуникационная розетка

Конструкция многопользовательской телекоммуникационной розетки (MUTO - Multi-User
Telecommunications Outlet) позволяет реализовать идею розетки, обслуживающей нескольких
пользователей, рабочие места которых располагаются в кластере офисной мебели. Аппарат-
ные шнуры прокладываются в мебельных фурнитурных каналах непосредственно от оборудо-
вания к MUTO. MUTO должна устанавливаться в постоянных, легко доступных местах, таких
как колонны или стены здания. Такое размещение позволяет оставлять горизонтальную часть
кабельной системы нетронутой при реорганизации мебельных кластеров. MUTO подходит для
установки в офисах, в которых происходит большое количество перестановок (рис. 57).

Любой кабель, идущий от телекоммуникационной розетки на рабочем месте, считается
кабелем активного оборудования и не должен быть терминирован на дополнительной теле-
коммуникационной розетке/коннекторе на рабочем месте. Максимальная длина кабелей на
рабочем месте должна определяться, исходя из следующей формулы:

С = (102- H )/1,2; W = C -7,

где С - суммарная длина кабеля на рабочем месте (кабель активного оборудования на рабочем месте), кабеля активного оборудования (кабель активного оборудования в шкафу) и пэтч-корда (дополнительная кросс-перемычка/пэтч-корд),

W - длина кабеля на рабочем месте (W < 20 м);

Н - длина горизонтального кабеля.

Суммарная длина UTP/ScTP или оптоволоконных кабелей, используемых для кросссоединений, включая кабели активного оборудования, не должна превышать 7 м в устройствах кросса (ТС, ER, EF). Длина UTP/ScTP или оптоволоконных кабелей на рабочем месте не должна превышать 20 м. Многопользовательская телекоммуникационная розетка должна маркироваться значением максимально дозволенной длины кабелей на рабочем месте (табл. 46).

Таблица 46. Максимальные допустимые расстояния в горизонтальной кабельной системе с
учетом конфигурации открытого офиса

Консолидационная точка

Консолидационная точка (Consolidation Point, CP) отличается от MUTO тем, что она является точкой межсоединения в горизонтальной кабельной системе. В то время как MUTO - это элемент логического терминирования горизонтального кабеля (точка, к которой подключаются кабели, обслуживающие рабочее место), СР служит для распределения горизонтальных кабелей по индивидуальным рабочим местам. СР устанавливается в легко доступном месте в мебельных кластерах, что позволяет основной части горизонтальной кабельной системы оставаться нетронутой во время внесения в нее изменений. После монтажа СР от нее до телекоммуникационных розеток прокладываются короткие горизонтальные кабели, обслуживающие отдельные рабочие места и являющиеся продолжением основных кабельных сег-
ментов (рис. 58).

CP схожа с MUTO в том, что она располагается в точке перехода между распределительными трассами здания связывающими телекоммуникационные шкафы и пространство Открытого офиса. Такое расположение СР устраняет необходимость затрагивания кабелей, расположенных в магистралях здания, в случае проведения перестановки рабочих мест в офисе. СР рекомендуется использовать в таких местах офиса, которые время от времени подвергаются изменениям, но не настолько часто, чтобы возникла необходимость в использовании MUTO. Конфигурация должна быть разработана таким образом, чтобы обеспечить поддержку максимального числа рабочих мест, которое может быть создано в области, обслуживаемом данной консолидационнои точкой. В пределах одной горизонтальной линии запреща-
естся установка более одной консолидационной точки. В консолидационной точке не допускаются кросс-соединения и активное оборудование.

Компоненты СКС

Кабельные компоненты СКС

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель был самым первым кабелем, на основе которого начали строить теле-
коммуникационные сети - Ethernet, широкополосные сети IBM PC-NET и Arcnet. Коаксиал до
сих пор используется в тысячах систем, хотя во многих более современных инсталляциях он
был заменен на витую пару.

В основном коаксиал находит широкое применив благодаря своим свойствам самоэк-
ранирования, низким значениям затухания на рабочих частотах сетевых приложений и срав-
нительно невысоким затратам на монтаж. Конструкция кабеля способна значительно снижать
восприимчивость к влиянию внешних помеховых сигналов и шумов, а также уровень энергии,
излучаемой кабелем в окружающую среду. Вследствие того, что изначально коаксиал был
разработан для передачи радиочастотных сигналов, он обладает довольно низкими значе-
ниями затухания. Этот тип кабеля широко распространен, его приобретение не вызывает
трудностей, он сравнительно недорог, а его конструкция позволяет реализовывать шинные
схемы и схемы с отводами, снижающими общую протяженность кабелей в системе.

Коаксиальные кабели могут иметь одножильные (о.ж.) и многожильные (м.ж.) центральные проводники, экраны из фольги и сеточные, несколько типов материалов диэлектриков и внешних оболочек. Кроме того, коаксиалы выпускаются нескольких стандартных размеров и с несколькими значениями импеданса. Коаксиал может быть окружен внешней оболочкой из различных материалов, что позволяет использовать его в пространствах plenum и в вертикальных трассах (табл. 47). Коаксиал специфицирован в документации IEEE 802.3, Ethernet Version 2.0, NEC. Он был определен в качестве разрешенной среды стандартом EIA/TIA 568. (1991 г.), но в TIA/EIA 568-А (1995 г.) он был переведен в разряд рекомендованных кабелей с исключением из следующей версии стандарта.

Таблица 47. Типы коаксиального кабеля

Общая конструкция. Название коаксиального кабеля происходит от типа его конструкции. Как видно из рис. 59, коаксиал состоит из центрального проводника и коаксиально расположенного по отношению к нему внешнего проводника-экрана, которые разделены изолирующим слоем пластика, называемого диэлектриком. Внешняя оболочка служит изолятором для экрана. Экран может быть фольгой и заземляющим проводником или проволочной сеткой. Некоторые коаксиальные кабели, такие как, например, кабель толстого Ethernet, может иметь двойной экранирующий слой.

В идеальном случае конструкция с центральным проводником, полностью окруженным
концентрическим экранирующим проводником, замыкает все электромагнитные поля между
двумя проводниками. Такой режим работы называется "несбалансированным" в противопо-
ложность "сбалансированной" конструкции витой пары. Экран находится под потенциалом
"земли", центральный проводник - под потенциалом сигнала работающего приложения.

Так как экран коаксиала заземлен, внешние помеховые сигналы не должны проникать в
кабель и воздействовать на центральный проводник. Качество системы заземления является
одним из основных вопросов в инсталляциях на основе коаксиала. Экранирующие свойства
кабеля зависят от правильности соединений с элементами системы заземления. Подключе-
ние к элементам заземления, расположенных в разных частях здания, или в разных зданиях,
может вызвать различные проблемы.

Приложения Ethernet используют два типа коаксиального кабеля - thicknet ("толстый"
Ethernet) и thinnet ("тонкий" Ethernet).

Thicknet является первым распределительным кабелем Ethernet; в настоящее время эта
среда носит название 10Base5. Название "thick-net" (толстый Ethernet) появилось после того,
как начал использоваться кабель меньшего диаметра. Трансивер монтируется непосредст-
венно на коаксиале и подключение к центральному проводнику осуществляется через отвер-
стие, прокалываемое во внешней оболочке, экране и диэлектрике.

Thinnet (тонкий Ethernet) является более современным стандартом (имеет название
10Base2), позволяющим производить подключение к сетевому адаптеру рабочей станции.
Адаптер, в свою очередь, оборудован встроенным трансивером. Thinnet использует коннекто-
ры типа BNC и Т-образные адаптеры. Кабель имеет приблизительно 1 см в диаметре и более
гибок по сравнению с кабелем thicknet. Он также недорог, что дало повод дать ему название
"cheapernet" ("дешевый" Ethernet). Расстояния сегмента при каблировании с помощью thinnet
Ethernet ограничены по сравнению с thicknet.

Arcnet - сетевая топология, созданная для работы на коаксиальных кабелях. В Arcnet
используются несколько типов коаксиалов, включая RG-11/U, RG-59/U и RG-62/U. RG-11/U и
RG-59/U - коаксиальные кабели 75 Ом, RG-62/U - кабель 93 Ом. Рабочие станции подключа-
ются непосредственно к коаксиалу в топологии "звезда". Каждый сегмент терминируется на
активном или пассивном хабе, который осуществляет коммутацию сигнала на все остальные
подключенные станции или серверы.

Размер проводников коаксиального кабеля обычно описывается значением "RG" или
номенклатурным номером производителя. Система нумерации RG является стандартной сис-
темой классификации коаксиальных кабелей, идентифицирующей физические размеры, ха-
рактеристический импеданс, уровни передаваемой мощности и некоторые другие характери-
стики (табл. 48). Наиболее распространенными коаксиальными кабелями, нашедшими приме-
нение в сетях, являются - Ethernet, RG-8/U, RG-11/U, RG-58A/U, RG-59/U и RG-62/U. Размеры
внешней оболочки кабелей RG-8/U и RG-11/U составляет точно 1/2 дюйма (12,7 мм), RG-58A/U, 59/U и 62/U - 1/4 дюйма (6,4 мм). Версии этих кабелей типа plenum, как правило, имеют меньшие размеры.

Таблица 48. Типы коаксиального кабеля, используемые в вычислительных сетях

Цветовое кодирование и маркировка. Наиболее распространенным цветом коаксиального кабеля класса non-plenum является черный. Большинство кабелей non-plenum, используемых в телекоммуникационных сетях, имеют черную внешнюю оболочку из синтетической резины или ПВХ с маркировкой белого цвета. Кабели класса plenum обычно имеют белую или полупрозрачную оболочку с черной маркировкой.

Медные кабели на основе витой пары

Размеры (калибр) проводников. Размер (диаметр) медных проводников витых пар определяется специальным калибром. Наиболее широко используется американский стандарт American Wire Gage (AWG). В табл. 49 представлены сравнительные данные по калибрам и физическим размерам проводников. Меньшим значениям диаметров проводников соответствуют большие значения калибра. Городские телефонные станции, как правило, используют проводники калибра 24 или 26; на междугородних линиях может применяться калибр 19 или 22. Проводники большего размера обладают меньшим удельным сопротивлением на единицу длины. В приложениях ЛВС на высоких частотах наибольшее влияние на затухание сигнала оказывают емкостные факторы, поэтому в таких приложениях применяют проводники небольших размеров. Кроме того, уменьшение диаметра проводника позволяет уменьшить стоимость телекоммуникационного кабеля.

При высоких частотах (таких как, например, используемых в ЛВС) ток сигнала концентрируется на внешней поверхности проводника. Это явление носит название скин-эффекта. В многожильном проводнике, вследствие формирования сложной проводящей поверхности несколькими проводниками, затухание увеличивается. По этой причине стандарты, как правило, ограничивают длину используемых в канале многожильных проводников. Обычно стандарты предписывают использование в кабельных системах медных одножильных проводников калибра 24, обеспечивающего наилучшее соотношение стоимости и характеристик затухания.

Таблица 49. Соотношение размеров некоторых одножильных проводников

Изоляция. Для изготовления оболочек кабелей обычно применяются два типа материалов - поливинилхлорид (ПВХ, PVC) и фторуглеродные полимеры. Использование PVC обеспечивает большую гибкость кабеля и, как правило, используется при изготовлении аппаратных шнуров и пэтч-кордов, к которым не предъявляются жесткие противопожарные требования.
PVC обладает диэлектрическими свойствами, которые делают его непригодным для изготов-
ления оболочки отдельных проводников витых пар категории 5, но вполне приемлемым для
материалов оболочки кабелей. Полиэтилен (РЕ, ПЭ) иногда используется в кабелях категории
5 и может заменить другой материал в оболочке одной пары в кабелях категории plenum.
Фторуглеродные полимеры - это политетрафторэтилен (PTFE, ПТФЭ или TFE, ТФЭ) и фтори-
рованный этилен-пропилен (FEP, ФЭП), которые не так гибки как PVC, но обеспечивают соот-
ветствие кабелей типа plenum самым жестким требованиям к противопожарной безопасно-
сти. Такие фторуглеродные полимеры часто упоминаются под торговой маркой тефлон
(Teflon®) компании DuPont. Часто изоляция проводников представляет собой компаунд из двух
полимеров - TFE и FEP. Существует еще один фторуглеродный полимер, часто используемый
в оболочках кабелей класса plemun. Это - этилен-хлортрифторэтилен (ECTFE, ЭХТФЭ или
HALAR). Этот материал не обладает свойствами, необходимыми для оболочек проводников,
но в настоящее время ведутся работы по оптимизации его для подобных приложений.

Применение большого количества кабелей в телекоммуникационных системах привело к
созданию нормативов, предъявляющих специальные требования к противопожарным свойст-
вам изоляции проводников и оболочек кабелей. Пространства класса plenum, или воздухо-
водные каналы, используются для распространения охлажденного или теплого воздуха внутри
здания. Любой кабель, загоревшийся в воздуховоде может выделять токсичные вещества,
газы и дым , создавая угрозу жизни людей в других частях здания. Кроме того, по воздухово-
дам пламя может распространяться по зданию. Производители кабельных компонентов раз-
рабатывают оболочки кабелей, которые обладают низкой степенью возгорания и могут мон-
тироваться в пространствах класса plenum.

Первые противопожарные спецификации появились в разделах нормативов National
Electrical Code (NEC) [53] и процедурах тестирования Underwriters Laboratories (UL). Подобные
спецификации опубликованы многими странами. Несколько наиболее интересных статей NEC
приведены в табл. 50. Статья 800 часто применяется к телекоммуникационным кабелям и ка-
белям для вычислительных сетей. NEC дифференцирует кабели по типам в соответствии с
классами предельных напряжений и противопожарными свойствами.

Таблица 50. Статьи нормативов NEC в области низковольтных кабельных компонентов

В 1987 году была принята единая система обозначений для градаций кабельных компонентов (табл. 51). Кабель может соответствовать требованиям к определенным параметрам или иметь характеристики, превосходящие их. В случае, если кабель имеет двойную маркировку, он сертифицирован для использования в рамках любой из этих классификаций.

Таблица 51. Коды NEC для металлических коммуникационных кабелей

Цветовое кодирование и маркировка.

Каждый изолированный проводник телекоммуникационного кабеля имеет свой собственный цвет, что облегчает поиск нужного проводника и его терминирование. Цветовые коды для 4-парного кабеля показаны в таблице (табл. 52). Каждая пара в кабеле имеет общий цвет для обоих проводников - например, в первой паре один из проводников голубого цвета, другой - белого с голубой полосой. В 4-парном кабеле белые проводники нумеруются и терминируются первыми. Полярность каждой пары обычно обозначается с помощью терминов для каждого проводника - tip (штырь) и ring (манжета), которые происходят от названий двух электродов на штекере телефонного коммутатора. Первичный цвет присвоен проводнику ring, а вторичный - проводнику tip.

Таблица 52. Цветовая кодировка 4-парного кабеля

Схема цветового кодирования 25-парного кабеля показана в табл. 53. Хотя 25-парные
кабели и кабели с большим количеством пар очень широко используются в телефонии, обыч-
ные телефонные многопарные кабели непригодны для современных высокоскоростных при-
ложений. В случае применения 25-парных кабелей в СКС они должны быть специфицированы
как кабели категорий 3, 4 или 5. Кроме того, при передаче данных на скоростях 100 Мбит/с и
выше под одной общей оболочкой сильно возрастает уровень перекрестных помех, что при-
водит к росту битовых ошибок и даже авариям в сети. В таких случаях единственным прием-
лемым решением может быть применение кабелей с рабочими характеристиками, соответст-
вующими требованиям модели суммарной мощности NEXT.

Таблица 53. Схема цветового кодирования 25-парного кабеля

Кабели размером больше 25 пар обычно составлены из 25-парных пучков, маркированных цветной пластиковой лентой, обернутой по спирали вокруг соответствующей группы пар.
Группы из четырех и более пучков могут быть в свою очередь обернуты лентой и помещены
под общую оболочку для формирования более крупных кабелей, и так далее. Внешняя обо-
лочка кабеля должна быть четко промаркирована производителем с указанием уровня рабо-
чих характеристик. Маркировка, как правило, состоит из трех индикаторов характеристик -
категория по EIA/TIA или класс по ISO/IEC, код UL/NEC, число и размер проводников. Кроме
того, должны присутствовать имя производителя и его номенклатурный номер.

Пример типичной маркировки:

4PR, 24AWG, СМР , Cert, to EIA I TIA Category 5, XYZ CABLE CO., PN1999.

В этом примере приведена маркировка 4-парного кабеля с размером проводников 24 AWG, прошедшего тестирование на соответствие противопожарным требованиям и требованиям электробезопасности класса СМР, сертифицированного на соответствие рабочим характеристикам категории 5 Е1АД1А.

Маркировка может несколько отличаться от приведенной в примере вследствие постоянных изменений стандартов. Например, маркировка может иметь запись "UL 910" или "Article 800" в качестве альтернативы маркировке соответствия противопожарным требованиям СМР.

Экранирование. Экранирование кабелей на основе витой пары иногда используется
для обеспечения лучшей невоприимчивости к шуму и снижения излучения в окружающую среду. Обычно применяются два типа экранов в кабелях STP - фольга и сетка. При экранировании с помощью фольги используется заземляющий проводник, находящийся в контакте с экраном и обеспечивающий электрический контакт экрана с элементами системы заземления. Сеточные экраны могут быть оборудованы заземляющим проводником или использоваться в качестве него непосредственно. Некоторые кабели сочетают в себе и фольгу и сетку
или могут иметь двойные экраны (табл. 54).

Таблица 54. Типы кабелей кабельной системы IBM