Преодолеваем ограничения
Стандартами для СКС на основе витых пар для сетей Ethernet 10Base-T и Fast Ethernet 100Base-TX предписано, что:
- максимальная длина горизонтальной проводки составляет 90 м;
- суммарная длина соединительных шнуров на кроссе и в рабочей зоне не должна превышать 10 м.
В большинстве случаев эти ограничения вполне удовлетворяют потребностям ЛВС для небольшого офиса. Однако довольно часто можно столкнуться с тем, что одну из рабочих станций ЛВС необходимо разместить на удалении, скажем, 150 м от активного оборудования. В этом случае, если придерживаться стандартов, то необходимо устанавливать на расстоянии до 90 м от основного оборудования дополнительное кроссовое и активное оборудование (концентратор или коммутатор) и протягивать от него линию к рабочей станции или изменять среду передачи сигналов, например, на оптическое волокно. Для небольшого офиса такое решение - достаточно дорогое и неудобное, поскольку не всегда возможна установка дополнительного активного оборудования в нужном месте, а изменение среды передачи сигнала влечёт за собой применение специальных устройств - преобразователей среды, что опять же сводится к значительным дополнительным затратам.
Есть ли недорогое решение для описанной ситуации? Рассмотрим, откуда взялось ограничение в 90 м на горизонтальную проводку для витых пар. Стандарты не возникают на пустом месте; они опираются на возможности существующих технологий и потребности практики. Существенную роль в принятии ныне действующих стандартов сыграла технология изготовления кабелей из витых пар проводников. Напомним, как происходил переход от сетей Ethernet к сетям Fast Ethernet. Производители кабельной продукции и сетевого оборудования предлагали различные варианты для построения сетей Fast Ethernet. Вспомним так и не нашедшие широкого применения, по крайней мере у нас, технологии 100Base-T4 или 100VG-AnyLAN. В этих технологиях передача сигналов со скоростью 100 Мбайт/с осуществлялась не по двум, а по четырём парам, причем в качестве среды передачи мог использоваться кабель 3-й категории.
Эти стандарты возникли в те времена, когда кабель категории 5 был достаточно дорог, количество инсталляций на кабели 3-й категории было достаточно велико, а потребности практики диктовали применение высокоскоростных сетевых приложений. Перед производителями стояла задача предложить решение, позволяющее передавать данные в 10 раз быстрее, при этом не уменьшая длину сегмента, который для сетей 10Base-T составляет 90 м. Технология производства кабелей 5-й категории и активного оборудования подстраивалась как раз под эти требования.
Сравнительно недавно, одновременно с разработкой стандартов для гигабитных технологий передачи данных, производители стали предлагать кабели с улучшенными частотными свойствами, которые стали позиционироваться как кабели категорий 5e, 6 и 7. Электрические характеристики этих кабелей значительно превосходят по величинам аналогичные характеристики кабелей категории 5.
Рис. 1. Кабель 6-й категории на частоте 100 МГц имеет больший запас по ACR, чем кабель 5-й категории
На рис. 1 представлены зависимости затухания сигнала (Attenuation) и перекрёстных помех (NEXT) от частоты для кабелей 5-й и 6-й категорий (длина сегмента 100 м). Мы видим, что кабель 6-й категории имеет значительную (до 25 дБ) величину ACR на частоте 100 МГц. Стандарты для кабельной проводки класса D нормируют эту величину на уровне около 4...10 дБ (причём разные стандарты по-разному). Значит, если мы в критическом по длине сегменте применим кабель 6-й категории вместо кабеля 5-й категории, то при длине 100 м у нас образуется запас по ACR до 15 дБ. Мы можем израсходовать этот дополнительный запас, увеличив суммарную длину сегмента до некоторых пределов. При увеличении длины сегмента свыше 100 м и фиксированной частоте (например, 100 МГц) уровень полезного сигнала будет уменьшаться, а уровень перекрёстных помех будет возрастать; в результате ACR = NEXT - A, т.е. соотношение сигнал/помеха ухудшается. Неразумное увеличение длины сегмента может привести к отрицательному значению ACR и даже полной неработоспособности сети.
Насколько же можно увеличить длину сегмента, чтобы сохранить требуемую стандартами величину ACR? Это зависит в основном от реальных характеристик применяемого кабеля и от используемого активного оборудования. Мы можем поделиться собственными результатами практической проверки вышеизложенных рассуждений. Используя кабель 6-й категории PiMF (300 МГц) в сегменте сети Fast Ethernet, мы добились устойчивой работы сети при длине сегмента 150 м. Применение кабеля категории 5e в сетях Ethernet 10Base-T давало положительный результат при длине сегмента до 180 м.
Мы не ставили перед собой задачу получения абсолютных цифр по превышению ограничения на длину сегмента для конкретного типа кабеля и типа используемого оборудования. Применяя такое решение, необходимо каждый раз проводить предварительную проверку его работоспособности. Иногда требуется подбор пар, которые обладают лучшими характеристиками по ACR. Это, возможно, несколько хлопотно, но результаты приносят свои плоды в виде реальной экономии средств.
