Rambler's Top100
Статьи ИКС № 07-08 2010
Дмитрий Олегович МАЦКЕВИЧ  27 июля 2010

СКС-головоломка, или Российский стандарт тестирования кабельных линий

С 1 января 2010 г. вступил в действие так необходимый российским специалистам по СКС документ – ГОСТ Р 53245-2008, в котором определены методы тестирования и сертификации кабельных линий. Однако из-за неточностей в стандарте и методических ошибок, допущенных разработчиками, пользоваться им затруднительно как заказчику СКС, так и исполнителю монтажных работ.

Дмитрий Мацкевич, эксперт в области СКС и ЦОД, руководитель Интернет-проектов http://ockc.ru, http://dcnt.ruПо оценке экспертов, большая часть проблем в информационных системах вызвана неполадками в кабельных системах. Проблем, которые возникают из-за нарушения правил монтажа или выбора некачественных пассивных элементов для телекоммуникационной инфраструктуры, можно избежать, если на этапе сдачи-приемки работ провести тестирование смонтированных кабельных линий и сертифицировать структурированную кабельную систему (СКС).

Существует несколько методик проверки качества смонтированных медных кабельных линий. Можно проводить тестовые испытания по модели «канал» (channel) или по модели «постоянная линия» (permanent link); можно проверить параметры кабельной линии на соответствие требованиям конкретного приложения (например, 1000Base-T) либо требованиям категории (к примеру, категории 5е) или определенного класса (например, класса D). В случае тестирования волоконно-оптического кабельного сегмента разные методы тестирования кабельных линий могут дать разные результаты, а следовательно, будут сделаны разные выводы о соответствии либо несоответствии тестируемой кабельной линии требованиям стандарта. Существует также несколько стандартов, где описаны технические параметры кабельных линий и методики тестирования, которые могут отличаться друг от друга.

Перед исполнителем работ встает непростой вопрос: на что опираться при проведении испытаний кабельных линий на объекте, чтобы четко определить качество кабельной линии? Перед заказчиком, в свою очередь, встает вопрос о том, можно ли принять результаты работы. Поэтому как заказчику СКС, так и исполнителю монтажных работ необходима единая «точка отсчета», которую можно взять за основу при проведении тестовых испытаний на объекте и последующей сертификации кабельной системы. Иными словами, нужен базовый документ, описывающий методы испытаний и параметры тестирования кабельных линий, опираясь на который можно точно сказать, что протестированная кабельная линия отвечает требованиям данного документа.
Точка отсчета – стандарт ГОСТ Р 53245-2008?

Существует много базовых документов для тестирования кабельных линий с описанием моделей и конфигурации тестирования, технических параметров и методики проведения испытаний на объекте. Есть международные стандарты серии ISO/IEC и американские стандарты TIA/EIA. Но эти стандарты написаны на английском языке и не всем доступны, поэтому и не получили широкого распространения в России. До 2010 г. в нашей стране не было национального стандарта, описывающего модели тестирования кабельных линий, технические параметры, которые необходимо измерять, методику тестирования и сертификацию кабельных линий в СКС.

Теперь базовый документ для тестирования и сертификации кабельных линий, входящих в состав СКС, появился и у нас. С 1 января 2010 г. введен в действие новый российский стандарт ГОСТ Р 53245-2008 «Информационные технологии. Структурированные кабельные системы. Монтаж основных узлов системы. Методы испытания». Этот стандарт вышел вместе с еще одним новым российским стандартом на СКС – ГОСТ Р 53246-2008 «Информационные технологии. Структурированные кабельные системы. Проектирование основных узлов системы. Общие требования». Про ГОСТ Р 53246-2008 в прессе и в Интернете сказано уже немало, а вот по ГОСТ Р 53245-2008 дискуссий нет. Объясняется это тем, что обсуждение вопросов тестирования и сертификации кабельных линий требует определенного уровня компетенции.

Мы рассмотрим некоторые положения стандарта, которые вызывают неоднозначные трактовки и требуют доработки. В статье сохранены термины, которыми пользовались разработчики стандартов ГОСТ Р 53245-2008 и ГОСТ Р 53246-2008.
Область действия и цель

Область действия стандарта ГОСТ Р 53245-2008 ограничена структурированной кабельной системой. Иными словами, приведена методика испытаний для кабельных линий, входящих в состав СКС.

Заявленная цель стандарта – дать нормативную базу для безопасного и эффективного ввода и эксплуатации СКС в помещениях пользователя. Цель заявлена достойная, но достичь ее разработчикам стандарта, к сожалению, не удалось.
Нарушение принципов разработки

Стандарт ГОСТ Р 53245-2008 был разработан ООО «Стандартпроект». При его подготовке были нару-шены основные принципы разработки российских стандартов, соблюдение которых обязательно. ГОСТ Р 1.2004 «Стандартизация в РФ. Основные положения» устанавливает следующее: национальные стандарты должны быть разработаны на основе международных стандартов,  а также при достижении консенсуса всех заинтересованных сторон и установлении требований с учетом достижений в области техники и технологий.

При разработке данного стандарта обошлись без обсуждений и привлечения отраслевых специалистов и экспертов; тексты стандартов не были даже разосланы производителям СКС, которые присутствуют на российском рынке. Отраслевые специалисты и эксперты о выпуске стандарта узнали после его публикации, т. е. были поставлены перед фактом. Поэтому не имеет смысла говорить о каком-либо консенсусе заинтересованных сторон.

Еще в начале 2008 г. стало известно о новых достижениях в отрасли СКС. В феврале 2008 г. американские специалисты приняли 10-е дополнение TIA/EIA-568-B.1-10, в котором была введена новая категория 6А. В международный стандарт ISO/IEC 11801-2002 в апреле 2008 г. была включена поправка 1 с описанием требований к новым классам Class EA и Class FA. В международном стандарте для градации кабельных линий вместо понятия «категория» используется «класс». Стандарт ГОСТ Р 53245-2008 был утвержден и введен в действие только в конце 2008 г., а значит,  было как минимум полгода, чтобы отразить в ГОСТ Р 53245-2008 требования к новой категории 6А. Однако разработчики российского стандарта проигнорировали отраслевые достижения.

За основу разработки национального стандарта был взят не международный стандарт и даже не американский TIA/EIA-568-B.1, а руководство некоей американской компании. Был сделан аутентичный перевод этого руководства, о чем прямо сообщается в тексте российского стандарта. Очень сильный ход «разработчиков», не правда ли?

Кстати, вполне может быть, что это хорошее руководство для инсталляторов СКС, поскольку в подобных внутренних документах вполне допустимы разночтения, использование своей уникальной терминологии. Но все это категорически недопустимо в таком документе, как национальный стандарт.

Мы не будем здесь останавливаться на терминологии, которую достаточно вольно используют переводчики американского руководства, а сразу перейдем к рассмотрению некоторых пунктов стандарта.
Испытание кабельной системы на основе витой пары

В СКС устанавливаются и монтируются в основном кабельные линии на основе витой пары, и естественно, что в стандарте испытаниям витой пары уделено большое внимание. В ГОСТ Р 53245-2008 (раздел 3.1) приводится методика испытаний, «…касающаяся измерительного оборудования, конфигураций тестирования, методов тестирования и предельных допустимых значений рабочих характеристик передачи структурированных кабельных систем».

Конфигурация тестирования – модели «канал» и «постоянная линия»

Стандартом ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.1.2.1) разрешены следующие модели тестирования кабельных линий на основе витой пары – «канал» и «постоянная линия». В текстовом описании состава «канала» горизонтальной подсистемы в стандарт не включены аппаратные и коммутационные шнуры. При описании состава «канала» магистральной подсистемы в стандарт не включены коммутационные шнуры. Для тех читателей, которые не слишком близко знакомы с моделями тестирования, заметим, что в модель «канал» шнуры должны входить обязательно.

В начале пункта 3.1.2.1 стандарт сообщает, что при проведении полевых испытаний можно использовать одну из двух моделей тестирования («канал» или «постоянную линию»). Как будто все в порядке. Однако затем в этом же пункте идет следующее требование: «…все модели канала горизонтальной и магистральной подсистем на основе витой пары проводников с суммарной длиной кабелей, не превышающей 100 м, включая коммутационные и аппаратные шнуры, должны пройти полевое тестирование». К чему приводит такая формулировка? На основании данного положения стандарта, после того как исполнитель работ выполнит тесты по модели «постоянной линии», заказчик может потребовать от него еще и измерений по модели «канал», сообщив исполнителю, что в его СКС есть «каналы», не превышающие 100 м. А это будут все кабельные линии от розетки до кроссовых и коммутационных панелей. О ужас, подумает инсталлятор, придется снова выполнять тестирования всех витопарных кабельных линий! Не спешите огорчаться: исполнитель работ может отказаться это делать, сообщив заказчику, что он не в состоянии выполнить тестирование по модели «канал», так как согласно ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.1.2.1) аппаратные шнуры в горизонтальном кроссе не входят в модель тестирования «канал».

С моделью «постоянная линия» для кабельных линий на основе витой пары в стандарте почти все в порядке, кроме, пожалуй, одного момента. Российский стандарт требует тестирования только горизонтальных и магистральных кабельных линий СКС, длина которых не превышает 90 м. С требованием к кабельным линиям в горизонтальной подсистеме можно согласиться. Действительно, длина горизонтальной кабельной линии от розетки до коммутационного устройства не может превышать 90 м. Но в магистрали длина кабельных линий может быть и большей. А если длина магистральной кабельной линии будет больше 90 м, то получается, что согласно ГОСТ Р 53245-2008 такую кабельную линию вообще не надо тестировать, и даже не потребуется проверка схемы соединения витых пар и проверка непрерывности экрана для экранированных систем.

Необходимо включить в положение стандарта проверку схем соединения и непрерывности экрана для экранированных кабельных линий в магистрали при превышении длины кабельной линии 90 м.
Параметры тестирования

Стандартом ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.1.3) определены параметры тестирования витой пары. Это практически стандартный набор, который описан в американском стандарте TIA/EIA-568-B.1 (пункт 11.2.4). Но в нашем национальном стандарте есть и нюансы.

Измерение длины кабельной линии на основе витой пары. Разработчики ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.1.3.3) решили помочь инсталляторам повысить эффективность ввода СКС в эксплуатацию. Помните одну из целей стандарта? Читайте внимательно уникальное положение ГОСТ Р 53245-2008: «При проведении сертификации СКС длина каналов и постоянных линий должна определяться только на основании физической длины оболочек кабелей, в них входящих. Тестирование длины кабельных сегментов с помощью полевого тестера служит исключительно для выявления ошибок монтажа и гарантии того, что время прохождения сигнала укладывается в допустимые временные пределы. Тестирование электрической длины кабеля не может заменить собой измерение его физической длины».

Подобных положений нет ни в американском, ни в международном стандарте. Чего же требует формулировка разработчиков? Ответ: измерять физическую длину кабельных линий без использования приборов. Игорь Панов, региональный менеджер компании Fluke Networks, прочитав это положение стандарта, предложил ко всем поставляемым в Россию кабельным тестерам добавлять еще и линейки для измерения физической длины.

Требовать от инсталляторов при сертификации СКС измерения физической длины – это явно перебор… На такую работу потребуется дополнительное время, а значит, говорить об эффективности уже не придется.

Чем же руководствовались разработчики стандарта, вводя такое требование? Для оценки и расчета электрической длины кабеля используется параметр NVP (номинальная скорость распространения) – отношение скорости распространения сигнала в среде к скорости света в вакууме. Этот параметр может сильно варьировать от одной партии кабеля к другой и даже в пределах одной партии. Именно поэтому в американском стандарте допускается погрешность до 10% при оценке длины кабельной линии при помощи полевого тестера. Но американский стандарт TIA/EIA-568.B.1 не запрещает использовать кабельный тестер для измерения и оценки длины кабельной линии. А в международном стандарте параметр длины вообще носит информативный характер.

Пункт стандарта об измерении физической длины кабеля необходимо изменить.

Вносимые потери, переходные затухания, возвратные потери. В ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.1.3.4) приведены формулы для определения вносимых потерь (insertion loss) по моделям «канал» и «постоянная линия» с предельными значениями по количеству коннекторов (соединителей).

По приведенным в стандарте формулам невозможно рассчитать, каким должно быть предельное значение вносимых потерь на какой частоте, поскольку в документе нет никаких дополнительных формул для расчета вносимых потерь в кабеле и в коннекторах (соединителях) в зависимости от частоты. Дана только таблица с предельными вносимыми потерями на нескольких дискретных частотах. Правильно оценить параметры кабельной линии по вносимым потерям согласно приведенной общей формуле, которая «повисла в воздухе», или по табличным данным во всем диапазоне частот просто невозможно. Следовательно, нет возможности оценить качество кабельной линии по вносимым потерям.

Как могло такое произойти? Российский стандарт – это аутентичный перевод руководства, разработанного американской компанией, а вовсе не американского стандарта, который на самом деле состоит из нескольких документов. В российский стандарт попала общая формула и табличные данные по вносимым потерям только из стандарта TIA/EIA-568-B.1, а сами значения вносимых потерь на кабель и соединители в зависимости от частоты приведены в другом документе – TIA/EIA-568-B.2. Понятно, что переводившие американское руководство «разработчики» российского стандарта такие нюансы знать не могут, поэтому в ГОСТ Р и приведена формула, по которой невозможно рассчитать характеристики кабельной линии для заданной категории. А при проведении тестовых испытаний на категорию или класс кабельная линия должна пройти тестирование во всем спектре частот от 1 МГц с заданным частотным шагом до верхней границы категории или класса (см. таблицу). Кстати, в ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.1.5.3) требуется составление отчета от полевого тестера по всем измеренным параметрам во всем диапазоне частот.

То же самое произошло и с другими параметрами, зависящими от частоты, в частности, с переходным затуханием на ближнем конце (NEXT) или возвратными потерями (RL).

Приборы для сертификации высокого класса. ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.1.4.6) разрешает для сертификации СКС использовать полевые тестеры только двух классов: IIe и III. Так что если вы вдруг приобрели полевые приборы классом выше, более качественные и точные, то протестировать кабельные линии вы, конечно, можете, но для сертификации кабельных линий они не годятся – слишком уж высока точность.

Параметры для категорий 3 и 5. В российском стандарте на СКС ГОСТ Р 53246-2008 (пункт 6.8.1) разрешается в магистрали применять многопарные кабели витая пара категории 3 и категории 5. Однако никаких технических параметров для данных категорий в стандарте ГОСТ Р 53245-2008 не определено. Очевидно, по мнению разработчиков российского стандарта, магистральные кабельные линии не надо тестировать Заказчику придется поверить на слово, что они будут удовлетворять заданной категории.
Испытание волоконно-оптической кабельной системы

В связи с уменьшением максимально допустимых вносимых потерь в канале для высокоскоростных приложений (от 1 Гбит/с) становится очень актуальным вопрос выбора правильной методики тестирования волоконно-оптической кабельной линии. Существует несколько методик, наиболее полно описанных в международном стандарте ISO/IEC 14763-3 (утвержден еще в 2006 г.). В российском стандарте описана единственная методика – метод одной перемычки, который приведен в TIA/EIA-568-B.1 (пункт 11.3) и используется только для тестирования кабельной линии по модели «постоянная линия».

Конфигурация тестирования

В российском стандарте приведена только одна модель тестирования волоконно-оптической кабельной линии – «постоянная линия», модель «канал» в него не включена. В международном же стандарте описана модель тестирования «канал», причем эта модель может потребоваться заказчику на реальном объекте, чтобы удостовериться в том, что «канал» будет отвечать требованиям высокоскоростных приложений к качеству волоконно-оптической кабельной линии.

Метод одной эталонной перемычки

Не может не вызвать улыбку фраза из ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.2.3) о популярности использования метода тестирования волоконно-оптической кабельной линии: «Наиболее популярный из них метод одной (двух, трех и т.д.) эталонной перемычки». Так какой из них наиболее популярен – одной, двух или трех перемычек? А может быть, есть методы четырех, пяти перемычек и они тоже популярны?
Параметры тестирования

Согласно требованиям российского стандарта, необходимо протестировать в полевых условиях два основных параметра оптической кабельной линии: вносимые потери и длину. В международном стандарте ISO 11801 фигурирует еще один очень важный параметр – полярность в парах оптических волокон.

Все стандарты, описывающие правила и требования к проектированию СКС, – и российский ГОСТ Р 53246-2008 не исключение – требуют обязательного соблюдения полярности в парах волокон между двумя коннекторами (соединителями) в кабельной линии. Почему необходимо соблюдать полярность? Предполагается, что для приложения внутри сети будет задействовано не одно волокно, а два: по одному будет происходить передача, а по другому – прием оптического сигнала. Необходимо, чтобы два источника света были соединены с двумя приемниками в каждой па-ре волокон. Для этого должна соблюдаться полярность.

Поэтому в международном стандарте ISO 11801-2002 среди обязательных параметров есть и такой, как проверка полярности волокон. В российском стандарте этому нюансу, к сожалению, не уделено внимания.
Направление тестирования и соблюдение полярности в оптике

В стандарте ГОСТ Р 53245-2008 при тестировании горизонтальной и магистральной кабельных линий упоминается о тестировании оптической линии только в одном направлении, т.е. используется тот же подход, что и в стандарте TIA/EIA-568-B.1.

При тестировании волоконно-оптической кабельной линии в магистрали большое значение имеет выбор направления тестирования. Дело в том, что в двух разных направлениях значения вносимых потерь могут оказаться разными, а следовательно, будут сделаны разные заключения о соответствии кабельной линии требованиям стандартов.

В российских методиках, которые применяются при тестировании магистральных оптоволоконных линий, за результат тестирования принимается среднее значение, получаемое при измерениях в одном волокне в двух направлениях. Можно, конечно, возразить, что в СКС нет длинных кабельных линий и вполне достаточно измерить параметр в одном направлении. Однако с этим утверждением нельзя согласиться, и дело здесь не в вычислении среднего значения. Приведем пример построения магистральной линии в СКС с использованием многомодового волокна. При тестировании только в одном направлении кабельная линия будет отвечать требованиям высокоскоростного приложения. А потом в ходе эксплуатации свет будет распространяться в другом направлении – не в том, в котором он распространялся в ходе тестирования, – и вполне возможно, что высокоскоростное приложение не будет работать. В случае высокоскоростных приложений  для устойчивой передачи данных может не хватить даже 0,25 дБ. Поэтому в оптической магистрали необходимо проводить измерения в паре волокон в двух направлениях.
Использование мандрели (модового фильтра)

Пункт 3.2.4.1 ГОСТ Р 53245-2008 описывает использование мандрели (именно этот термин взяли на вооружение разработчики стандарта) в том случае, если вносимые потери на коротких отрезках больше ожидаемого значения. Наш стандарт не сообщает, какую эталонную перемычку – первую или вторую – следует наматывать на поверхность мандрели. Видимо, подразумевается, что читатели стандарта смогут сами догадаться, что первую.

Тестирование в сети с централизованной оптической архитектурой

Всеми кабельными стандартами, включая и российский стандарт ГОСТ Р 53246-2008, разрешается построение волоконно-оптической кабельной сети с централизованной архитектурой (в стандарте используется сокращение COA). Это означает, что разрешается прокладывать оптические кабели от телекоммуникационных розеток до главного кросса (MC) без установки промежуточного кросса (IC) и горизонтального кросса (HC) на расстоянии больше 90 м.

Стандарт ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.2.4.4) требует, чтобы вносимые потери не превысили 3,3 дБ в кабельной линии без консолидационной точки. Но разработчики не учли того, что в ГОСТ Р 53246-2008 (пункт 5.1.9.2) они разрешили использовать волоконно-оптический кабель с многомодовыми волокнами 50/125 мкм при реализации COA на расстоянии до 500 м. А значение 3,3 дБ получено исходя из того, что в СОА длина волоконно-оптической кабельной линии не превысит 300 м. Коль скоро разработчики сами же в ГОСТ Р 53246-2008 увеличили максимально допустимую длину в СОА до 500 м, необходимо увеличить и вносимые потери на 0,7 дБ.
Безопасность

Напомним про одну из заявленных целей российского стандарта – повышение безопасности ввода СКС. Это действительно важный вопрос. Персоналу, выполняющему тестирование, необходимо соблюдать правила техники безопасности, чтобы не нанести ущерб своему здоровью, особенно при тестировании волоконно-оптических кабельных линий. К сожалению, кроме заявления о цели, этому вопросу в национальном стандарте не уделено никакого внимания.

Очевидно, что текст стандарта не должен быть кроссвордом для инсталлятора и заказчика. Положения стандарта должны быть четко и ясно изложены, без опечаток и ошибок, текст не должен допускать двусмысленных трактовок.

Стандарт ГОСТ Р 53245-2008 в его сегодняшнем состоянии не рекомендуется использовать при разработке технического задания на установку СКС или технических требований к ней.

Остается только надеяться, что наш национальный стандарт будет переработан с учетом международных стандартов и к его разработке будут привлечены отраслевые специалисты. 

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!