Rambler's Top100
Статьи ИКС № 11 2012
Андрей СЕМЕНОВ  Михаил ШОЛУДЕНКО  13 ноября 2012

Отечественный стандарт на симметричные кабели связи для СКС и ШПД

Российский рынок СКС существует уже два десятка лет, в последние годы устойчиво растет, однако до недавнего времени его важнейший сегмент – горизонтальных кабелей – на практике не регулировался никакими нормативными документами.

Андрей СЕМЕНОВ, директор по развитию «АйТи-СКС», д-р техн. наук 
Михаил ШОЛУДЕНКО, заведующий лабораторией ВНИИКП, канд. техн. наук 
В начале 90-х гг. прошлого века началось массовое внедрение компьютерных сетей самого разнообразного назначения. Эти сети строятся на основе известной модели открытых систем, которая допускает реализацию первого физического уровня на различных принципах. В силу комплекса причин для решения задачи обмена информацией между отдельными устройствами в сетях применяются главным образом классические проводные каналы связи, в подавляющем большинстве случаев построенные на основе структурированных кабельных систем (СКС).

Наибольшая технико-экономическая эффективность СКС в целом достигается при использовании в ее линейной части симметричных четырехпарных кабелей. Многопарные варианты этих изделий и волоконно-оптическая техника играют подчиненную роль и имеют вполне определенные, четко очерченные нишевые области применения.

Технические решения и элементная база, разработанные в процессе создания и совершенствования СКС, оказались настолько удачными, что стали широко востребованы далеко за пределами той области, для которой они изначально были предназначены. В частности, оконечные участки быстро развивающихся в последнее время сетей широкополосного доступа часто реализуются с привлечением так называемых кабелей для цифровой передачи, которые фактически можно рассматривать как один из вариантов симметричных кабелей СКС. Эти изделия довольно успешно конкурируют с волоконно-оптической техникой, причем по всем признакам подобное положение дел в перспективе сохранится.

Международная нормативная база и современные требования

Поскольку симметричные кабели СКС (LAN-кабели) заметно отличаются от известных ранее конструкций, в процессе их разработки и производства невозможно было использовать существующую нормативную базу. По сравнению с традиционным телефонным кабелем изолированные жилы симметричных СКС-кабелей скручивают в пару только однонаправленной скруткой с откруткой. Чтобы обеспечить требуемые значения переходного затухания различных видов в широком диапазоне частот, применяется значительно меньший и не встречавшийся ранее шаг скрутки (вплоть до 6 мм). Кроме того, существенно ужесточаются допуски на конструктивные размеры как изолированных жил, так и скрученных из них пар. Это обеспечивает стабильные значения параметров передачи и взаимного влияния кабелей во всем рабочем диапазоне частот, верхнее граничное значение которого в современных конструкциях уже превышает 1 ГГц.

СКС и типы кабельных изделий СКС рассмотрены в существующей международной нормативной базе достаточно полно для основных потребностей практики. Исторически первым был американский стандарт TIA/EIA 568, опубликованный еще в 1991 г. В середине 90-х гг. прошлого столетия были разработаны его международный и европейский аналоги, а именно ISO/IEC 11801 и EN 50173. В то же время начали выходить стандарты серии IEC 61156, в которых целенаправленно описаны симметричные кабели для построения информационных кабельных систем. В настоящее время этот документ включает семь частей и охватывает все основные типы кабельных изделий.

Основные нововведения последних лет в области нормирования характеристик кабельных изделий определяются преимущественно развитием активного сетевого оборудования и сводятся к следующему. Применение сложных процедур кодирования линейных сигналов сетевых интерфейсов и массовое внед-рение схем параллельной передачи по всем парам с целью достижения скоростей передачи до 1 Гбит/с и выше заметно увеличивает количество нормируемых характеристик. Так, наряду с применявшимися еще на ранних этапах развития техники связи требованиями по переходному затуханию на ближнем конце (NEXT) и защищенности на дальнем (EL FEXT) вводятся их аналоги по суммарной мощности влияния (PS NEXT и PS EL FEXT соответственно). Это обусловлено особенностями построения современных сетевых интерфейсов и очень сильной зависимостью качества передачи, которое они обеспечивают, от суммарных переходных шумов.

Кроме того, из-за расширения спектра передаваемого сигнала, неизбежного при выходе в мультигигабитный диапазон скоростей передачи, добавлены требования по переходному затуханию на ближнем конце (АNEXT и PS АNEXT) и защищенности на дальнем конце (A EL FEXT и PS A EL FEXT) между парами соседних кабелей. Данные характеристики актуальны в первую очередь для неэкранированных вариантов кабельных изделий.

Стремление полностью задействовать потенциальную пропускную способность тракта на основе симметричного кабеля в условиях заметного снижения помехоустойчивости сложных многоуровневых линейных сигналов вынуждает нормировать величины затухания асимметрии на ближнем конце (TCL) и защищенности от затухания асимметрии на дальнем конце (EL TCTL).

Разработка отечественного стандарта

Потенциально высокая емкость рынка информационных кабельных систем, в первую очередь его наиболее крупной «кабельной части», практически с самых первых шагов формирования рынка привлекала пристальное внимание отечественных производителей. С учетом этого еще в 1996 г. компания «Эдванс» разработала ТУ на кабели СКС с парной скруткой. Данный документ в своей содержательной части представлял собой фактически «пристрелку» к новому направлению для отечественной кабельной промышленности и во многом отражал ее недостаточный технологический уровень. В частности, указанные ТУ не полностью соответствовали требованиям международных стандартов. Соответственно, объем выпуска кабелей был незначительным, а сами производимые изделия использовались разработчиком исключительно для инсталляции несертифицируемых кабельных систем.

Начиная с 1999 г. ВНИИ кабельной промышленности (ОАО «ВНИИКП») разработал ряд ТУ на симметричные кабели парной скрутки с категориями вплоть до 5е, серийное производство которых было освоено на ряде отечественных кабельных заводов. Действие документов распространялось на широкую номенклатуру продукции, в том числе на экранированные и неэкранированные кабели с однопроволочными и многопроволочными жилами со сплошной и пленкопористой изоляцией.

В 2008 г. был утвержден национальный стандарт Российской Федерации – ГОСТ Р 53246-2008 «Системы кабельные структурированные. Проектирование основных узлов системы. Общие требования», содержащий определенную информацию по элементной базе СКС, в том числе по линейным кабелям. Документ вызвал ряд серьезных и обоснованных критических замечаний у отечественных специалистов и вряд ли может рассматриваться в качестве основы нормативной базы для линейной части СКС и сетей доступа.

Общий ежегодный объем средств, направляемых на создание СКС в нашей стране, оценивается суммой в несколько сотен миллионов долларов. Добавление сюда симметричных кабелей для цифровой передачи с соответствующей коммутационной техникой увеличивает обороты по меньшей мере на несколько десятков процентов. Существование и развитие столь емкого сегмента рынка невозможно без соответствующей нормативной базы.

Острота проблемы отсутствия общепринятых нормативных документов усиливается тем, что российский рынок СКС и сетей широкополосного доступа вместе взятых последние два десятка лет демонстрирует высокие темпы роста. Даже в период кризисных явлений последних лет прирост рынка устойчиво превышал 10%.

Одновременно необходимо констатировать, что рыночная доля отечественных LAN-кабелей составляет не более 20%. Значительная часть импортной продукции производится в странах Юго-Восточной Азии. Их поставщики из соображений предельного уменьшения отпускной цены ради достижения конкурентных преимуществ недопустимо часто допускают отступления – порой весьма существенные – от минимальных требований международных стандартов.

На территории Российской Федерации формально действуют известные международные стандарты на кабели СКС, однако они слабо доступны широкому кругу потребителей. Серьезным сдерживающим фактором является отсутствие официальной русскоязычной версии этих документов.

В совокупности перечисленные выше факторы говорят о том, что необходима систематизация и упорядочение на современном уровне технических требований к отечественным кабелям, применяемым для построения СКС и иных информационных систем. Данную задачу решает ГОСТ Р 54429-2011 «Кабели связи симметричные для цифровых систем передачи. Общие технические условия». Документ был разработан ВНИИ кабельной промышленности совместно с компанией «АйТи» и специалистами российских кабельных заводов. Стандарт начал действовать с 1 июля текущего года на основании соответствующего приказа Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

Область действия документа

ГОСТ Р 54429-2011 распространяется на симметричные кабели связи парной и четверочной скрутки. Кабели предназначены в первую очередь для высокоскоростной передачи цифровой информации, что прямо отражается в их названии. При необходимости по ним может без ограничений поддерживаться функционирование аналоговой связной аппаратуры, предназначенной, например, для организации традиционной телефонной связи. Фокусной областью применения нормируемой ГОСТом продукции являются структурированные кабельные системы по ISO/IEC 11801, а также сети широкополосного доступа. С учетом основной области применения верхнее граничное значение рабочего частотного диапазона наиболее совершенных изделий достигает 1000 МГц, предельное рабочее напряжение переменного тока частотой 50 Гц установлено в 145 В из соображений нормального функционирования систем индукторного вызова аналоговой телефонии.

В новом отечественном стандарте учтены последние мировые достижения отрасли, в том числе касающиеся перспективных конструкций. В рамках реализации этой стратегии наряду с широко распространенными категориями 5е и 6 (частоты до 100 и 250 МГц соответственно) с прицелом на перспективу предусмотрены новейшие категории 6А и 7А (частоты до 500 и 1000 МГц соответственно).

Содержательная часть ГОСТ Р 54429-2011 гармонизирована с техническими требованиями последних редакций международных стандартов ISO/IEC 11801 и IЕС 61156, части 1–7.

За последнее время в нашей стране принято несколько законодательных актов, основной целью которых является усиление пожарной безопасности зданий и сооружений. Во исполнение этих документов в нормативную часть стандарта введены соответствующие положения, позволяющие гарантированно выполнить требования «Технического регламента о требованиях пожарной безопасности» (закон № 123-ФЗ), а также ГОСТ Р 53315-2009 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности».

Еще одна группа вопросов, которые рассматриваются в нормативном документе, – обеспечение единства выполнения процедур измерений и испытаний. С этой целью в стандарте установлены методы тестирования и определения фактических параметров кабелей. Вводимые схемы измерений соответствуют международным нормативным документам IЕС 61156-1 и IЕС 62153.

Терминологические вопросы

Одна из проблем современных кабелей связи для СКС – отсутствие общепринятой и корректной терминологии, применяемой для описания параметров кабельной продукции. Литература по этой теме засорена различными, преимущественно англоязычными, терминами и жаргонизмами, зачастую просто неверными. Для хотя бы частичного решения данной проблемы в ГОСТ Р 54429-2011 вводится 14 новых терминов с соответствующими определениями. Они относятся к тем параметрам взаимного влияния кабелей, необходимость применения которых отсутствовала в процессе оценки известных ранее низкочастотных симметричных кабелей связи. По мнению разработчиков, это обеспечит требуемый уровень взаимопонимания между потребителями кабельной продукции, ее производителями и службами эксплуатации информационных систем.

В отечественном нормативном документе используется система обозначений марок кабельных изделий, гармонизированная с системой обозначений действующей редакции международных стандартов ISO/IEC 11801, IЕС 61156-1. В рамках этой системы при описании кабеля соответствующими кодирующими индексами указывается тип скрутки, а также наличие и тип экрана. Например, индексами F/UTP и S/UTP обозначаются кабели в общем экране из ленты (F) или в оплетке из металлических проволок (S), не имеющие индивидуального экрана (U) по элементам скрутки (ТР). Исполнение ленты экрана (металлополимерная или металлическая) при этом не конкретизируется.

С прицелом на возможность улучшения массогабаритных параметров линейных и шнуровых изделий, применяемых при построении сетей доступа и не требующих сверхвысокой полосы пропускания, стандарт допускает применение кабелей четверочной скрутки. В этом случае вместо символа «Р» в их обозначение входит символ «Q». Таким образом, при обращении к четверочной скрутке кабели с той же функциональностью, что и в предыдущем примере, будут обозначаться как F/UTQ и S/UTQ.

  

Введение в действие ГОСТ Р 54429-2011 позволит повысить качество и технический уровень симметричных кабелей связи, используемых для построения СКС и оконечных участков сетей доступа. В этом стандарте впервые в отечественной практике решена задача систематизации терминологии, применяемой для описания кабельной продукции, а также введены единые основные процедуры и методики тестирования готовых изделий.

Выполнение положений нового стандарта позволит поднять технологический уровень национального производства и защитит отечественных потребителей от некачественной продукции.  

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