Александр
Загнетко "Connect"
Несколько слов о кабельной
инфраструктуре
Последние десять лет кабельная отрасль играла очень важную роль в быстром
развитии информационных технологий. Постоянная потребность пользователей в
расширении полосы пропускания кабельных систем, стимулируемая появлением все
более ресурсоемких бизнес-приложений, а также развитием служб Интернета,
включая электронную почту, сделала эволюцию названных систем важнейшим условием
продолжения технологического прогресса в сетевой индустрии.
Новый взгляд на оптоволокно
До появления
стандарта GbE в магистральных инфраструктурах преобладало 62,5-микрометровое
оптоволокно. Когда же производительность сетей возросла до 1 Гбит/с, это
волокно перестало удовлетворять потребностям пользователей. Кроме того, стало
невозможным применение недорогих светодиодов, которые долгое время считались
оптимальными источниками излучения для оптоволокна.
Передача данных по многомодовому оптоволокну с использованием лазера приводит к
возникновению эффекта дифференциальной модовой задержки (Differential Mode
Delay - DMD). Суть его состоит в том, что лазерный луч, введенный по центру
оптоволокна, расщепляется на несколько мод, которые достигают приемника
(расположенного на другом конце оптического кабельного канала) в разное время.
Это вызывает искажение передаваемого сигнала и уменьшает коэффициент
широкополосности линии связи. Чем меньше диаметр сердцевины оптоволокна, тем
меньше мод возникает и тем меньше искажается сигнал. Поэтому 50-микрометровое
оптоволокно обеспечивает большую дальность передачи данных, чем
62,5-микрометровое.
Перед разработчиками стандартных требований к многомодовым волокнам стояла
задача обеспечить дальность передачи до 500 м, что необходимо для построения
магистральных инфраструктур кампусов. Поскольку при передаче гигабитового
трафика максимальная длина канала на базе 62,5-микрометрового волокна
составляет 220 м, организациям TIA и EIA пришлось включить 50-микрометровое
волокно в стандарт TIA/EIA-568-B.3 на оптические кабельные системы.
Чтобы избежать влияния дефектов, имеющихся в некоторых многомодовых волокнах,
на передачу сигнала по ним, производители разработали специальные
соединительные шнуры, обеспечивающие ввод света в сердцевину оптоволокна со
смещением относительно ее центра (offset-launch). Согласно стандарту IEEE
802.3z, использование таких шнуров является обязательным для длины волны 1300
нм.
Если раньше разработчики оптических коннекторов уделяли основное внимание их
функциональности и удобству использования, то сейчас усилия этих компаний
направлены в основном на снижение стоимости оптического оборудования.
Миниатюрные коннекторы обеспечивают более высокую плотность портов, и некоторые
из них имеют один наконечник с двумя волокнами. Применение таких коннекторов
позволяет реализовать больше портов в сетевом коммутаторе и тем самым снизить
его стоимость в расчете на один порт.
Перспективы
Институт IEEE недавно сформировал проблемную группу 10GBase-T с целью изучить
возможности передачи трафика 10 Gigabit Ethernet (10GbE) по медному UTP-кабелю.
Многие сетевые специалисты с нетерпением ожидают результатов ее работы.
Параметры канала категории 6 специфицированы в полосе частот до 250 МГц, но с
возрастанием скорости передачи данных возникает необходимость определения
параметров «медной» кабельной системы в более широкой полосе частот.
Кабельная индустрия непрерывно улучшает свою продукцию, но обеспечить передачу
трафика 10GbE по медному кабелю будет непросто. Кабельная инфраструктура
категории 6 гораздо больше подходит для передачи данных со скоростью 10 Гбит/с,
чем инфраструктура категории 5e, параметры которой нормированы в полосе частот
до 100 МГц.
Сегодня кабели на основе 62,5-микрометрового оптоволокна обеспечивают
достаточно высокие для большинства предприятий скорости передачи данных, но с
внедрением в магистральные сети технологии 10GbE применение 50-микрометрового
волокна будет расширяться.
По оптимизированному для работы с лазерными источниками излучения
50-микрометровому оптоволокну можно передавать данные со скоростью 10 Гбит/с на
расстояние до 300 м, и для этого не требуется использовать соединительные
шнуры, смещающие ввод излучения в оптоволокно относительно его центра, или
изменять коннекторы и методики инсталляции кабельных систем. Хорошая
масштабируемость 50-микрометрового оптоволокна по полосе пропускания делает его
оптимальной средой передачи для сегодняшних приложений.
Поскольку предприятия заинтересованы в повышении скорости передачи данных, на
рынке могут появиться средства 40GbE и 100GbE (гораздо раньше, чем мы
предполагаем). Некоторые специалисты сомневаются в способности многомодового
оптоволокна поддерживать такие скорости передачи данных (40 и 100 Гбит/с).
Сегодня на рынке имеются несколько типов оптических коннекторов, и многие
специалисты уверены в необходимости единого стандартного интерфейса.
***
В настоящее время в сетях используются как медные UTP-кабели, так и
оптоволокно, причем последнее преобладает в магистральных инфраструктурах.
Однако, учитывая повышение скорости передачи данных до 10 и даже до 100 Гбит/с
(в перспективе), некоторые специалисты сомневаются в перспективности применения
медных кабелей.
Концепция зоновых кабельных систем (zone cabling) с оптоволокном в части
горизонтальной сети и короткими медными кабелями, идущими к рабочим станциям,
будет способствовать мирному сосуществованию медных и оптических кабелей.
На основе медных кабелей можно создать инфраструктуру, способную поддерживать
как приложения 30-летней давности (например, аналоговую телефонию), так и
будущие приложения. И хотя развитие «медных» кабельных систем, похоже, не
отстает от развития сетевых технологий, применение оптоволокна в горизонтальных
сетях будет расширяться.
Использовались материалы статьи Бетси Зайоброн «История и перспективы развития
кабельных систем».