Testowanie sieci

komputerowych wykonanych w

technologii miedzianej

(omówienie poszczególnych standardów)

mgr inż. Andrzej

Stojek

Wprowadzenie

Jeszcze nie tak dawno podstawowymi narzędziami do

pracy biurowej były długopis, kartka papieru oraz liczydło lub
kalkulator.

Gwałtowny

rozwój

elektroniki

i

informatyki

spowodował, że prawie każdy współczesny pracownik umysłowy
musi być wyposażony w narzędzia ułatwiające mu komunikowanie
się z innymi ludźmi oraz ułatwiające pracę biurową. Jednak
pożytek z wielu pracowników wyposażonych w oddzielne
komputery jest niewspółmiernie mniejszy, niż pożytek z tej samej
liczby pracowników użytkujących swoje komputery spięte w sieć.
Łatwość wymiany informacji, możliwość dzielenia zasobów
sieciowych,

drukarek

sieciowych

oraz

użytkowania

oprogramowania do pracy grupowej np. programy dla inżynierów
do projektowania współbieżnego powodują, że sieci komputerowe
są obecnie podstawowym wyposażeniem biura. Fakt ten nie
umknął uwadze osób zajmujących się projektowaniem i
wznoszeniem budynków biurowych, które oprócz standardowych
instalacji, takich jak centralne ogrzewanie, instalacja elektryczna
czy klimatyzacja, zaczęły wyposażać pomieszczenia przeznaczone
na biura w instalacje okablowania przeznaczoną dla telefonów i
sieci komputerowych. Takie sieci okablowania, przeznaczone do
przyszłych zastosowań teleinformatycznych nazywamy sieciami
okablowania strukturalnego, a ich kolebką są Stany Zjednoczone.

W sieciach komputerowych można stosować

różnorodne rodzaje mediów transmisyjnych. Ich wybór
opiera się o kilka cech, które należy rozważyć projektując
sieć:

wymagania szerokości pasma aplikacji i

użytkownika,

perspektywy rozwoju sieci,
odległości między systemami komputerów,
środowisko geograficzne (kabel, transmisja radiowa

lub

satelitarna),

wymagana tolerancja błędu, zdolność sieci do

funkcjonowania pomimo poważnej

awarii,

najczęściej jest funkcją topologii sieci,

środowisko, rodzaj i moc zakłóceń generowanych

przez

otoczenie,

cena.

Wiele tych cech i obowiązujących standardów znajdziemy w
normach dotyczących sieci komputerowych.

Wprowadzenie
c.d.

Bardzo szybko pojawili się zwolennicy okablowania

strukturalnego, doceniający jego niewątpliwe zalety. Możliwość
wynajęcia biura standardowo wyposażonego w sieć komputerową,
bez konieczności kosztownych adaptacji, sprzyjała rozwojowi tej
dziedziny techniki. Jednak wraz z rozwojem okablowania zaczęły
pojawiać się problemy. Łatwo było postanowić, że nowo budowane
biura będą standardowo wyposażane w uniwersalny system
okablowania, trudniej jednak było to zrealizować. Mnogość
rozwiązań na rynku obejmujących różne rodzaje kabla
(współosiowy, współosiowy z dwoma przewodami wewnętrznymi,
skrętka ekranowana i nie ekranowana), różne rodzaje sprzętu
aktywnego wyposażonego w różne typy złącz, posiadające
odmienne wymagania techniczne oraz różne dopuszczalne
długości toru transmisyjnego powodowały, że bardzo trudno było
wykonać sieć do zastosowań uniwersalnych. Pojawiła się potrzeba
normalizacji,

czyli

stworzenia

oficjalnych

dokumentów

zawierających pewne ogólne ustalenia pozwalające na współpracę
producentów kabli, sprzętu aktywnego oraz innych elementów
okablowania, dzięki czemu można by łączyć ze sobą elementy
różnych producentów i mieć pewność ich prawidłowego
współdziałania.

Po co są normy?

Szerzej o normach

Jak już wspomniano, kolebką okablowania strukturalnego

są Stany Zjednoczone i tam powstały także pierwsze ustalenia
legislacyjne. Podstawową dla okablowania strukturalnego normą
jest EIA/TIA 568A („TIA/EIA Building Telecommunications Wiring
Standards”) wydana w grudniu 1995.
Na podstawie norm amerykańskich powstała norma
międzynarodowa – ISO/IEC 11801 „Information technology –
Generic cabling for customer premises”. Z kolei w oparciu o normę
międzynarodową stworzono normę europejską EN 50173
„Information technology – Generic cabling systems” zawierającą
jednakże więcej unormowań związanych ze specyfiką rynków Unii
Europejskiej.
Standardy mediów sieciowych opracowane są i zatwierdzone
przez następujące grupy:

IEEE – Institute of Electronics Engineers
UL – Underwriters Laboratories
EIA – Electronic Industries Alliance
TIA – Telecommunications Industry Association
ANSI – American National Standards Institute

Szerzej o normach c.d.

Z czasem powstało szereg standardów okablowania miedzianego,
z których najważniejsze to:

TIA kat 3, 5, 5E, 6, 7
ISO/IEC 11801 klasa C, D
IEEE 10 Base-T, 100 Base-TX, 1000 Base-T
IEEE Token Ring 4Mb/s, 16 Mb/s
IEEE 802.12 (1000 VG - AnyLan) 4-parowa UTP i STP
ANSI TP-PMD IEEE 802.3
Aus/NZ klasa C, B

Powyżej przedstawione standardy stanowią aktualnie obowiązujące
na świecie unormowania w dziedzinie okablowania strukturalnego
budynków. Jeśli chodzi o sytuację w Polsce, to ciągle nie ma
zatwierdzonej polskiej normy. Powstał projekt takiego unormowanie
będący wiernym tłumaczeniem normy europejskiej (EN 50173),
jednakże nie doczekał się jeszcze zatwierdzenia. Być może
konieczność dostosowania polskich rozwiązań prawnych do
rozwiązań obowiązujących w Unii Europejskiej, będąca warunkiem
koniecznym postawionym przez Unię, będzie okazją do powstania
polskiego odpowiednika wspomnianej normy. Póki co, sieci
okablowania strukturalnego w Polsce, budowane są w oparciu o
właściwe normy zagraniczne.

Normy określają parametry techniczne torów okablowania

strukturalnego przypisując im kategorie (norma amerykańska) lub
klasy (norma międzynarodowa i europejska). Przez długi okres
czasu najwyższą, zdefiniowaną kategorią była

kategoria 5,

zapewniająca przeniesienie sygnałów w paśmie do 100MHz na
odległość 100m, odpowiada to

klasie D.

Jednak gwałtowny rozwój

telekomunikacji spowodował, że dostępne są już na rynku
rozwiązania przewyższające parametrami wymagania kategorii
piątej (klasy D).

Kategoria 5E

(z ang. Enhanced - ulepszona), w

której pasmo transmisji, takie samo jak w kategorii 5, czyli do
100MHz, ale przesłuch zbliżny mierzony jest metodą PowerSum
NEXT, dochodzi pomiar parametru ELFEXT, Return Loss.

Kategoria

6 (klasa E)

do 250 MHz na złączu RJ45.

Kategoria 7 (klasa F)

do

600 MHz na nowym rodzaju złącza kompatybilnym z RJ45

klasa:D E F
100 250 600 MHz

Szerzej o normach
c.d.

Wyjaśnienie pojęcia

NEXT

(z ang. Near End Crosstalk) - Najczęstszy sposób pomiaru przesłuchu

zbliżnego, polega na pomiarze poziomu sygnału zaindukowanego w jednej
parze przewodników, pochodzącego od sygnału z dowolnej z trzech
pozostałych par.

PowerSum NEXT

- polega na pomiarze poziomu sygnału indukowanego w

danej parze od sumy sygnałów pochodzących od wszystkich pozostałych par.
Przesłuch zbliżny mierzony w ten sposób jest znacznie większy od
mierzonego metodą tradycyjną i lepiej oddaje charakter rzeczywistych
przesłuchów występujących w torze transmisyjnym. Bardzo istotny parametr
dla instalacji w których będą działały protokoły transmisyjne wykorzystujące
do transmisji wszystkie cztery pary przewodnika (np. Ethernet 100VG-
AnyLAN, Ethernet 1000Base-T).

Przykładowe normy i dyrektywy dotyczące
systemów okablowania

NORMA MIĘDZYNARODOWA

ISO/IEC 11801

- określa dopuszczalne parametry transmisyjne okablowania o

impedancji 100, 120 i 150, wymagania kabli krosowych i instalacyjnych, a w
szczególności określa metodykę testowania zainstalowanego kanału
kablowego

NORMY EUROPEJSKIE

EN 50167

- określa dopuszczalną średnicę, tłumienie oraz NEXT kabla

poziomego kat. 5.

EN 50168

- określa dopuszczalną średnicę, tłumienie oraz NEXT kabla

krosowego i przyłączeniowego kat. 5.

EN 50169

- określa dopuszczalną średnicę, tłumienie oraz NEXT kabla

pionowego kat. 5.

EN 50173

- dotyczy systemu okablowania (UTP, FTP, STP). Obejmuje

topologię, specyfikację złączy i kabli, zasady instalacji i testowania.

NORMY EMC

Wymagania zgodności elektromagnetycznej. EMC bierze pod uwagę wpływ
środowiska na okablowanie i wpływ okablowania na środowisko:

EN 55022

,

EN50081-1

,

EN50081-2

(dot. emisji),

EN55024

,

EN50082-1

(dot. odporności),

EN50082-2

(dot. odporności),

EN60555

(tylko dla osprzętu aktywnego).

NORMY AMERYKAŃSKIE

W ofertach firmy często powołują się na normy

EIA/TIA 568A

(kable i złącza do

100 MHz) i

569

(kanały telekomunikacyjne w biurowcach) oraz

TSB36

(kable

do 100 MHz) i

TSB40A

(złącza i kable krosowe do 100 MHz).

Media miedziane -

rodzaje

Kabel miedziany jest to medium, w którym transmisja sygnałów może odbywać się

na małych odległościach. Zwykle pewne napięcie U+ reprezentuje binarna jedynkę,

a U- binarne zero.
Wyróżniamy trzy rodzaje kabli:
1) kabel prosty,
2) skrętka,
3) kable koncentryczne.

Kabel prosty

Zbudowany z miedzianych przewodów otoczonych izolacją. Stosuje się go

zazwyczaj do łączenia urządzeń peryferyjnych. W przypadku dłuższych połączeń, w

kablach tego typu mogą występować przesłuchy.

Skrętka

^

kable STP

skrętka 4 parowa z ekranowaniem poszczególnych par oraz z

ekranem na wszystkie pary,
^

kable FTP

skrętka 4 parowa z ekranowaniem wszystkich par (ekran z folii),

^

kable UTP

skrętka 4 parowa nieekranowana.

Wg specyfikacji IEEE 802.3:
^

10Base-T

- skrętka 10Mbit.

^

100Base-T 

- skrętka 100Mbit.

Przewód koncentryczny

Technologia oparta na kablu koncentrycznym przechodzi do historii. Obarczona jest

ona wieloma wadami (omówimy je w dalszej części prezentacji), które powodują

rezygnowanie z jej stosowania.
Wyróżnia się dwa rodzaje kabla koncentrycznego, wg specyfikacji IEEE 802.3:
^

10Base-2 

- (Thin Ethernet) kabel koncentryczny cienki.

^

10Base-5

 - (Thick Ethernet) kabel koncentryczny gruby.

Parametry charakteryzujące media
miedziane

Parametrami charakteryzującymi media miedziane są:

1) tłumienie,
2) pojemność,
3) impedancja,
4) szum tła.

Tłumienie

Tłumienie polega na spadku amplitudy transmitowanego sygnału wraz ze wzrostem odległości.
Po lewej stronie sygnał idealny – fala prostokątna. Po prawej – sygnał tłumiony.

Pojemność

Pojemności pasożytnicze prowadzić mogą do zniekształcenia transmitowanego sygnału.
Charakterystyczne pojemności dla kabli skrętkowych mieszczą się w zakresie 17-20 pF.

Impedancja

Impedancja (zniekształcenie opóźnieniowe) jest składową rezystancji przewodu, zmieniającą się
wraz z częstotliwością. Wpływ impedancji może doprowadzić do tego, że różne składowe
częstotliwościowe sygnału po dotarciu do odbiornika są wzajemnie przesunięte, co z kolei
spowodować może niemożliwość poprawnego odebrania sygnału. Problem ten rozwiązać można
zmniejszając długość kabla lub zmniejszając częstotliwość sygnału.

Parametry charakteryzujące media
miedziane c.d.

Szum tła

Szum tła to pewien poziom szumu pochodzącego ze źródeł
zewnętrznych, z nadajnika lub z przyległych linii.

Jeśli amplituda szumu jest mniejsza od wartości napięcia
reprezentującego binarną jedynkę, nie ma on wpływu na
poprawność transmisji. Jednak szum o odpowiednio wysokiej
amplitudzie może skutecznie zakłócić poprawność odbioru
danych (prawa strona rysunku).

Kabele
koncentryczne

Jest to kabel współosiowy zbudowany z pojedynczego centralnego przewodu
miedzianego (rdzenia), otoczonego warstwą izolacyjną. Kabel ten jest ekranowany.
W celu odizolowania od zewnętrznych pól elektromagnetycznych stosuje się cienką
siatkę miedzianą.
Wyróżniamy trzy typy sieciowych kabli koncentrycznych:

1)

10Base-2,

2)

10Base-5,

3)

Arcnet. 4.1.

Zalety kabla koncentrycznego:

- ze względu na posiadaną ekranizację, jest mało wrażliwy na zakłócenia i szumy, 
- jest tańszy niż ekranowany kabel skręcany,
- posiada twardą osłonę, dzięki czemu jest bardziej odporny na uszkodzenia fizyczne.

Wady kabla koncentrycznego:

- ograniczenie szybkości do 10Mbit,
- niewygodny sposób instalacji (duże łącza, terminatory, łączki T, duża grubość i
niewielka

elastyczność kabla),

- słaba skalowalność (problemy z dołączeniem nowego komputera),
- niska odporność na poważne awarie (przerwanie kabla unieruchamia najczęściej
dużą

część sieci),

- trudności przy lokalizowaniu usterki,

Kable
skrętkowe

Skrętka, zwana też w zależności od przepustowości 10Base-T (10 Mbit),

100base-T (100 Mbit), 1000base-T (1 Gbit), jest wykonana ze skręconych,
nieekranowanych przewodów. Tworzy linię zrównoważoną (symetryczną).
Skręcenie przewodów ze splotem jeden zwój na 6-10 cm chroni transmisję przed
oddziaływaniem otoczenia.

Typy kabli skrętkowych

1) STP,
2) FTP,
3) UTP.

STP

(Shielded Twisted Pair) – skrętka ekranowana, wykonana ze skręconych przewodów,

wraz z ekranem w postaci oplotu.

FTP

(Foiled Twisted Pair) – skrętka foliowana, skręcone przewody ekranowane za pomocą

folii, wraz z przewodem uziemiającym.

UTP

(Unshielded Twisted Pair) – skrętka nieekranowana.

Nieekranowane okablowanie UTP jest wystarczające dla większości zastosowań. Wyjątki
stanowią: środowisko z dosyć dużym poziomem zakłóceń elektromagnetycznych,
środowisko wrażliwe na zakłócenia pochodzące od skrętki (okablowania) – wówczas
stosuje się skrętki STP.

Kable
skrętkowe c.d.

Parametry skrętki

Źródło transmisji – elektryczne.
Współpracujące technologie – 10Mbit, 100Mbit, 1Gbit Ethernet, ATM.
Maksymalna długość kabla – 100 m.
Maksymalna liczba komputerów w segmencie – 1024.

Kategorie i klasy skrętek

Amerykańska norma EIA/TIA 668A

/

Norma europejska EN 50171

Kategoria 1

– tradycyjna, nieekranowana skrętka telefoniczna przystosowana do

przesyłania głosu; nieprzystosowana do transmisji danych dużej emisji /

Klasa A

– realizacja

usług telefonicznych z pasmem częstotliwości do 100 kHz

Kategoria 2

– nieekranowana skrętka; szybkość transmisji do 1 MHz; kabel ma zwykle 2

pary skręconych przewodów /

Klasa B

– okablowanie dla aplikacji głosowych i usług

terminalowych z pasmem częstotliwości do 1 MHz

Kategoria 3

– skrętka o szybkości transmisji do 10 MHz; kabel zawiera zwykle 4 pary

skręconych przewodów

Kategoria 4

– skrętka działająca z szybkością do 16 MHz; kabel zbudowany z 4 par

przewodów /

Klasa C

– obejmuje typowe techniki sieci LAN; wykorzystuje pasmo częstotliwości do 16 MHz

Kabel nieekranowany

Kabel ekranowany

Kable skrętkowe c.d.

Kategoria 5

– skrętka z dopasowaniem rezystancyjnym 100 Ω; pozwala na

transmisję danych z szybkością 100 MHz na odległość do 100 m /

Klasa D

–

Dla szybkich sieci lokalnych; obejmuje aplikacje wykorzystujące pasmo
częstotliwości do 100 MHz

Kategoria 6

– umożliwia transmisję z częstotliwością do 250 MHz /

Klasa E

–

stanowi najnowsze okablowanie; parametry jej określone są do częstotliwości
250 MHz

Kategoria 7

– transmisja z szybkością do 600 MHz /

Klasa F

– możliwa jest

realizacja aplikacji wykorzystujących pasmo do 600 MHz; różni się ona od
poprzednich klas stosowaniem kabli typu STP

Rodzaje połączeń

Wyróżniamy dwa podstawowe rodzaje połączeń:
1) połączenia zgodne,
2) połączenia krzyżowe.

Dotychczas mierzone parametry fizyczne

Dotychczas

stosowane

protokoły

w

lokalnych

sieciach

komputerowych wykorzystywały do transmisji tylko dwie pary przewodników
(parę 1 i 2) w czteroparowych miedzianych kablach skrętkowych. Dlatego
też, pomiar w paśmie do 100 MHz parametrów takich jak:

• przesłuch zbliżny (z ang. NEXT – Near End Crosstalk),

• tłumienie (z ang. Attenuation),

• mapa połączeń (z ang. Wire Map),

• długość (z ang. Length),
był zupełnie wystarczający. Wyniki zgodne z odpowiednimi normami (np. z
normą europejską EN 50173) gwarantowały poprawne działanie wszystkich
ówcześnie dostępnych protokołów transmisyjnych.

NEXT

Miarą parametru NEXT, podawaną w decybelach, jest różnica mocy

sygnału przesyłanego w parze zakłócającej i sygnału wytworzonego w parze
zakłócanej. Im większa jest wartość bezwzględna NEXT, tym lepsza jest
odporność na zakłócenia pochodzące od sygnałów w innych parach
przewodnika. Wartość parametru NEXT jest silnie zależna od częstotliwości,
w związku z tym należy dokonać pomiaru w paśmie częstotliwości od 1 do
100 MHz.

Pomiar parametru NEXT. – źródło Cabletesting.com – plik

img_next.gif;

Dotychczas mierzone parametry fizyczne c.d.

Tłumienie

Parametr ten określa o ile zmniejszy się moc sygnału w danej

parze

przewodnika po przejściu przez cały tor. Parametr ten jest ściśle zależny od
częstotliwości i pomiaru dokonuje się w paśmie od 1 do 100 MHz.

Wykres tłumienia. – źródło Molex Premise Networks® -

plik attn.gif

Dotychczas mierzone parametry fizyczne c.d.

Mapa połączeń

Określa nam w jakiej sekwencji ułożone są w złączu lub gnieździe

poszczególne pary przewodników. Najczęściej spotykanymi sekwencjami są
EIA-568A i EIA-568B. Parametr ten służy do wykrycia ewentualnych błędów
instalacyjnych. Dla każdego z ośmiu przewodników mapa połączeń może
wykazać:

• prawidłowe podłączenie na każdym końcu mierzonego toru;

• ciągłość połączeń;

• połączenia pomiędzy dwoma lub więcej przewodami;

• zamienione pary (z ang. Crossed pairs);

• zamienione poszczególne przewody (z ang. Split pairs);

• zamienione przewodniki w parze (z ang. Reversed pairs);

• ciągłość ekranu (dla instalacji ekranowanych).

Sekwencje EIA-568A i EIA-568B. –

źródło Molex Premise Networks®
- plik sekwenc.gif

Dotychczas mierzone parametry fizyczne c.d.

Długość

Parametr ten określa długość mierzonego toru transmisyjnego.

Zgodnie z normą europejską EN 50173 maksymalna długość okablowania
poziomego nie może przekroczyć 90 metrów niezależnie od zastosowanego
medium transmisyjnego (kabel miedziany UTP), a łączna długość kabli
krosowych i przyłączeniowych nie może przekroczyć 10 metrów. Jednak, aby
miernik był w stanie zmierzyć długość kabla należy wprowadzić do niego
parametr NVP (z ang. Nominal Velocity of Propagation). Określa on o ile
szybkość rozchodzenia się sygnałów w danym przewodniku jest mniejsza od
prędkości światła i jest charakterystyczny dla danego typu kabla (np. dla
kabli UTP~66-70%, dla kabli FTP~72-75%).
Wartości dopuszczalne poszczególnych parametrów wyspecyfikowane są w
odpowiednich normach.

Obliczenia długości
kabla

L

długości przebiegu

L

grubości ścian

L

strop

L

nadmiar przy gnieździe

ok.. 0.5 m

L

nadmiar w szafie

(ok.. 1 m)

L

wysokość szafy

L

długość rozprowadzenia

L

przeszkody

Nowe parametry

Z chwilą wprowadzenia transmisji w kablu miedzianym po

wszystkich czterech parach przewodników, a w dodatku jeszcze w dwóch
kierunkach

jednocześnie

dla

protokołu

Ethernet

1000Base-T,

przeprowadzenie

tylko

dotychczasowych

pomiarów

okazało

się

niewystarczające do zapewnienia transmisji z maksymalną prędkością w
istniejącym systemie okablowania strukturalnego.
W związku z tym powstała potrzeba pomiaru nowych parametrów, które
uwzględniają zjawiska fizyczne występujące przy transmisji po wszystkich
czterech parach przewodników. Parametry te zostały przedstawione w
nowym biuletynie TIA/EIA/TSB-95, który ukazał się w grudniu 1999 roku.
W biuletynie wyszczególnione są parametry takie jak:
PowerSum NEXT;
PowerSum ACR (z ang. Attenuation to Crosstalk Ratio);
FEXT (z ang. Far End Crosstalk);
ELFEXT (z ang. Equal Level Far End Crosstalk);
PowerSum ELFEXT
Return Loss;
Propagation Delay Skew

Nowe parametry c.d.

PowerSum NEXT

Parametr PowerSum NEXT jest rozwinięciem parametru NEXT,

dodatkowo uwzględniającym wzajemne zakłócanie się par w kablu
czteroparowym. Różnica pomiędzy pomiarem parametru NEXT i PowerSum
NEXT pokazano wcześniej. Pomiar parametru polega na pomiarze poziomu
sygnału indukowanego w danej parze, od sumy sygnałów pochodzących od
wszystkich pozostałych par, zgodnie z zależnością PowerSum:
Przesłuch zbliżny mierzony metodą PowerSum ma znacznie większą wartość
niż przesłuch mierzony metodą tradycyjną (NEXT) i lepiej oddaje charakter
rzeczywistych przesłuchów występujących w torze transmisyjnym. Typowe
wartości są o około 3 dB gorsze niż najsłabsze wyniki pomiaru samego
parametru NEXT. PowerSum NEXT jest bardzo istotnym parametrem dla
instalacji, w których będą działały protokoły transmisyjne wykorzystujące do
transmisji wszystkie cztery pary przewodnika.

Pomiar parametru PowerSum NEXT. – źródło BICSI – plik

psnext1.gif;

po prawej - wykres parametru PowerSum NEXT. - – źródło

Belden – plik psnext2.gif

Nowe parametry c.d.

PowerSum ACR

Parametr ACR określa różnicę pomiędzy tłumieniem, a przesłuchem

zbliżnym NEXT dla danej pary przewodników.
Jest to bardzo istotny parametr, gdyż określa on odstęp sygnału użytecznego
od szumu. W związku z tym im większa wartość bezwzględna parametru ACR
tym lepiej. PowerSum ACR jest wynikiem obliczeń z parametrów mierzonych,
czyli PowerSum NEXT i tłumienia. Typowe wartości parametru PowerSum ACR
są o około 3 dB mniejsze niż najgorsze wyniki z pomiaru tylko ACR.

Wykres parametru ACR. – źródło Molex Premise Networks®

– plik acr.gif

Nowe parametry c.d.

FEXT

Parametr FEXT, czyli przesłuch zdalny (w przeciwieństwie do

przesłuchu zbliżnego NEXT), mierzony jest na przeciwnym końcu kabla niż
sygnał wywołujący zakłócenie. Jest to parametr łatwy do pomiaru, ale trudny
do wyspecyfikowania w normach, gdyż wartość jego jest zależna od długości
(a więc tłumienia) kanału transmisji. W związku z tym im krótszy jest odcinek
toru transmisyjnego, tym większy FEXT ma wpływ na jakość transmisji. Jest
to parametr mierzony, ale rzadko podawany. Głównie służy on jako składowa
do otrzymania parametru ELFEXT.

Istota parametru FEXT. – źródło Cabletesting.com –

plik fext.gif

Nowe parametry c.d.

ELFEXT

Parametr ELFEXT, w odróżnieniu od FEXT jest niezależny od długości

badanego toru, gdyż uwzględnia tłumienie wnoszone przez tor transmisyjny.
W związku z tym łatwo można go wyspecyfikować w odpowiednich normach.
Matematycznie jest to wynik otrzymany z różnicy pomiędzy wartością
parametru FEXT i tłumienia dla danego toru transmisyjnego.

ELFEXT. – źródło Belden –
elfext1.gif:

Nowe parametry c.d.

Return Loss

Kolejnym parametrem mierzonym są straty odbiciowe (z ang.

Return Loss). Parametr ten określa stosunek mocy sygnału wprowadzonego
do toru transmisyjnego do mocy sygnału odbitego, który powstaje na skutek
niedopasowania impedancji toru transmisyjnego. Sygnał ten może być
źródłem zakłóceń dla sygnału użytecznego, co jest bardzo istotne w
przypadku transmisji w dwóch kierunkach w tym samym torze
transmisyjnym. Tor transmisyjny zbudowany z kabla miedzianego o
konstrukcji skrętki nie posiada jednorodnej wartości impedancji. Każde
zagięcie kabla, przesunięcie splotu par, rozciągnięcie kabla powoduje, że
zmienia się jego impedancja. Poza tym impedancja kabla skrętkowego zależy
od częstotliwości transmitowanych sygnałów.

Istota parametru Return Loss. - źródło Hewlett Packard

– return1.gif

Wykres parametru Return Loss. – źródło

Hewlett Packard – return2.gif

Nowe parametry c.d.

Propagation Delay Skew

Parametr ten określa różnicę opóźnienia transmisji pomiędzy

najszybszą i najwolniejszą parą w miedzianym kablu skrętkowym. Przy
dużych prędkościach transmisji może powstać problem ze spójnością sygnału
nadawanego wszystkimi parami kabla skrętkowego na odległym końcu, gdyż
odbiornik nie będzie w stanie zdekodować poprawnie informacji
przychodzącej po wszystkich czterech parach przewodnika. Maksymalna
dopuszczalna wartość różnicy opóźnień wynosi 45 - 50 ns.

Różnica opóźnień. – źródło Hewlett Packard –

Delaysk1.gif

Elementy

systemu

okablowania

strukturalnego

Normy traktujące o sieciach okablowania strukturalnego mówią, w

jaki sposób należy projektować i budować takie sieci, aby mogły być
eksploatowane z wykorzystaniem różnego rodzaju sprzętu aktywnego.
Postaramy się przybliżyć podstawowe zalecenia na podstawie normy
europejskiej (EN 50173).

Podstawowe założenia sieci okablowania

strukturalnego (EN 50173)

Istotą okablowania strukturalnego jest, aby z każdego punktu w

budynku istniał łatwy dostęp do sieci komputerowej (LAN) oraz usług
telekomunikacyjnych. Jedynym sposobem uzyskania tego stanu jest
system okablowania budynku posiadający o wiele więcej punktów
abonenckich, niż jest ich przewidzianych do wykorzystania w momencie
instalacji . Wymaga to instalacji gniazd w regularnych odstępach w
całym obiekcie, tak by ich zasięg obejmował wszystkie obszary, gdzie
może zaistnieć potrzeba skorzystania z dostępu do sieci. Przyjmuje się,
że powinno się umieścić jeden podwójny punkt abonencki (2xRJ45) na
każde 10 metrów kwadratowych powierzchni biurowej.
Całkowita długość okablowania poziomego nie może przekroczyć 90m a
sumaryczna długość kabla krosowego, kabla stacyjnego oraz kabla
przyłączeniowego sprzętu aktywnego nie może przekroczyć 10m.
Długość okablowania pionowego budynku nie powinna przekraczać
500m, a okablowania pionowego międzybudynkowego 1500m, w sumie
2000m.

Dla przewodów miedzianych ustalono cztery klasy

aplikacji w zależności od wymaganej szerokości pasma

przenoszenia, dla każdej klasy dostępne są różne,

maksymalne długości okablowania (EN 50173)

Norma EN 50173 normuje większość zagadnień związanych

z

okablowaniem

strukturalnym,

poniżej

zostaną

wymienione najważniejsze:

•

Okablowanie poziome powinno biec nieprzerwanie od punktu dystrybucyjnego
do punktu abonenckiego, norma dopuszcza jednak umieszczenie jednego punktu
( tzw. Punktu Konsolidacyjnego z ang. Transition Point), w którym okablowanie
poziome jest nieciągłe, ale w którym wszystkie pary są połączone mechanicznie
1:1. Punkt ten nie może być wykorzystywany do administrowania sieci (nie
można dokonywać połączeń krosujących).

•

Istnieją ogólne zalecenia, które mówią, że na każde 10m

2

powierzchni biurowej

należy przewidzieć jeden punkt abonencki (2xRJ45), na każde 1000m

2

powierzchni biurowej powinien przypadać jeden piętrowy punkt rozdzielczy.
Jeden punkt rozdzielczy powinien być przewidziany na każdym piętrze. Jeżeli na
danym piętrze jest małe nasycenie punktami abonenckimi, może ono być
obsłużone z innego piętrowego punktu rozdzielczego (np. położonego piętro
niżej).

•

Wszystkie użyte kable powinny być zaterminowane.

•

Sieć okablowania strukturalnego jest systemem pasywnym i jako taka nie
wymaga potwierdzenia kompatybilności magnetycznej EMC (wg EN 50173).

•

W obrębie sieci powinno się używać kabli o jednakowej impedancji nominalnej
(np. 100W) oraz światłowodów o jednakowych parametrach włókna (jednakowej
średnicy).

•

Dla sieci klasy D maksymalna długość, na której może nastąpić rozplot par przy
złączu wynosi 13mm.

•

Wszystkie elementy okablowania powinny być czytelnie oznaczone unikalnym
numerem, po wykonaniu instalacji należy wykonać dokumentację sieci, która
powinna być przechowywana i aktualizowana przez administratora sieci.

•

Należy stosować wtyki i gniazda niekluczowane.

Maksymalne długości medium transmisyjnego dla

standardów IEEE 802.3

Okablowanie poziome powinno biec nieprzerwanie od punktu

dystrybucyjnego do punktu

Różnice pomiędzy normami

W obecnej sytuacji prawnej, projektując okablowanie strukturalne
należy zdecydować się na jedną konkretną normę i konsekwentnie
opierać się na jej wytycznych. Generalnie w normach opisane jest
okablowanie strukturalne, którego idea i założenia są prawie
identyczne, różnią się jednak pomiędzy sobą w szczegółach, o których
warto pamiętać

.

Norma międzynarodowa ISO 11801 i europejska EN 50173 wprowadzają

pewną próbę definicji obszaru zastosowań okablowania strukturalnego.
Zgodnie z nimi o okablowaniu strukturalnym możemy mówić w
przypadku sieci o promieniu do 3000m, powierzchni biurowej do 1 000
000 m

2

i dla maksymalnie 50 000 osób. Jednak wytyczne normy w

konkretnych

zastosowaniach

nie

muszą

być

szczegółowo

przestrzegane. Norma amerykańska TIA/EIA 568A nie wprowadza tego
typu opisu.

Najbardziej widoczną różnicą pomiędzy normami jest sposób określania

możliwości okablowania. W normie amerykańskiej funkcjonuje
określenie kategorii okablowania (np. kategoria 5), natomiast w normie
międzynarodowej wymienia się klasy okablowania (np. klasa D). W
przyszłych normach proponuje się, aby ten sposób nazewnictwa został
ujednolicony.

Z instalacyjnego punktu widzenia największe różnice dotyczą odległości w

poszczególnych segmentach sieci. W okablowaniu pionowym dla linii
telefonicznych, norma amerykańska TIA/EIA 568A dopuszcza
maksymalną odległość 800 metrów przy wykorzystaniu wieloparowego
kabla miedzianego kategorii 3. Okablowanie pionowe wykonane na
kablu miedzianym kategorii 5 (klasy D) może mieć długość
maksymalną do 90 metrów.

Różnice pomiędzy normami c.d.

Sumaryczna długość kabli krosowych w punkcie dystrybucyjnym i
przyłączeniowych obszaru roboczego dla jednego toru nie może
przekroczyć 10 metrów. Zgodnie z normą amerykańską TIA/EIA 568A
długość kabla przyłączeniowego nie może przekroczyć 3 metrów,
natomiast zgodnie z normą międzynarodową ISO 11801 i europejską
EN 50173 maksymalna długość kabli krosowych w punkcie
dystrybucyjnym nie może przekroczyć 5 metrów. W związku z tym
kabel przyłączeniowy może mieć długość do 5 metrów (ISO 11801 i EN
50173).
Ponadto normy międzynarodowa ISO 11801 i europejska EN 50173
dopuszczają stosowanie dodatkowych połączeń pomiędzy punktami
dystrybucyjnymi tego samego poziomu.
Z ciekawostek technicznych należy dodać, że klasa D okablowania
strukturalnego odnosi się tylko do czteroparowych kabli miedzianych,
zarówno ekranowanych (FTP, STP, SFTP), jak i nieekranowanych (UTP),
normy międzynarodowa ISO 11801 i europejska EN 50173 nie
specyfikują wymagań dla wieloparowych kabli telefonicznych.

Literatura:

1. Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks®;
2. NET-TECHNOLOGY Ltd;
3. Wykłady z przedmiotu Sieci; Wykład 4; opracowany przez: Monika Nazarko,

Krzysztof

Raczkowski IIIFDS na podstawie wkładów dr inż. Mirosława

Hajdera