Обзор нового Российского стандарта ГОСТ Р 53245-2008 методы испытания структурированной кабельной системы

По оценке экспертов большая часть проблем с информационными системами связана и возникает из-за кабельных систем. Чтобы избежать проблем, которые могут быть связаны с нарушением правил монтажа или выбором некачественных пассивных элементов для телекоммуникационной инфраструктуры, необходимо на этапе приема-сдачи работ выполнить тестирование смонтированных волоконно-оптических и витопарных кабельных линий и сертифицировать структурированную кабельную систему (СКС).

     Существует несколько различных методик проверки качества смонтированных кабельных линий. Например, можно проводить тестовые испытания качества кабельных линий по модели «канал» (английский термин channel) или по модели «постоянная линия» (английский термин permanent link), можно проверить параметры кабельной линии на соответствие требованиям конкретного приложения (например, 1000Base-T) или соответствия требованиям категории (например, категории 5e) или определенного класса (например, класса D). Для тестирования волоконно-оптического кабельного сегмента существуют несколько различных методов тестирования кабельных линий, которые могут привести даже к различным результатам и выводам о соответствии или несоответствии тестируемой кабельной линии требованиям стандарта. Существует 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 тестовых испытаний кабельных линий на объекте, чтобы четко определить кабельная линия качественная или нет. Перед заказчиком также встает вопрос, а можно ли принять результат работы или нет?

     Поэтому как для заказчика СКС, так и для исполнителя монтажных работ необходимо иметь единую «точку отчета», которую можно взять за основу при проведении тестовых испытаний на объекте и последующей сертификации кабельной системы. То есть должен быть базовый документ, описывающий методы испытаний, параметры тестирования кабельных линий, используя который можно точно сказать, что протестированная кабельная линия отвечает требованиям данного документа.

1 Стандарт ГОСТ Р 53245-2008 является «точкой отчета» при проведении тестовых испытаний установленных кабельных линий в кабельной системе

Существует много различных базовых документов тестирования кабельных линий с описанием моделей и конфигурации тестирования, технических параметров и методики проведения тестовых испытаний на объекте. Есть международные стандарты серии ISO/IEC, существуют североамериканские стандарты TIA/EIA. Но данные стандарты написаны на английском языке и стоят недешево, поэтому они не получили широкого распространения на территории Росси. До 2010 года в нашей стране не было национального стандарта, описывающего модели тестирования кабельных линий, технические параметры, которые необходимо измерять, методику тестирования и сертификацию кабельных линий, входящих в состав структурированной кабельной системы.

     Наконец-то, базовый документ по тестированию и сертификации кабельных линий, входящих в состав структурированной кабельной системы, появился у нас в стране. С 1-ого января 2010 года был 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 было сказано в прессе и в интернет не мало. А вот про ГОСТ Р 53245-2008 информации нет. Связано это с тем, что тема тестирования и сертификации кабельных линий требует много времени и определенный уровень компетенции.

     Далее в статье будут рассмотрены некоторые положения стандарта, которые вызывают неоднозначность трактовки и требуют доработки. В статье использованы термины, которые использованы разработчиками стандартов ГОСТ Р 53245-2008 и ГОСТ Р 53246-2008.

2 Область действия и цель стандарта ГОСТ Р 53245-2008

Область действия стандарта ГОСТ Р 53245-2008 ограничена структурированной кабельной системой. То есть методика испытаний приведена 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 в стандарте достойная, но она, к сожалению, не была достигнута разработчиками стандарта.

3 Нарушение принципов разработки Российских стандартов

Стандарт ГОСТ Р 53245-2008 был разработан фирмой ООО «Стандартпроект». При разработке стандарта ГОСТ Р 53245-2008 были нарушены основные принципы разработки Российских стандартов, которые должны обязательно соблюдаться. В ГОСТ Р 1.2004 «Стандартизация в РФ. Основные положения» приведены следующие основополагающие принципы: национальные стандарты должны быть разработаны на основе международных стандартов; стандарты должны быть разработаны при достижении консенсуса всех заинтересованных сторон и установлении требований с учетом достижений в области техники и технологий.

     Обсуждение и привлечение отраслевых специалистов и экспертов при разработке данного стандарта не было осуществлено, не были даже разосланы тексты стандартов производителям СКС, которые присутствуют на Российском рынке. Отраслевые специалисты и эксперты о выпуске стандарта узнали после его публикации и были поставлены перед свершившимся фактом. Поэтому говорить о каком-либо консенсусе заинтересованных сторон просто не имеет смысла.

     Еще в начале 2008 года стало известно о новых достижениях в отрасли СКС. Американскими специалистами было принято 10-ое дополнение TIA/EIA-568-B.1-10 в феврале 2008 года, в котором была введена новая категория 6А. В международном стандарте ISO/IEC 11801-2002 была принята в апреле 2008 года Поправка 1 с описанием требований к новым классам Class EA и Class FA. В международном стандарте для градации кабельных линий используется понятие не категория, а класс. Утвержден и введен в действие стандарт ГОСТ Р 53245-2008 был только в конце 2008 года. У разработчиков стандарта было, как минимум полгода, чтобы отразить в ГОСТ Р 53245-2008 требования к категории 6А, однако, отраслевые достижения были проигнорированы разработчиками Российского стандарта ГОСТ Р 53245-2008.

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

     Кстати, как руководство для инсталляторов структурированной кабельной системы оно может и хорошее, так как в подобных документах, вполне допустимы разночтения, использование своей уникальной терминологии, но такое категорически недопустимо в таком документе, как национальный стандарт, если конечно разработчиками не ставилась цель поиздеваться над теми людьми, кто ставил подписи по данным документом.

     Я не буду в этой статьей останавливаться на терминологии, которую достаточно вольно используют переводчики американского руководства, не обращая внимания на термины, которые описаны в других Российских стандартах, а мы перейдем к рассмотрению к рассмотрению некоторых пунктов стандарта.

4 Испытание кабельной системы на основе витой пары

В СКС устанавливаются и монтируются в основном кабельные линии на основе витопарных кабелей и, естественно, 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».

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

Стандартом ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.1.2.1) разрешены следующие модели тестирования СКС витопарных кабельных линий — «канал» и «постоянная линия». В текстовом описании состава «канала» горизонтальной подсистемы в стандарт не были включены аппаратные и коммутационные шнуры. При описании состава «канала» магистральной подсистемы в стандарт не были включены коммутационные шнуры. Для читателей, которые не очень знакомы с моделями тестирования сообщу, что в модель «канал» обязательно должны входить шнуры.

     Стандарт в начале пункта 3.1.2.1 сообщает, что можно при проведении полевых испытаний использовать одну из двух моделей тестирования («канал» или «постоянную линию»). То есть на объекте можно тестировать витопарные кабельные линии либо по модели «канал», либо по модели «постоянная линия». Вроде все в порядке. Однако затем в этом же пункте приводится 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 может привести такая формулировка? Заказчик на основании данного положения стандарта может потребовать от исполнителя работ, после того как исполнитель выполнит тесты по модели «постоянной линии», еще и выполнить измерения по модели «канал», сообщив исполнителю, что в его СКС есть «каналы» не превышающие 100 метров. 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 сможет возразить заказчику, сообщив, что он не может 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» с кабельными линиями витая пара в стандарте почти все нормально. Кроме, пожалуй, одного момента. Российский стандарт требует тестирования только горизонтальных и магистральных кабельных линий СКС, длина которых не превышает 90 метров. С требованием к кабельным линиями в горизонтальной подсистеме можно согласиться. Действительно длина горизонтальной кабельной линии от розетки до коммутационного устройства не может превышать 90 метров. Но в магистрали длина кабельных линий может быть больше, чем 90 метров. А если длина магистральной кабельной линии будет больше 90 метров, 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. Считаю, что необходимо включить в положение стандарта проверку схем соединения и непрерывности экрана для экранированных кабелей в магистрали при превышении длины кабельной линии 90 метров.

4.2 Параметры тестирования витой пары

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

4.2.1 Измерение длины кабельной линии витая пара

ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.1.3.3) решил очень сильно помочь инсталляторам повысить эффективность ввода СКС в эксплуатацию. Вы еще помните про одну из целей стандарта? Читайте внимательно уникальное положение разработчиков 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».

     Подобного требования нет ни в американском, ни в международном стандарте. Что же сформулировали разработчики? Они требуют измерять физическую длину кабельных линий без использования приборов. Игорь Панов, региональный менеджер компании Fluke Networks, прочитав это положение стандарта, предложил ко всем кабельным тестерам, поставляемым в Россию, добавлять еще и линейки для измерения физической длины. Требовать от инсталляторов при сертификации на СКС измерения физической длины это через чур жестоко, это дополнительное время, а значит и затраты, и о никакой эффективности говорить здесь просто не приходиться.

     Чем же руководствовались разработчики стандарта, вводя такое требование? Для оценки и расчета электрической длины кабеля используется параметр NVP (номинальная скорость распространения). Номинальная скорость распространения это отношение скорости распространения сигнала в среде относительно скорости света в вакууме. Этот параметр может сильно отличаться от одной партии кабеля к другой партии и даже в одной партии может быть разброс по NVP. 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. Этот пункт стандарта необходимо изменить.

4.2.2 Вносимые потери, переходные затухания, возвратные потери

В ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.1.3.4) приведены формулы для определения вносимых потерь (англ. insertion loss) по модели «канал» и «постоянной линии» с предельными значениями по количеству коннекторов (соединитель).

     По приведенным в стандарте формулам невозможно рассчитать на какой частоте, какое должно быть предельное значение вносимых потерь. Так как нет никаких дополнительных формул в документе, связанных с расчетом вносимых потерь в кабеле и расчетом вносимых потерь в коннекторах (соединителях) в зависимости от частоты. Дана только таблица с предельными вносимыми потерями на нескольких дискретных частотах. Оценить правильно параметры кабельной линии по вносимым потерями согласно приведенной общей формуле, которая просто «повисла в воздухе», или табличным данным на всем диапазоне частот не возможно. То есть невозможно оценить качество кабельной линии по вносимым потерям.

     Как такое могло такое произойти? Как Вы помните, Российский стандарт это собственный аутентичный перевод руководства американской компании, а не американского стандарта, который, на самом деле, состоит из нескольких документов. В Российский стандарт попала только общая формула и табличные данные по вносимым потерям из одного стандарта TIA/EIA-568-B.1, а сами вносимые потери на кабель и соединители в зависимости от частоты приведены в другом документе TIA/EIA-568-B.2. Понимаю, что переводчики американского руководства такие нюансы знать не могут, поэтому и приведена в ГОСТ Р формула, по которой не возможно рассчитать характеристики кабельной линии для указанных в стандартах категорий – категории 5e и категории 6. А при проведении тестовых испытаний кабельная линии 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 (смотрите таблицу 1). 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.

 


Частота тестирования, МГц

Шаг частоты, кГц

от 1 до 31.25

150

от 31.25 до 100

250

от 100 до 250

500

от 250 до 500

500

     Таблица 1. Частота и шаг тестирования

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

4.2.3 Почему-то не разрешены для сертификации приборы классом выше?

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

4.2.4 А где же параметры для категории 3 и категории 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 ГОСТ Р 53245-2008 не определено. По мнению разработчиков стандарта ГОСТ Р 53245-2008 магистральные кабельные линии не надо тестировать, заказчику придется поверить на слово, что они будут удовлетворять заданной категории.

5 Испытание волоконно-оптической кабельной системы

В связи с уменьшением оптического бюджета у высокоскоростных приложений становится очень актуальным вопрос выбора правильной методики тестирования волоконно-оптической кабельной линии. Существует несколько методик тестирования волоконно-оптических кабельных линий, наиболее полно описанных в международном стандарте ISO/IEC 14763-3, который был утвержден еще в 2006 году. В Российском стандарте описана только одна 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».

5.1 Конфигурация тестирования

В Российском стандарте приведена только одна модель тестирования волоконно-оптической кабельной линии «постоянная линия» и не включена модель «канал». В международном стандарте описана модель тестирования «канал» и эта модель может потребоваться заказчику на реальном объекте, чтобы удостовериться в том, что «канал» будет отвечать требованиям, предъявляемых высокоскоростными приложениями к качеству волоконно-оптической кабельной линии.

5.2 Метод одной эталонной перемычки

Не может не вызывать улыбку фраза из ГОСТ Р 53245-2008 (пункта 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 все-таки какой наиболее популярный метод — одной, двух или трех перемычек? А есть методы 4-ех, 5-ти перемычек и они тоже популярны?

5.3 Параметры тестирования в оптических линиях

Согласно требованиям Российского стандарта необходимо провести тестирование в полевых условиях двух основных параметров в оптической кабельной линии:

  • вносимые потери
  • длину

     В международном стандарте ISO 11801 приводится и еще один очень важный параметр тестирования оптической кабельной линии – проверка полярности в парах оптических волокон.

     Все стандарты, описывающие правила и требования на проектирование СКС, и российский ГОСТ Р 53246-2008 не исключение, требуют обязательного соблюдения полярности в парах волокон между двумя коннекторами (соединителями) в кабельной линии. Зачем необходимо соблюдение полярности? Предполагается, что для приложения внутри сети будет задействовано не одно волокно, а два волокна – по одному волокну будет осуществлять передача, а по другому прием оптического сигнала. Необходимо, чтобы источник света был соединен с приемником в каждой паре волокон. Для этого необходимо соблюдать полярность.

     Поэтому в международном стандарте ISO 11801-2002 среди обязательных параметров есть еще один параметр — проверка полярности волокон. В российском стандарте этому нюансу, к сожалению, не уделено внимание.

5.4 Направление тестирования и соблюдение полярности в оптике

В стандарте ГОСТ Р 53245-2008 при тестировании горизонтальной и магистральной кабельной линии сообщается о тестирования оптической линии только в одном направлении. Используется такой же подход к тестированию, как и в стандарте TIA/EIA-568-B.1.

     При тестировании волоконно-оптической кабельной линии в магистрали большое значение выбор направления тестирование. Так как в двух разных направлениях мы можем получить разные значения вносимых потерь и сделать разное заключение о соответствии требованиям стандартов кабельной линии.

     В российских методиках, которые применяются при тестировании магистральных оптоволоконных линий, за результат тестирования принимается среднее значение, получаемое в результате измерений в одном волокне в двух направлениях. Можно конечно возразить, что в СКС нет длинных кабельных линий и вполне достаточно измерить в одном направлении. Я не могу согласиться с утверждением, что достаточно измерить в одном направлении и дело здесь не в вычислении среднего значения. Приведу простой и распространенный пример построения магистральной линии в структурированной кабельной системе. Обычно на расстояниях в сотни метров в кабельной системе магистраль строится с использованием многомодового волокна. Тестируем в одну сторону и кабельная линия отвечает требованиям приложения. А потом заказчик подключает приемник с передатчиком так, что свет распространяется в другом направлении не в том, в котором шло распространении излучения света в ходе тестирования и линия может не работать. Для работы высокоскоростных приложений от 1 Гигабит в секунду может не хватить даже 0.25 дБ для устойчивой передачи данных. Поэтому надо российским специалистам обсудить вопрос тестирования магистральных кабельных линий в двух направлениях.

5.5 Использование мандрели (модового фильтра)

Пункт 3.2.4.1 ГОСТ Р 53245-2008 описывает использование мандрели (прошу прощения, что использую неблагозвучный термин, который взяли на вооружение разработчики стандарта) в случае возникновения вносимых потерь на коротких отрезках больше ожидаемого. Наш стандарт не сообщает о том, какую эталонную перемычку 1-ую или 2-ую необходимо наматывать на поверхность мандрели. Подразумевается, что читатели стандарта смогут сами догадаться, что первую.

5.6 Тестирование волоконно-оптических кабельных линий при реализации централизованной оптической архитектуры (COA)

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). То есть разрешается проложить оптические кабели от телекоммуникационных розеток до главного кросса (MC) без установки промежуточного кросса (IC) и горизонтального кросса (HC) на расстоянии больше, чем 90 метров.

     Разработчики ГОСТ Р 53245-2008 (пункт 3.2.4.4) требуют, чтобы вносимые потери не превысили 3.3 дБ в кабельной линии без консолидационной точки. Но разработчики стандарта не учли того, что в ГОСТ Р 53246-2008 (пункт 5.1.9.2), сами разрешили использовать волоконно-оптический кабель с многомодовыми волокнами 50/125 мкм при реализации COA на расстоянии до 500 метров. А расчет 3.3 дБ выполнен на основе того, что длина в СОА волоконно-оптической кабельной линии не превысит 300 метров. Раз разработчики сами же в ГОСТ Р 53246-2008 увеличили максимально допустимую длину в СОА до 500 метров, то тогда необходимо увеличить и вносимые потери на 0.7 дБ.

6 Безопасность

Напомню про одну из заявленных целей Российского стандарта – повышение безопасности ввода СКС. Это действительно очень 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, этому вопросу в национальном стандарте, кроме заявления о цели, не уделено никакого внимания.

Заключение

Считаю, 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 двусмысленности.

     Пока стандарт ГОСТ Р 53245-2008 не рекомендуется заказчику использовать при разработке технического задания или технических требований.

     Надеюсь, что наш национальный стандарт будет переработан в 2011 году с учетом использования международных стандартов и к его разработке будут привлечены отраслевые специалисты.


Поделиться информацией

Вы можете послать эту статью или новость коллеге или знакомому по email со своим комментарием, пригласить обсудить ее. Просто нажмите на иконку конверта --->


Сообщения, вопросы и ответы

Вы можете задать вопрос, написать комментарий, обсудить данную новость или статью.

Ваше сообщение (вопрос, ответ, комментарий)

  1. Роберт 19.11.2010 в 12:38

    (подписан на сообщения)

    Уважаемый Дмитрий! Спасибо Вам за прекрасные обзоры. Сейчас в стандарты не пишут конкретные марки кабелей, а изготовители (поставщики) кабелей зачастую вводят в заблуждение, указывая соответствие распространенных марок кабелей новым стандартам. Так, к категории 3 неким изготовителем отнесен кабель марки ТСВ 20×2х0,5. Есть ли положительный опыт применения этого кабеля для 100 Мб Ethernet на длинах до 100 метров?

    • Дмитрий Мацкевич 19.11.2010 в 13:34

      Роберт, день добрый,

      Спасибо за оценку моего скромного труда и обзора.

      Кто-то сказал. Если не я, то кто... Вот тут также и получилось с двумя обзорами Российских стандартов ГОСТ Р 53246-2008 и ГОСТ Р 53245-2008.

      И хотя стандарта ГОСТ Р 53245-2008 написан гораздо лучше, чем ГОСТ Р 53246-2008. Тем не менее, есть над чем еще работать.

      Раз уж заговорил о стандартах...

      Никто их менять не собирается... Будем жить, увы, с тем, что есть...

      Производители решают свою задачу — им надо зарабатывать деньги.

      Поэтому производители делают все возможное, чтобы продать кабель.

      Иногда даже пишут категорию на внешней оболочке, зная, что закуплена витая пара, не отвечающая требованиям стандарта.

      Положительного опыта работы с этим кабелем и кабелем 3-ей категории и передачи 100 Мбит на 100 метров нет.

      Так как я работаю в проектах СКС и там такие чудеса исключены уже на уровне проектного решения.

      С Ув. Дмитрий.