Неэкранированные кабельные системы категории 6A успешно проходят испытания на электромагнитную совместимость, подтверждающую их пригодность для решений 10GBASE-T

Специалисты в области информационных технологий (ИТ) во всем мире осуществляют переход от сетей 1 Gigabit Ethernet к высокоскоростным сетям 10 Gigabit Ethernet. По результатам рыночных исследований, проведенных фирмой IDC, во втором квартале 2010 года было поставлено для 10 Gigabit Ethernet сетей свыше одного миллиона портов.

     Существует несколько различных альтернативных решений для сетей 10 Gigabit Ethernet, но большая часть пользователей выбирает технологию 10GBASE-T. Сетевая технология 10GBASE-T использует витопарный кабель. По результатам опроса, проведенного компанией IT Brand Pulse в мае 2010 года, около 50% ИТ профессионалов сообщили, что они бы предпочли использовать для подключения своих адаптеров к сетям 10 Gigabit Ethernet решение 10GBASE-T. Более 90% этих новых решений с использованием технологии 10GBASE-T по оценке аналитиков базируются на неэкранированных медных витых парах (UTP), которые гораздо легче монтировать и которые являются более привлекательными по цене. Компания CommScope с момента выпуска своего фирменного решения SYSTIMAX® GigaSPEED X10D® UTP, начиная с 2004 года, установила миллионы кабельных линий на основе неэкранированных витых пар, полностью совместимых и поддерживающих технологию 10GBASE-T. На каждую кабельную линию была предоставлена компанией СommScope 20-ти летняя расширенная гарантия (гарантия предоставляется не только на материалы, а и на работу приложений). Расширенная гарантия позволяет пользователям активного оборудования с портами 10GBASE-T быть уверенными в том, что кабельные линии обеспечат надежную работу высокоскоростного приложения.

     Принятие стандарта IEEE 802.3an 10GBASE-T привлекло внимание сетевых специалистов к достоинствам кабельных систем с использованием витопарных кабелей. И хотя обе кабельные системы, как экранированная, так и неэкранированная пригодны для использования 10GBASE-T и включены в стандарты IEEE и ISO/IEC, снова возникли сомнения относительно возможности использования неэкранированных кабельных систем. История опять повторяется, и точно также, как вчера были сомнения в применимости неэкранированных витых пар для передачи данных со скоростью 100 Мб/с, сегодня возникают сомнения в пригодности неэкранированных витых пар для использования 10GBASE-T.

     Лаборатория CommScope Labs' SEG занимается организацией и проведением испытаний кабельных линий и телекоммуникационного оборудования. Недавно CommScope Labs' SEG провела серию испытаний, связанных с использованием неэкранированных витых пар категории 6 и категории 6А. Результаты проведенных испытаний свидетельствуют о том, что неэкранированную витую пару категории 6A под торговой маркой GigaSPEED X10D® UTP можно использовать в качестве физической среды для работы приложений, базирующихся на технологии 10GBASE-T, даже с учетом «зашумленной» среды. Описание испытаний, проведенных различными компаниями, и результаты испытаний приведены ниже.

Использование 10GBASE-T при работе с кабельной системой SYSTIMAX® GigaSPEED X10D® UTP на электромагнитную совместимость в независимой лаборатории National Technical Systems (NTS)

Испытание 10GBASE-T с GigaSPEED X10D® UTP на электромагнитную совместимость проводилось в лаборатории NTS в марте 2010 года. NTS – это независимая лаборатория, аккредитованная организациями TUV и ISO/IEC 17025. Результаты тестирования сведены в таблицу «Результаты испытаний на электромагнитную совместимость (ЭМС).

Результаты испытаний на электромагнитную совместимость
10Gb/s IEEE 802.3an 10GBASE-T с GigaSPEED X10D® UTP

Испытание

Граничные значения

Результаты

Испытание на устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю (по) IEC CISPR 22, EN 55022

Класс A 30 МГц – 1 ГГц

Пройдено

Испытание на устойчивость к электростатическим разрядам (по) IEC 61000-4-2

Контактный разряд: 4 кВ
Воздушный разряд: 8 кабельный ввод

Пройдено

Испытание на устойчивость к радиочастотным помехам (по) IEC 61000-4-3

3 В/м 30 МГц – 1 ГГц

Пройдено

Испытание на устойчивость к быстрому переходному режиму (по) IEC 61000-4-4 Signal/Control Lines

500 вольт

Пройдено

Испытание на устойчивость к кондуктивным помехам (по) IEC 61000-4-6

3 Вср.кв. 0.15 МГц – 80 МГц

Пройдено

     В результате испытания было получено положительное заключение NTS, которое приведено ниже.

     Лабораторией NTS были проведены комплексные испытания сетевой технологии 10GBASE-T и кабельных линий SYSTIMAX® GigaSPEED X10D® UTP на электромагнитную совместимость, в том числе были проведены испытания:

  • на устойчивость к радиочастотным помехам;
  • на устойчивость электростатическим разрядам (ЭСД) ;
  • на устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю;
  • на устойчивость к кратковременным всплескам напряжения (EFT);
  • на устойчивость к кондуктивным помехам.

     Все испытания GigaSPEED X10D UTP подтвердили 100% пригодность неэкранированных витых пар категории 6A для решений 10GBASE-T.

Одновременная передача высокоскоростных сигналов сети Ethernet

CommScope и Ethernet Alliance (EA) провели тестирование воздействия внешних межкабельных наводок на неэкранированные витые пары категории 6 и категории 6A, которые находятся в непосредственной близости друг от друга. То есть, когда кабели витая пара находятся в одном кабельном жгуте. Есть много возможных вариантов сочетаний прокладки кабельных линий и передачи сигналов сети Ethernet по медным неэкранированным парам разных категорий. На рисунках ниже показаны четыре наихудших варианта с точки зрения межкабельных наводок. В одной из таких конфигураций один кабель, который называется «жертва», находится в окружении шести кабелей «источников помех». Тестирование по определению частоты битовых ошибок (BER тест) проводится на кабеле «жертве», а трафик передается по шести кабелям, окружающим кабель «жертву». Частота ошибочных битов – это отношение ошибочных битов к общему числу переданных битов. Во всех стандартах IEEE 10G Ethernet PMD, в том числе и 10GBASE-T, указывается одно и то же значение BER — 10-12. Тест на частоту ошибочных битов (BER) считается пройденным, если BER равен нулю или меньше 10-12. Ниже представлены результаты тестирования в различных конфигурациях.

     Результат тестирования — не было выявлено никаких проблем при приеме высокоскоростных сигналов сети Ethernet, в том числе одновременной при передаче 10 Gigabit Ethernet и 1 Gigabit Ethernet по неэкранированным витым парам. Данный тест является очередным подтверждением совместимости неэкранированных витых пар категории 6A с решениями 10GBASE-T.

Тестирование сетевых адаптеров 10GBASE-T первого и второго поколения в «зашумленной среде»

Лаборатория CommScope SEG провела тестирование сетевых адаптеров 10GBASE-T первого и второго поколения в условиях «зашумленной среды», создаваемой рациями, сотовыми телефонами, люминесцентными лампами и силовыми кабелями.

     Для первых двух тестов использовалась переносная рация, работающая с частотой 147.5 МГц. Частота 147.5 МГц находится внутри частотного диапазона 10GBASE-T. Неэкранированная витая пара помещалась в специальное устройство, предложенное рабочей группой ISO/IEC JTC1/SC25 WG3, а затем подключалась к сетевым адаптерам 10GBASE-T, установленными на серверах. Периодически включалась переносная рация, которая находились на расстоянии не дальше одного метра от кабеля. Тестирование проводилось с целью определения потерь сетевых пакетов при включении переносной рации. В случае использования адаптеров 10GBASE-T первого поколения, потери сетевых пакетов составили 48%. В случае использования адаптеров 10GBASE-T второго поколения, потери пакетов не наблюдались, то есть все переданные пакеты проходили по кабельной линии и принимались сетевым адаптером.

     Для того чтобы определить подверженность адаптеров второго поколения к другим внешним помехам, было проведено третье испытание. В качестве источника шума использовался сотовый телефон GSM с частотой 850/900 МГц. Здесь также при совершении и получении звонков на сотовый телефон потери пакетов не были обнаружены.

     В четвертом испытании источником шума была люминесцентная лампа. Для создания наихудших условий шнур питания лампы переплели с UTP-кабелем. Как и в предыдущих испытаниях, при использовании адаптеров 10GBASE-T второго поколения потери сетевых пакетов отсутствовали.

     По результатам этих испытаний можно сделать вывод, что сетевые адаптеры второго поколения работают безупречно при использовании кабельных систем GigaSPEED X10D UTP категории 6A.

Кратковременные импульсные помехи от силовых кабелей

Для того чтобы имитировать импульсные помехи от силовых линий, по силовому кабелю подавались кратковременные импульсы высокого напряжения (EFT), которые генерировались одновременно с подачей нормального переменного напряжения. Параметры импульса высокого напряжения приведены в таблице.

Таблица Параметры импульса высокого напряжения

Параметр

Значение

Напряжение импульса

± 2000 вольт

Частота импульса

5 кГц

Период импульса

300 мс

Продолжительность импульса

15 мс

Время нарастания импульса

5 нс ± 30%

Ширина импульса

50 нс ± 30%

Исходный импеданс

50 Ом ± 20%

     Кабель категории 6A UTP был также переплетен с силовым кабелем, максимальное напряжение выходного EFT-импульса было установлено на уровне 2 кВ. Снова сравнивались сетевые адаптеры 10GBASE-T первого и второго поколения. Кабельные линии категории 6A UTP подключались к сетевым адаптерам, установленными в двух серверах. Целью тестирования было определение прерывания в передаче данных, вызываемого импульсом высокого напряжения. В ходе тестирования между серверами непрерывно передавался файл размером 3.8 МБ. Длительность тестирования составляла не менее 60 секунд, и процесс тестирования повторялся несколько раз.

     При подаче EFT-сигнала происходило прерывание работы адаптеров 10GBASE-T первого поколения. Работа сетевых адаптеров второго поколения не прерывалась, даже когда максимальное напряжение EFT-сигнала достигало значения 2 кВ.

     Проведенные испытания показали, что сетевые адаптеры 10GBASE-T второго поколения лучше адаптеров первого поколения и в состоянии выдерживать достаточно сильные помехи.

     Результаты испытаний сетевых адаптеров второго поколения служат подтверждением пригодности GigaSPEED X10D UTP категории 6А для использования технологии 10GBASE-T.

     Лаборатория CommScope SEG предоставила результаты испытаний в ассоциацию TIA.

Заключение

При появлении новых технологий всегда находятся люди и компании, которые будут подвергать сомнению их пригодность. В истории развития кабельных технологий на основе неэкранированной витой пары было много таких случаев, однако, UTP системы успешно применялись и применяются на реальных объектах.

     Результаты, полученные в ходе испытаний сетевых адаптеров 10GBASE-T второго поколения, которые проводились организациями NTS, Ethernet Alliance и CommScope SEG в «зашумленной» среде, являются подтверждением 100% совместимости кабельных систем категории 6A UTP с сетевой технологией 10GBASE-T. Кабельные системы категории 6A на основе неэкранированных витопарных кабелей и телекоммуникационных модулей являются предпочтительным вариантом для применения технологии 10GBASE-T при построении высокоскоростных Ethernet сетей.


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. ЕвгенийН 22.01.2011 в 17:31

    (подписан на сообщения)

    А нельзя ли получить ссылку на первоисточник (если он бесплатный)? Плюс вопрос от заинтересованного лица к заинтересованному — есть ли открытая статистика по установленным в российских ЦОДах портах СКС Systimax и некие предварительные результаты использования экранированной/неэкранированной меди в условиях российских ЦОД?

    • ЕвгенийН 22.01.2011 в 17:34

      (подписан на сообщения)

      Уточняю — ссылка на результаты IDC

  2. Игорь Липенко 25.01.2011 в 11:15

    (подписан на сообщения)

    Роман, не могли бы вы прояснить следующие вопросы:

    1. Каким образом Заказчик сможет отличить сетевую карту 10GBase-T «первого поколения», которой оснащен реальный коммутатор или сервер, от аналогичной карты «второго поколения» (по году выпуска оборудования, серийному номеру, модельному ряду, версии firmware и DSP контроллера ...)?

    2. Как известно, СКС априори индифферента к выбору активного оборудования и приложениям. Т.е. СКС должна поддерживать любое стандартное активное оборудование. Если происходит деление на «старые» и «новые» сетевые карты 10GBase-T, то получается, что UTP-системы неполностью совместимы с технологией 10GBase-T?

    3. На рынке представлено сетевое оборудование Industrial Grade для примененения на объектах с неблагоприятными условиями окружающей среды, в том числе с высоким уровнем ЭМП. Сетевые карты в исполнении Industrial обеспечивают лучшую помехозащищенность по сравнению с обычными аналогами, но стоят существенно дороже. Не может ли получиться так, что для гарантированной передачи 10GBase-T по UTP-cистемам потребуется применение более дорогих коммутаторов и серверов со специальными сетевыми картами (например, Industrial Grade)?

    • Степан Большаков 13.02.2011 в 11:24

      (подписан на сообщения)

      Гм... Давно я сюда не заходил, оказывается...

      Проявись вопросы:

      1. Сетевые карты 10GBase-T первого поколения ( а точнее трансиверы первого поколения) в открытой продаже не встречались никогда (по крайней мере у известных вендоров производителей сетевого оборудоваия) и использовались для прототипов сетевых карт. Обусловлено это было значительным уровнем энергопотребления (и, соответственно, тепловыделения трансиверов). Все трансиверы, используемые в оборудование, доступном на рынке сейчас, как минимум второго, а в большинстве случаев третьего поколения. Более того, точно такая же ситуация наблюдалась при выпуске на рынок трансиверов 1000Base-T.

      2. Если внимательно прочитать представленный документ, то можно увидеть, что при соблюдении правил проектирования СКС SYSTIMAX ситуации, воспроизводившиеся при испытаниях, в принципе невозможны. Данный документ говорит лишь о том, что даже при полном игнорировании правил проектирования и монтажа СКС SYSTIMAX скорее всего будет работать вполне нормально, в том числе и с протоколом 10GBase-T.

      3. При чем здесь оборудование industrial grade вообще не вполне понятно. Данный термин описывает защищенность самого оборудования от влияния EMC факторов и не имеет вообще никакого отношения к СКС.