Передающие физические среды, используемые в структурированных кабельных системах. Принципы распространения сигналов в средах (стр. 13 из 58)

Рабочие характеристики магистральных многопарных кабелей эквивалентны характеристикам горизонтальных кабелей за исключением того, что потери NEXT определяются на основе модели суммарной мощности (PowerSum), а не на основе модели наихудшего случая
влияния пар друг на друга, что позволяет передавать различные возмущающие сигналы под
одной оболочкой. Приложения с несовместимыми уровнями сигналов должны разделяться в
отдельные группы пар.

Гибридный кабель и многопарные кабельные конструкции

С расширением рынка кабельной продукции, соответствующей требованиям категории 5, у конечного пользователя появляется все больше возможностей по применению многопарных кабелей. Например, такие типы кабелей, как PowerSum (кабель, соответствующий требованиям к "суммарной мощности") и Hybrid ("гибридный" кабель, соответствующий требованиям к "гибридным" кабелям), легко можно найти на полках складов дистрибьюторов. Хотя их компактные размеры весьма привлекательны, однако все еще существуют недоразумения по поводу того, какими преимуществами обладают эти типы кабелей и каким образом они вписываются в типичные сценарии монтажа кабельных систем.

Назначение кабелей PowerSum и Hybrid описывают стандарты ANSI/TIA/EIA-568-A [17]
('568-А), ISO/IEC 11801 [41] (41801) и CENELEC 50173 [35] ('50173). Магистральный кабель PowerSum в общем случае состоит из UTP-проводников 100 Ом, собранных в группы из 4-х или 5-ти пар, которые могут быть покрыты (или не покрыты) общей оболочкой, или из нескольких элементов, состоящих из 24-х или 25-ти пар, покрытых общей сплошной оболочкой.

Гибридный кабель - это конструкция из двух или более кабелей или кабельных элементов (одного и
того же или разных типов или категорий), покрытых сплошной оболочкой. На рис. 27 изображен пример
конструкции многопарного кабеля. Несмотря на то, что кабели PowerSum и Hybrid конструкционно выглядят одинаково, соответствующие электрические требования к ним весьма различны. Цель спецификации различных электрических требований к кабелям PowerSum и Hybrid заключается в учете типа и уровня мощности сигнала в разных кабельных подсистемах и в определении подходящей изоляции перекрестных помех (потери NEXT) между парами и элементами, расположенными под одной оболочкой. Например, спецификации для типа Hybrid требуют дополнительной изоляции перекрестных помех между несколькими элементами (например, группами из 4-х пар) для адаптации к разным уровням энергии сигнала в различных приложениях. Спецификации PowerSum требуют дополнительной изоляции перекрестных помех между индивидуальными парами для обеспечения работы одного и того же типа приложения на нескольких парах в одном кабеле.

Модель PowerSum. Кабели PowerSum предназначены для использования при магистральном каблировании между любым главным кроссом (дистрибьютор кампуса), промежуточным кроссом (дистрибьютор здания) и горизонтальным кроссом (этажный дистрибьютор). Хотя величины затухания, структурных потерь при отражении (SRL) и потерь NEXT у магистральных кабелей PowerSum такие же, как и у 4-парных горизонтальных кабелей, величина потерь NEXT определяется путем суммирования мощностей всех комбинаций потерь NEXT "пара-пара". Суммирование мощностей производится с достаточным запасом для гарантирования
соответствующей изоляции NEXT между парами, несущими несколько возмущающих сигналов
одного и того же типа. Все стандарты каблирования, - TIA, ISO/IEC и CENELEC ('568-А, '11801
и '50173), - предписывают, чтобы каждая пара в магистральном кабеле PowerSum соответствовала требованиям к предельным значениям потерь NEXT для горизонтального кабеля, определяемым правилом суммирования мощностей, основанном на следующем соотношении:

где я равно общему числу возможных комбинаций пар, включая тестируемую пару с суммарной мощностью.

На схеме (рис. 28) представлены 24 комбинации измерений NEXT "пара-пара", которые
необходимо оценить для определения рабочих характеристик суммарной мощности для пары
1 в 25-парной конструкции магистрального кабеля PowerSum. Хотя для оценки многопарного
кабеля по моделям "наихудшей пары" и "суммарной мощности" требуется одинаковое количество циклов измерений (например, 300 циклов для 25-парного кабеля), рабочие характери-

стики кабеля типа PowerSum определяются путем расчета общих помех NEXT, навед иных от 24
"возмущающих" пар на каждую пару с помощью представленной выше формулы. В противовес
этому методу определение критериев соответствия для горизонтальных кабелей основаны на наи-худших измеренных значениях NEXT между любыми двумя парами. Так как потери NEXT кабелей PowerSum рассчитываются для нескольких возмущающих сигналов одного и того же типа, для любых двух пар требуется наличие дополнительного запаса по NEXT примерно в 6 дБ в отличие от модели с одним возбудителем NEXT, используемой для горизонтальных кабелей. Значительное различие между NEXT кабелей Hybrid и PowerSum заключается в том, что требования к кабелю PowerSum одинаково приложимы ко всем парам, заключенным в одну оболочку, независимо от того, занимают они один и тот же кабельный подэлемент или нет. Так как каждый элемент гибридного кабеля рассматривается как отдельная горизонтальная линия, дополнительные требования к потерям NEXT для кабеля типа Hybrid налагаются только на NEXT между парами, расположенными в разных элементах.

Модель Hybrid. Гибридные кабели, состоящие из двух или более элементов определенных типов горизонтального кабеля (например, 4-парный UTP 100 Ом), расположенных под одной оболочкой, могут использоваться для горизонтального каблирования в том случае, если они отвечают определенным требованиям. Такие характеристики как затухание, структурные потери при отражении (SRL) и потери NEXT каждого отдельного элемента гибридного кабеля совпадают с характеристиками, определенными для горизонтальных кабелей. Однако, для обеспечения дополнительной изоляции между приложениями с сильно отличающимися уровнями сигнала, находящимися под одной оболочкой, между подэлементами кабеля необходим дополнительный запас по NEXT [26].

Стандарты '11801 и '50173 определяют, что потери NEXT между любыми неволоконными (металлическими, "медными") подэлементами кабеля в конструкциях типа Hybrid должны
быть меньше потерь NEXT горизонтального кабеля на величину, равную dNEXT:

где п - количество смежных неволоконных элементов в кабеле.

Требования стандарта '568-А немного отличны, - он определяет, что потери NEXT между любыми неволоконными подэлементами кабеля в конструкциях Hybrid должны быть лучше значений потерь NEXT горизонтального кабеля на величину, равную dNEXT.

где п - общее количество неволоконных элементов в кабеле.

Так как стандарт '568-А относится ко всем подэлементам кабеля Hybrid одинаково, независимо от того, смежны они друг с другом или нет, он определяет более жесткие требования к типу Hybrid, чем стандарты '11801 и '50173. Для выявления различий в требованиях наложим ограничения стандартов '11801 и '568-А на гипотетический 6-элементный 4-парный гибридный кабель с волоконно-оптическим центральным элементом. Конструкция кабеля, изображенная на рис. 29, характерна тем, что, например, два неволоконных элемента непосредственно примыкают к элементу, содержащему пары с 1 по 4. Для такой конструкции кабеля стандартом '11801 определен запас изоляции помех в 10,8дБ (значение получено из выражения 6 + 10 Ig (2 + 1)) сверх ограничений для 4-парного горизонтального кабеля. Спецификации стандарта '568-А для кабеля Hybrid, основанные на общем количестве неволоконных элементов кабеля, требуют, чтобы запас изоляции между любыми двумя элемен-

тами гибридного кабеля составлял 13,8 дБ (значение получено из выражения 6 + 10 Ig (6)).

Так как влияние помех NEXT преобладает между смежными элементами, требования ISO/IEC
и CENELEC считаются более приемлемыми и выполнимыми, чем существующие спецификации TIA.
В любом случае, этими стандартами не предусмотрено применение многопарных кабелей PowerSum
в горизонтальном каблировании или гибридных кабелей в магистральном каблировании. Тем не
менее, отдельный кабель вполне может соответствовать как требованиям к кабелям типа Hybrid, так
и к кабелям типа PowerSum, что позволит использовать его как в горизонтальном, так и в магист-
ральном каблировании. Используя термин Hybrid ("гибрид") в контек-
сте требований стандартов, важно помнить, что он относится к рабочим передающим характеристикам кабеля в гораздо большей степени, чем к его физическому исполнению. В то время, как отдельные конструкции естественно демонстрируют хорошую изоляцию помех NEXT между элементами, общее название "гибридный" совершенно не означает, что какой-либо конкретный кабель отвечает требованиям промышленных стандартов к рабочим характеристикам.

В результате несоответствия между национальными американскими и международными
стандартами рабочая группа TIATR41.8.1 рассматривает возможности изменения требований
стандарта '568-А к гибридным кабелям. К числу предложенных к рассмотрению изменений
относятся: гармонизация с международными спецификациями для Hybrid, определение еди-
ной величины запаса изоляции (например, 9 дБ) между любыми двумя элементами гибридно-
го кабеля, приложение к многопарным горизонтальным кабелям требований к кабелям типа
PowerSum (возможность такого применения все еще находится в процессе исследования).

На встрече TIA TR41.8.1 в сентябре 1996 года было детально рассмотрено первое из
этих предложений. В результате было принято решение выпустить бюллетень для гармониза-
ции с требованиями к Hybrid, определенными стандартом ISO/EIC 11801.