Наша сеть партнеров Banwar
Провідний широкосмуговий доступ може бути реалізований трьома основними способами: за допомогою технології DSL, по мережі кабельного телебачення і по оптичним кабелям, з розподілом через Ethernet.
КАБЕЛІ ДЛЯ DSL
Доступ по DSL досі залишається найбільш поширеним. Це і зрозуміло, оскільки він здійснюється за звичайними абонентським телефонним лініям, яких в усьому світі прокладено близько мільярда. В основі такої лінії лежить кручена пара, винайдена більш як століття тому, але з тих пір значно вдосконалена, зокрема, смуга переданих частот була багаторазово розширено.
Технології DSL створені в розрахунку на вже експлуатовані абонентські лінії. Такі лінії створюються на основі телефонних кабелів, обсяг випуску яких до недавніх пір був дуже великим, причому їх виготовляли на найсучасніших автоматизованих заводах. Одним з широко поширених типів телефонних кабелів є ТПП (телефонний, з поліетиленовою ізоляцією і поліетиленовою оболонкою), ГОСТ Р 51311-99. Відповідно до цього Держстандарту, російські заводи випускають кабелі з кількістю пар від 10 до 1200 і з мідними провідниками діаметром 0,4, 0,5 і 0,64 мм.
Кабелі призначені для тонального (низькочастотного) діапазону. На частоті 1 кГц перехідне загасання між парами має становити не менше 70 дБ. На більш високих частотах даний параметр не нормується, що ускладнює проектування цифрових ліній. Це один з найбільш масових типів кабелів, проте не цілком задовольняє вимогам DSL. Часто застосовується різноспрямована скручування пар, використовувана для підвищення ефективності виробництва кабелю, далека від оптимальної з точки зору перешкодозахищеності, оскільки забезпечує мінімальний вплив між парами лише в низькочастотному діапазоні.
Згідно з «Правилами застосування кабелів зв'язку з металевими жилами», затвердженим Міністерством зв'язку в 2006 р, ця продукція повинна задовольняти ще цілої низки вимог. Одне з основних полягає в тому, що частотна залежність затухання, а також розкид цієї залежності повинні відповідати вимогам системи передачі, в якій кабель використовується. Характеристики взаємовпливу: місткість асиметрія, перехідний вплив на ближньому кінці і захищеність на далекому кінці в заданому діапазоні частот - необхідно співвідносити з вимогами системи зв'язку.
Групи пар симетричних кабелів скручуються в сердечник за певною схемою (повивной або пучкової). Повів або пучки повинні мати колірну індикацію. У кабелях з числом пар більше 50 може бути передбачений будівельно-монтажний запас пар. Для запобігання проникнення і розповсюдження вологи у вільний простір усередині кабелю поміщають гідрофобний заповнювач - вологостійкий, сумісний з іншими матеріалами кабелю і легко видаляється при монтажі. Обов'язкове підтвердження відповідності кабелів зв'язку пропонованим вимогам здійснюється у формі декларації.
Останнім часом розроблені кабелі широкосмугового доступу, призначені для підтримки DSL. Про них і піде мова нижче. Кабелі для DSL повинні володіти рядом специфічних характеристик, які звичайним міським кабелям для телефонного зв'язку не властиві. Зокрема, вони повинні бути придатні для підтримки обладнання як симетричних, так і асиметричних технологій DSL, де використовуються коди CAP і DMT. При цьому по одній скрученої (кручений) парі забезпечується передача зі швидкостями, характерними для нових видів DSL: до 24 Мбіт / с для ADSL2 + або до 52 Мбіт / с для VDSL2 в обидві сторони. Допустима протяжність ліній DSL становить не менше 1500 м.
Як приклад розглянемо кабелі, що випускаються компанією «Елікс-Кабель» як для комп'ютерних мереж, так і для широкосмугового доступу. Вони подібні до звичайних кабелях СКС, але сфера їх застосування розширена і на область DSL. Параметри цих кабелів відповідають вимогам DSL в діапазоні до 4 МГц. Буквою «Е» позначаються екрановані конструкції. Наприклад, марка МВПВЕ / Е-5 означає магістральний кабель Категорії 5 з кручених пар в полівінілхлоридної оболонці з індивідуально екранованими витими парами і загальним екраном. Характеристики їх було виміряно приладом AnCom A-7 компанії «Аналітик-ТС».
Аналізатор AnCom A-7 розроблений і серійно виробляється з 2003 р Прилад дозволяє вимірювати характеристики ліній зв'язку, визначати їх справність і можливість організації DSL. У ньому реалізована методика «xDSL / Придатність пари», заснована на міжнародних і російських документах. У якості нормативної бази залучаються рекомендації ITU-T (Міжнародного союзу електрозв'язку) L.19, де задаються вимоги до перехідних впливів між парами, їх симетрія і узгодженість.
Аналізатор визначає можливу швидкість передачі інформації для даної пари в залежності від типу кабелю і його довжини. При цьому враховується перешкодозахищеність кінцевого обладнання SHDSL, ADSL2, ADSL2 +, що випливає з норм, наведених в рекомендаціях ITU-T G.99x. Прилад містить дані про характеристики передачі російських кабелів зв'язку ТПП, КСП і МКС з метою забезпечення контролю пари по заданих параметрах. Розрахунок швидкості передачі інформації і оцінка швидкісного потенціалу вимірюваної пари виконується з урахуванням характеристик загасання в смузі частот і спектральної щільності потужності перешкод.
Багатопарні кабелі компанії «Елікс-Кабель» містять пучки, кожен з яких складається з чотирьох кручених пар. Показаний на рисунку 1 кабель ЕКС-МВПВ 25х2х0,52 складається з шести пучків, скручених в загальний сердечник, причому в центрі останнього розташована ще одна пара. Взаємні впливу між парами всередині пучка досить низькі (перехідні втрати NEXT високі - 75-80 дБ), в той час як NEXT між парами, розташованими в різних пучках, на 10 дБ більше, ніж усередині пучка, і становить 80-90 дБ в діапазоні частот до 2 МГц. «Елікс-Кабель» випускає багатопарні кабелі - діаметр провідників становить 0,52 і 0,64 мм, а кількість пар досягає 100.
Ці відносно недавно розроблені кабелі набагато краще підходять для DSL, ніж широко застосовуються ТПП. Для порівняння на малюнку 2 наведені характеристики перехідного загасання на ближньому кінці (NEXT) для кабелів ЕКС-МВПВ 25х2х0,52 і ТППеп 10х2х0,5 з провідниками 0,5 мм і приблизно однаковим погонних загасанням. Видно, що захищеність від перешкод кабелю МВПВ набагато вище, ніж широко поширеного «десятипарними» ТППеп.
Досить часто виникає питання: скільки кручених пар в багатопарному кабелі можна підключити до систем DSL? В таблиці 1 наведені норми по перехідному загасанню на ближньому кінці (NEXT) між парами в залежності від числа задіяних пар в багатопарному кабелі. Як видно, зі збільшенням числа пар, які використовуються для DSL, ці норми збільшуються і при 10 парах складають 75-80 дБ в залежності від використовуваного коду. Розрахунки зроблені в Ленінградському галузевому НДІ зв'язку (ЛОНИИС), в лабораторії цифрових ліній зв'язку. Вони покладені в основу оцінки числа пар, на яких можна організувати повноцінні з'єднання DSL по міській телефонній лінії зв'язку.
Аналіз параметрів впливу, виконаний фахівцями ЛОНИИС, показав, що в кабелях ТПП, використовуваних для DSL, необхідно спеціально відбирати пари, придатні для організації DSL. Для кабелів компанії «Елікс-Кабель» оцінка більш оптимістична: практично будь-яка комбінація пар забезпечує перевищення норми щодо електромагнітної сумісності, так що вони цілком придатні для організації DSL. Можливість застосування цих кабелів для самих широкосмугових систем знаходиться в стадії вивчення.
Найбільш швидкісна і вже стандартизована (ITU-T G992.5) асиметрична система ADSL2plus займає смугу частот до 2,2 МГц. Слід зазначити, що на асиметричні системи припадає 95% від загального числа портів DSL, тому переважна більшість досліджень, предметом вивчення яких є кабелі для DSL, поширюються на частотну область до 2,2 МГц. Передача по крученим парам на більш високих частотах на далекі відстані ще недостатньо вивчена.
Новітні системи DSL, такі як VDSL2, стандартизовані ITU-T G993.2 в 2006 р, забезпечують на коротких відстанях швидкість передачі 100 Мбіт / с. У зв'язку з цим виникає питання про те, які кабелі придатні для передачі даних на подібних швидкостях. Кабелі СКС передають сигнали на швидкості 100 Мбіт / с (Fast Ethernet), але вони забезпечують дальність 100 м, в той час як технології VDSL2 розраховані на передачу (при тих же швидкостях) на відстань до 300 м. Кабелі телефонного зв'язку (ТПП і інші ) для частот вище 2-4 МГц не розглядалися. Таким чином, питання про кабелях для VDSL2 вимагає спеціального дослідження.
Додатково зауважимо, що частотні плани для VDSL2 більш різноманітні, ніж для ADSL2 +. Швидше за все, освоєння частотного діапазону системами VDSL2 відбуватиметься поступово: спочатку частоти до 8 МГц, потім до 12 МГц, а в Північній Америці намітилася тенденція розширення до 30 МГц. Кабелі стануть вдосконалюватися паралельно з просуванням по частоті вгору, як це було у випадку СКС (див. Статтю автора «Еволюція кабельних систем» в «Журналі мережевих рішень / LAN» за вересень 2004 р.).
ОПТИЧНІ КАБЕЛІ ДЛЯ ГІБРИДНИХ МЕРЕЖ
Гібридні волоконно-коаксіальні мережі (HFC) призначені, як правило, для надання послуг Triple Play: телебачення, Internet, телефон. В останнє десятиліття ділянку мережі HFC з оптичні-кими кабелями поступово розширюється, а ділянку з коаксіальними кабелями в тій же мірі скорочується (див. малюнок 3 ). Від головної станції зазвичай прокладаються оптичні кабелі до оптико-електронного вузла, а звідти - коаксіальні кабелі. Сьогодні оптику намагаються дотягнути прямо до будівлі, за яким і розподіляють сигнал за допомогою коаксіального кабелю ( малюнок 3 , Права частина). За самій будівлі розводку виконують коаксіальними кабелями, і лише в окремих, досить рідкісних випадках вона здійснюється за допомогою оптичних кабелів. Спочатку розглянемо оптичні кабелі HFC, а потім зупинимося на кабелях для будинкових розподільчих і абонентських мереж.
Оптичні волокна бувають одномодові і багатомодові. На магістральних лініях використовуються тільки одномодові, відповідні рекомендаціям ITU-T G.652 і G.655. Найбільш широко застосовуються волокна, що відповідають рекомендації G.652, для яких характерні наступні особливості: вони оптимізовані для довжин хвиль в області 1260-1360 нм, при цьому нульова дисперсія і довжина хвилі відсічення знаходяться в межах цього діапазону. Волокна, виготовлені відповідно до рекомендації G.655, доцільно застосовувати на лініях зв'язку з DWDM (щільним спектральним ущільненням). Вони відрізняються насамперед тим, що оптимізовані для довжин хвиль 1530-1565 нм. Іноді вигідно застосовувати відразу обидва типи волокон, і тоді волокна стандарту G.655 використовуються для високошвидкісних оптичних систем передачі, а волокна стандарту G.652 - в розподільних волоконно-оптичних системах зв'язку.
Для прокладки в невеликих приміщеннях з обмеженим вільним простором призначаються оптичні волокна зі зменшеним радіусом вигину, описані в нещодавно прийнятому стандарті G.657. В Клас A входять волокна з допустимим радіусом вигину 20 мм; вони сумісні зі стандартом G.652D. До Класу B відносяться волокна, для яких допустимий радіус вигину становить всього 15 мм, але вони не сумісні з волокнами G.652D. Дана обставина обумовлює високі втрати в точці зварювання волокон G.652D і G.657B, тому зрощувати їх не рекомендується.
Багатомодові волокна значно дорожче одномодових. Основна область їх застосування - локальні мережі (СКС). Для СКС використання багатомодових волокон разом з електронно-оптичними компонентами виявляється вигідним, оскільки вони дешевші тих, що пропонуються для одномодових систем. Як багатомодових застосовуються градієнтні волокна 50/125 мкм (серцевина діаметром 50 мкм, оптична оболонка 125 мкм), а також градієнтні волокна 62,5 / 125 мкм.
Оптичні кабелі випускаються для різних умов прокладки і монтажу, тому відрізняються призначенням і конструктивними елементами, що забезпечують захист від впливу навколишнього середовища. Відповідно до їх особливостями оптичні кабелі поділяються на лінійні (зовнішньої прокладки) і об'єктові (для прокладки усередині будівель).
На оптичних лініях в мережах зв'язку Росії використовується безліч різноманітних видів кабелів. В якості ще одного прикладу розглянемо продукцію заводу «Сарансккабель-оптика». Часто сердечник кабелю складається з трубок, «обвивають» центральний силовий елемент (див. Малюнок 4). Останній являє собою або стеклопластіковий стрижень, або сталевий дріт або трос з полімерним покриттям. В одному модулі знаходиться до 12 волокон, а максимальна кількість волокон одно 144 (12 модулів).
Застосування склопластикового силового елемента краще з урахуванням кращої електромагнітної захищеності такої конструкції, хоча вона і дорожче, ніж з силовим елементом зі сталі. З цієї причини деякі підприємства, що випускають оптичні кабелі, виробів зі сталлю не виробляють зовсім.
Іноді в складі сердечника є тільки один модуль - трубка великого діаметру, що містить 12, 24 або 48 оптичних волокон. Сердечник такого кабелю не має силових елементів. Головні переваги Одномодульні кабелю - менший діаметр у порівнянні з багатомодульною конструкцією і більш низька вартість (див. малюнок 5 ).
Захист оптичних кабелів зовнішньої прокладки від проникнення вологи здійснюється шляхом заповнення порожнин сердечника герметиком. У ряді оптичних кабелів замість гидрофобного заповнювач застосовуються водоблокуючої матеріали або водоблокуючої порошки, які дорожче гідрофобних герметиків. Як правило, поверх сердечників оптичні кабелі мають ще полімерні захисні оболонки. Якщо умови експлуатації припускають знаходження кабелів у воді, то зменшення поперечної дифузії вологи досягається застосуванням бар'єру з шару металу, конструктивно виконаного у вигляді метало-поліетиленової оболонки.
Оптичні кабелі прокладають в кабельної каналізації або захисних трубах з пластмаси, укладають прямо в грунт або підвішують між опорами або будівлями. При прокладанні в кабельної каналізації використовують кабелі найпростішої конструкції. Від гризунів захищає сталеполімерная оболонка. Якщо кабель прокладається в тунелях або колекторах, то з метою підвищення пожежної безпеки оболонка виготовляється з композицій, які не розповсюджують горіння. Кабель, який укладають в грунт, оснащують бронепокровом зі сталевих оцинкованих дротів (див. малюнок 5 ). В такому випадку потрібен захист від грози, а також інших електромагнітних впливів - від впливу ЛЕП, електрифікованих залізниць, великих радіостанцій. Броня полегшує трасопошукові роботи пошкодженого кабелю.
Окремий вид оптичних кабелів - самонесучі вироби. Вони застосовуються для підвіски на опорах ліній зв'язку, ЛЕП, контактної мережі залізниць і т.п. Зазвичай самонесущий оптичний кабель цілком діелектричний, з силовими елементами у вигляді повиву арамідних ниток під захисною оболонкою. Крім того, випускаються самонесучі кабелі з периферійним сталевим тросом в полімерній оболонці, які за формою нагадують цифру 8, вони підвішуються на опорах за елемент підвіски - сталевий трос або стеклопластіковий пруток (Малюнок 6). Для підвіски на опорах ЛЕП або контактної мережі залізниць сталевий трос не застосовується.
До Внутрішньооб'єктовий оптичним кабелям пред'являються більш м'які вимоги в частині климатики і механіки, ніж до кабелів зовнішньої прокладки. У той же час вони повинні мати оболонку, що не поширює горіння - з LSZH (компаунд нізкодимящій, не містить галогенів). Кабелі внутрішньої прокладки зазвичай не містять герметик або інший гідрофобний заповнювач, так як до них не пред'являються вимоги вологостійкості. Щоб не пошкодити такий кабель, при його протяжке застосовують буфер з арамідних ниток ( малюнок 7 ).
МЕТАЛЕВІ КАБЕЛІ ДЛЯ БУДИНКОВИХ МЕРЕЖ
Основна розводка по будинку виконується електричними кабелями (див. малюнок 8 ). Найближчим часом такий стан справ навряд чи зміниться, тому докладно розглянемо металеві кабелі для внутрішньобудинкової проводки.
Коаксіальні кабелі. Подібні зарубіжні вироби Вже розглядаліся в статтю автора (див., Например, «Сама шірокосмугова проводка» и «Коаксиальная проводка - 5 років по тому» в Серпневе номері за 2005 р і січневому номері за 2006 р «Журналу мережевих РІШЕНЬ / LAN»), тут же ми Зупинимо на кабелях, что віпускаються в России. За останні 10-15 років відбуліся істотні Зміни: вместо кабелів з міднімі провіднікамі стали проводитись вироби із зовнішнім провідником з алюмінієвої фольги. У конструкції ізоляції також з'явилися нововведення: сучасні коаксіальні кабелі ізольовані пористим поліетиленом з фізичним вспениванием.
Сказане вище пов'язано з наступними обставинами. Перш за все, такі кабелі легше по вазі і дешевше. Незважаючи на те, що втрати в них дещо більше, ніж у кабелів з мідними екранами, алюміній застосовується все ширше і ширше. Завдяки прогресу в області створення підсилювальної апаратури збільшення втрат досить легко компенсується. Ще одна важлива перевага - менша привабливість для розкрадань, які в останні роки стали буквально бичем для мереж зв'язку. І, нарешті, алюмінієва фольга простіше накладається на ізоляцію кабелю і міцніше до неї приклеюється, в результаті створюється поперечна влагозащищенность радіочастотного тракту.
Подібні кабелі пропонують кілька російських заводів. В якості ілюстрації наведемо вироби заводу «Кірскабель», що випускає кабелі для найбільш масових розподільних і абонентських мереж. Спільними відмітними ознаками (див. Малюнок 9) служать ізоляція з пленко-пористого поліетилену з газовим вспениванием і зовнішній провідник з алюмо-полімерної стрічки. Продукція цього заводу володіє низьким рівнем прямих і зворотних втрат, високою вологозахищених і хорошими експлуатаційними характеристиками. Хвильовий опір коаксіальних кабелів дорівнює 75 ± 3 Ом; поворотні втрати на частотах від 470 до 1000 МГц становлять 18-20 дБ. Між поверхами в якості розподільного кабелю частіше застосовують вироби за типом RG11 (американський стандарт), а в якості абонентського - по типу RG6.
У самий останній час Міжнародна електротехнічна комісії (МЕК) опублікувала стандарти на кабелі для систем КТВ: 61196-5 (групова специфікація) і 61196-5-1 (приватна специфікація).
Симетричні кабелі. Оптичний кабель, як зазначалося вище, прокладається від вузла зв'язку до групи будинків або окремої будівлі (див. малюнок 3 ). На кінці встановлюється електронно-оптичний перетворювач (медіаконвертер) і комутатор, від якого виконується розводка по будинку за допомогою симетричного кабелю (див. малюнок 8 ). Таким чином формується мережа Ethernet, що дозволяє розподіляти інформацію.
Четирехпарний кабель, базовий компонент СКС, описаний в багатьох статей і випускається цілим рядом кабельних заводів Росії, в тому числі і згаданими вище підприємствами «Елікс-Кабель», «Кірскабель», «Сарансккабель» (див. Малюнок 10). Ці вироби схожі і зазвичай відповідають Категорій 5e або 6, розрізняючи лише якістю матеріалів і точністю виготовлення. У деяких модифікаціях відсутня екран (UTP) або броня. Кабелі призначаються для прокладки в кабельній каналізації, в приміщенні, для підвіски на опорах або між будинками. Оболонки виконуються з светостабілізірованного (чорного) поліетилену, з полівінілхлориду та з компаунда, що виділяє мало диму при пожежі і не містить галогенів (LSZH). На ряді об'єктів дозволяється застосовувати оболонки тільки з LSZH.
Для симетричних кабелів існують стандарти МЕК: 61156-5 описує однопроволочние кабелі з широкополосностью до 600 МГц, а 61156-6 - такі ж вироби, але багатодротяні, гнучкі, для шнурів.
Давид Гальперовіч - кандидат технічних наук, старший науковий співробітник ОКБ кабельної промисловості. З ним можна зв'язатися по телефону: (495) 583-5472.
Таблиця 1. Нормована величина перехідного загасання між парами на ближньому кінці (NEXT), дБ, в залежності від числа пар, зайнятих DSL.
Малюнок 2. Середні значення перехідного загасання NEXT кабелів ТППеп і МВПВ.
Малюнок 3. Сегмент гібридної волоконно-коаксіальної мережі (HFC) з трьома варіантами доступу в Internet (ПУ - первинний вузол, ВУ - вторинний оптико-електронний вузол).
Малюнок 5. Оптичний кабель для прокладки в траншеї або прямо в грунт.
Малюнок 7. Внутрішньооб'єктовий оптичний кабель з буфером з арамідних ниток.
Малюнок 8. Домова мережу з коаксіальної і симетричною проводкою.
Досить часто виникає питання: скільки кручених пар в багатопарному кабелі можна підключити до систем DSL?