Главная » СКС: технологии роста
Статьи

СКС: технологии роста

СКС: технологии роста

LAN :: Корпоративные сети
После долгого застоя ситуация на отечественном рынке структурированных кабельных систем становится весьма благоприятной для вендоров, их партнеров и заказчиков, при этом наиболее интересные технологические решения предагаются для ЦОД.

Вплоть до недавнего времени мировой рынок СКС рос всего на несколько процентов в год, а российский — на 8-10%, значительно отставая от рынка ИТ в целом. Теперь же аналитики FTM Consulting прогнозируют увеличение темпов до 18% и более, что послужит стимулом к разработкам, появление которых приведет к созданию новых решений с разнообразными технологиями, функциональностью и ценой. СКС находится на пороге бума, и наибольший рост будут демонстрировать решения для ЦОД. По прогнозам FTM Consulting, на мировом рынке сегмент кабельных систем для ЦОД будет ежегодно (до 2011 г.) расширяться на 26,8%, а его доля увеличится с 12,1 до 30,8%. Ожидается быстрое развитие решений для поддержки передачи голоса и видео по IP.

Возрождается и несколько угасший интерес к системам автоматизации зданий, где СКС может выступать в роли универсальной транспортной среды. А ведь еще два-три года назад специалисты говорили о кризисе и рассуждали о скором упадке рынка СКС. В конце ноября «Журнал сетевых решений/LAN» и агентство корпоративных коммуникаций OSP-Con провели шестую ежегодную конференцию по структурированным кабельным системам (СКС) «СКС 2007: новые технологии для практики. Что дает внедрение последних технологических новинок в области структурированных кабельных систем?», где рассматривались перспективные технологии и направления рынка СКС с точки зрения целесообразности их практического применения.

ЗА ПРЕДЕЛАМИ ОФИСА

В «эпоху застоя» рынка СКС, когда темпы его роста не устраивали большинство производителей и системных интеграторов, участники рынка видели пути развития бизнеса в предложении дополнительных продуктов и услуг, расширении областей использования кабельных систем. Директор по развитию «АйТи-СКС» Андрей Семенов указывает на три основных области их внеофисного применения: промышленность (герметичные соединители, полимерное волокно и волокно Low Water Peak (LWP), модель тракта с шестью соединителями), бытовая сфера (коаксиальный кабель, решения Категорий 7а и 8) и ЦОД (10-гигабитные решения, панели высокой плотности — 48 портов на 1U).

В промышленности полимерное и кварц-полимерное волокно позволяет решить задачу гальванической развязки, и цена таких решений сопоставима с системами на базе медного кабеля. В свою очередь модель медного тракта с шестью соединителями стала возможной благодаря запасу характеристик относительно требований стандарта и оказалась удобной для промышленных приложений. При использовании обычного кабеля UTP гигабитная сеть Ethernet может работать на расстояниях до 150 м, поэтому даже с дополнительными соединителями параметры тракта остаются в пределах стандартных значений. В бытовой сфере для приема телевизионных программ применяется коаксиальный кабель, однако с этой задачей вполне справится и экранированная витая пара (S/FTP): в прошлом году разработчики уже преодолели технологический барьер в 2 ГГц, хотя в стандартах такие решения пока не описаны.

Домашний офис — перспективный потенциальный рынок для операторов связи и инсталляторов, считает Роман Китаев, глава представительства CommScope/Systimax Solutions. Учитывая ухудшающуюся транспортную ситуацию, многие офисные работники со временем неизбежно перейдут на надомную работу, а это требует качественных широкополосных сетей в жилых зданиях и квартирах. Юрий Королев, президент группы компаний ICS, обращает внимание на растущую популярность видео HD и мультимедиа. Весьма вероятно, что в жилых домах и в гостиничных комплексах проводка до конечного пользователя станет широкополосной. Кроме того, существуют ресурсоемкие приложения для передачи медицинских и других специальных изображений.

В числе других особенностей современного рынка СКС Андрей Семенов выделяет переход от системы к решению. В частности, практически все ведущие производители СКС дополняют свои изделия активным оборудованием. Это системы интерактивного управления кабельной инфраструктурой, точки радиодоступа, медиа-конверторы, инсталляционные коммутаторы, оборудование РоЕ. Не все попытки оказываются успешными. Например, Systimax (приобретенная CommScope) и AMP Netconnect отказались от продвижения в России точек радиодоступа.

По его мнению, несмотря на быстрое совершенствование беспроводных технологий и ожидаемое принятие стандарта 802.11n, системы радиодоступа никогда не заменят структурированной кабельной проводки в силу недостаточной для ресурсоемких бизнес-приложений скорости передачи данных. К тому же самим точкам доступа требуется кабельная проводка, так как зона уверенной работы WLAN ограничивается несколькими десятками метров.

Между тем разработанные несколько лет назад системы питания по Ethernet (PoE) оказались очень удобными для подключения IP-телефонов, точек радиодоступа и IP-камер. Увеличение мощности с 15 до 30 и даже до 60 Вт позволяет питать сервоприводы видеокамер и небольшие вычислительные устройства. По данным Dell'Oro, в III кв. 2007 г. продажи IP-телефонов в мире выросли более чем на 40%, а поставки гигабитных портов PoE — почти на 80% по сравнению с тем же периодом 2006 г.

Хотя основную долю продаж составляют традиционные офисные СКС, производители отмечают рост потребления новейших технологий, дорогих и высокопроизводительных решений. Как заключает Андрей Семенов, сегодня можно говорить о том, что СКС развиваются
в направлении улучшения сервиса и расширения областей применения, хотя этот потенциал уже почти исчерпан.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ, МОНТАЖ: ПРОЩЕ И ЭФФЕКТИВНЕЕ

Системному интегратору приходится вникать во все этапы создания СКС, начиная с проектирования. В этой области существует немало наработок, включая генераторы технических предложений и спецификаций на основе таблиц Exсel с макросами. Если понадобятся более развитые графические функции, можно воспользоваться специальной программой проектирования. Подобные системы известны в нашей стране уже около 10 лет, хотя оправдали далеко не все возлагавшиеся на них надежды. Тем не менее, они значительно облегчают труд проектировщика и помогают быстро вносить изменения в проект в ходе его реализации.

Рисунок 1. Система интеллектуальной коммутации Systimax iPatch позволяет контролировать кабельное хозяйство как со специализированного рабочего места, так и через интерфейс Web из внешней сети. Для сопровождения действий технического персонала используются светодиоды панелей iPatch, расположенные над каждым портом коммутационных панелей.Другая сложная проблема — повышение эффективности управления СКС. Для этого используется система цветовой идентификации и механической блокировки соединений, предотвращающая некорректное подключение или отключение, а также «наложенная» система интерактивного управления, автоматизирующая администрирование (см. Рисунок 1). Согласно действующим нормативам, системы управления считаются обязательными в очень крупных проектах (более 10 тыс. портов), но в России проекты такого масштаба единичны. По словам Андрея Семенова, емкость российского рынка СКС составляет примерно 2 млн портов, однако ежегодно внедряется не более 20-40 систем интерактивного управления СКС. В новых разработках производители уходят от «контактных» решений и предлагают бесконтактные системы управления соединениями.

В CommScope отмечают возрождение интереса к «интеллектуальным зданиям», где все подсистемы (инженерные, коммуникационные и информационные) являются интегрированными и взаимосвязанными. Производители предлагают свои уникальные подходы, однако общая тенденция состоит в использовании протоколов IP и Ethernet. Решение CommScope IBIS поддерживает большинство инженерных систем здания и может служить физическим уровнем для реализации подхода Cisco Connected Real Estate (уровень автоматизации) и HP BuilDog (уровень управления), нацеленного на создание «интеллектуальных зданий».

Унификация кабельной проводки в рамках «интеллектуального здания» с единообразной маркировкой кабелей различных подсистем имеет смысл, считает Юрий Королев. Однако заказчику трудно найти организацию, способную реализовать универсальную кабельную систему. «Под ключ» сдается небольшое количество объектов. К тому же клиенты не всегда понимают, что высокий уровень интеграции систем здания — экономия, а не дополнительные расходы. Проблемы существуют также в области эксплуатации и разграничения ответственности. Интегральное проектирование возможно лишь при наличии инновационного инвестора, а в нашей стране таких мало. Между тем интеграция кабельных систем позволяет реализовывать эффективные проекты, и участники рынка готовы создавать подобные решения, однако потенциальных заказчиков — не более 0,5% от общего числа.

Еще одна интересная область — системы оптической индикации и трассировки, требующие изменения конструкции кабеля и введения дополнительных элементов. Для этого полимерное оптическое волокно спаивается с оболочкой кабеля, либо помещается под оболочку вместе с медными проводниками. При подключении источника оптического или электрического сигнала светится весь шнур или другой конец соединения, что позволяет решить ключевую задачу — предотвратить ошибочное отключение действующего тракта передачи. По мнению Андрея Семенова, такие системы очень эффективны и, хотя известны всего пять лет, по объему продаж уже превосходят системы интерактивного управления СКС.

По словам Сергея Деменкова, заместителя начальника сектора кабельных систем «АйТи», по опыту проекта создания СКС на промышленных предприятиях холдинга «ЕвроХим», где практически одновременно на пяти заводах прокладывались магистральные волоконно-оптические линии протяженностью общей протяженностью болеее 270 км (а количество портов «АйТи-СКС» превысило 6000), в числе основных сложностей подобных работ — неточность исходных данных, неопределенность на начальных этапах и большое количество изменений в ходе подготовки и выполнения проекта, что связано с его масштабом, недостаточным опытом специалистов заказчика и реорганизацией в его структуре. Чтобы преодолеть эти проблемы, системный интегратор стандартизировал и сократил номенклатуру оборудования (оптических кроссов, монтажных шкафов, типов оптического кабеля внешней прокладки). Из-за перемен в составе объектов пришлось десятки раз менять планы кабельных трасс. Многократного изменения проекта и спецификации удалось избежать — варьировалось лишь распределение оборудования по кабельным трассам. Справиться с перечисленными выше проблемами помогло также и вовлечение заводских специалистов в процесс проектирования, что позволяло в ряде случаев получить ценные советы относительно местных условий.

Применение решений с избыточными характеристиками, отлаженная система управления кабелями и шнурами, четкая идентификация и маркировка кабелей, портов и шнуров, упрощение методики монтажа и применение систем безопасности (механической защиты критических цепей) на этапе эксплуатации системы — все эти меры, как утверждают специалисты компании Reichle&De-Massari (R&M), помогают свести к минимуму влияние ошибок монтажа и эксплуатации. По словам Дмитрия Мацкевича, исполнительного директора «АДП Сети», в ходе эксплуатации системы важен грамотный подход специалистов ИТ к процессу документирования СКС.

Производители стараются упростить монтаж, предлагая предустановленные соединители в оптических системах, претерминированные и модульно-кассетные решения (медь и оптика), различные монтажные приспособления. Это повышает производительность труда, позволяет снизить требования к квалификации специалистов и сократить затраты на инсталляцию. В результате интеграторы получают возможность реализовать большее число проектов, а производители — предложить дополнительные конкурентные преимущества. Дмитрий Мацкевич обращает внимание на то, что упрощение монтажа незначительно влияет на скорость и стоимость инсталляции СКС, поскольку основной объем работ приходится на протяжку кабелей. Другая область, где вендоры демонстрируют технологические возможности, — высокоскоростные кабельные системы.

ЗАКОНЧИТСЯ ЛИ ГОНКА СКОРОСТЕЙ?

Производители кабельных систем традиционно заявляют, что приобретение и инсталляция их продукции гарантирует заказчику защиту инвестиций на ближайшие 10-15 лет. В действительности же из-за перехода на новые скорости и стандарты кабельную проводку приходится заменять намного раньше.

Для начальных этапов развития кабельных систем были характерны высокие темпы смены поколений сетевого оборудования. Позднее разработчики сумели решить проблемы разнообразия решений за счет выбора единой технологической платформы и базовых принципов построения СКС (соединитель RJ-45 и четырехпарный кабель). В числе главных направлений развития СКС Андрей Семенов выделяет три этапа: этап роста скоростей передачи данных (1990-2000 гг.), расширение областей использования СКС (2000-2005 гг.) и,  наконец, текущий этап, который характеризуется повышением уровня предоставляемого сервиса (2005-2007 гг.). Он утверждает, что темпы роста скорости передачи данных в СКС постепенно замедляются. Человек уже не в состоянии «переварить» тот объем информации, который способна предложить ему информационная система.

На рабочем месте практически не требуется скорость, превышающая 1 Гбит/c. Ее вполне хватает для передачи голоса, видео и данных в бизнес-приложениях, включая системы ВКС высокой четкости (HD), системы ERP и СУБД. Основная часть инсталляций до сих пор выполняется на базе кабельной проводки Категории 5e, поддерживающей Gigabit Ethernet. Передача данных со скоростью 10 и 100 Гбит/с (к 2012-2015 гг.) будет охватывать лишь специальные области, где нет звена «человек-машина», главным образом магистральные подсистемы и ЦОД. Только они остаются реальным стимулом к повышению скорости передачи данных в СКС.

По словам Андрея Семенова, в офисных инсталляциях Категории 5e и 6 работают, с точки зрения пользователя, абсолютно одинаково, и при эксплуатации правильно спроектированной СКС любые негрубые ошибки не проявятся. Не случайно значительная доля российского рынка СКС принадлежит так называемым «безымянным» системам — недорогой продукции неизвестного происхождения, хотя она практически не имеет запасов по характеристикам. Дело в том, что характеристики конкретной категории начинают влиять на работоспособность СКС лишь при значительной длине кабельных линий — 70-80 м, а их доля в грамотно спроектированных СКС не превышает 5%. Поэтому в ближайшие пять лет Категория 5e будет занимать существенную долю рынка.

Юрий Королев уверен, что на ближайшее будущее скоростей 10/100 Мбит/с для бизнес-приложений более чем достаточно. Он обращает внимание на тенденцию концентрации вычислительных мощностей в ЦОД, где проще обеспечить гарантированное функционирование компьютерного оборудования. В связи с развитием технологий тонких клиентов и терминальных приложений компьютеры перемещают в ЦОД, а рабочие места оснащаются простыми коммуникационными средствами. В ICS на рабочих местах установили терминальные устройства, при этом практически вся обработка происходит на серверах, что показало свою эффективность как по финансовым показателям, так и по удобству управления ПО. В системах с тонкими клиентами даже «тяжелые» бизнес-приложения порождают небольшой трафик. Это снижает требования к пропускной способности офисной кабельной инфраструктуры.

Потребность в высокоскоростной горизонтальной подсистеме определяется особенностями приложений клиент/сервер. Для тонких клиентов достаточно 10 Мбит/с, и лишь при агрегировании и распределении контента, а также в случае использования приложений САПР необходим интенсивный обмен данными. Таким образом, за редким исключением для офисных приложений достаточно СКС Категории 5e.

Между тем в ICS пропагандируют универсальные, а не структурированные кабельные системы, считая, что слаботочные и некоторые силовые приложения следует проектировать в соответствии с правилами, описанными в TIA/EIA-568, и связанным с ним стандартами, что дает существенные выгоды при последующей эксплуатации. Такая кабельная система играет роль транспортной среды, обеспечивая трафик приложений до рабочих мест и коммутацию соединений в системах управления зданиями. Она может обслуживать типичные приложения: передачу сигналов от датчиков и сигналов для управления исполнительными устройствами. Системы автоматизации зданий не нуждаются в высокоскоростной кабельной проводке.

В горизонтальном сегменте СКС доминирует скорость 100 Мбит/с, подтверждает Екатерина Оганесян, директор Международного учебного центра телекоммуникаций (Группы компаний ISC), а внедрение гигабитных скоростей пока не стимулируется реальной потребностью, несмотря на желание вендоров и оснащение компьютерного оборудования гигабитными сетевыми адаптерами. Гигабитные скорости применяются главным образом в магистрали, для подключения серверов и мощных рабочих станций. Для ЦОД идеально подходит 10GbaseT, а в будущем такие приложения придут и на рабочие места, но это может занять довольно много времени. Достаточно медленно станет снижаться и стоимость портов 10GbE, да и PoE для них не поддерживается.

В силу физических ограничений эволюция скоростей в сетях Ethernet (см. Рисунок 2) происходит несколько медленнее, чем ожидалось. Переход от Категории 6 к Категории 6a означает двукратное расширение частотного диапазона (до 500 МГЦ), но создает сложности при тестировании межкабельных наводок. Хотя соответствующие тестеры предлагает, например, Fluke Networks, процесс тестирования на объекте отнимает много времени и сил и не допускает даже малейшей ошибки.

Рисунок 2. Скорость передачи данных в сетях Ethernet продолжает увеличиваться. Как ожидается, в следующих стандартах она достигнет 40 и 100 Гбит/c. 

С достижением предельных физических возможностей среды передачи данных разумнее было бы оптимизировать объемы трафика. Однако создатели активного оборудования, ПО и кабельной инфраструктуры продолжают гонку скоростей. Спрос на высокие скорости стимулируется развитием видеосервисов в Internet (IPTV, VoD и др.) и в корпоративном сегменте (унифицированные коммуникации, видеоконференции). Растут потребности высокоскоростных вычислительных сетей и корпоративных магистральных сетей (хотя эти рыночные ниши не очень велики), строятся новые центры обработки данных. По мнению Дмитрия Мацкевича, именно протокол Ethernet стал локомотивом, который «тянет» за собой развитие решений и технологий в области СКС. Появление Gigabit Ethernet привело к созданию СКС Категории 5e и оптического волокна OM-1, OM-2, OM-3. С возникновением 10GbE появилась Категория 6a и 7a. Совершенствование технологий СКС продолжается.

Сергей Логинов, директор представительства R&M в России, напротив, считает, что именно кабельные системы всегда были технологическим лидером и двигателем технологий систем передачи данных, а применение 10-гигабитных систем не ограничивается ЦОД. Уже в 1999 г. почти половина инсталляций в мире выполнялась с использованием кабеля Категории 5e/6 и поддерживала гигабитные скорости, хотя работали эти сети на скорости 100 Мбит/с. Сегодня основная часть сетей функционирует на скоростях 100 Мбит/с или 1 Гбит/с, однако стоимость оптического волокна OM3 (основного продукта для реализации волоконно-оптических систем 10GbE) снижается, а 80% экранированных кабельных систем, установленных после 2001 г., пригодно для поддержки 10GbE. По оценкам BSRIA, к 2010 г. 22% локальных сетей в мире и 45% в Европе будут способны поддерживать 10GbE (см. Рисунок 3). Для таких приложений подходят системы UTP Категории 6 (до 55 м), системы F/UTP Категории 6, 6a и 7, а также системы UTP Категории 6a (до 100 м).

Рисунок 3. По прогнозам BSRIA 2006 г., к 2010 г. системы Категории 6 будут доминировать на рынке с долей около 45%, примерно 40% составят системы Категории 5e, а свыше 15% — системы более высоких категорий, поддерживающих 10GbE. Рынок систем на базе медного кабеля вырастет со 140 до 165 млн портов в год.

Это не означает, что подобные скорости будут реально применяться в данных инсталляциях, но на высокоскоростную кабельную проводку до рабочего места существует спрос. По словам Сергея Логинова, она наиболее востребована в финансовом, банковском и страховом секторах, здравоохранении, фармацевтической отрасли и т.п. Эти заказчики выбирают подобную продукцию для защиты инвестиций, снижения риска или просто хотят обладать наилучшей из доступных технологий за приемлемую цену. Основными потребителями систем 10GbE станут компании, нацеленные на применение высокотехнологичных продуктов, именно они первыми начали переходить на Категорию 6 (см. Рисунок 4).

Рисунок 4. Продажи портов 10G Ethernet (по данным Cisco).

Переход на Категорию 6а требует существенных дополнительных затрат, и поэтому, как утверждает Роман Китаев, технология будет активно внедряться лишь в том случае, если эти затраты будут приемлемыми. В CommScope уделяют особое внимание стоимости продуктов. При использовании кроссового решения SYSTIMAX VisiPatch 360 порт Категории 6a обходится всего на 3-4% дороже Категории 6. Конечно, не все заказчики захотят отказаться от традиционных коммутационных панелей с портами RJ45 в пользу соединителей типа 110. Тем не менее, компания рассчитывает существенно увеличить количество инсталляций Категории 6a в 2008 г. Если заказчик выбрал Категорию 6, ему можно предложить Категорию 6a, причем почти по той же цене.

При появлении гигабитной кабельной проводки тоже было много споров о ее необходимости, напоминает Сергей Логинов. Теперь она стала стандартом, а компьютеры оснащаются гигабитными портами. То же самое произойдет с 10-гигабитными системами. Он считает, что по мере снижения стоимости интерфейсов 10GbE дойдет до рабочего места, и произойдет это в обозримом будущем. Через 10-15 лет системы Категории 6a будут соответствовать возросшим требованиям заказчика. Однако, как признают сотрудники R&M, сегодня инсталляции систем 10GbE до рабочего места, реально использующие такие скорости, единичны, потребности в них ограничены, длины кабельных линий невелики, а количество портов мало.

По словам Екатерины Оганесян, скорости 10 Гбит/с поддерживаются в основном в сетях провайдеров Internet, востребованы в ЦОД и высокоскоростных вычислительных системах. По прогнозам некоторых аналитиков, через четыре года потребность в обработке данных в ЦОД возрастет десятикратно и к 2015 г. увеличится на два порядка. Именно в ЦОД будут использоваться скорости 10, 40 и 100 Гбит/с. К этому нужно готовиться уже сейчас. Вполне возможно, что системы, поддерживающие 10GbE, станут доминировать в ЦОД .

Кабельную инфраструктуру Категории 6a можно использовать и для передачи по меди протокола Fibre Channel (FC-BaseT). Его версии 1GFC-BaseT, 2GFC-BaseT и 4GFC-BaseT работают по кабельным системам Категории 5e/6 на расстояниях 100, 60/70 и 30/40 м, соответственно. При установке кабельной системы Категории 6a эти протоколы останутся функциональными на стандартном расстоянии 100 м, что позволит подключать системы хранения с помощью медной инфраструктуры. В 2008 г. должна завершиться работа над спецификацией Fibre Channel over Ethernet (FCoE), в связи с чем ожидается упрощение сетевой инфраструктуры ЦОД.

Специалисты Dell'Oro и IDC ожидают экспоненциального роста рынка 10GbE. С 2007 по 2010 гг. продажи портов 10GbE вырастут с 500 тыс. до 3 млн и более штук, а оборот в этом сегменте увеличится с 1,7 до 4 млрд долларов. В России же общее число портов GbE и 10GbE к 2009 г. составит не менее 50%, хотя в начале 2007 г. доля гигабитных портов едва перевалила за 37%. В денежном выражении, как сообщил Дмитрий Мацкевич, доля гигабитных портов, проданных в России, уже превышает 70%, а продажи портов 10GbE приближаются к 4%. Коммутаторы с оптическими модулями 10GbE уже доступны для заказа.

Выпуск новых продуктов заставляет задуматься о следующих стандартах Ethernet, вплоть до 100 Gigabit Ethernet. Образованная в IEEE High-Speed Study Group уже занимается разработкой нового активного оборудования. По мнению Екатерины Оганесян, к 2015 г. технология 100GbE может быть востребована в сетях провайдеров Internet и поставщиков контента, в ЦОД, на магистралях и при HPC. Принятие соответствующего стандарта запланировано на 2009 г., причем наряду с оптическими развиваются и медные технологии. В лабораторных условиях доказана возможность передачи потока 100 GbE по медной проводке Категории 7 на расстояние до 70 м. Однако даже к 2015 г. системы 100GbE не преодолеют 50% барьера по числу инсталляций. Достижение физических пределов по свойствам среды передачи сигнала ведет к ограничению по расстоянию в многомодовой оптике и меди. Для таких скоростей актуально уже не расширение полосы пропускания кабеля, а организация параллельных каналов передачи данных.

Внедрению продуктов 10GbE препятствует высокая стоимость. Для них не действует эмпирическое правило, согласно которому увеличению скорости в 10 раз соответствует трехкратный рост цены, а для приложений 100 Гбит/с ожидается и вовсе 13-кратный рост. Из-за непомерной стоимости лазерных источников дешевле организовать 10 параллельных линий по 10 Гбит/c, однако это требует синхронизации сигналов и прокладки дополнительных кабелей. Использование 10GbE в магистралях и ЦОД еще только начинается и наталкивается на проблемы. Тем не менее, уже принято руководство, регламентирующее тестирование и сертификацию таких волоконно-оптических трактов.

Этот документ описан в принятом летом 2006 г. стандарте ISO/IEC 14763-3 и европейском стандарте EN 50376. По словам Игоря Панова, регионального менеджера Fluke Networks по продукции и поддержке партнеров, новая версия стандарта ISO четко определяет этапы инсталляции волоконно-оптической подсистемы и обеспечения требуемой скорости передачи данных при очень маленьком допустимом бюджете потерь — 2,6 дБ для 10GbE и трактов OM3. Два соединителя (0,75 дБ) и затухание сигнала в оптическом кабеле дают небольшой запас бюджета линии, поэтому ошибки недопустимы. Чрезвычайно важный фактор — правильный и аккуратный монтаж волоконно-оптических соединений.

Как считает Сергей Логинов, для успешной реализации системы, поддерживающей 10GbE, требуются особые навыки, применение новых технологий и изменение прежних стереотипов. Выбор же решения должен основываться на многих факторах.

ЭКРАН: «ЗА» И «ПРОТИВ»

Рынок постепенно приходит к тому, чтобы покупать наилучшую технологию по разумной цене, считает Сергей Логинов, в связи с чем основным источником роста могут стать экранированные системы, способные поддерживать 10GbE. Если в 100BaseTX применялась трехуровневая система кодирования MLT-3, то в 1000BaseT — уже пять уровней (PAM-5), а в 10GBaseT — 16 (PAM-16). Чтобы приемник мог выделить полезный сигнал, системы должны быть защищены от межкабельных и внешних помех, поэтому в R&M ратуют за экранированные высокоскоростные системы, хотя и признают, что неэкранированные системы для 10GbE тоже заслуживают внимания. Основная проблема последних — межкабельные помехи. Стараясь с ней справиться, производители увеличивают диаметр кабелей, ограничивают возможности их ровного жгутования и минимальные длины соединительных шнуров, уменьшают плотность портов коммутационных панелей. Как следствие — растет вес и объем кабеля, а кроме того, увеличивается нагрузка на кабельные каналы.

Хотя большинство экспертов сходится во мнении, что экранированные системы — наиболее подходящий вариант для 10GbE, они также не лишены недостатков. Распространению этого оборудования препятствуют высокая стоимость материалов, необходимость заземления, недостаток знаний и опыта проектирования, нехватка обученных специалистов. Считается, что в таких системах сложно охватить экраном объект. Надежно соединить экраны между собой также непросто, и поэтому производительность монтажников падает. Заземление во многих зданиях или не отвечает требованиям, или вовсе отсутствует, а проектировать и монтировать его непросто и затратно. Между тем, экранированные системы уже преобладают в ряде стран, и эксперты отмечают растущий интерес к таким решениям с повышенной устойчивостью к межкабельным наводкам и электромагнитным шумам. Однако стоимость экранированной системы на 20-30% выше UTP.

Сохраняя приверженность неэкранированным решениям (в том числе для поддержки 10GbE), CommScope предлагает теперь и экранированные системы (FTP) для тех заказчиков, кто отдает предпочтение таким продуктам. В компании разделяют мнение экспертов Fluke Networks, полагающих, что при корректной инсталляции и тестировании оба типа СКС подходят для приложений 10GbaseT; кроме того, больший запас по характеристикам в экранированных системах не дает реальных преимуществ. По мнению Романа Китаева, выбор системы должен определяться не электрическими параметрами, а возможностью реализации всех требуемых функций.

К основному недостатку экранированных решений он относит сложность заземления. Разность потенциалов между точками заземления не должна превышать 1 В (согласно стандартам и рекомендациям вендоров). В противном случае придется переделывать систему заземления. Параметры такого заземления на высоких частотах контролировать сложно. Экранированная система ведет себя лучше в лабораторных условиях, но с уверенностью говорить о ее превосходстве в условиях реального объекта нельзя.

Между тем, как утверждает Сергей Логинов, при правильном подходе к проектированию компонентов обеспечивается полный охват экраном, а простые организационные меры позволяют добиться малого переходного сопротивления экранов и выравнивания потенциалов во всех точках с помощью телекоммуникационного заземления (bonding), наличие которого обязательно при использовании экранированной проводки для 10GbE, что и описывается стандартом EN 50174-2. Такое заземление может иметь разную структуру (см. Рисунок 5). Достаточной считается сетка с шагом до 3 м, однако она необходима лишь в тех местах, где нужна максимальная защищенность от электромагнитных помех. В других случаях вполне можно ограничиться системой заземления в виде контура.

Рисунок 5. Варианты телекоммуникационного заземления.

В R&M признают, что иногда реализовать заземление сложно, дорого, а то и вообще невозможно. Для таких случаев компания предлагает экранирование без заземления — технологию WARP. Она предусматривает покрытие кабеля отрезками фольги, между которыми нет соединения. Наводимое в них напряжение вызывает в элементе WARP токи, которые генерируют противоположное магнитное поле, компенсирующее помеху. Модули RJ45 также снабжаются незаземляемыми экранирующими крышками. Эксперты R&M считают, что такое решение (см. Рисунок 6) позволяет добиться низкого уровня межкабельных помех, однако однозначного мнения на это счет пока нет.

Рисунок 6. Технология виртуального заземления и экранирования WARP (элементы подавления волн): отрезки фольги достаточно коротки, чтобы не вызывать эффект антенны, и достаточно часты для предотвращения перекрестных помех.

У экранирования есть еще один положительный аспект. По словам Екатерины Оганесян, при помощи полностью экранированных систем с индивидуальным экранированием пар кабеля удается существенно снизить энергопотребление сетевого оборудование с портами 10GbE, поскольку в результате уменьшения межкабельных и межпарных помех можно обойтись более простыми схемами кодирования сигнала, не требующими значительного объема вычислений и большой мощности сигнала.

Для систем Категории 7 разработаны два стандартизированных соединителя — GG-45 (Nexans) и TERA (Siemon). Созданный в 1999 г. экранированный соединитель TERA пригоден для самых высокоскоростных приложений (в экспериментальных установках — до 40 Гбит/с). Он соответствует требованиям Класса FА (до 1 ГГц) и поддерживает подачу питания по Ethernet (PoE, PoE Plus) и разнотипные приложения в одном кабеле (Cable Sharing), что позволяет сэкономить на трассах за счет уменьшения общего количества кабелей. Однако производители активного оборудования остаются приверженцами традиционного RJ45, что вынуждает использовать гибридные шнуры.

По мнению Дмитрия Мацкевича, применение на рабочем месте систем Категории 7a обходится очень дорого: интерфейс отличается от привычного RJ45, кабель имеет большой диаметр, а потому неудобен в работе и занимает много места в кабельных каналах. Сегодня практически нет приложений, жизненно необходимых пользователю и оправдывающих применение таких систем, а Сabling Sharing усложняет администрирование. В то же время, на рабочих местах иногда имеет смысл заранее предусмотреть небольшое количество портов Категории 6a с учетом будущего развития сети и технологии.

Применение экранированных систем позволяет сделать активное оборудование более простым, снизить энергопотребление, уменьшить время отклика, и поэтому, утверждает Екатерина Оганесян, спрос на них будет возрастать. В полностью экранированных сегментах длиной 10-30 м вполне можно реализовать приложения со скоростями 40/100 Гбит/с, малым временем отклика (менее 1 мксек) и низким энергопотреблением (менее 4 Вт). Однако сегменты со скоростями свыше 10 Гбит/с на рабочих местах не понадобятся, по крайней мере, в обозримом будущем. Короткие медные сегменты Категории 6a и 7 найдут применение лишь в ЦОД и кластерах.

По мнению Юрия Королева, широкое распространение ЦОД предопределяет потребность в высокоскоростных кабельных системах, уже разработанных и выпущенных производителями, а при перемещении вычислительных мощностей в ЦОД действительно понадобятся высокоскоростные соединения — 10 Гбит/с и выше. Они необходимы при передаче данных между телекоммуникационным оборудованием и серверами, серверами и системами хранения. В этих приложениях есть место для Категории 7 (на коротких расстояниях) и волоконной оптики.

«МЕДЬ» ПРОТИВ «ОПТИКИ»

В обозримом будущем СКС в своей горизонтальной части останутся медными, а оптическая подсистема будет по-прежнему многомодовой, считает Андрей Семенов. 50% оптических линий имеют небольшую длину, а из-за почти трехкратной разницы в стоимости оптических источников выгоднее многомодовые решения. Именно длина является определяющим фактором для применения оптики или меди.

Согласно приведенной Екатериной Оганесян статистике Dell'Oro, протяженность 25% волоконно-оптических линий внутри зданий не превышает 100 м, 58% укладывается в 200 м, и 88% — в пределы 300 м. В магистралях между зданиями длина 25-30% линий не более 300 м. Таким образом, для подавляющего числа сегментов подходит волокно OM3 и длинные волны (протоколы 10GBaseLRM или 10GBaseLX4). На протяженных линиях (12% сегментов в зданиях) для реализации скоростей 10 Гбит/c требуется применение одномодового волокна.

По словам Андрея Семенова, в российских условиях средняя длина кабельных трасс примерно втрое короче. Он убежден, что правильно спроектированная СКС должна быть медной. Применение оптических решений в горизонтальной подсистеме офисных СКС обходится слишком дорого, и доля «волокна до рабочего места» (FTTD) во всем мире падает. Такой вариант используют, когда необходима широкая полоса пропускания или линия большой протяженности. В магистрали оптика действительно необходима. Однако, по данным «АйТи», среднее количество портов в российских проектах СКС — 140, а магистральные подсистемы появляются в проектах, насчитывающих от 170 портов и выше. Они создаются лишь в 20% реализуемых проектов, поэтому рост спроса на оптику быстро закончится. 80% проводки приходится на горизонтальные подсистемы, да и в магистрали на длинах до 100 м медь успешно конкурирует с оптикой.

Внимание производителей постепенно переносится на ЦОД: именно там происходит все наиболее интересное. Однако и в ЦОД протяженность от 55 до 70% линий не превышает 30 м, поэтому и для них приемлема высокоскоростная (10GbE, Short Reach Mode) медная проводка Категории 6a и 7. 80-90% линий в ЦОД укладываются в пределы 45 м. Для таких расстояний подходят короткие волны (протокол 10GBaseSR) и волокно OM2, непригодные в офисной среде, где средняя длина трактов больше.

Среди преимуществ медной кабельной проводки Екатерина Оганесян выделяет существенно более низкую стоимость по сравнению с оптическим волокном (что, вероятно, будет сохраняться и в ближайшие годы), а также распространенность медных систем. Однако при расстояниях, близких к 100 м, проявляются проблемы с высокоскоростной передачей в силу физических характеристик среды и повышается энергопотребление активного оборудования. Конкуренцию 10GbE на коротких сегментах в ЦОД могут составить параллельные интерфейсы наподобие Infiniband. Для длинных линий лучше всего подходит оптика.

Как считает Дмитрий Мацкевич, применение оптических и медных решений в ЦОД зависит также от размещения пассивного и активного оборудования и планов перехода на современные технологии. Андрей Семенов полагает, что в небольших ЦОД (на несколько сотен портов), где длины кабельных линий незначительны, а прокладываемые под фальшполом кабели не препятствуют воздушным потокам, предпочтительнее медная кабельная система. Вместе с тем, по данным Corning, в проектах от 2000 портов имеет смысл использовать в ЦОД волоконно-оптические соединения.

Медные кабельные системы в ЦОД удобнее с точки зрения эксплуатации, подтверждает Сергей Логинов, поскольку перемещение или добавление оборудования упрощается. Медные системы лучше поддаются контролю и документированию, а на коротких расстояниях они не уступают оптическим. В то же время, оптическую кабельную проводку отличает меньший объем и вес, возможность передачи данных на большие расстояния, высокая плотность и большая ширина пропускания, отсутствие проблем электромагнитной совместимости. Впрочем, при росте продаж портов 1GbE и 10GbE в активном оборудовании доля оптических портов, по прогнозам Cisco, будет постепенно снижаться.

В ЦОД длина линий обычно не велика, поэтому победа там останется за медью (см. Таблицу 1) — такое заключение сделал Дмитрий Мацкевич. В магистрали при длине канала до 100 м можно использовать медный кабель Категории 6a, 7а и многомодовый оптический. При длине канала 100-300 м следует применять оптический кабель, имеющий многомодовые волокна ОМ3 с широкополосностью 2000 МГцxкм (см. Таблицу 2). Если же длина канала составляет 0,3-10 км, лучше использовать одномодовое волокно. Когда длина канала превышает 10 км, единственный вариант — оптический кабель с одномодовым волокном с ненулевой смещенной дисперсией (G.655).

Таблица 1. 10GbE на базе медного кабеля.

Таблица 2. 10GbE по оптике (по данным «АДП Сети»). 

Сетевое оборудование с медными интерфейсами 10GBaseT вдвое дешевле, чем соответствующие устройства с оптическими портами. Благодаря выпуску таких коммутаторов и сетевых карт, в 2008 г. в ЦОД можно будет строить реальные медные линии с поддержкой 10GbaseT. Поддержка скоростей 10 Гбит/c по оптике и меди описывается стандартами EN 50173-5:200x, TIA/EIA-942 — SP-3-0092, Draft ISO/IEC 24764. Стандарт TIA/EIA-942 предусматривает применение медной кабельной инфраструктуры Категории 6/6a или оптики OM3/OS1. Стандарт ISO/IEC 24764 определяет использование для оптических кабелей соединителей LC (один-два волокна) и MPO (больше двух волокон), а минимальное требование по медной инфраструктуре — Класс Ea. Роман Китаев считает, что при реализации проектов ЦОД следует брать за основу последний стандарт ISO, а по полноте описания инженерной инфраструктуры нет равных стандарту TIA-942.

Рисунок 7. Модуль Systimax InstaPATCH Plus Module LC. Оптические линии могут разворачиваться простым подключением соединителей MPO.Медная инфраструктура ЦОД нуждается в кабельной проводке, поддерживающей 10GbE, поэтому до серверов имеет смысл доводить медные линии Категории 6a, поддерживающие 10GbE (с заделом на будущее), а при наличии оконечных устройств с оптическими интерфейсами 10GbE — применять оптическое волокно OM3. Кабельные линии к коммутаторам можно реализовать на базе OM3 или одномодового оптического волокна, если позднее потребуются более высокие скорости, чем 10 Гбит/c. Для волоконно-оптических инсталляций CommScope (подобно AMP Netconnect, Corning и Panduit) предлагает претерминированное оптическое решение для ЦОД. В числе преимуществ системы InstaPatch Plus — удобный и быстрый монтаж (см. Рисунок 7). В Systimax постарались решить две основных проблемы претерминированных систем — их высокую стоимость и долгое ожидание выполнения заказа. При длине кабеля до 30-40 м разница в цене (по сравнению с традиционными решениями) не превышает 10-15%. Кроме того, длины от 10 до 100 м уже имеются на европейском складе Systimax, что сокращает срок поставки.

Одна из проблем реализации высокоскоростных приложений 10GBaseT на базе систем UTP кроется в значительной мощности активного оборудования, использующего модулирующий код DSQ-128, 8-уровневый алгоритм оптимизации мощности, эхо-подавление 55 дБ, подавление NEXT (40 дБ) и FEXT (25 дБ). По словам Екатерины Оганесян, схемы обработки сигнала содержат не менее 6 млн транзисторов (для кремниевых микросхем 90 нм), и потребляют они до 12 Вт. При большом количестве портов коммутаторов и маршрутизаторов в ЦОД это создает дополнительную, причем весьма существенную, нагрузку на системы охлаждения и кондиционирования, увеличивает затраты на электроэнергию. Для достижения прогнозируемой производительности систем при одновременном снижении тепловыделения до приемлемого уровня должно смениться не менее двух поколений кремниевых микросхем, а это займет три-четыре года.

С другой стороны, по сравнению с серверами энергопотребление сетевого оборудования незначительно, а производители используют различные энергосберегающие режимы, например, отключение неактивных портов. Кроме того, в кабельных сегментах Категории 6a или 7 протяженностью 30 м режим работы Short Reach Mode позволяет реализовать приложения с малым энергопотреблением и временем отклика. Энергопотребление электроники будет значительным и для оптики 40/100GbE, однако технология электронной элементной базы быстро меняется. Сегодня оптические системы 10GbE оказываются более энергоэффективными, чем медные, но, как полагает Андрей Семенов, совсем скоро ситуация может измениться. Дмитрий Мацкевич уверен, что оптимальное решение для 10GbE нужно выбирать, исходя из специфики объекта — решаемых задач с учетом перспективы развития сети.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Инсталлируемые сегодня СКС прослужат как минимум до 2017 г. Технология к тому времени существенно изменится. Не исключено, что в будущем станет иной и модель ведения бизнеса, широкое распространение получит удаленная работа, усилятся требования к энергоэффективности офиса, что неизбежно найдет отражение в кабельной инфраструктуре и схемах доступа к данным. По мнению Юрия Ко-ролева, все лучшие технологии будут сосредоточены в ЦОД. Еще один сегмент для высокоскоростных приложений — мультимедийные и телевизионные студии, работающие с HDTV, однако в России число таких заказчиков невелико. В то же время можно ожидать появления на отечественном рынке большого числа зарубежных финансовых компаний, которые принесут с собой новые требования, в том числе и к кабельной инфраструктуре.

Сегодня существует множество решений, типов объектов, велико разнообразие требований заказчиков, и в каждом конкретном случае проектировщику приходится выбрать оптимальное решение, отвечающее этим требованиями и особенностям. По словам Романа Китаева, пока трудно говорить о значительном спросе на системы Категории 6a, однако заметно вырос спрос на оптические решения в магистральных линиях. Это оправданные инвестиции в будущее.

Борьба за технологическое лидерство между разработчиками СКС будет идти в трех основных направлениях: системы автоматизации зданий, решения для ЦОД и «открытый офис». Последняя тема не поднималась на прошедшей конференции, однако у ряда производителей, включая R&M и CommScope, есть интересные разработки, которые могут оказаться востребованными в России в связи с активным строительством бизнес-центров. В 2008 г.на рынке появятся новые претерминированные решения и системы управления физическим уровнем сети.

Несмотря на скромные среднеотраслевые показатели, многие ведущие вендоры (см. Рисунок 8) уже не первый год декларируют двухзначные темпы роста. Так, по данным CommScope, в 2006 г. рост ее бизнеса в России составил 35%, и ожидается, что по итогам 2007 г. можно будет говорить о сохранении этих темпов. Продажи AMP Netconnect в 2007 г. выросли на 52%, причем основной рост достигнут по системам высоких категорий. Molex PN сообщает о росте почти на 37%. Потенциал рынка СКС далеко не исчерпан, и теперь он получает новые стимулы для дальнейшего развития.

Рисунок 8. Доли рынка производителей СКС в России (по данным BSRIA за 2006 г.).


Сергей Орлов — обозреватель «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru

14.02.2008



------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Облако тегов:

Ссылки по теме:
Ремонт и модернизация систем контроля доступа СКД, замков, контроллеров, шлагбуамов, турникетов.
Системы управления доступом - новое направление деятельности Samsung Electronics
Системы контроля и управления доступом – с чего начать?
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ ПО ВЫБОРУ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ СКУД
Управление посетителями
Девять вопросов, которые следует задать при выборе клавиатуры для системы контроля доступа
Системы Контроля Доступа (СКД)
Ощущение полной безопасности наиболее опасно. /И. Шевелев/