Trendy w sieciach kablowych

Korzystanie z multimedialnych aplikacji sprawia, że przepływność 1 Gb/s w sieciach budynkowych staje się niewystarczająca. Zwłaszcza tam, gdzie infrastruktura kablowa ma udostępniać aplikacje obrazowe jednocześnie kilkuset użytkownikom w trybie unicastowym (np. 100 x 10 Mb/s = 1 Gb/s).

Korzystanie z multimedialnych aplikacji sprawia, że przepływność 1 Gb/s w sieciach budynkowych staje się niewystarczająca. Zwłaszcza tam, gdzie infrastruktura kablowa ma udostępniać aplikacje obrazowe jednocześnie kilkuset użytkownikom w trybie unicastowym (np. 100 x 10 Mb/s = 1 Gb/s).

Trendy w sieciach kablowych

Podstawowe topologie okablowania

Początki okablowania strukturalnego sięgają lat 70., kiedy to systemy komputerowe oraz funkcjonujące w nich transmisje danych można było wzajemnie połączyć za pośrednictwem medium komunikacyjnego. Medium tym początkowo była najprostsza skrętka miedziana, a wkrótce potem kabel z czterema skrętkami przewodów miedzianych o zmiennym skoku (tzw. splot norweski), dla którego powszechnie przyjęła się nazwa nieekranowanego kabla UTP (Unshielded Twisted Pair). Od początku tani, 4-parowy kabel znalazł natychmiast zastosowanie w sieciach teleinformatycznych, a powszechność jego użycia trwa do dzisiaj. Zainteresowanie tym sposobem transmisji wzrosło po opracowaniu wielu elementów pośredniczących (przejściówki, baluny, adaptery, krosy), za pomocą których można było dostosować poszczególne interfejsy specyficznych systemów komputerowych do współpracy z uniwersalnym okablowaniem skrętkowym UTP.

Milowym krokiem w rozwoju okablowania było opracowanie i zatwierdzenie wymagań dla uniwersalnego złącza komputerowego RJ45 (gniazdo i wtyk), które na wiele lat znormalizowało sposób łączenia i scalania fragmentów sieci oraz ustabilizowało metodę przyłączania do niej różnych urządzeń i terminali. Rygorystycznie przestrzegane przez producentów parametry transmisyjne złączy RJ45 oraz stosunkowo niewielki koszt kabla interfejsowego pozwoliły na instalację w okablowaniu strukturalnym wielu nadmiarowych gniazd kontaktowych, bez szkodliwego wpływu na funkcjonowanie całości sieci. Uzyskano w ten sposób możliwość prostego rekonfigurowania połączeń i włączania terminali dostępowych znajdujących się w różnych miejscach bądź na rozległym obszarze.

Różne topologie

Współpracę urządzeń w sieci wyznacza przede wszystkim przyjęta topologia infrastruktury sieciowej, która jest geometryczną formą opisu okablowania LAN (Local Area Network), zarówno od strony logicznej, jak i fizycznej. Topologia fizyczna przedstawia przebieg i rozprowadzenie konkretnych połączeń interfejsowych, natomiast topologia logiczna opisuje sposób, w jaki dokonuje się przepływ informacji w tej sieci fizycznej. Również dzisiaj, mimo funkcjonowania wielu różnorodnych rozwiązań sieciowych, nadal można wyróżnić 3 podstawowe topologie obejmujące konfiguracje: gwiazdy, pierścienia i szyny; a także struktur mieszanych z połączeniami wielokrotnymi - będące kombinacją topologii podstawowych.

Trendy w sieciach kablowych

Prognozy okablowania w szkielecie

Potrzeba adaptowania infrastruktury komunikacyjnej do zmieniających się w czasie warunków eksploatacji wymusiła potrzebę elastycznego przekonfigurowania połączeń w okablowaniu sieciowym. Stało się to możliwe poprzez instalację kondygnacyjnych bądź budynkowych punktów rozdzielczych, za pomocą których można było dokonywać manualnie - bądź coraz częściej programowo - przełączeń kablowych, w celu tworzenia bardziej efektywnych konfiguracji w systemach transportowych. Najbardziej skuteczny sposób (niestety kosztowny) polega na odwzorowaniu każdego portu serwera komunikacyjnego na tablicy rozdzielczej węzła komunikacyjnego i każdego punktu terminalowego wg odrębnej tablicy. Zastosowanie połączeń krosowych (RJ45) pozwoliło na dostęp do dowolnego systemu z każdego gniazda telekomunikacyjnego w budynku, a więc umożliwiło rekonfigurowanie infrastruktury wedle zmieniających się potrzeb użytkowych.

Instalacja właściwego okablowania strukturalnego w firmie wymaga wyboru odpowiedniej topologii oraz takiego rozprowadzenia traktów wewnątrz w budynku, aby z każdego pomieszczenia był dostęp zarówno do sieci komputerowej LAN, jak i typowych usług telefonicznych. Jednym ze sposobów uzyskania takiego stanu jest okablowanie, które ma znacznie więcej abonenckich punktów przyłączeniowych, niż było to przewidziane do instalacji w trakcie projektowania. Wymaga to montażu gniazd w regularnych odstępach w całym obiekcie tak, by ich zasięg obejmował wszystkie obszary, gdzie może zaistnieć potrzeba korzystania z dostępu do sieci.

Ewolucja szybkości

Po sprawdzonych rozwiązaniach ethernetowych 10 Mb/s, najpierw pojawił się Fast Ethernet (100 Mb/s), a wkrótce potem upowszechniło się miedziane okablowanie Gigabit Ethernet (GbE) o nominalnej szybkości 1 Gb/s - dzisiaj będące podstawą sieci teleinformatycznej prawie w każdej firmie. Wzrost zainteresowania gigabitowymi instalacjami w przedsiębiorstwach wynika z narastającej popularności komputerów i terminali wyposażonych w szybkie kanały interfejsowe FE/GE. Zainstalowane w nich miedziane interfejsy komunikacyjne potrzebują jednakże w bliskim otoczeniu (stanowisko pracy, kondygnacja, budynek, dom, krawężnik, firma, kampus, osiedle) rozwiązań optycznych o istotnie większych szybkościach, jakie dają jedynie platformy optyczne. Dla multimedialnych aplikacji sposobem na podniesienie ethernetowych przepływności w sieciach szkieletowych jest technologia optycznego zwielokrotnienia za pomocą platform DWDM, zezwalających na przesłanie jednym włóknem kilkudziesięciu niezależnych kanałów, każdy o przepływności 2,5-40 Gb/s.

Trendy w sieciach kablowych

Cechy charakterystyczne typowych topologii

Infrastruktura sieciowa o przepływności 100 Mb/s dopuszcza stosowanie różnych protokołów komunikacyjnych, które mogą funkcjonować na topologii gwiazdy o częstotliwościach niewykraczających poza pasmo przenoszenia 100 MHz (dla kategorii 5 wg normy EIA/TIA 568A oraz w klasie D wg ISO/IEC 11801, a także normy europejskiej EN 50173). Mimo pewnego podobieństwa zapisu są to różne pojęcia, odnoszące się bądź do nominalnej szybkości transmisji danych, bądź zakresu częstotliwości transmitowanych w okablowaniu. Szybkość transmisji danych wyrażana jest w jednostkach przepływności (Mb/s), natomiast kat. 5 zgodnie z normą określa okablowanie strukturalne, które może transportować sygnały w pasmie częstotliwości do 100 MHz na odległość nie mniejszą niż 100 m. Nie są to więc określenia identyczne, a w miarę postępów w technologiach transportowych coraz bardziej rozbieżne.

W praktyce wszystkie współcześnie stosowane w sieciach LAN ethernetowe protokoły transmisji (95% rozwiązań) można implementować na bazie okablowania strukturalnego kategorii 5 lub wyższych (kategoria 6, 6a). Często spotykany pogląd, że w najbardziej popularnym dotąd okablowaniu strukturalnym kat. 5 maksymalna szybkość transmisji, jaką można osiągnąć, wynosi 100 Mb/s, nie jest prawdziwy przy obecnym stanie technologii. Szybkość transmisji danych zależy bowiem nie tylko od pasma częstotliwości, ale także od sposobu kodowania informacji w kanale transmisyjnym. Stosowane obecnie schematy kodowania są o wiele bardziej efektywne od tych używanych przed laty i pozwalają na uzyskiwanie istotnie większych przepływności transportowych, z wykorzystaniem stosunkowo wąskiego pasma przenoszenia.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200