Rynek okablowania strukturalnego w Polsce nadal jest zdominowany przez okablowanie miedziane. Dla zakładowych sieci LAN za podstawowe uważa się dzisiaj abonenckie okablowanie miedziane kat. 5e, chociaż coraz częściej pojawiają się instalacje kat. 6 (1 Gb/s), a w szkielecie kat. 6a (10 Gb/s).

Alternatywne rozwiązania światłowodowe w dalszym ciągu stanowią jeszcze margines wdrożeń LAN i dotyczą głównie sieci szkieletowych, instalowanych głównie w większych korporacjach. Atrakcyjność rozwiązań optycznych polega jednak na tym, że pozwalają one bezkonfliktowo integrować różne technologie ethernetowe, które dzisiaj przestają się kojarzyć wyłącznie z siecią LAN w przedsiębiorstwie.

Rozszerzający się krąg użytkowników zainteresowanych aplikacjami gigabitowymi powoduje ciągłe usprawnianie systemów okablowania, dla których pierwsze instalacje Ethernet 10 Gb/s pojawiły się dwa lata temu. Za pomocą szkieletowego okablowania 10GbE operatorzy mogą dzisiaj bez kłopotów dostarczać indywidualnym klientom nie tylko usługi związane z internetem, lecz także przekaz z serwerów muzyki, filmów, wideoklipów, gier komputerowych oraz dostęp do serwisów tematycznych bądź przekazów telewizji cyfrowej.

Ethernet bez konkurencji

Po kulminacji rozwoju systemów klasy xDSL przypadającego na lata 2006/2007, dzisiaj analitycy prognozują, że w krótkim czasie protokół ethernetowy zdominuje wszystkie sieci teleinformatyczne, a dokonująca się konwergencja terminali, aplikacji, sprzętu i platform spowoduje, że infrastruktura teleinformatyczna w 2010 r. będzie już w całości oparta jedynie na protokole IP. Potrzebę posiadania szybkich kanałów ethernetowych w okablowaniu strukturalnym deklarują nie tylko klienci ośrodków contact center, dla których natychmiastowy dostęp do danych stanowi istotę działalności firmowej, ale i operatorzy sieci osiedlowych i kampusowych, zajmujących się obsługą telewizji interaktywnej w rozwiązaniach hybrydowych.

Technologia Ethernet oraz okablowanie strukturalne na dobre zadomowiły się nie tylko w firmach, ale też w domach prywatnych - gdzie coraz częściej są instalowane interaktywne sieci domowe. W ethernetowych systemach biurowych potrzebujących z reguły przepływności poniżej 10 Gb/s okablowanie miedziane jest i niewątpliwie przez długi jeszcze czas będzie stosowane powszechnie, natomiast w multimediach wymagających 10 Gb/s (i więcej) nie jest to już tak oczywiste, czy ma to być miedź czy światłowód. Na dystansach do 100 m, zarówno teraz, jak i w dającej się prognozować przyszłości, dominującą rolę w okablowaniu LAN sprawuje miedź; a także tam, gdzie szybkość jest mniej ważna niż wzrost kosztów instalacji.

Upowszechnianiu się rozwiązań 10 Gb/s w sieciach szkieletowych sprzyjają usprawnienie metod przetwarzania sygnału oraz stosowanie innowacyjnej konstrukcji czteroparowych kabli miedzianych z mechaniczną przegrodą, która dystansuje i stabilizuje położenie poszczególnych skrętek w kablu. Takie rozwiązanie już pozwoliło na przesunięcie górnej granicy przepływności do ponad 10 Gb/s, a według ekspertów wcale nie jest to ostatnie słowo tej technologii. Zaproponowana formalnie w czerwcu 2006 r. specyfikacja 802.3an, oznaczana jako 10GBase-T, w praktyce rzeczywiście podniosła przepustowość o rząd powyżej 1 Gb/s.

Do podwyższania przepływności w sieci przyczyniają się zaawansowane rozwiązania technologiczne, dzięki którym na rynku pojawiły się mikroukłady i interfejsy obsługujące połączenia Ethernet 10 Gb/s. Takie produkty w postaci miniaturowych chipów zademonstrowały w tym roku firmy Teranetics, Solarflare oraz NetXen. Pobierają one niemal 6 W na jeden port 10GbE i już kosztują o ok. 30% mniej niż dostępne do tej pory rozwiązania podobnej klasy. Korzystając z nich, dostawcy infrastruktury telekomunikacyjnej prześcigają się dzisiaj w miniaturyzacji kart sieciowych Ethernet 10 Gb/s trzeciej generacji, które operują na zaawansowanych mikroukładach NX3031 (NetXen).

PoE plus potrzebny

Okablowanie miedziane ma także cechy, z których docelowo nie chce zrezygnować żaden z administratorów sieci firmowej. Jedną z nich, i bodajże najważniejszą, jest możliwość zasilania urządzeń i terminali końcowych bezpośrednio poprzez czteroparowy kabel transmisyjny, zgodnie z najnowszą specyfikacją PoE Plus. Dobrym przykładem jest automatyzacja procesów technologicznych i obsługa aplikacji, w których zdalne i automatyczne sterowanie terminali wymaga niezależnego zasilania PoE poprzez Ethernet (kamery, urządzenia kontrolne, bramki, zawory, czujniki). Według standardu 802.3at, obsługujące go porty już mogą zasilać urządzenia sieciowe poprzez okablowanie UTP kat. 5 lub wyższej, dostarczając im mocy zasilającej do 30 VA (zamiast dotychczasowych 15,4 VA). Pozwala to na instalowanie w sieciach LAN urządzeń obsługujących aplikacje multimedialne (w tym najnowsze kamery wideo) oraz zdalne stanowiska pracy, włącznie z węzłami Access Point (IEEE 802.11n) pobierającymi większą moc.

Miedź nie jest jednak docelowo konkurencyjna w porównaniu ze światłowodem w zakresie szerokości pasma przenoszenia. Do rozszerzania pasma w miedzi nie ma innej alternatywy niż korzystanie z kabli o coraz większym przekroju poprzecznym, które przez to stają się zdecydowanie cięższe, mniej elastyczne oraz trudniejsze w montażu i modyfikacji na obiekcie. Instalacje miedziane, zamiast oszczędności miejsca, potrzebują coraz więcej przestrzeni i powierzchni - na ogół bardzo kosztownej. W miedzianych systemach okablowania o długości powyżej 100 m potrzebne są dodatkowe urządzenia wzmacniające bądź inne pośredniczące bramki buforowe, co wprawdzie powiększa zasięg działania systemu, ale również i koszty instalacji.

Docelowo optyka

Technologie optyczne wdrażane do niedawna jedynie w regionalnych i metropolitalnych sieciach stały się dzisiaj medium transportowym również w przedsiębiorstwach. I chociaż przyszłość okablowania niewątpliwie należeć będzie do światłowodów, zwłaszcza instalowanych w nowych systemach, takich jak ośrodki data center, miedź utrzymuje nadal swoją pierwszą pozycję w klasycznych systemach biurowych ogólnego przeznaczenia. Użytkownicy i dostawcy systemów okablowania mają jednak zawsze możliwość wyboru najlepiej dopasowanego rozwiązania dla każdego przypadku indywidualnie. Niestety wymaga to dzisiaj przeprowadzenia dodatkowej analizy kosztowej (znowu koszty!), z uwzględnieniem zarówno trendów rozwojowych przedsiębiorstwa czy nawet mniejszej firmy, jak i przewidywanych do wdrażania w nich konkretnych aplikacji szerokopasmowych.

O ile jeszcze kilka lat temu kompletne instalacje optyczne były wielokrotnie droższe od podobnych rozwiązań miedzianych, o tyle dzisiaj te różnice są zdecydowanie mniejsze. Porównując bezpośrednio koszt kabli optycznych i miedzianych, kabel skrętkowy jest nadal tańszy. Jeśli uwzględnić jednak możliwości transmisyjne tych samych kabli, to okazuje się, że właśnie światłowodowe medium jest wielokrotnie tańsze od miedzi. Także jeśli weźmie się pod uwagę masę medium transmisyjnego, to 1 kg kabla światłowodowego jest zdecydowanie tańszy od 1 kg skrętki. Niestety porównania te ulegają istotnemu przewartościowaniu po uwzględnieniu kosztów urządzeń aktywnych, które powodują, że instalacje światłowodowe są w rezultacie droższe i wdrażanie technologii optycznej w przedsiębiorstwie na ogół (choć nie zawsze) wymaga nieco większych inwestycji.

Przechodzeniu na technologię światłowodową sprzyja m.in. innowacyjna metoda austriackiej firmy Kabel-X, pozwalająca tanim kosztem instalować, zamiast standardowego okablowania miedzianego, wiązki światłowodów. Dzięki tej technologii zarządca sieci miedzianej może łatwo unowocześnić swą infrastrukturę telekomunikacyjną, podmieniając istniejące okablowanie miedziane na włókna optyczne - bez konieczności robienia wykopów czy ponownego przekuwania pomieszczeń w budynku. Istota rozwiązania polega na mechanicznym i zautomatyzowanym usunięciu wewnętrznego rdzenia kabla miedzianego z pozostawieniem jedynie jego osłony, a następnie umieszczeniu w tak powstałej tubie wiązki światłowodowej. Operacja wymiany trwa od 1,5 do 5 godzin zależnie od rodzaju kabla, natomiast maksymalny odcinek podlegający modernizacji nie przekracza 250 m. Technologia zdaje egzamin szczególnie w środowiskach miejskich, gdzie prowadzenie wykopów jest wyjątkowo drogie i czasochłonne.

Michał Muszalski, koordynator ds. wsparcia technicznego w Molex Premise Networks

Od kilku lat daje się zauważyć wzmożone zainteresowanie technologiami optycznego transportu danych. Światłowody znajdują swoje zastosowanie wszędzie tam, gdzie użytkownik chce z dużą szybkością przesłać dane na dalsze odległości. Drugim czynnikiem, który popularyzuje technologię światłowodową, jest bezpieczeństwo samej transmisji oraz jej odporność na zakłócenia elektromagnetyczne. Wojsko czy też instytucje rządowe, które operują na poufnych lub tajnych danych, bardzo chętnie sięgają po światłowody. Ze względu na fakt, iż transmisja w światłowodach jest odporna na zakłócenia elektromagnetyczne, kolejnym środowiskiem, gdzie wzrasta ich popularność, są środowiska industrialne.

Wraz z pojawieniem się bardzo szybkich aplikacji pracujących z szybkościami 10 Gb/s, zapotrzebowanie na światłowody w takich obiektach, jak na przykład Data Center, istotnie wzrosła. Co prawda tego typu aplikacje funkcjonują również na kablach miedzianych, ale wymagają wydajnych kabli, a zasięg ich nie przekracza 100 m. W obiektach tego typu dużą rolę odgrywa jednak upakowanie portów w szafach oraz ilość i objętość kabli. Naprzeciw tym wymaganiom stanęły prefabrykowane wielowłóknowe kable, będące częścią systemu światłowodowego w technologii Plug & Play. Są to systemy niewymagające od instalatora bądź użytkownika specjalnych umiejętności, ani nawet specjalnych narzędzi do terminowania złączy. Wszystkie kable dystrybucyjne znajdujące się pomiędzy punktami dystrybucyjnym mają obecnie 12-włóknowe złącza MPO, a średnica takiego kabla jest dzisiaj mniejsza niż jednego kabla skrętkowego. Technologie światłowodowe wykazują ponadto mniejsze zapotrzebowanie na energię niż rozwiązania miedziane, co jest istotnym aspektem przemawiającym na korzyść włókna - zwłaszcza biorąc pod uwagę modny ostatnio trend budowania tzw. Green Data Center.

Niestety w budynkach biurowych światłowody nadal są wykorzystywane prawie wyłącznie w połączeniach szkieletowych, gdyż podciągnięcie infrastruktury światłowodowej do biurka jest droższe. Chcąc zbudować sieć komputerową operującą z szybkością 1 Gb/s dla 100 użytkowników, inwestycja w elementy pasywne w przypadku światłowodów jest ok. 2,5 raza bardziej kosztowna, niż podobna infrastruktura oparta na nieekranowanej skrętce kat. 5e - transportującej aplikacje z taką samą szybkością.