I miedź, i światłowód...

Do niedawna kabel miedziany był sporo tańszy niż światłowód, lecz ceny stopniowo się wyrównują. Obecnie koszt sieci światłowodowej wraz z okablowaniem i wyposażeniem aktywnym kształtuje się na poziomie ok. 2,5 razy wyższym, niż jej alternatywna infrastruktura miedziana. Różnica zmniejsza się w miarę obniżania kosztów aktywnej transmisji z wykorzystaniem światłowodów w technologii VCSEL, pozwalającej na zastąpienie kosztownych laserów konstrukcjami tańszymi.

Struktury mieszane

Koszt okablowania kształtuje się na poziomie ok. 60% kosztów inwestycyjnych w projekcie okablowania. Miedziane okablowanie ma zdecydowaną przewagę nad światłowodem w instalacjach z wieloma gniazdami - ze względu na montaż złączy, który jest prostszy w okablowaniu miedzianym, niż przy włóknach szklanych. Ta sytuacja zapewnia dominującą pozycję miedzi na krótkich dystansach (do 100 m), gdzie szybkość stanowi mniej ważny czynnik niż koszt jej zwiększenia. Dobrym przykładem jest tu tradycyjna obsługa zasilania dostarczanego przez sterowniki poprzez Ethernet (PoE/PoEPlus) do odległych urządzeń, takich jak: kamery, modemy, elementy kontrolne i czujniki stanu. Miedź nie jest jednak konkurencyjna wobec światłowodów w zakresie pasma przenoszenia; nie ma bowiem innego sposobu na zwiększanie szybkości, jak tylko stosowanie coraz szerszych i cięższych kabli - kłopotliwych zarówno w instalowaniu, jak i eksploatacji.

5e i 6a

Dobór odpowiedniego okablowania miedzianego winien uwzględniać nie tylko kategorię czy ekranowanie skrętek, lecz także jakość instalowanych torów transmisyjnych, margines względem normy czy odporność na uszkodzenia mechaniczne. Obecnie dla nowo budowanych obiektów dostawcy zalecają stosowanie sprawdzonych elementów i podzespołów kat. 6, co gwarantuje użytkownikowi nie tylko bezpieczeństwo rozwojowe, ale również wystarczający zapas pasma pod przyszłe protokoły sieciowe. Rynek podąża jednak za "nowym" trendem w postaci kat. 6a (10 Gb/s), chociaż ciągle widać jeszcze przywiązanie tradycyjnych użytkowników do okablowania miedzianego kat. 5e.

Światłowody przewyższają struktury miedziane jeśli w grę wchodzą duże odległości i szybkości. Mimo początkowych twierdzeń, że włókna optyczne mają zdolność nieograniczonego przenoszenia pasma na duże odległości, prawda okazała się mniej optymistyczna. Wydaje się, że jeżeli chodzi o zasięg, to bez stosowania specjalistycznych rozwiązań optycznych, standardowe włókna przewyższają miedź tylko dwu- lub trzykrotnie.

Zobacz również:

  • Najszybszy światłowód w Polsce - łącze 8 Gb/s od Orange

W nowych rozwiązaniach (data center) prym wiodą systemy optyczne. O ile okablowanie miedziane jest korzystne na niewielkich dystansach, o tyle rozwiązania światłowodowe lepiej nadają się do wykonywania połączeń zewnętrznych i długodystansowych. Miedziane instalacje powyżej 100 m wymagają bowiem systemów wzmacniających do rozszerzenia zasięgu, uzyskiwanego przez znacznie podnoszące koszty wzmacniacze i tablice rozdzielcze. W takich sytuacjach światłowody stanowią zdecydowanie lepszą propozycję, więc koegzystencja obydwu systemów transportowych w okablowaniu trwa.

I miedź, i światłowód...

Struktury mieszane

Pod względem trudności technicznych instalacja kabla światłowodowego jest podobna do miedzianego. O wyborze systemu raczej decyduje jego zastosowanie: dla klientów realizujących inwestycje na terenie rozległym oraz ze względów bezpieczeństwa lepszym rozwiązaniem będzie wielomodowe włókno klasy MM 50/125 lub OM3 (OM4), natomiast dla projektów budownictwa użytkowego okablowanie miedziane w postaci skrętki UTP (bądź FTP) kat. 6 bądź kat. 6a pozostanie dominującym. Podejmując decyzje inwestycyjne, należy pamiętać, że system okablowania strukturalnego będzie wykorzystywany przez 15-20 lat. Zdecydowanie więc korzystniej jest inwestować w lepsze okablowanie, a w toku eksploatacji wymieniać jedynie urządzenia aktywne, niż być zmuszonym w trakcie działania firmy do ponownej instalacji okablowania strukturalnego.

Okablowanie dla 10 Gb/s

Instalacje 10 Gb/s są standardowo wdrażane w sieciach wymagających dużych przepływności, także w centrach przetwarzania danych i sieciach SAN (Storage Area Networks) oraz pionowych traktach sieci korporacyjnych. Obecnie większość dostawców skłania się do instalacji sprawdzonego w praktyce okablowania miedzianego kat. 6 (1 Gb/s), a jedynie ok. 16% ma zamiar instalować okablowanie miedziane wg kat. 6a (10 Gb/s). Od niedawna umacnia się jednak trend całkowicie optycznych rozwiązań klasy FTTx, pozwalających spokojnie oczekiwać na wzrost zapotrzebowania na aplikacje szerokopasmowe i interaktywne. Trend ten wspomagają bezprzewodowe instalacje WLAN, które koegzystując ze szkieletem transportowym powodują odciążenie kablowej infrastruktury.

Czy wiesz, że.....

W szkielecie sieci LAN rozwiązania 10GbE bazują na różnych mediach (światłowód i miedź), wśród których wyróżnia się:

10GBase-T - systemy miedziane, umożliwiające transmisję o przepływności 10 Gb/s na dystansie do 100 m kablem nieekranowanym UTP kat. 6a lub 7. Zastosowanie kabla UTP zwykłej kat. 6 skraca ten zasięg do 55 m;

10GBase-SR - systemy transportu optycznego poprzez światłowody wielomodowe o zasięgu do 82 m (przy fali 850 nm). Zasięg do 300 m uzyskuje się na włóknach wielomodowych klasy 2000 MHz/km;

10GBase-LX4 - transport optyczny ze zwielokrotnieniem falowym DWDM na dystansie 240-300 m za pomocą włókien wielomodowych (okno 1310 nm) lub do 10 km z zastosowaniem włókien jednomodowych;

10GBase-LR - przekaz ethernetowy za pośrednictwem włókien jednomodowych na odległość do 10 km;

10GBase-ER - przekaz ethernetowy poprzez włókna jednomodowe na odległość do 40 km;

10GBase-SW, 10GBase-LW i 10GBase-EW - rozwiązania będące odpowiednikami 10GBase-SR, 10GBase-LR i 10GBASE-ER, lecz używające transmisji synchronicznej na tych samych typach światłowodów i w podobnym zasięgu

Kabel miedziany z nieekranowaną skrętką UTP (10GBase-T) cieszy się największym zainteresowaniem instalatorów, mimo kłopotów spowodowanych przesłuchami obcymi. W praktyce oznacza to systematyczne przechodzenie w okablowaniu pionowym z kabli miedzianych kat. 5e i 6 w kierunku kat. 6a, a dopiero później do rozwiązań światłowodowych z włóknami klasy OM3/OM4 (10 Gb/s), natomiast w okablowaniu poziomym do przepływności nie mniejszej niż 1 Gb/s - uzyskiwanej jeszcze na skrętce miedzianej.

Optyczne aplikacje z protokołem 10GbE mogą pracować zarówno na okablowaniu jednomodowym (długość fali 1310 lub 1550 nm), jak i wielomodowym (850 i 1300 nm). Na uwagę zasługuje fakt, że włókno 50/125 zapewnia maksymalny dystans 550 m, podczas gdy włókno 62,5/125 daje taki zasięg jedynie w drugim oknie transmisyjnym. W przypadku kabli jednomodowych maksymalny dystans może sięgnąć i 40 km, ale urządzenia muszą być wtedy doposażone w specjalne nadajniki laserowe, co podnosi koszt rozwiązania. W przypadku kabli wielomodowych maksymalny dystans wynosi 300 m, ale jest on osiągalny tylko dla włókna OM3 - optymalizowanego do pracy z tańszymi źródłami światła laserowego VCSEL.

Światłowód lepszy od skrętki

Rynek okablowania jest zdominowany przez rozwiązania miedziane, bazujące obecnie na standardzie kat. 6 (1 Gb/s) i kat. 6a (10 Gb/s), natomiast światłowody stanowią docelowe rozwiązanie komunikacyjne we wszelkich zastosowaniach. Optyczna rewolucja wydaje się nie mieć końca, gdyż transmisje obejmują coraz szerszy zakres częstotliwości transportowanych we włóknie. Teoretyczna szerokość pasma w najbardziej dogodnym do transmisji trzecim oknie sięga 15 THz i stopniowo wypełnia się sygnałami użytkowymi, ale większe możliwości uzyskuje się łącznie z oknem czwartym (1625 nm), którego eksploatacja zaczęła się dopiero przed kilkoma laty.

I miedź, i światłowód...

Czynnikiem, który popularyzuje technologię światłowodową jest bezpieczeństwo samej transmisji oraz jej odporność na zakłócenia elektromagnetyczne. Fakt ten powoduje wzrost zainteresowania włóknem w środowiskach industrialnych, także sektorze wojskowym i instytucjach rządowych - operujących na co dzień poufnymi bądź tajnymi informacjami. Chociaż światłowody stanowią jeszcze niewielki procent wdrożeń LAN w przedsiębiorstwach, okablowanie optyczne stanowi obecnie podstawę wdrażania komunikacji w dużych korporacjach, zwykle potrzebujących łączy kilometrowych na poziomie fizycznym.

I miedź, i światłowód...

Tworzeniu optycznych sieci sprzyja cyfrowa kompensacja dyspersji sygnału optycznego jeszcze przed jego wprowadzeniem do sieci. Korzystając z procesorów sygnałowych DSP (Digital Signal Processor) z przetwarzaniem cyfrowym mieszczących się w urządzeniach brzegowych, można dzisiaj skutecznie i w szerokim zakresie naprawiać dyspersyjnie zdegradowane parametry transportowanego sygnału. Wielu dostawców rozwiązań optycznych (Nortel, Ciena, Alcatel-Lucent) mają takie cyfrowe moduły kompensacyjne, które już uzyskały swą dojrzałość techniczną i stały się skutecznym sposobem zwiększenia zasięgu łączy optycznych do 2000 km.

Przyszłość okablowania strukturalnego przedsiębiorstw wyznaczają jednak światłowody wielomodowe klasy OM, wśród których największe zainteresowanie wzbudzają rozwiązania ze specjalistycznymi włóknami OM3 (50/125, zasięg bezpośredni do 2 km) oraz nowsze OM4 (50/125, do 4,7 km). Obydwa typy włókien zoptymalizowano pod lasery w technologii VCSEL, operujące w różnych oknach światłowodowych, jednakże największy zasięg można uzyskiwać w oknie 850 nm. Według przewidywań mają one stanowić podstawowe medium udostępniające przepływność 100 Gb/s w sieciach lokalnych.

Przeźroczyste okablowanie

Niedogodnością współczesnych sieci telekomunikacyjnych jest konieczność przechodzenia przez wiele warstw protokołów w każdym z węzłów sieci, co generuje opóźnienia i zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia błędów. Problem ten eliminują sieci całkowicie optyczne, w których nie trzeba kontrolować przesyłanego ciągu bitów, z wyjątkiem fragmentów związanych z cyfrowym opakowaniem kanału optycznego. Instalacja rozwiązań całkowicie optycznych pozwala na korzystanie z bardzo szerokiego pasma transmisyjnego, a ponadto daje niezależność od protokołów warstw wyższych oraz podnosi odporność sieci na uszkodzenia. Sieci optyczne były początkowo stosowane jedynie w połączeniach punkt-punkt z zastosowaniem technologii DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) - dając zwiększenie przepływności traktów dalekosiężnych oraz sieci szkieletowych. W miarę wzrostu zapotrzebowania na pasmo, zaczęto je wdrażać w sieciach regionalnych i metropolitalnych, a obecnie stają się one elementem sieci szkieletowych w okablowaniu przedsiębiorstw.

I miedź, i światłowód...

W rezultacie uzyskano przezroczyste sieci ethernetowe o przepustowości wymaganej indywidualnie dla konkretnej usługi, łącznie z prostotą ich skalowania. Kluczowym elementem w tworzeniu sieci całkowicie optycznych są rekonfigurowane multipleksery optyczne ROADM (Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexers), zdecydowanie poprawiające skuteczność przełączania i elastyczność obsługi poszczególnych użytkowników bądź kanałów. Stosowane w nich przestrajane częstotliwościowo lasery i filtry oraz układy kompensacji dyspersji powodują, że międzywęzłowe łącza optyczne nie muszą spełniać zbyt wygórowanych parametrów transmisyjnych, często o takich samych wymaganiach jak w transporcie 10 Gb/s. Taka koncepcja pozwoliła uzyskiwać rzeczywiście tańsze transmisje również w okablowaniu strukturalnym (w odniesieniu do jednego megabajta danych).

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

TOP 200