Trendy w sieciach kablowych
- Adam Urbanek,
- 04.02.2008
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).
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.
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.
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.