23.10.2008. Оборудование для тестирования кабельных систем

Прежде чем приступить к обзору устройств, давайте разберемся, для чего мы собираемся тестировать сеть. Для определения надежности и выявления неполадок сети? Это важно, однако свойств, которыми должна обладать грамотно спроектированная сеть, достаточно много.

Конечные пользователи и проектировщики сетей постоянно планируют более высокие скорости передачи данных, возможности передачи большего количества данных, а также способность сети к гибкой и удобной переконфигурации.

Компании тратят огромное количество средств, модернизируя оборудование сети, но если не будут правильно функционировать кабельные каналы, это не даст никакого ощутимого прироста в скорости, или даже, возможно, сеть вовсе не будет работать. Все это приведет к простоям сети, и, как результат, гораздо более высоким финансовым затратам на разрешение сложившейся проблемы. Также следует учитывать и потери, связанные с отсутствием дохода из-за несвоевременной отправки некоторых важных документов или невозможности проведения видео- и аудиоконференций. Поэтому необходимо понимать, как быстро находить и предупреждать ошибки, связанные с инсталляцией кабельной системы. Но для проведения работ такого масштаба необходимы эффективные средства.

Категории и классы кабельных систем

В настоящее время разрабатываются Категория 6a (New Class E) в диапазоне частот до 500 МГц для приложений Gigabit Ethernet 10 Гбит/с, Категория 7 (Class F) в диапазоне частот до 600 МГц, Категория 8 (Class G) в диапазоне частот до 1000 МГц.

Стандарты определяют среду передачи, параметры разъемов, линии и канала, в том числе предельно допустимые длины, способы подключения проводников (последовательность), топологию и функциональные элементы СКС.

Основными стандартами по СКС являются:

• Международный стандарт ISO/IEC 11801 Generic Cabling for Customer Premises;

• Европейский стандарт EN 50173 Information Technology Generic Cabling Systems;

• Американский стандарт ANSI/TIA/EIA 568-В Commercial Building Tele-communication Cabling Standard.

Новое издание стандарта ISO/IEC 11801 опубликовано в июле 2002 года — ISO/IEC 11801 Ed.2:2002 «Информационные технологии. Структурированная кабельная система для помещений заказчиков». В новом стандарте содержатся спецификации конструктивных элементов категории 3–7, а также линий и каналов классов Class А, В, С, D, E и F. Отличие от предыдущей редакции состоит в добавлении двух классов медных линий и каналов (Class Е — 250 МГц и Class F — 600 МГц), определены требования к четырем категориям оптоволоконных элементов и четырем классам оптоволоконных линий. Изменения коснулись модели канала и методики определения длины линий, а также были определены четыре уровня электромагнитной совместимости.

Требования европейского стандарта EN 50173 практически аналогичны ISO/IEC 11801, а отличие заключается в числе информационных приложений и содержании.

В июне 2002 года TIA (Telecommunication Industry Association) опубликовала дополнение к стандарту ANSI/TIA/EIA-568-В.2. В данном дополнении описывается новая Категория 6 стандарта, определяющая требования к 100-омной сбалансированной витой паре, разъемам, соединительным шнурам и каналам. Определены требования к испытательным процедурам для лабораторной и полевой сертификации в диапазоне частот от 1 Гц до 250 МГц.

Тестирование сетей на основе медного кабеля

Бытует мнение, что около 20 % высокоскоростных сетей не обеспечивают возможного быстродействия. Это является результатом некачественной реализации кабельных систем. Это особенно хорошо заметно на примерах высокоскоростных систем, в состав которых входят Fast Ethernet, коммутируемые LAN, Gigabit Ethernet. Хотя некоторые низкоскоростные системы (Ethernet, Token Ring) могут приемлемо функционировать даже при неграмотной инсталляции.

В качестве приборов для проверки сети на предмет обрыва кабеля используются кабельные тестеры (Cable Tester). Это наиболее простые и дешевые приборы для диагностики кабеля. Посредством измерения сопротивления они позволяют определить непрерывность кабеля, однако не обозначают, где именно произошел сбой. В качестве простейшего кабельного тестера может использоваться обычный цифровой мультиметр.

Однако если необходимо определить карту соединений, более точно проанализировать и протестировать кабельные соединения, то простые кабельные тестеры уже не помогут. Для таких целей используются кабельные сканеры (Cable Analyzer). Множество представленных на рынке сканеров позволяют поддерживать голосовую связь во время тестирования, что является достаточно удобным при тестировании кабельной системы, распределенной по большой площади. От устройств этого типа в систему поступает сигнал, который затем сравнивается процессором сканера с пришедшим отраженным сигналом. Достаточно часто для исследования кабельной системы используется подача контрольного сигнала с определенными параметрами, благодаря чему можно достаточно точно определить характер неисправности. Еще одной немаловажной способностью кабельных сканеров является возможность определения длины кабеля.

С помощью рефлектометров TDR (Time Domain Reflectometry) можно выполнить более детальное тестирование кабельной системы. Данные приборы, посылая короткий электрический импульс в кабельную систему, затем принимают отраженный сигнал и представляют результаты измерения в виде графика, что позволяет более точно охарактеризовать неоднородности всего кабеля, вплоть до определения места неоднородности.

Тестирование сетей на основе оптоволоконного кабеля

Иерархия инструментов тестирования оптоволоконных систем

Визуальный дефектоскоп — VFL (Visual Fault Locator) может использоваться, чтобы проверить полярность, а также чтобы обнаружить недопустимые изгибы или обрыв кабеля. VFL — это мощный инфракрасный лазер, посылающий излучаемый им поток в один конец кабеля. При этом VFL определяет непрерывность, идентифицирует правильность подключения коннекторов.

Анализатор оптических потерь — OLTS (Optical Loss Test Set) включает в себя два компонента: источник света и измеритель мощности оптического сигнала. Использование средств диагностики этого типа позволяет проверить целостность волокна и проверить соответствие кабеля установленным стандартам. Многие устройства производят такое сравнение автоматически.

Третий тип устройств для тестирования оптического кабеля — это устройства сертификации оптических систем — CTS (Certifying Test Set) — усложненное OLTS. Данное оборудование может измерить и вычислить потерю сигнала, проверить полярность, определить длину кабеля, сравнить их со встроенной библиотекой стандартов, представить карту соединения. Также есть возможность сохранять всю полученную информацию для последующего переноса на компьютер, что поможет сделать глубокий анализ и составить отчет. CTS состоит из основного и нескольких удаленных устройств (в каждом конце кабеля, участвующего в тестировании), включающих в себя измеритель мощности оптического сигнала и дуальный источник длин волн.

Оптические рефлектометры OTDR (Optical Domain Reflectometer) — диагностические инструменты, которые используются, чтобы характеризовать потерю мощности оптического сигнала, посылая короткий импульс света с одного конца волокна и анализируя свет, отраженный от другого конца волокна. Регистрируя показания, OTDR определяет оптическую мощность, время прохода сигнала и отображает эти данные в виде графика. Данные устройства позволяют производить измерение элементов, входящих в сеть, включая длину частей волокна, однородность ослабления сигнала, местоположение коннекторов. Таким образом, можно визуально определить местонахождение рефлексивных событий (связи, обрывы волокна) и нерефлексивные события (соединения, недопустимые или напряженные изгибы), анализируя график, или при помощи таблицы событий, которая может быть сгенерирована устройствами OTDR.

Принципы выбора систем тестирования сетей

Из-за большого набора выполняемых функций и количества измеряемых характеристик возникает вопрос о выборе необходимого устройства. Необходимо учитывать три закона сетей:

• Сети никогда не становятся медленнее;

• Сети никогда не становятся меньше;

• Сети постоянно развиваются.

Так на что же конкретно нужно обращать внимание при выборе?

Вследствие достаточно большой стоимости устройств тестирования, необходимо проанализировать возможность применения этого устройства в будущем (наличие широкого динамического диапазона и т. д.), а также возможность анализа сети на соответствие существующим стандартам. Благодаря автоматическому вычислению и представлению большого количества характеристик, можно существенно облегчить работу человека, производящего тестирование. При наличии большой кабельной системы важным является время, необходимое устройству для проведения тестирования системы. Немаловажной будет и возможность визуализации измеренных характеристик, сохранения параметров и дальнейший их перенос на компьютер для распечатки и составления отчета.

Уровень точности приборов для тестирования сетей характеризует количество параметров, которые способен верифицировать тестер для исследования кабеля на принадлежность определенной категории.

К ведущим фирмам-производителям рынка кабельных тестеров относятся известные компании Datacom Textron, Fluke Networks Corporation, Ideal Industries, Agilent Technologies, Acterna (ранее Wavetek Wandel & Golteman). В их технологических решениях упор делается на то, что тестирование выявляет в кабельной системе скрытые проблемы, которые в любой момент могут проявить себя.