Повышенные требования к передаче данных

Передачу информации от передатчика к приемнику можно осуществлять по каналам нескольких разных типов. Все эти типы каналов использовались с самого начала информационного века. Просто со временем в каждой области определились самые пригодные с технологической точки зрения и экономичные типы каналов передачи. Например, в сфере видеонаблюдения и кабельного телевидения с самого начала использовался коаксиальный кабель сопротивлением 75 Ом, а в телефонии -- неэкранированная витая пара (UTP).

Но сцена этого мира меняется, и последние достижения электронных технологий привели к тому, что и этим укоренившимся каналам передачи приходит замена. В наше время для передачи звука и данных на большие расстояния уже привычно используются беспроводные и волоконно-оптические каналы. Даже на рынке охранных средств сейчас коаксиальный кабель вытесняется волоконно-оптическими, беспроводными сетями или UTP, которые играют роль стандартных каналов связи.

Во времена "взрыва" технологий передачи данных, который произошел в 1980-х годах, для передачи данных между компьютерами в среде локальных вычислительных сетей использовались, в основном, два протокола: token ring и Ethernet. В качестве среды передачи данных token ring использовалась экранированная витая пара (STP), а в Ethernet -- коаксиальный кабель. Позднее для Ethernet предпочли намного более дешевый и технически целесообразный кабель UTP. Благодаря значительному ценовому преимуществу и увеличенной пропускной способности -- от 10 до 1000 Мбит/с, -- на Ethernet приходится львиная доля рынка локальных сетей (для сравнения: пропускная способность token ring составляет от 4 до 16 Мбит/с). В наши дни Ethernet применяют не только в локальных (LAN), но и в глобальных вычислительных сетях (WAN).

Хотя первичным назначением сетей был обмен данными, сейчас по тем же кабелям UTP передаются также звук и изображение. Заказчики стремятся переложить на корпоративную сеть больше функций, чем предполагалось на этапе ее проектирования. Совмещение изображения и звука, а также рост требований к пропускной способности передачи данных ставят еще более высокие требования к корпоративной сети.

В соответствии с этими требованиями изменялся и кабель UTP. в 1989 г. Ассоциация промышленности средств связи (TIA) разработала стандарты на структурированные кабельные системы. Были приняты стандарты на кабели 3-й категории. К 1995 г. TIA уже приняла стандарты на кабели 5-й категории и дополнила стандарты требованиями к разъемам. Это позволило принять стандарт на сквозную передачу. В конце концов, Американский национальных институт стандартов (ANSI), Ассоциация электронной промышленности (EIA) и Ассоциация промышленности средств связи (TIA) объединили усилия. В результате появилась организация, известная как ANSI EIA/TIA. Эта группа разработала стандарты на кабельные средства передачи данных, например, 568A и 568B, которые стали общими стандартами на витую пару. Они определяют распайку, то есть назначение контактов, 8-полюсных вилок и гнезд RJ45.

Эти стандарты также поддерживает Международная консультационная служба строительной промышленности (BICSI), задачей которого является усовершенствование промышленности связи путем просвещения, обмена знаниями и опытом и по программам профессиональной регистрации. BICSI обеспечивает поддержку стандартов через 25 тыс. специалистов по проектированию и монтажу во всем мире. Сейчас эта международная организация принимает стандарты, которые будут поддерживать быстро изменяющуюся инфраструктуру безопасности.

Чтобы полностью понять, что такое UTP, важно знать его типовые физические и электрические параметры:

Типовые физические параметры UTP

1. 4 пары. Каждая пара туго свита. Тугость скрутки определяет номинальную категорию кабеля. Чем туже скрутка каждой пары, тем выше номинальная категория кабеля.
2. Оголенный медный провод 24 AWG (0,20 мм2) (в кабелях 6-й и 7-й категории некоторые изготовители используют оголенный медный провод 23 AWG (0,30 мм кв.)).
3. Полиэтиленовая изоляция (для достижения емкости, необходимой для передачи данных).
4. Общая оболочка
   • ПВХ для кабелей категории огнестойкости FT4 (например, для горизонтальной или наклонной прокладки без трубки в зданиях из несгораемых материалов, согласно требованиям национальных и местных строительных правил). Это обязательно на территории Канады.
   • Сополимер тетрафторэтилена и гексафторпропилена (FEP) для кабелей огне- и дымозащиты категории огнестойкости FT6 (например, для горизонтальной прокладки без трубки в воздушных промежутках над подвесными потолками -- скрытом пространстве между потолком и полом). Намного дороже, чем кабели категории FT4. В основном, их применение требуется только в Строительных правилах провинции Онтарио и Строительных правилах г. Ванкувера. На большей территории Канады обычно требуется применение в потолочном пространстве кабелей категории FT4.

Типовые электрические параметры UTP

Ослабление (вносимые потери) -- Ослабление определяет потери сигнала по длине. При прохождении сигнала его мощность падает. Это ослабление выражается в децибелах (дБ) и определяется путем измерения мощности сигнала. Чем ниже этот показатель, тем выше качество кабеля и выше номинальная категория. На ослабление влияют такие факторы: сечение проводника, тип изоляции, рабочая частота и расстояние.

Перекрестная наводка на ближнем конце (NEXT -- Near End Cross Talk) определяется как наводка сигналов, передаваемых по одной паре проводов, на другую пару проводов. Точно так же, например, в телефонном разговоре иногда может прослушиваться другой телефонный разговор. Ток, проходящий в одной паре проводов, индуцирует в прилегающей паре проводов электродвижущую силу (эдс). Этот показатель также измеряется в дБ. Чем выше его значение, тем лучше кабель. С NEXT также связана FEXT -- перекрёстная наводка на дальнем конце, противоположном источнику сигнала (Far-end Cross Talk).

Потери на отражение -- показывает, какая часть сигнала теряется на отраженную энергию; этот параметр также называют эхо. Потери на отражение оказывают влияние при полнодуплексной связи, т.к. часть сигнала "отражается" на передающую сторону, препятствуя передаче. Потери на отражение могут привести к дрожанию сигнала, а значит, к пропусканию пакетов, увеличению объема передаваемой информации, уменьшению скорости и разочарованию пользователей. Этот показатель также измеряется в дБ. Чем выше его значение, тем лучше характеристики кабеля.

UTP в мире безопасности

С появлением возможности использования одного канала несколькими технологиями, UTP может также использоваться разработчиками и инсталляторами охранных систем. В течение последних 20 лет для передачи видеосигналов в системах наблюдения традиционно использовалась инфраструктура на основе коаксиального кабеля сопротивлением 75 Ом (например, RG59 или RG6). Для питания и управления этими установками использовались другие кабели. С помощью симметрирующих устройств 75-Омный кабель UTP можно преобразовать в 100-Омный.

В наше время применяются два способа установки традиционных инфраструктур:

1. Централизованная ("домашняя") схема соединения. Это самый популярный способ установки традиционных инфраструктур. Он предусматривает прокладку проводки от каждой телекамеры к центральному пульту, на котором размещены мониторы, средства управления и видеорегистраторы. Недостатком этого способа является отсутствие государственных стандартов на протяженность кабельных проводок. Это может привести к низкому качеству инфраструктур, а значит, к низкому качеству видеоизображения.
2. Древовидная ("звездообразная") схема соединения. Хотя этот способ не является общепринятым, системы с его использованием обычно более легки в обслуживании. В отличие от "домашнего", звездообразный способ прокладки предусматривает использование щитков подключения, в которых кабель каждой телекамеры включается в разъем пакета BNC. Оттуда жгут кабелей скелетной конструкцией прокладывается к пульту.

В сфере передачи данных все эти вопросы уже пройдены и проработаны. Использование систем на основе поддерживаемой стандартами звездообразной прокладки обеспечивает максимальное полезное время сети. В отличие от систем на основе коаксиального кабеля, которые не позволяют перейти на протоколы Ethernet и IP, инфраструктуры на основе UTP действительно предоставляют предприятиям объединенную платформу, с которой выполняются приложения по обработке звука, изображений и данных.

Сфера применения UTP начинает расширяться, и этот кабель становится основной инфраструктурой промышленности средств физической защиты. Она идеальна для поддержки как существующих аналоговых систем, так и систем видеонаблюдения на основе цифровых и IP-технологий, если эти системы разработаны в соответствии со стандартами обмена данными.
Сегодня только небольшая группа потребителей использует для поддержки IP-технологий существующую сетевую инфраструктуру, в частности, оборудование сетевого мониторинга. В основном, новые устройства на базе IP работают как любая другая узловая рабочая станция сети. В конце концов, в ближайшем будущем каналы UTP займут свое место и на рынке систем контроля доступа. Для использования протоколов Ethernet и IP в системах контроля доступа и персонального вызова эти каналы передачи необходимо будет приспособить к стандартам UTP.

Кабель UTP можно будет использовать не только для передачи видеоданных с телекамеры, использующей Ethernet или IP, но и для реализации стандартной в наше время технологии питания по кабелю Ethernet (IEEE 802.3af) Power over Ethernet (PoE), которая позволяет использовать кабель UTP для питания устройств напряжением 12, 30 или 48 В постоянного тока.

Роки Родригес и Сирил Чоу -- менеджеры по стратегическим сношениям компании Anixter Canada.
SP&T Magazine

Источник: Security News