Современные категории и стандарты СКС

Категории кабельных систем различаются по набору электрических характеристик, определяющих производительность трактов неэкранированной витой пары и типам кабелей, используемых для построения сетей.

Действующими категориями кабельной проводки медной неэкранированной витой пары, определёнными международным стандартом ISO/IEC 11801 и американским стандартом ANSI/EIA/TIA 568-В являются категории 3, 5 и 5e, 6, 6а, категории 7, 7а (международный стандарт ISO 11801), а с июня 2016 года кат.8 (кабельный стандарт ANSI/TIA-568-C.2-1). В некоторых сетях до сих пор используются кабели устаревших категорий 1 и 2.

Категория 3 представляет собой 4-парный кабель для построения телефонных и локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 на расстоянии не дальше 100 метров, отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3.
Кабель вита пара категории 4 состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.
Кабель витая пара категория 5e является самым распространенным и используется для построения компьютерных сете со скоростью передачи данных 1 Гигабит/сек в канале длинной до 100 метров.
На кабеле витая пара категории 6 можно организовать транспорт по сети со скоростью10 Гигабит/сек на расстоянии 30-55 метров.
СКС категории 6А организует передачу данных по сети со скоростью 10 Гигабит/сек, используя технологию 10 Gigabit Ethernet (10GbE), на расстоянии до 100 метров. Кат. 6а поддерживает новый стандарт беспроводных Wi -Fi - IEEE 802.11ac. Это стандарт позволяет увеличить скорость передачи данных до одного Гбит/с.
Кабель категории 7 имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары.
Витая пара 8-й кат. отличается от стандарта TIA 568-C.2 меньшей длиной и меньшим количеством точек соединения. Конфигурация канала категории 8 включает в себя два модульных гнезда. Максимальная длина фиксированного горизонтального кабеля – 24 м. Суммарная длина модульных аппаратных шнуров калибра 24 AWG – максимум 6 м.

В таких каналах для подключения активного оборудования применяются межсоединения, на концах которых задействовано только по одной единице коммутационного оборудования: порт патч-панели или розетки.
Витая пара 8-й кат применяется для организации физической инфраструктуры ЦОД с топологией «top of rack» (в каждом шкафу устанавливается сетевой коммутатор) и «end of row» (крайний шкаф в каждом ряду играет роль распределителя и оснащен патч-панелями с протяжкой горизонтальных кабелей к остальным шкафам в этом ряду).
Действующий с 2016 года кабельный стандарт ANSI/TIA-568-C.2-1 на категорию 8 (Cat 8) содержит требования к каналу на основе витой пары длиной до 30 м. Традиционный 4-парный кабель оконцован 8-позиционными модульными гнездами RJ-45.

Учет потребностей PoE в медных СКС категории 8

Кабелям витой пары кат. 8, использующим проводники большого сечения, характерна способность передавать токи значительно большей величины, чем в других системах, при этом благодаря экранированию такие кабели греются меньше – точнее, они эффективнее отводят тепло. При прочих равных условиях такие кабели можно собирать в пучки большего размера, чем в предшествующих категориях, а для приложений PoE это важное соображение.

На рассмотрении находятся еще два стандарта витой пары кат. 8.1 и кат. 8.2.

Витая пара кат. 8.1 полностью совместима с кабелем кат.6A, обеспечивает скорость передачи данных до 40 Гбит/с при использовании стандартных коннекторов 8P8C. Кабель этой категории имеет либо общий экран, либо экраны вокруг каждой пары F/UTP или U/FTP. Находится в стадии разработки.
Витая пара кат. 8.2. полностью совместима с кабелем кат.7A, обеспечивает скорость передачи данных до 40 Гбит/с с применением стандартных коннекторов 8P8C либо GG45/ARJ45 и TERA. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары F/FTP или S/FTP. Находится в стадии разработки.

Категория СКС	Диапазон частот	Приложения	Год принятия стандарта
1	0,1 МГц	1 пара, используется только для передачи голоса/ данных при помощи модема (не подходит для современных систем)/	Устаревший стандарт
2	1 МГц	2 пары, 4 Мбит/с в сетях Token ring и Arcnet (не подходит для современных систем). Иногда встречается в телефонных сетях.	Устаревший стандарт
3	16 МГц	10BASE-T, 100BASE-T4 Ethernet	1985
4	20 МГц	Token Ring 16Мбит/с	1993, устаревший стандарт
5	100 МГц	100Base-TX (Fast Ethernet) АТМ 155	1992
5E	100 МГц	Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T)	1999
6	250 МГц	Gigabit Ethernet 2,5 Гбит/с	2002
6А	500 МГц	10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T)	2008
7	600 МГц	10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T)	спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартом ISO 11801
7А	1000 МГц	10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T)	спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартом ISO 11801
8	1600 - 2000 МГц	40GBase-T с поддержкой стандарта IEEE 802.3bq	2016
8.1	1600 - 2000 МГц	100 Gigabit Ethernet (40GBASE-T)	в разработке
8.2	1600 - 2000 МГц	100 Gigabit Ethernet (40GBASE-T)	в разработке

Развитие стандартов СКС

2010

ANSI/TIA-1179 стандарт телекоммуникационной инфраструктуры для учреждений здравоохранения. Стандарт рекомендует применять системы высшей категории для обеспечения максимально возможного срока службы и снижения издержек, связанных с заменой устаревших кабелей. Для новых установок это кабели и разъемы категории 6a.

2012

ANSI/TIA-942-А стандарт телекоммуникационной инфраструктуры для ЦОД. TIA-942-A включает TIA-942 и два дополнения, которые признают коаксиальные кабели и рекомендуют категорию 6a как минимально допустимую для ЦОД.

2014

ANSI/TIA-4966 стандарт телекоммуникационной инфраструктуры для образовательных учреждений. Кат. 5е признается, кат. 6a рекомендуется для расширения функциональных возможностей проводных и беспроводных сетей связи.

Соответствие категорий кабелей и соединителей классам приложений

Стандарты ISO/IEC 11801 и TIA/EIA-568-В специфицируют по категории кабели и разъёмы. Категории определяются максимальной частотой сигнала, на которую рассчитаны соответствующие разъемы и кабели. Кабели и разъемы более высоких категорий поддерживают все приложения, которые рассчитаны на работу по кабелям более низких категорий.

ISO/IEC 11801	TIA/EIA-568-В	EN 50173	ISO/IEC 11801
Кабели и соединители			Приложения
-	-	-	A
-	-	-	B
Категория 3	Категория 3	Категория 3	C
Категория 4	Категория 4	-	-
Категория 5	Категория 5	Категория 5	D
-	Категория 6	-	E
-	Категория 7	-	F

Основные отличия между линиями связи различных категорий

Параметр	Категория 5	Категория 5е	Категория 6	Категория 7
Частотный диапазон, МГц	1-100	1-100	1-250	1-600
Затухание, дБ	24	24	21,7(36)	20,8(54,1)
NEXT, дБ	27,1	30,1	39,9(33,1)	62,1(51)
PC-NEXT, дБ	-	27,1	37,1(30,2)	59,1(48)
ACR, дБ	3,1	6,1	18,2(-2,9)	41,3(-3,1)
PC-ACR, дБ	-	3,1	15,4(-5,8)	38,3(-6,1)
EL-FEXT, дБ	17*	17,4	23,2(15,3)	Ffs
PC-FEXT, дБ	14,4	14,4	20,2(12,3)	Ffs
Возвратные потери, дБ	8*	10	12(8)	14.1(8.7)
Задержка распространения, нс	548	548	548(546)	504(501)
Skew, нс	50	50	50	20

Практика применения стандартов для кабельных систем

Современные кабельные системы строятся с учетом жестко детерминированных международных отраслевых стандартов. Кроме того, на территории РФ действуют собственные нормативы СКС. Стандарты разработки СКС находят все более широкое применение в современных сетях, поскольку в них прописаны основные требования при создании высоконадежных сетей связи.

Чтобы обеспечить гарантированное качество построения кабельных систем, для компаний-подрядчиков особенно важно точное соблюдение норм проектирования, процедур, которые подразумевает монтаж СКС, процессов подготовки документации, администрирования и эксплуатации систем. В связи с этими приоритетами стандарты СКС условно разделяют на требования к проектированию, монтажу и администрированию.

Нормативы проектирования предписывают кондиции среды передачи и параметры использующихся разъемов, а также качества линии и канала, допустимые длины кабеля, способы подключения проводников, топологию и функциональные элементы структурированной кабельной системы. К особой группе относятся промышленные стандарты построения СКС, в которых определены правила проектирования и эксплуатации кабельных сетей в различных секторах экономики.

Традиционно основные процессы разработки международных отраслевых нормативов ведутся Международной организацией стандартизации (ISO) и Международной электротехнической комиссией (IEC). В настоящее время базовым документом для структурированных кабельных систем считается ANSI/TIA/EIA-568-Аю, стандарт телекоммуникационных кабельных систем коммерческих зданий.

Европейский комитет стандартизации электротехники (CENELEC) действует совместно с Международной организацией стандартизации. Страны, входящие в CENELEC, принимают европейские нормы разработки в качестве национальных требований без каких-либо поправок.

В промышленном секторе экономики существует потребность в специализированных интерфейсах управления и контроля над структурированными сетями. Поэтому для разработки промышленных интерфейсов СКС несколько лет назад объединились международная ассоциация TIA (Telecommunications Industry Association) и комитет IEC (International Electrotechnical Commission). Целью совместной деятельности этой группы является разработка нормативов создания и использования телекоммуникационных инфраструктур промышленных зданий, комплексов и кампусов, коммерческих зданий или сооружений, созданных по уникальному проекту.

Однако надо указать, что принятые нормативные документы всегда соблюдаются при строительстве СКС с поправкой на каждый конкретный объект.

К примеру, международные стандарты (ISO) допускают увеличение длины линий свыше 90 метров и определяют допустимую длину электропроводных каналов в диапазоне от 100 до 3000 метров. Но на практике ограничения длины магистралей носят условный характер. В зависимости от вида объекта, места его расположения и параметров.