Maximálne prenosové vzdialenosti pre metalické a optické prepoje LAN

AKO SA STANOVUJÚ MAXIMÁLNE PRENOSOVÉ VZDIALENOSTI:

Štruktúrovaná kabeláž sa zvyčajne navrhuje tak, aby splnila požiadavky Ethernetových prenosových protokolov. Aby bolo možné stanovíť maximálnu vzdialenosť na ktorej bude daný protokol podporovaný, je nutné zobrať do úvahy kapacitu kabeláže a aktívnych zariadení. Obmedzenia sú jednak technického jednak komerčného charakteru (ak trh danú normu neakceptuje, zastará bez toho, že by sa jej princípy niekedy reálne využili). Pár typických  obmedzení:

Pre kabeláž:

Útlm kábla:	Veľký útlm môže výrazne oslabiť signál
Odolnosť kanála voči rušeniu:	Rušenie môže porušiť čitateľnosť signálu
Typ použitých konektorov:	Konektory musia byť rovnaké ako na aktívnych zariadenia
Cena prenosového kanála:	Cena musí vyhovovať očakávaniam zákazníkov

Pre aktívne zariadenia:

Citlivosť príjímača:	Prijímač s vyššou citlivosťou dokáže prečítať aj slabšie signály
Redukcia šumu:	Šum musí byť odstránený za účelom správneho prijatia signálu
Spotreba energie:	Vysoká spotreba spôsobuje prehrievanie zariadenia a znižovanie energetickej efektívnosti
Typ konektorov:	Bežne používaný konektor zabezpečí rýchlejšiu akceptáciu trhom
Cena zariadení:	Cena musí vyhovovať očakávaniam zákazníkov

 

ORGANIZÁCIE VYDÁVAJÚCE RELEVATNÉ NORMY:

Pracovná komisia IEEE 802.3 “Ethernet”

Takmer všetky prenosové protokoly využívajúce princípy Ethernetu sú definované asociáciou IEEE. Podrobne definuje kódovanie, spotrebu energie, štruktúru ethernetového rámca a stanovuje minimálne požiadavky pre kabelážne normalizačné orgány. Týmto spôsobom zabezpečuje zabezpečuje funkčnosť prenášaných protokolov. Cieľom IEEE je vývoj prenosových protokolov, ktoré splnia požiadavky užívateľov na rýchlosť prenosu a zároveň umožnia výrobu energeticky efektívnych aktívnych zariadení za primeranú cenu.

Výbor ISO/IEC SC25 WG3 “Customer premises cabling”

Tento normalizačný orgán je zodpovedný za medzinárodné kabelážne normy a stanovuje parametre na základe potrieb IEEE. Vývoj normy ISO:IEC 11801 prebieha v koordinácii s organizáciami TIA/EIA (v USA) a CENELEC (v Európe) aby boli všetký kabelážne normy harmonizované.

PRENOSOVÉ PROTOKOLY:

Po krútenej dvojlinke:

Ethernet po krútenom páre bol navrhnutý pre horizontálne rozvody (v budovách), preto má 100 metrový prenosový kanál. Avšak, keďže Ethernet ďalšej generácie (40GBASE-T) je plánovaný iba pre dátové centrá bola dĺžka zredukovaná na 30m kvôli zníženiu energetickej náročnosti. Nižšie uvedená tabuľka zobrazuje maximálne vzdialenosti pre každú triedu kabeláží v zmysle ISO 11801.

Tabuľka 1: Maximálne prenosové vzdialenosti podľa tried metalickej kabeláže

Protokol	Minimálna trieda prenosového kanála	Maximálna vzdialenosť	Poznámky
10BASE-T	Trieda C (Cat.3)	100m	Zastaralý. Aktívne zariadenia sa už nedodávajú.
100BASE-TX	Trieda D (Cat.5)	100m	Kategória 5 podľa ISO je ekvivalentom Kategórie 5e podľa TIA. "Stará" kategória 5 už neexistuje.
1000BASE-T	Trieda D (Cat.5)	100m
1000BASE-TX	Trieda E (Cat.6)	100m	Zariadenia podporujúce 1000BASE-TX nikdy neexistovali. Tento protokol je komerčný prepadák, trh ho nikdy neakceptoval.
10GBASE-T	Trieda E (Cat.6)	N/A	10GBASE-T môže fungovať na existujúcej kabeláži triedy E, ale garancia neexistuje. Maximálna vzdialenosť závisí na mnohých faktoroch vyžadujúcich opätovné testovanie existujúcej kabeláže. Nikdy však neprekročí 100m.
	Trieda EA (Cat.6A)	100m	10GBASE-T môže teoreticky fungovať aj na triedach F a FA. Nakoľko však dnes žiadne aktívne zariadenia so špeciálnymi konektormi Cat.7 (nie RJ45) neexistujú, trieda EA je jediné reálne riešenie.
40GBASE-T	Trieda I  (Cat. 8.1) Trieda II (Cat. 8.2)	30m	Protokol je vo vývoji. Minimálna komponentná kategória bude Kategória 8, s najväčšou pravdepodobnosťou okolo 2 GHz. Maximálna vzdialenost bude cca 30m.

Po optických vláknach:

Vzdialenosti optickej kabeláže sa pravidelne menia v závislosti od technologického pokroku, napríklad vývoja nových optických káblov, alebo vylepšení parametrov existujúcich optických káblov. Normy niekedy nie sú dostatočne rýchlo aktualizované a poskytujú neúplné informácie. Nižšie uvedená tabuľka zobrazuje hlavne informácie z IEEE, s niektorými zjednodušeniami kvôli zosúladeniu s normou ISO 11801.

Tabuľka 2: Maximálne prenosové vzdialenosti podľa typu optického vlákna.

Protokol	OM1	OM2	OM3	OM4	OS1	OS2	Poznámky
2-vláknové protokoly. Môžu fungovať na káblov s SC, LC, alebo iným kompatibilným duplexným konektorom.
10BASE-FL	2000m	1500m	1500m	1500,	N/A	N/A	Zastaralý. Aktívne zariadenia sa už nedodávajú.
100BASE-FX	2000m	2000m	2000m	2000m	N/A	N/A	Zastarávajú.
1000BASE-SX	275m	550m	550m	550m	N/A	N/A
1000BASE-LX	550m	550m	550m	550m	2000m	5000m	Pri multimode je nutné použiť patch kábel s "mode conditioning“.
10GBASE-LX4	300m	300m	300m	300m	4200m	10km	Nákladný a zložitý. Už sa nepoužíva.
10GBASE-SR	N/A	82m	300m	400m	N/A	N/A
10GBASE-LR	N/A	N/A	N/A	N/A	4200m	10km
10GBASE-ER	N/A	N/A	N/A	N/A	8900m	22km
40GBASE-LR4			N/A	N/A	4700m	10km
“Budúci 40G”		30m (?)	100m (?)	100m (?)			Ak bude vyvinutý, umožní 40G na 2 jadrovom multimódovom vlákne
100GBASE-LR4	N/A	N/A	N/A	N/A	6300m	10km
40GBASE-ER4						<40km (plán)	Cieľom je 40G na dlhšie vzdialenosti.
100GBASE-ER4	N/A	N/A	N/A	N/A	10km	40km	Extrémne drahý a používaný iba na veľmi veľké vzdialenosti.
8-vláknové protokoly. Vyžadujú MPO konektor s 12-vláknovým optickým káblom.
40GBASE-SR4	N/A	N/A	100m	150m	N/A	N/A
100GBASE-SR4			70m (plán)	100m (plán)			Ak bude vyvinutý, na prenos 100G bude potrebné polovičné množstvo káblov multimode, ako pri súčasných protokoloch.
20-vláknové protokoly Vyžadujú dva MPO konektory s 12-vláknovým optickým káblom.
100GBASE-SR10	N/A	N/A	100m	150m	N/A	N/A	Vyžaduje dva 12 jadrové MPO káble, čo je neefektívne z hľadiska kabeláže.

Poznámka: Z dôvodu zjednodušenia, je uvažované že OM1 má iba 62,5 mikrónov a OM2, OM3, OM4 majú 50 mikrónov.

Upozorňujeme, že všetky optické aplikácie majú taktiež definovaný maximálny útlm (nie je zobrazený v tejto tabuľke).

ZÁVER:

Technológie sa rýchlo menia. Na začiatku je definícia potrieb zákazníkov. Následne sú preskúmané rôzne technické riešenia a niektoré z nich sú štandardizované. O úspechu každého riešenia nakoniec však vždy rozhoduje trh, keďže významnú úlohu zohrávajú celkové náklady.

Keď to zhrnieme, normy sa neustále vyvíjajú a užívatelia musia tento vývoj pravidelne sledovať, aby si vybrali riešenie, ktoré najlepšie vyhovuje ich potrebám.