Bevezető

A kommunikációs hálózatokhoz kapcsolódó berendezések sokrétűségéből adódóan egyre gyakoribb probléma, hogy olyan eszközt kellene csatlakoztatnunk, amely távolabb helyezkedik el, mint az iparági szabványokban megfogalmazott 100m.

Az intelligens épületek esetében a különféle szenzorok és vezérlők szétszórva helyezkednek el az épületben, miközben vezérlésüket központosítani szeretnénk. Míg a soros kommunikációs interfészek jóval a 100 méteres határ felett is működnek, a csavart érpáras kábelezésnél ez a limit behatárolja a lehetőségeket. Ezekre az igényekre (is) jó megoldás lehet az SPE (Single-Pair-Ethernet), amely ugyan kisebb – de az IoT eszközöknek bőven elegendő – sávszélességgel és jóval nagyobb áthidalható távolsággal kecsegtet.

A gyártó üzemek és raktárak is folyamatosan fejlődnek a robotika és a különféle intelligens rendszerek bevezetésével. A probléma az, hogy ezeket a platformokat, érzékelőket és robotokat központilag kell csatlakoztatni, általában nagyobb távolságok leküzdésével.

Még speciálisabb terület a biztonságtechnika. Egy megfigyelő rendszer kamerái akár több 100 méteres távolságban is lehetnek a központi adattároló és feldolgozó egységtől, ráadásul a nagy felbontású mozgókép továbbítása jelentős sávszélesség igénnyel is jár.

Persze a fentieken kívül számtalan olyan eset fordulhat elő, ahol a 100 méteres határt meg kell(ene) haladnunk egy-egy végpont esetében. No de mi is ezekkel a probléma?


Jóvan az úgy…

…mondhatnánk, hiszen villog a link-LED, „bejön a gugli”. Hát nem! Az, hogy egy adott iparági szabványban milyen küszöbértékeket határoznak meg, egyszerű fizika. Megvizsgálják, hogy az adott alkalmazás milyen maximális frekvenciát használ, és ezen a frekvencián mely teljesítmény paraméterek befolyásolják az átvitelt. Azaz, melyik az a legrosszabb paraméter érték, amelynél az egyik oldalon lévő adó jelét a túloldalon lévő vevő még érthetően „meghallja”.

Az egyik ilyen paraméter például az átviteli közeg beiktatásos csillapítása, ami ráadásul a hosszal arányos. Nem véletlen a szabványokban egységesen meghatározott 100 méteres korlát, ami így jelentősen egyszerűsítette a dolgokat. Mivel a hossz következetesen 100 méter, könnyen tudták extrapolálni a maximális csillapítás (és egyéb teljesítmény paraméterek) értékét az újabb szabvány generációkhoz.

A másik hosszhoz kapcsolódó paraméter a jelkésleltetés, az az idő, amíg az adótól eljut az információ a vevőig. Ezt a kábel hossza és az un. jelterjedési együttható (NVP) határozza meg. Ez utóbbi kábel specifikus érték, azt mondja meg, hogy egy adott kábelben milyen gyorsan terjed a jel a vákuumban mért fénysebességhez képest. Mivel a több érpáras kábelek esetében az érpárok sodrási emelkedése különböző (az áthallás javítása miatt), a hosszuk is különböző, így a jelterjedés is különböző rajtuk. Minél hosszabb a kábelszakasz, ez a különbség annál nagyobb, ami a jel „szétcsúszását” eredményezheti.

A kábelek egyenáramú ellenállása (DC Resistance) szintén függ a hossztól. A nagyobb ellenállás nagyobb feszültségesést eredményez, ami a távtáplált (PoE) eszközök esetében jelent problémát. Márpedig az intelligens épületek, gyártósorok, vagy biztonságtechnikai rendszerek esetében sok ilyen eszközzel találkozunk.

Nagyobb távolságok esetében a reflexió is okozhat problémát. A kommunikációs eszközök adói egy bonyolult szűrővel vannak ellátva, ami „kioltja” a reflektálódott jeleket, már amennyiben azok nem túl távolról (azaz nem túl későn) verődnek vissza. Bár minél messzebbről verődik vissza egy jel, annál nagyobb csillapítást kell elszenvednie, így annál kevésbé zavaró.

És megemlíthetnénk még a különféle zaj paramétereket is (pl. NEXT, FEXT, stb.), de ezek egyrészt nem a kábelhosszal arányosak, másrészt a fentiekből is jól látható már, hogy miért van jelentősége a szabványok betartásának.


Akkor milyen lehetőségeim vannak?

A legkézenfekvőbb megoldás, – gondolhatnánk – hogy a végponti eszközökhöz közelebb helyezünk egy elosztó központot. Fali szekrény, álló rack, bármi. Ennek azonban rengeteg hátránya van a magasabb költségén kívül: helyigényes, meg kell oldani a tápellátását, újabb hibaforrás, stb. Beépíthetünk egy egyszerű Ethernet extendert, ami elég „kókány” megoldás, de legalább olcsó… és persze újabb hibaforrás. Használhatunk optikai kábeleket is, ráadásul az ilyen alkalmazásokhoz elegendő multimódusú optikai szálak fajlagos ára alacsonyabb, mint a rézkábeleké. Azonban, ha hozzáadjuk az optikai végberendezések (vagy a média konverzió) árát, ez már nem igaz. Sőt, elveszítjük a távtáplálás (PoE) lehetőségét is. Negyedik opcióként használhatunk nem szabványos, un. extended-reach kábelt.

Mivel a kábelezési szabványok mindig a legrosszabb körülményeket veszik alapul és a teljes kompatibilitásra törekednek, meglehetősen konzervatívak. A nevesebb kábelgyártók termékei már korábban is meghaladták a szabványokban előírt küszöbértékeket. Ezen gyártók kínálatában megjelentek olyan kábelek is, melyek jobb mechanikai és elektromos paraméterekkel rendelkeznek, így garantálják a 100 méternél nagyobb távolságok áthidalását. Az adatlapokon azt is megadják, hogy milyen sebességek és környezeti hőmérséklet mellett mekkorára nő a maximális távolság.


Tényleg tudja, amit ígérnek?

Ha csak abból indulnánk ki, amit a gyártó az adatlapon közöl, soha nem lenne szükség a mérésre, minősítésre. A kábel viszont kikerül a gyárból, bekerül a falba, rákerül a csatlakozó a végeire. Így lesz belőle link, amit a telepítést követően minősíteni kell. Még akkor is, ha nem szabványos link. Sőt, akkor kell csak igazán!

Szerencsére a Fluke Networks DSX-sorozatú kábel-analizátora lehetővé teszi számunkra, hogy gyártóspecifikus limiteket adjunk hozzá, így tesztelve a 100 méternél hosszabb linkeket. Nem találod az általad használt extended-reach kábelt a műszerben? Keresd fel kollégáinkat, segítenek!

 

Ha hasznosnak találod az oldalt, oszd meg másokkal is