Nagy sebességű adatközpontokban, ipari Ethernet és egyéb „elektromosan zajos” környezetben különösen fontos biztosítani az adatátviteli kábelezés elektromágneses zajok elleni védelmét. Az összeköttetésekre kerülő zajok és zavarok hibákat, azok pedig lassuló adathálózatot eredményeznek. Szerencsére van megoldás ezen problémák feltárására…

Az ok, amiért szimmetrikus, sodrott érpáras réz kábelt használunk a mai nagy sebességű Ethernet átvitelhez, az maga a szimmetria. Ez a szimmetria teszi lehetővé, hogy a kábel immunis legyen a különféle elektromos zajokra. Ahogy egyre haladunk feljebb az adatátviteli sebességgel, a kábelek egyre érzékenyebbek a külső zajokra, tehát a jó kiegyensúlyozottságuk, azaz a tökéletes szimmetria elengedhetetlen.

A sodrott érpáras kábelek szimmetriája gyártási technológia eredménye, ami természetesen gyártó és gyártó között eltéréseket mutathat. Bár a kábeleket legalább szúrópróba szerűen labor hálózati analizátorokkal mérik a gyártás során, azonban a telepítést követően nincs lehetőségünk ezt ellenőrizni, hiszen nem létezett erre a feladatra terepi mérőeszköz – mostanáig.

 

Miért fontos a kiegyensúlyozottság?

Mielőtt részleteiben vizsgálnánk a kérdést, érdemes említést tenni a különböző jelátviteli módokról. Ethernet átvitel esetén az érpár két vezetőjén differenciál módusú, vagyis ellentétes fázisú jelek haladnak, tehát az egyik éren pozitív, míg a másikon negatív feszültségek jelennek meg. Közös módusú (common mode) átvitel esetén azonban a két éren fázishelyesen halad a jel, melyet a földhöz viszonyítunk.

Teljes mértékben kiegyensúlyozott, tökéletesen szimmetrikus kábelek esetében a külső zajok közös módusú jelként jelennek meg a kábel érpárain és erein. Mivel Ethernet kommunikáció során az aktív eszközök a két éren haladó differenciál módusú jel különbségét érzékelik, a közös módusú zaj kioltódik.

Azonban egy olyan kábelen, ahol az érpár erei nem tökéletesen szimmetrikusak, a közös módusú zaj egy része képes differenciál módusú jellé alakulni, tehát az Ethernet adatátvitel részévé válnak. Ez zavarja az átvitelt, ami először bithiba arány romlást eredményez, ami újraküldéseket (retransmission) generál és összességében lassítja az adatátvitelt.

A kábel kiegyensúlyozatlanságát úgy tudjuk vizsgálni, hogy ellenőrizzük, mennyire alakítja át a közös módusú jeleket differenciál módusú jellé. Ezeket a mérési paramétereket hívjuk módus konverziós paramétereknek (Mode Conversion Parameters).

 

TCL és ELTCTL módus konverziós paraméterek

Az ANSI/TIA-568-C.2, ANSI/TIA-1005 és ISO/IEC 11801:2010 szabvány két módus konverziós paramétert tartalmaz, a TCL és ELTCTL paramétereket. A Transverse Conversion Loss (TCL) mérése nagyon hasonlít a reflexiós csillapítás (Return Loss) méréséhez, azonban míg az utóbbinál az érpárba csatolt differenciál módusú jel visszaverődését mérjük, a TCL esetében arra vagyunk kíváncsiak, hogy a becsatolt differenciál módusú jelből mennyi közös módusú jel verődik vissza. Ez minél kevesebb, annál szimmetrikusabb a kábel.

A Transverse Conversion Transfer Loss (TCTL) paraméter pedig nagyon hasonlít a csillapítás (Insertion Loss) méréséhez, azonban míg utóbbinál a differenciál módusú jel csillapodását vizsgáljuk, a TCTL esetében arra vagyunk kíváncsiak, hogy a becsatolt differenciál módusú jelből mennyi alakul át közös módusú jellé a link túlsó végéig. Mivel a link végén megjelenő közös módusú jel mennyisége hosszfüggő, ezért a TCTL értékét a kábelcsillapítással korrigáljuk, tehát az így számított ELTCTL (Equal Level TCTL) lesz a jellemzőbb paraméter.

Habár mindkét említett paraméter igen jól jellemzi a kábel kiegyensúlyozatlanságát, egyik sem kötelező terepi mérési paraméter az ANSI/TIA-568-C.2 szabványban. Ennek az az oka, hogy a legtöbb terepi mérőműszer csak differenciál módusú jelekkel képes dolgozni. Az ipar felismerte, hogy a nagysebességű hálózatok esetében a kábel kiegyensúlyozottsága alapvetően befolyásolja az átvitelt, tehát a TCL és ELTCTL paraméterek mérése egyre fontosabb. Mivel a gyártás során nem az összes legyártott kábel esetében mérik a kiegyensúlyozatlansági paramétereket, szükségessé válik a telepítés utáni mérés. Ezt ismerte fel a Fluke Networks a DSX-5000 digitális kábel analizátor fejlesztésekor, mely a piacon elsőként képes az összes balancing paraméter mérésére.

 

Mi a helyzet az árnyékolt kábelezéssel?

Még ma sincs egyetértés abban a tekintetben, hogy pl. az idegen áthallás mennyire játszik szerepet az árnyékolt rendszerek esetében. Kétségtelen, hogy az árnyékolt kábelezés sokkal érzéketlenebb a külső zajok jelenlétére és ezzel együtt az egymás mellett vezetett kábelekből eredő idegen áthallásra (AxTalk), amennyiben az árnyékolás folytonos. Éppen ezért az árnyékolt kábelek esetében sokkal kisebb hangsúlyt fektetnek a kiegyensúlyozottság (TCL és ELTCTL) vizsgálatára. Ez azonban azt követeli meg, hogy sokkal nagyobb hangsúlyt fektessünk az árnyékolás folytonosságára és annak mérésére.

Az árnyékolás mérése tradicionálisan nem egy bonyolult feladat, ugyanis egy egyszerű egyenáramú vizsgálattal megállapítható, hogy az folytonos-e vagy sem. Azonban olyan telepítéseknél (pl. adatközpont), ahol a link két vége a rack szekrényen keresztül az épület közös földelésére van kötve, még szakadt földelés esetén is folytonosnak mérjük az árnyékolást.

A Fluke Networks elsőként fejlesztette ki a DSX-5000 digitális kábel-analizátorban azt a szabadalmaztatott eljárást, amely során váltóáramú technológiával vizsgálja az árnyékolás integritását. Így képes az árnyékolás szakadását felismerni és a pontos helyét megjeleníteni még közös földre csatlakoztatott rack szekrények esetén is.

 

Konklúzió

Senki sem vitatja azt a tényt, hogy a nagyobb sebességű Ethernet átvitelek során a kábelezés zaj immunitása közvetlenül befolyásolja az átvitel minőségét. Ehhez azonban meg kell bizonyosodunk a kábel kiegyensúlyozottságáról a telepítést követően is. Függetlenül attól, hogy a szabványok mikor fogják kötelezően előírni a TCL és ELTCTL mérésének szükségességét, a DSX-5000 már lehetővé teszi ezek egyszerű, terepi mérését. Miért is ne vizsgáljuk ezeket a paramétereket, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a kiegyensúlyozatlanság nem fogja befolyásolni a hálózatunk teljesítményét.

 

Kapcsolódó megoldásaink:

Fluke Networks DSX2-5000 és DSX2-8000 digitális kábelanalizátor – Sodrott érpáras linkek minősítése egyedülálló képességekkel

Ha hasznosnak találod az oldalt, oszd meg másokkal is