eng
DOI: 10.22184/2070-8963.2025.130.6.44.49
Рассмотрено текущее состояние стандартизации технологии однопарного Ethernet. Сделан вывод о возможности начала ее массового использования в ближайшей перспективе. Указывается, что фокусной областью применения является цифровой потолок. Показана объективная техническая и экономическая привлекательность однопарного Ethernet в массовой практике реализации проектов информационных систем.
Рассмотрено текущее состояние стандартизации технологии однопарного Ethernet. Сделан вывод о возможности начала ее массового использования в ближайшей перспективе. Указывается, что фокусной областью применения является цифровой потолок. Показана объективная техническая и экономическая привлекательность однопарного Ethernet в массовой практике реализации проектов информационных систем.
Однопарный Ethernet на пороге массового применения
А.Б.Семенов, д.т.н., профессор НИУ МГСУ
УДК 621.398, DOI: 10.22184/2070-8963.2025.130.6.44.49
Рассмотрено текущее состояние стандартизации технологии однопарного Ethernet. Сделан вывод о возможности начала ее массового использования в ближайшей перспективе. Указывается, что фокусной областью применения является цифровой потолок. Показана объективная техническая и экономическая привлекательность однопарного Ethernet в массовой практике реализации проектов информационных систем.
В настоящее время физический уровень информационно-телекоммуникационных систем объектов недвижимости с постоянным или длительным нахождением людей формируется преимущественно в виде структурированной кабельной системы (СКС). Выбор такого подхода определяется удачным сочетанием достигнутого уровня стандартизации, простоты реализации и последующей эксплуатации с сугубо рыночными преимуществами решения в целом как коммерческого продукта.
СКС вместе с остальной кабельной техникой демонстрирует явно выраженный технический консерватизм. Тем не менее, даже с учетом этого фундаментального свойства, структурированное каблирование испытывает определенные эволюционные изменения. Таковые, однако, до последнего времени не затрагивали базовые постулаты системного уровня (ограничения по количеству типов кабелей, деление на подсистемы и т.д.), сформулированные еще в конце 80-х годов прошлого столетия.
Внешнее проявление "системной стабильности" – развитие преимущественно в направлении наращивания максимальных передаваемых скоростей. Внешне это выражается во внедрении все более высоких категорий кабелей. В рамках данного тренда медножильная техника эволюционировала с категории 5 через 5е до 8.2 (граничные частоты нормирования параметров: 100 и 2000 МГц, соответственно), многомодовая волоконно-оптическая – от ОМ2 до ОМ5 (коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм: 500 и 4700 МГц x км, соответственно), а одномодовая – с OS1 до OS2, которая отличается преимущественно отсутствием водяного пика на спектральной характеристике коэффициента затухания.
Необходимость глубокой модификации базовых положений системного уровня появилась в СКС только в середине второго десятилетия текущего века. Главная цель предлагаемых нововведений – восстановление той экономической привлекательности структурированной проводки, которую она демонстрировала на ранних стадиях своего развития. Причина ее серьезного ухудшения – кратный рост цен на медь и нефть как основные сырьевые материалы для изготовления горизонтального кабеля, наиболее "тяжелой" составляющей стоимости любого проекта.
Отрасль отработала ряд направлений восстановления исходной экономической выгодности построения СКС для широкого круга заказчиков [1]. Главными среди них стали внедрение на уровне горизонтальной проводки волоконно-оптических решений класса PoLAN [2, 3], а также расширение классических симметричных электропроводных системных решений нижнего уровня введением в него "однопарного Ethernet". Для сокращенного обозначения этой технологии часто употребляется аббревиатура SPE – от англ. Single Pair Ethernet.
Особенности внедрения однопарной техники
Процесс внедрения какого-либо сложного технического решения в широкую инженерную практику обычно разбивается на ряд логически законченных этапов, которые в основной массе случаев выполняются последовательно (рис.1). Применительно к рассматриваемой области таковые могут быть сформулированы в следующей укрупненной форме:
Отдельно укажем на то, что при наличии уверенности в неизменности базовых положений стандартов продвижение готовой системы довольно часто начинают еще до официальной ратификации стандартов. Цель стратегии "Игра на опережение" очевидна: захват как можно большей доли рынка на этапе его формирования.
Коммерческая привлекательность "однопарного" сегмента рынка Ethernet определяется взрывным ростом количества умных устройств, которые применяются в системах автоматизации умного дома жилого и общественного назначения (Интернет вещей, IoT), а также промышленных предприятий (промышленный Интернет вещей, IIoT).
Промышленный сегмент особенно привлекателен тем, что позволяет перейти от планового технического обслуживания к заметно более экономически выгодному профилактическому [4].
Основную массу интеллектуальной терминальной техники целесообразно подключать к информационной системе проводными линиями связи. Однопарный вариант реализации их физического уровня вполне адекватен техническим потребностям терминального оборудования всех видов. Главными из них считаются скорость доступа к ресурсам информационных систем и мощность дистанционного питания [5].
Организация максимально выгодной с потребительской точки зрения дуплексной передачи по одной паре даже на скорости 1 Гбит/с (наиболее скоростной вариант однопарного Ethernet) при современном уровне развития микроэлектроники проблем не составляет. На роль прототипа схемных решений такой техники вполне подходят решения, отработанные в трансиверах технологии 10G Base-T.
Не меньшее значение имеет наличие "бесшовного" перехода между теми частями ИТС, физический уровень которых построен на симметричных электропроводных кабелях с различной парностью. Совокупность кабельных линий, обеспечивающих возможность подключения терминального оборудования однопарного Ethernet к информационной системе, может быть выделена в отдельный сегмент, организационно относящийся к горизонтальной подсистеме СКС. При этом прямая стыковка с помощью шнуровых адаптеров невозможна из-за различной парности трактов. С учетом этого она осуществляется на более высоких уровнях модели OSI и происходит там бесшовно за счет применения в разных частях системы единой технологии Ethernet.
Немаловажно то, что однопарный Ethernet может успешно решить задачу восстановления экономической привлекательности структурированного каблирования среди широкого круга заказчиков. Это достигается устранением той функциональной избыточности по реально требуемому количеству цепей передачи сигналов, которая де-факто имеется сегодня у классических горизонтальных кабельных трактов для основной массы пользователей. Переход на однопарное исполнение позволяет добиться существенной экономии в наиболее "тяжелой" в части требуемых финансовых ресурсов статьи спецификации оборудования и работ, необходимых для построения кабельной информационной системы объекта недвижимости.
Фокусные области использования, технические преимущества и ограничения на применение однопарного Ethernet
Однопарный Ethernet – достаточно скоростная технология для нижних уровней сетей всех видов: передача со скоростью 1 Гбит/с, обеспечиваемая старшими моделями сетевых интерфейсов этой техники, достаточна для удовлетворения потребностей терминального сетевого оборудования всех видов. Одновременно однопарные тракты не поддерживаются сетевыми картами рабочих станций и IP-телефонами массового применения, что закрывает этой технологии доступ в "классическую" терминальную часть информационной системы. При таких условиях наиболее логичным выглядит выбор основной областью внедрения однопарных интерфейсов, так называемого "цифрового потолка".
Цифровой потолок – сравнительно новое обобщающее понятие, охватывающее всю ту терминальную технику, которая штатно эксплуатируется в области фальшпотолка. Де-факто наличие цифрового потолка – один из характерных признаков отнесения объекта недвижимости к классу умного дома. Рынок терминального оборудования верхнего расположения находится на стадии своего становления, что облегчает его формирование на однопарных решениях.
Совокупность кабельных линий горизонтальной подсистемы СКС для подключения терминального оборудования однопарного Ethernet к информационной системе может быть выделена в организационно самостоятельный сегмент. Мощными стимулирующими факторами его реализации в однопарном варианте становятся:
Сокращение количества пар до одной обеспечено установкой на входе приемопередатчика дифференциальной системы, сводящей переходную помеху до того минимума, который требуется по заданному уровню качества организации информационного обмена (рис.2). Де факто это означает адаптацию на новую область технических решений, отработанных в интерфейсах 1G Ethernet и 10G Ethernet [7], а также расширение до трех числа вариантов трактов, допустимых для массового использования без применения адаптеров.
Одновременно укажем на то, что полного вытеснения 4-парных трактов на уровне цифрового потолка в обозримой перспективе не предвидится. Здесь сказывается необходимость обеспечения возможности поддержки работоспособности такого массового потребителя ресурсов СКС, как управляемые панели светодиодного освещения. Типовая мощность этих устройств, достигающая 90 Вт, значимо превышает то значение, которое может предоставить однопарный Ethernet.
Кроме того, IEEE определено пять различных вариантов протоколов организации информационного обмена между двумя устройствами (рис.3). Они несовместимы друг с другом, а механизм автоопределения еще только предстоит разработать.
Ренессанс шинного варианта реализации физического уровня
Дополнительную минимизацию объема кабельных изделий, монтируемых в пространстве цифрового потолка, обеспечивает предусмотренная стандартом опция поддержки шинных структур длиной до 25 м с максимум восьмью узлами (рис.4). Использование такой конфигурации не сказывается на общей производительности сети из-за низкого трафика, суммарно генерируемого обслуживаемым оборудованием. Кроме чисто физической экономии кабелей ее наличие:
Подключение терминального оборудования к витопарной шине выполняется через адаптеры по схеме Т-коннектора. Максимальная длина отвода пока ограничена 10 см, что заметно ограничивает возможности применения конфигурации в целом, хотя не носит принципиального характера из-за малого количества обслуживаемых устройств.
Законченное системное решение
Под законченным системным решением понимается полная совокупность коммутационных панелей, розеток, шнуровых и линейных кабелей. Она организационно входит в состав СКС конкретного производителя, имеет утвержденные им правила монтажа и проектирования, охватывается гарантийной поддержкой, а также содержит иные аналогичные атрибуты. С другой стороны, СКС, переданная в текущую эксплуатацию, как технический объект представляет собой совокупность стационарных линий, соединяемых между собой и подключаемых к активному сетевому оборудованию коммутационными шнурами различных видов.
Соответственно, с учетом перечисленных выше двух неразрывно связанных и взаимно дополняющих положений законченное системное решение появляется в тот момент, когда:
Создание однопарного кабеля для поддержки функционирования интерфейсов новых типов больших проблем не составляет. В качестве прототипа этих изделий можно взять одиночную витую пару хорошо отработанных ранее кабелей категории 6а.
С учетом перспективы рынка однопарного Ethernet было предложено несколько конструкций соединителей. По совокупности обеспечиваемых ими параметров на финише было выбрано две: неэкранированный LC-Cu с площадью миделя на уровне 30% от традиционного модульного соединения и близкий к нему по массогабаритным характеристикам экранированный MSP. Базовые параметры этих изделий зафиксированы соответствующими стандартами IEC63171-1 и IEC63171-2.
За счет меньшей площади миделя соединителя LC-Cu/MSP типовая плотность панели увеличивается вдвое и достигает 48 портов/1U монтажной высоты. Некоторое неудобство маркировки их розеток сменными надписями, что необходимо для нормального текущего администрирования кабельной системы, в данном случае вторично из-за статичности этой части проводки. Панель оформляется в обычном 19-дюймовом формате, введение каких-либо существенных конструктивных изменений не требуется.
Подключение проводов линейного кабеля к розетке разъема выполняется через обычный оконцеватель на основе IDC-контакта с использованием удобной в работе направляющей оправки. Типовой калибр проволоки проводов витой пары AWG26 – AWG22.
Шнуровые изделия имеют обычную для информационных кабельных систем номенклатуру длин. С учетом удвоенной плотности панелей и большей гибкости средняя длина кабеля шнура смещается в сторону меньших значений.
Техника однопарного Ethernet перспективна в части применения в системах промышленной автоматизации. Поэтому наряду с UTP-решением предлагается также FTP-версия системы со шнурами и розетками на основе кабельной и приборной частей разъема IEC63171-1 и IEC63171-2, соответственно.
В качестве примера законченного системного решения можно указать продукт швейцарской компании Reichle & De-Massari, организационно входящий в состав СКС R&M freenet. Для сокращения времени и ресурсов, требуемых для выполнения разработки, розетка разъема реализована в сдвоенном варианте. В рабочем положении их пара занимает посадочное место традиционного гнезда модульного разъема, установка осуществляется по направляющим, фиксация в рабочем положении производится удобной в работе рычажной защелкой. Для подключения витой пары применен оконцеватель с рычажным механизмом на основе съемной пластиковой детали с толкателями отдельных проводов пары для их усадки в IDC-контакты. Такой подход позволил сохранить однорядное расположение розеток и эффективно решить проблему установки пользовательской маркировки.
Фактически обеспечена максимально полная гармонизация с уже существующей техникой.
Дополнительно укажем на то, что внедрение однопарного Ethernet заметно облегчается при наличии новой разновидности активного оборудования: еще одного типа преобразователей среды, обеспечивающего бесшовное сопряжение типовых 4-парных трактов с однопарными. Примером такого устройства является OmniConverter американского производителя активного оборудования компании Omnitron Systems. Подобные устройства допускаются стандартами СКС и могут рассматриваться как расширение кабельной системы.
Заключение
ИТ-отрасль практически полностью завершила процесс создания техники однопарного Ethernet, начало широкого использования которого следует ожидать в ближайшее время.
Массовое применение техники однопарного Ethernet в широкой инженерной практике реализации систем автоматизации сдерживается отсутствием массового предложения соответствующего активного сетевого оборудования.
Появление полноценного законченного решения физического уровня с учетом длительного цикла построения информационных систем позволяет начать закладывать соответствующую технику в проектную документацию уже сегодня.
Фокусная область использования однопарного Ethernet на объектах недвижимости – это системы цифрового потолка в первую очередь зданий класса умный дом, а внедрение этой технологии в ЛВС и телефонию определится введением соответствующего интерфейса на сетевых картах компьютеров и IP-телефонов.
ЛИТЕРАТУРА
Семенов А.Б. Активная консолидационная точка для офисных информационных систем // Вестник связи. 2020. № 8. С. 20–24.
Шевелев С.В., Семенов А.Б. Технология PoLAN как новый формат нижнего уровня информационных систем офисных зданий // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2021. № 2 (94). С. 28–33.
Семенов А. Технология пассивных оптических локальных сетей // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2020. № 1 (86). С. 26–33.
Рылов С.А. Однопарный Ethernet T1S как основа интеллектуальных датчиков промышленного Интернета вещей // Проблемы искусственного интеллекта. 2024. № 4 (35). С. 222–230.
Семенов А. Системные изменения в перспективных СКС // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2020. № 3 (88). С. 16–21.
Семенов А.Б. Технология PoDL система дистанционного питания для Интернета вещей // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2022. № 8 (108). С. 58–63.
Семенов А.Б., Артюшенко В.М., Аббасова Т.С. Введение в структурированные кабельные системы. М.: Научный консультант, 2018. 206 с.
А.Б.Семенов, д.т.н., профессор НИУ МГСУ
УДК 621.398, DOI: 10.22184/2070-8963.2025.130.6.44.49
Рассмотрено текущее состояние стандартизации технологии однопарного Ethernet. Сделан вывод о возможности начала ее массового использования в ближайшей перспективе. Указывается, что фокусной областью применения является цифровой потолок. Показана объективная техническая и экономическая привлекательность однопарного Ethernet в массовой практике реализации проектов информационных систем.
В настоящее время физический уровень информационно-телекоммуникационных систем объектов недвижимости с постоянным или длительным нахождением людей формируется преимущественно в виде структурированной кабельной системы (СКС). Выбор такого подхода определяется удачным сочетанием достигнутого уровня стандартизации, простоты реализации и последующей эксплуатации с сугубо рыночными преимуществами решения в целом как коммерческого продукта.
СКС вместе с остальной кабельной техникой демонстрирует явно выраженный технический консерватизм. Тем не менее, даже с учетом этого фундаментального свойства, структурированное каблирование испытывает определенные эволюционные изменения. Таковые, однако, до последнего времени не затрагивали базовые постулаты системного уровня (ограничения по количеству типов кабелей, деление на подсистемы и т.д.), сформулированные еще в конце 80-х годов прошлого столетия.
Внешнее проявление "системной стабильности" – развитие преимущественно в направлении наращивания максимальных передаваемых скоростей. Внешне это выражается во внедрении все более высоких категорий кабелей. В рамках данного тренда медножильная техника эволюционировала с категории 5 через 5е до 8.2 (граничные частоты нормирования параметров: 100 и 2000 МГц, соответственно), многомодовая волоконно-оптическая – от ОМ2 до ОМ5 (коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм: 500 и 4700 МГц x км, соответственно), а одномодовая – с OS1 до OS2, которая отличается преимущественно отсутствием водяного пика на спектральной характеристике коэффициента затухания.
Необходимость глубокой модификации базовых положений системного уровня появилась в СКС только в середине второго десятилетия текущего века. Главная цель предлагаемых нововведений – восстановление той экономической привлекательности структурированной проводки, которую она демонстрировала на ранних стадиях своего развития. Причина ее серьезного ухудшения – кратный рост цен на медь и нефть как основные сырьевые материалы для изготовления горизонтального кабеля, наиболее "тяжелой" составляющей стоимости любого проекта.
Отрасль отработала ряд направлений восстановления исходной экономической выгодности построения СКС для широкого круга заказчиков [1]. Главными среди них стали внедрение на уровне горизонтальной проводки волоконно-оптических решений класса PoLAN [2, 3], а также расширение классических симметричных электропроводных системных решений нижнего уровня введением в него "однопарного Ethernet". Для сокращенного обозначения этой технологии часто употребляется аббревиатура SPE – от англ. Single Pair Ethernet.
Особенности внедрения однопарной техники
Процесс внедрения какого-либо сложного технического решения в широкую инженерную практику обычно разбивается на ряд логически законченных этапов, которые в основной массе случаев выполняются последовательно (рис.1). Применительно к рассматриваемой области таковые могут быть сформулированы в следующей укрупненной форме:
- осознание наличия массового рынка применения (потребности в решении);
- достижение заметно лучших, по сравнению с имеющимся подходом, экономических параметров решения в целом (обеспечение явно выраженных технико-экономических преимуществ);
- создание простого и эффективного интерфейса взаимодействия с той частью СКС, которая построена в соответствии с ранее действующими подходами (достижение условий плавного эволюционного перехода к новой технике или ее сопряжения с существующей);
- разработка нормативного документа или их комплекса (стандартизация);
- выпуск в широкую коммерческую продажу полноценного системного решения в комплексе с активным сетевым оборудованием.
Отдельно укажем на то, что при наличии уверенности в неизменности базовых положений стандартов продвижение готовой системы довольно часто начинают еще до официальной ратификации стандартов. Цель стратегии "Игра на опережение" очевидна: захват как можно большей доли рынка на этапе его формирования.
Коммерческая привлекательность "однопарного" сегмента рынка Ethernet определяется взрывным ростом количества умных устройств, которые применяются в системах автоматизации умного дома жилого и общественного назначения (Интернет вещей, IoT), а также промышленных предприятий (промышленный Интернет вещей, IIoT).
Промышленный сегмент особенно привлекателен тем, что позволяет перейти от планового технического обслуживания к заметно более экономически выгодному профилактическому [4].
Основную массу интеллектуальной терминальной техники целесообразно подключать к информационной системе проводными линиями связи. Однопарный вариант реализации их физического уровня вполне адекватен техническим потребностям терминального оборудования всех видов. Главными из них считаются скорость доступа к ресурсам информационных систем и мощность дистанционного питания [5].
Организация максимально выгодной с потребительской точки зрения дуплексной передачи по одной паре даже на скорости 1 Гбит/с (наиболее скоростной вариант однопарного Ethernet) при современном уровне развития микроэлектроники проблем не составляет. На роль прототипа схемных решений такой техники вполне подходят решения, отработанные в трансиверах технологии 10G Base-T.
Не меньшее значение имеет наличие "бесшовного" перехода между теми частями ИТС, физический уровень которых построен на симметричных электропроводных кабелях с различной парностью. Совокупность кабельных линий, обеспечивающих возможность подключения терминального оборудования однопарного Ethernet к информационной системе, может быть выделена в отдельный сегмент, организационно относящийся к горизонтальной подсистеме СКС. При этом прямая стыковка с помощью шнуровых адаптеров невозможна из-за различной парности трактов. С учетом этого она осуществляется на более высоких уровнях модели OSI и происходит там бесшовно за счет применения в разных частях системы единой технологии Ethernet.
Немаловажно то, что однопарный Ethernet может успешно решить задачу восстановления экономической привлекательности структурированного каблирования среди широкого круга заказчиков. Это достигается устранением той функциональной избыточности по реально требуемому количеству цепей передачи сигналов, которая де-факто имеется сегодня у классических горизонтальных кабельных трактов для основной массы пользователей. Переход на однопарное исполнение позволяет добиться существенной экономии в наиболее "тяжелой" в части требуемых финансовых ресурсов статьи спецификации оборудования и работ, необходимых для построения кабельной информационной системы объекта недвижимости.
Фокусные области использования, технические преимущества и ограничения на применение однопарного Ethernet
Однопарный Ethernet – достаточно скоростная технология для нижних уровней сетей всех видов: передача со скоростью 1 Гбит/с, обеспечиваемая старшими моделями сетевых интерфейсов этой техники, достаточна для удовлетворения потребностей терминального сетевого оборудования всех видов. Одновременно однопарные тракты не поддерживаются сетевыми картами рабочих станций и IP-телефонами массового применения, что закрывает этой технологии доступ в "классическую" терминальную часть информационной системы. При таких условиях наиболее логичным выглядит выбор основной областью внедрения однопарных интерфейсов, так называемого "цифрового потолка".
Цифровой потолок – сравнительно новое обобщающее понятие, охватывающее всю ту терминальную технику, которая штатно эксплуатируется в области фальшпотолка. Де-факто наличие цифрового потолка – один из характерных признаков отнесения объекта недвижимости к классу умного дома. Рынок терминального оборудования верхнего расположения находится на стадии своего становления, что облегчает его формирование на однопарных решениях.
Совокупность кабельных линий горизонтальной подсистемы СКС для подключения терминального оборудования однопарного Ethernet к информационной системе может быть выделена в организационно самостоятельный сегмент. Мощными стимулирующими факторами его реализации в однопарном варианте становятся:
- большой потенциальный объем обслуживаемого им оборудования (по оценкам компании Siemon – примерно 15% от количества рабочих станций и пользовательских телефонов);
- заметно лучшие массогабаритные параметры и изгибные характеристики линейных и шнуровых кабелей;
- высокая конструктивная плотность панелей (типовое значение 48 портов/1U) и розеточных модулей (в посадочное место модульной розетки легко вписываются два однопарных элемента);
- возможность дистанционного питания терминальных устройств мощностью до 60 Вт по технологии PoDL (в структурах точка-точка) [6].
Сокращение количества пар до одной обеспечено установкой на входе приемопередатчика дифференциальной системы, сводящей переходную помеху до того минимума, который требуется по заданному уровню качества организации информационного обмена (рис.2). Де факто это означает адаптацию на новую область технических решений, отработанных в интерфейсах 1G Ethernet и 10G Ethernet [7], а также расширение до трех числа вариантов трактов, допустимых для массового использования без применения адаптеров.
Одновременно укажем на то, что полного вытеснения 4-парных трактов на уровне цифрового потолка в обозримой перспективе не предвидится. Здесь сказывается необходимость обеспечения возможности поддержки работоспособности такого массового потребителя ресурсов СКС, как управляемые панели светодиодного освещения. Типовая мощность этих устройств, достигающая 90 Вт, значимо превышает то значение, которое может предоставить однопарный Ethernet.
Кроме того, IEEE определено пять различных вариантов протоколов организации информационного обмена между двумя устройствами (рис.3). Они несовместимы друг с другом, а механизм автоопределения еще только предстоит разработать.
Ренессанс шинного варианта реализации физического уровня
Дополнительную минимизацию объема кабельных изделий, монтируемых в пространстве цифрового потолка, обеспечивает предусмотренная стандартом опция поддержки шинных структур длиной до 25 м с максимум восьмью узлами (рис.4). Использование такой конфигурации не сказывается на общей производительности сети из-за низкого трафика, суммарно генерируемого обслуживаемым оборудованием. Кроме чисто физической экономии кабелей ее наличие:
- позволяет отказаться от установки конвертора интерфейсов, необходимого для обеспечения взаимодействия информационной системы с полевыми шинами в рамках известной концепции прозрачного предприятия;
- обеспечивает возможность выключения любого из терминальных устройств группы без влияния на остальные.
Подключение терминального оборудования к витопарной шине выполняется через адаптеры по схеме Т-коннектора. Максимальная длина отвода пока ограничена 10 см, что заметно ограничивает возможности применения конфигурации в целом, хотя не носит принципиального характера из-за малого количества обслуживаемых устройств.
Законченное системное решение
Под законченным системным решением понимается полная совокупность коммутационных панелей, розеток, шнуровых и линейных кабелей. Она организационно входит в состав СКС конкретного производителя, имеет утвержденные им правила монтажа и проектирования, охватывается гарантийной поддержкой, а также содержит иные аналогичные атрибуты. С другой стороны, СКС, переданная в текущую эксплуатацию, как технический объект представляет собой совокупность стационарных линий, соединяемых между собой и подключаемых к активному сетевому оборудованию коммутационными шнурами различных видов.
Соответственно, с учетом перечисленных выше двух неразрывно связанных и взаимно дополняющих положений законченное системное решение появляется в тот момент, когда:
- в распоряжении разработчика СКС имеется разъемный соединитель, а также линейный и шнуровой кабели;
- структура кабельных линий зафиксирована на уровне стандартов или иных общепризнанных нормативных документов, лежащих в основе правил, формируемых производителем СКС для своего продукта.
Создание однопарного кабеля для поддержки функционирования интерфейсов новых типов больших проблем не составляет. В качестве прототипа этих изделий можно взять одиночную витую пару хорошо отработанных ранее кабелей категории 6а.
С учетом перспективы рынка однопарного Ethernet было предложено несколько конструкций соединителей. По совокупности обеспечиваемых ими параметров на финише было выбрано две: неэкранированный LC-Cu с площадью миделя на уровне 30% от традиционного модульного соединения и близкий к нему по массогабаритным характеристикам экранированный MSP. Базовые параметры этих изделий зафиксированы соответствующими стандартами IEC63171-1 и IEC63171-2.
За счет меньшей площади миделя соединителя LC-Cu/MSP типовая плотность панели увеличивается вдвое и достигает 48 портов/1U монтажной высоты. Некоторое неудобство маркировки их розеток сменными надписями, что необходимо для нормального текущего администрирования кабельной системы, в данном случае вторично из-за статичности этой части проводки. Панель оформляется в обычном 19-дюймовом формате, введение каких-либо существенных конструктивных изменений не требуется.
Подключение проводов линейного кабеля к розетке разъема выполняется через обычный оконцеватель на основе IDC-контакта с использованием удобной в работе направляющей оправки. Типовой калибр проволоки проводов витой пары AWG26 – AWG22.
Шнуровые изделия имеют обычную для информационных кабельных систем номенклатуру длин. С учетом удвоенной плотности панелей и большей гибкости средняя длина кабеля шнура смещается в сторону меньших значений.
Техника однопарного Ethernet перспективна в части применения в системах промышленной автоматизации. Поэтому наряду с UTP-решением предлагается также FTP-версия системы со шнурами и розетками на основе кабельной и приборной частей разъема IEC63171-1 и IEC63171-2, соответственно.
В качестве примера законченного системного решения можно указать продукт швейцарской компании Reichle & De-Massari, организационно входящий в состав СКС R&M freenet. Для сокращения времени и ресурсов, требуемых для выполнения разработки, розетка разъема реализована в сдвоенном варианте. В рабочем положении их пара занимает посадочное место традиционного гнезда модульного разъема, установка осуществляется по направляющим, фиксация в рабочем положении производится удобной в работе рычажной защелкой. Для подключения витой пары применен оконцеватель с рычажным механизмом на основе съемной пластиковой детали с толкателями отдельных проводов пары для их усадки в IDC-контакты. Такой подход позволил сохранить однорядное расположение розеток и эффективно решить проблему установки пользовательской маркировки.
Фактически обеспечена максимально полная гармонизация с уже существующей техникой.
Дополнительно укажем на то, что внедрение однопарного Ethernet заметно облегчается при наличии новой разновидности активного оборудования: еще одного типа преобразователей среды, обеспечивающего бесшовное сопряжение типовых 4-парных трактов с однопарными. Примером такого устройства является OmniConverter американского производителя активного оборудования компании Omnitron Systems. Подобные устройства допускаются стандартами СКС и могут рассматриваться как расширение кабельной системы.
Заключение
ИТ-отрасль практически полностью завершила процесс создания техники однопарного Ethernet, начало широкого использования которого следует ожидать в ближайшее время.
Массовое применение техники однопарного Ethernet в широкой инженерной практике реализации систем автоматизации сдерживается отсутствием массового предложения соответствующего активного сетевого оборудования.
Появление полноценного законченного решения физического уровня с учетом длительного цикла построения информационных систем позволяет начать закладывать соответствующую технику в проектную документацию уже сегодня.
Фокусная область использования однопарного Ethernet на объектах недвижимости – это системы цифрового потолка в первую очередь зданий класса умный дом, а внедрение этой технологии в ЛВС и телефонию определится введением соответствующего интерфейса на сетевых картах компьютеров и IP-телефонов.
ЛИТЕРАТУРА
Семенов А.Б. Активная консолидационная точка для офисных информационных систем // Вестник связи. 2020. № 8. С. 20–24.
Шевелев С.В., Семенов А.Б. Технология PoLAN как новый формат нижнего уровня информационных систем офисных зданий // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2021. № 2 (94). С. 28–33.
Семенов А. Технология пассивных оптических локальных сетей // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2020. № 1 (86). С. 26–33.
Рылов С.А. Однопарный Ethernet T1S как основа интеллектуальных датчиков промышленного Интернета вещей // Проблемы искусственного интеллекта. 2024. № 4 (35). С. 222–230.
Семенов А. Системные изменения в перспективных СКС // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2020. № 3 (88). С. 16–21.
Семенов А.Б. Технология PoDL система дистанционного питания для Интернета вещей // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2022. № 8 (108). С. 58–63.
Семенов А.Б., Артюшенко В.М., Аббасова Т.С. Введение в структурированные кабельные системы. М.: Научный консультант, 2018. 206 с.
Отзывы читателей
