Техника СКС на выставке CeBIT

Техника СКС на выставке CeBIT 2016

Выставка CeBIT является одним из тех знаковых мероприятий, которые позволяют судить о состоянии телекоммуникационной отрасли в целом и отдельных ее направлениях. Несмотря на известные кризисные явления в области экономики, которые в связи с глобализацией приобрели характер общемировой проблемы, промышленность средств связи продемонстрировала ряд интересных новинок, которые во многом определят направления развития отрасли на ближайшие годы. Не стало исключением техническое направление структурированных кабельных систем, которое является областью профессиональных интересов авторов этих строк. 

Вилки модульных разъемов

Одним из недостатков вилки модульного разъема классического дизайна является открытое исполнение рычага фиксирующей защелки. В наиболее сильной степени это сказывается при работе с панелями, когда при отключении вилки рычаг неизбежно цепляется за многочисленные кабели коммутационных шнуров, отгибается в противоположном направлении от своего нормального рабочего положения и отламывается от корпуса без возможности его восстановления.

В рамках противодействия этому нежелательному явлению компания EXW применила для изготовления корпуса вилки иную рецептуру пластика, что позволило придать его компонентам большую упругость и пластичность. Результатом данного нововведения стало полное исчезновение опасности обламывания: производитель гарантирует сохранение работоспособности защелки при 80 тыс. (!!!) отгибаний рычага от нормального положения на 180°. Это позволяет компании утверждать, что ею создан “неломаемый коммутационный шнур” (англ. Unbreak-Able Patch Cord). Данное утверждение с учетом типовой интенсивности эксплуатации коммутационного шнура оказывается очень не далеким от истины.

В вилках традиционной конструкции для устранения опасности обламывания рычага часто применяется дизайн защитного элемента типа “акулий хвост” в виде слегка выгнутой планки, нависающей над концом рычага. Более распространенную пока куполообразную крышку (Antysnag Cap) эта конструкция превосходит по очень комфортному усилию нажатия, требуемого для открывания защелки. В этом году наблюдается массовое предложение вилок с увеличенной шириной защитного элемента данного вида, который является более удобным для работы. Для снижения усилия нажатия до комфортной величины в элементе выполняется внутренний вырез, который может находиться в различных местах и иметь различную форму, в том числе декоративную, увеличивающую эстетическую привлекательность вилки в целом (рис. 1). В некоторых случаях за  счет наличия выреза планка вообще превращается в овальную скобку (рис. 1д).

Рис.1 Варианты исполнения вырезов в защитных планках вилок модульных разъемов: а) без защитной планки  б) с прямоугольной планкой в) с полукруглой планкой г) с круглым центральным вырезом д) в форме полукольца е) с фигурным центральным вырезом

Современное активное и пассивное оборудование с розетками модульного типа отличается высокой плотностью компоновки, что приводит к очень плотной установке розеток и заметно затрудняет отключение коммутационных шнуров в процессе изменения конфигурации информационной системы. Решить проблему отключения позволяет переход на конструкцию типа push-pull, которая требует не нажатия на рычаг защелки, а создания тянущего усилия за заднюю подвижную часть корпуса вилки. Компания EXW продемонстрировала также новое решение этой задачи. Подвижная часть корпуса выполнена из тонкого жесткого пластика и обладает заметным сужением в области хвостовика. Насечка на хвостовике используется для установки на нее зацепов очень простого, компактного и удобного в работе вспомогательного инструмента, с помощью которого создается необходимое тянущее усилие (рис. 2).

Рис. 2 Вилки модульного разъема с дизайном push-pull и инструмент для их отключения

Розеточные модули

В розетках категорий 6 и 6а в качестве средства подавления переходной помехи часто используется отказ от одинаковой формы контактов в пользу индивидуальной для каждой из пар. Это позволяет уменьшить длину взаимодействия и добиться взаимно перпендикулярной ориентации контактов в рабочем положении, прямым следствием чего является уменьшение переходной помехи (рис. 3).

Рис. 3 Пример выполнения контактной группы розетки высокой категории

В процессе построения различных информационных систем все большую популярность начинает приобретать применение дистанционного питания многочисленных маломощных терминальных устройств различного назначения по стандартам РоЕ и РоЕ+. В ближайшее время к ним добавится технология РоЕ++, работа над стандартизацией которой близка к завершению.

С точки зрения техники СКС внедрение оборудования РоЕ+ и особенно РоЕ++ создает существенную проблему электроискровой эрозии контактов вилки и розетки из-за возникновения искры в момент разрыва соединения. В тяжелых случаях этот эффект может привести даже к тепловому взрыву за счет резкого роста переходного сопротивления,  который сопровождается полным разрушением контакта. Основным средством борьбы с нежелательными последствиями эрозии становится переход на растянутую U-образную форму контакта (рис. 4).

Рис. 4 Особенности взаимодействия U-образного контакта розетки с контактом вилки: а) в момент разрыва контакта б) в собранном состоянии

Для подключения розеток высоких категории к горизонтальному кабелю все чаще привлекается безударная технология, обращение к которой дает возможность заметно улучшить частотные свойства разъемов. Наилучшие характеристики достигаются в случае использования технологических оправок, которые обеспечивают правильную раскладку проводов и их оптимальное взаимное расположение. В розетках с 90-градусным вариантом исполнения оконцевателя для посадки оправки на рабочее место в нее может быть интегрирована завертка-“барашек”, поворот которой продвигает оправку вперед (рис. 5). Для фиксации оправки на ней предусмотрена двухсторонняя защелка, ясно слышимый щелчок при срабатывании которой свидетельствует об окончании процесса. Для розеток в 180-градусном исполнении функции интегрированного вспомогательного технологического средства выполняет поворотная на оси крышка.

Рис.5 Технологическая оправка с заверткой-"барашком"

Коммутационные панели

Основным групповым коммутационным элементом ЦОД является панель с плотностью конструкции 48 портов на 1U монтажной высоты. При всех достоинствах такой техники в части минимизации требуемых посадочных мест в 19-дюймовом монтажном конструктиве данное изделие в обычном дизайне неудобно в монтаже при обращении к традиционной технологии боковой подачи кабелей, что в немалой степени определяется недостатком места на задней поверхности.

Известно несколько конструктивных решений, обращение к которым дает возможность в большей или меньшей степени устранить данные недостатки. Широта предложения не исключает возможность того, что промышленность склоняется в данной области к панелям половинной высоты как к предпочтительным групповым коммутационным изделиям.

Для дополнительного увеличения удобства монтажа панель может комплектоваться съемным задним организатором. Фиксация кабеля на таком организаторе традиционно производится пластиковыми стяжками. Для увеличения удобства выполнения монтажных работ возможен переход на двухрядное шахматное расположение крепежных Т-образных лапок, расположенных в одной плоскости (рис. 6).

Рис.6 Варианты расположения крепежных лапок поддерживающих организаторов: а) однорядное б) двухрядное

Для современных СКС, которые обслуживают информационные системы с выделенной телефонной подсистемой, характерен отказ от применения для построения телефонной функциональной секции панелей типа 110 в пользу панелей с модульными разъемами. Основным преимуществом такого решения считается заметное увеличение удобства эксплуатации за счет перехода на единый тип коммутационного шнура. До последнего времени плотность портов в 2-парном исполнении этих изделий была примерно одинаковой: на 1U монтажной высоты классические панели типа 110 обеспечивали 48 таких портов, а массово используемые телефонные панели с модульными разъемами имели 50 портов.

Для полной реализации преимуществ телефонных панелей с модульными разъемами китайской компанией Liyuan был разработан 60-портовый моноблочный вариант этого изделия, который на момент написания этих строк можно было считать обладателем мирового рекорда по плотности конструкции. У представленного образца сохранено двухрядное расположение розеток, а 20-процентное увеличение их количества в одном ряду достигнуто за счет применения следующего комплекса мероприятий:

• уменьшение толщины разделительной стенки между соседними розетками в сборке до того минимального возможного значения, которое определяется прочностью;
• применение предельно сближенной установки отдельных сборок;
  
• максимально полное использование того пространства между внутренними кромками 19-дюймовых монтажных направляющих, которое нормировано стандартами.

Для крепления панелей высотой 1U в 19-дюймовом монтажном конструктиве предложена оригинальная защелка, которая берет на себя функции традиционных квадратных гаек с винтами и в разы превосходит их по скорости, а также удобству монтажа (рис. 7). Для фиксации панели достаточно сжать пальцами подпружиненные ползунки, ввести фиксирующие лапки с Г-образными зацепами в квадратные отверстия направляющей с их лицевой стороны и отпустить ползунки.

Рис.7 Фиксирующий зажим для 19-дюймового оборудования высотой 1U

Коммутационные шнуры

Массово применяемая в ЦОД техника категории 6а базируется на традиционных моделях офисных СКС и предполагает возможность построения горизонтального тракта на основе 90-метровой стационарной линии. В рассматриваемой области применения данное требование является избыточным, и результирующая эффективность кабельной системы может быть увеличена переходом на шнуровые изделия с уменьшенным диаметром проводов (калибр  27  —  30 AWG). Неизбежный рост затухания такого кабеля компенсируется ограничением его максимальной протяженности: предлагаемые шнуры с такими проводами имеют длину не свыше 3 м. Это позволяет удержать затухание сигнала в тракте в пределах допустимого и осуществлять нормальное тестирование тракта по модели Channel.

С целью уменьшения размеров жгутов кабелей коммутационных шнуров вполне возможен переход на плоскую конструкцию их гибкого кабеля. При регулярной укладке их структура имеет площадь поперечного сечения на несколько десятков процентов меньше по сравнению со жгутами из традиционных круглых кабелей. Возникающая при их формировании проблема межкабельной переходной помехи решается переходом на экранированные конструкции. В кабелях такой структуры возникает проблема электрической непрерывности экрана в случае повреждения пленки. С целью доведения эксплуатационной надежности до требуемого уровня компанией BYB предложен плоский гибкий кабель с двумя дренажными проводниками, которые укладываются между парами (рис. 8).

Рис.8 Плоский U/FTP кабель с двумя дренажными проводниками

Решение категории 8

Как известно, симметричная техника категории 8 является прекрасной альтернативой оптическим решениям в центрах обработки данных при организации внутрирядных соединений и связи на короткое расстояние. До момента окончательной ратификации стандарта на эту категорию из-за больших технических проблем по обеспечению требуемых качественных показателей в полосе с верхней  граничной частотой 2 ГГц полные системные решения показывали только американские компании Commscope и Leviton.

На выставке CeBIT 2016 такое решение показал также европейский лидер в области структурированного каблирования компания Nexans. Представленный полно масштабный действующий макет линии с полной длиной в 30 м (26 м линейного кабеля и два оконечных шнура по 2 м каждый) на основе соединителей GG45 выполнял с небольшими запасами все требования проекта стандарта.

В качестве тестирующего оборудования предлагались кабельные сканеры Psiber. Возможные изменения параметров в окончательной редакции стандарта разработчик обещал без проблем решить перепрограммированием ОЗУ.

Оборудование интерактивного управления

Оборудование интерактивного управления представляет собой наиболее эффективное техническое средство поддержки администрирования СКС, а его применение в масштабных информационных кабельных системах является обязательным.

Немецкая компания ТКМ, которая является пионером в области использования датчиков подключения на основе RFID-меток, продолжает упорно совершенствовать свою систему Future Patch, которая была создана свыше десяти лет тому назад. В этот раз был продемонстрирован действующий образец датчика подключения, одеваемого прямо на модуль формата SFP и предназначенного для обслуживания одиночных портов коммутаторов и серверов при их подключении к информационной системе предприятия по схеме интерконнекта.

Разработка оборудования интерактивного управления является достаточно длительной и затратной процедурой, а объемы его применения невелики. С учетом данной особенности ведущие производители техники СКС часто предпочитают использовать в составе своего продукта подобное оборудование на правах ОЕМ-продукта. Компания ТКМ превращается в главного поставщика этого решения для тех производителей СКС топового уровня, которые решили начать использование интерактивного управления в своей системе.

Собственную разработку продемонстрировал турецкий производитель Canovate, больше известный в нашей стране как выпускающий 19-дюймовый монтажный конструктив.

О самой системе известно пока немного. Принцип действия основан на отслеживании последовательности срабатывания датчиков подключения вилок коммутационных шнуров к розеткам панели, что позволяет применять для работы обычные (регулярные по фирменной терминологии) коммутационные шнуры.

Управляющие контроллеры одеваются прямо на контакты панелей, которые расположены на задней поверхности ее корпуса, что позволяет не занимать дефицитных посадочных мест в 19- дюймовом конструктиве.

Компания Legrand также предлагает для применения в составе своей СКС типа SCS2 интерактивное управление, которое в аппаратной части имеет только небольшие косметические отличия от Future Patch.

Заключение

Центр тяжести развития техники СКС явно смещается на компонентный уровень и имеет своей основной целью увеличение удобства текущей эксплуатации структурированной проводки.

Существенно увеличивается популярность применения в розеточных модулях высоких категорий контактов сложной формы, которые дают возможность более эффективно решить задачу подавления переходной помехи и заметно снизить скорость деградации характеристик соединителя за счет электроискровой эрозии в процессе дистанционного питания терминальных устройств по технологиям РоЕ+ и РоЕ++.

Из-за неопределенности с перспективами 40-гигабитной симметричной техники промышленность пока не предлагает больших объемов компонентных и системных решений категории 8, хотя задача создания элементной базы этой категории может считаться решенной.

Существующие оптические решения для СКС полностью удовлетворяют требованиям практики и пока не требуют серьезных НИОКР с целью резкого улучшения имеющихся характеристик.

В области оборудования интерактивного управления основным поставщиком ОЕМ-решений становится немецкая компания ТКМ, предлагающая систему с датчиком подключения коммутационного шнура на основе RFID-меток.


© А.Б. Семенов, профессор МГСУ, доктор технических наук, А.Ю. Макуев, аспирант, А.К. Черновский, генеральный директор ООО СУПР.

Материал предоставил: еженедельный научно-технический журнал "Вестник связи" (№ 10 /2016).