Патч-корд и кабель Ethernet: одно и то же или разные вещи?

Согласно историческим данным, почти 85% проблем с периодическим подключением в сети напрямую связаны с неисправностями кабеля на «физическом» уровне и являются одними из первых пунктов, которые проверяются при устранении неполадок на физическом уровне (уровень 1) в случае периодического подключения. При любой потере пакетов в сетях 10G или при буферизации в приложениях для видеоконференций во время интенсивной работы, ИТ-персонал часто корректирует настройки коммутатора или правила брандмауэра, прежде чем проверять основную кабельную инфраструктуру сети. Согласно стандартам TIA-568, основной причиной этих проблем с потерей пакетов и задержкой видео является неправильная замена патч-кордов и одножильных горизонтальных кабелей. Хотя оба типа кабелей используют один и тот же тип кабеля... Разъемы RJ-45Поэтому легко по ошибке вытащить из ящика с запасными кабелями кабель не того типа.

Патч-корды Кабель с цельной жилой обычно используется только для коротких, гибких соединений, таких как подключение оборудования от стойки к патч-панели или прокладка кабелей к рабочему месту, где длина кабеля обычно составляет всего несколько футов. Горизонтальные кабели с цельной жилой обычно используются для более длинных, постоянных кабельных трасс, проложенных через стены и по полу. Хотя оба типа кабелей выглядят одинаково, важно помнить, что использование одного типа кабеля на расстоянии, превышающем его номинальную длину, приведет к существенным различиям в качестве и производительности обоих типов кабелей. Установка обоих типов кабелей регулируется законодательством. стандарты TIA-568.

Патч-корд — это то же самое, что и кабель Ethernet?

За рабочим столом: Момент сомнения

Ежедневно, сидя за рабочим столом и разбирая груды спутанных проводов, вы будете время от времени натыкаться на... патч-корд который аккуратно защелкивается в порту коммутатора. Патч-корды и Кабели Ethernet На вид они очень похожи, поэтому их так легко найти, когда нужно что-то взять издалека. Тип используемого проводника в каждом из этих кабелей определяет качество передачи данных на большие расстояния при использовании любого из типов кабелей. Маркировка оболочки — отличный способ определить, какой тип патч-корда вы выбрали. Ищите на оболочке обозначения, такие как «Cat6 Stranded» и ANSI/TIA-568, которые указывают на то, что патч-корд рассчитан на многократное изгибание при использовании в стойках или на патч-панелях.

Многожильные патч-корды состоят из множества тонких медных жил, скрученных вместе для обеспечения гибкости. В отличие от них, цельные кабели Ethernet имеют один цельный проводник, обеспечивающий превосходные электрические характеристики на расстоянии, но лишённый гибкости. Чтобы определить качество проводников внутри кабеля, снимите небольшой участок проводника на одном конце кабеля. Стандарты TIA-568 ограничивают общую длину патч-кордов в 100-метровом канале до 10 метров.

Материал, длина и этикетка в действии

Если вы обнаружите, что зачищенные медные проводники имеют одинаковый цвет по всей длине, значит, они изготовлены из чистой меди и обеспечат низкоомное соединение для монтажа в коммутационных стойках. Однако если под медной изоляцией вы увидите алюминиевую проволоку серебристого цвета, значит, у вас кабель CCA (медь в алюминиевом покрытии), сопротивление которого на 55-60% выше, чем у чистой меди, и который быстро перегревается при больших нагрузках и не выдерживает высоких нагрузок. Питание через Ethernet (PoE) Постоянно. Кабели Ethernet с маркировкой «Solid» специально разработаны для передачи сигнала на большие расстояния, например, от одного конца комнаты до другого, с использованием одного толстого провода, способного передавать сигнал на большее расстояние, но не подверженного резким изгибам или завиткам. Многожильные патч-корды предназначены для работы в гибкой среде, например, за столом, но искажения значительно усиливаются, как только вы начинаете использовать многожильный патч-корд на расстоянии, превышающем его расчетное.

Многожильные кабели обеспечивают гибкость для коротких соединений длиной менее 1 метра, таких как соединения коммутатора и маршрутизатора, без каких-либо проблем. Промышленные кабели с цельной жилой поддерживают длинные распределительные линии, обеспечивая баланс между длиной, скручиванием и качеством меди — однако кабели на основе сплавов могут вызывать проблемы. 10 Gigabit Ethernet сигналы к деградации.

Быстрый визуальный контрольный список

Чтобы избежать многочасового поиска и устранения неисправностей после подключения к нескольким коммутаторам, стоит потратить минуту на выполнение простых проверок, следуя этим рекомендациям:

• Ознакомьтесь с маркировкой Cat и информацией о многожильном/одножильном типе проводника, указанной на боковой стороне оболочки кабеля; тип используемого проводника определит, для какого применения лучше всего подходит данный тип кабеля.
• Проведите тест на небольшом концевом участке, используя царапающий инструмент; чистая медь покажет свой истинный цвет, в то время как CCA (углеродистая медь, углеродистая сталь) покажет признаки серебряного покрытия, что указывает на высокую вероятность выхода кабеля из строя.
• Подбирайте кабели в соответствии с требуемой длиной; многожильные кабели можно использовать для линий длиной до 10 метров, а одножильные кабели предназначены для стационарных участков, обычно длиной более 10 метров.
• Уточните, какие разъемы вы используете; разъемы LC/SC используются для оптоволокна, а RJ45 — для медных проводов.

Патч-корды из многожильных медных проводников (24/26 AWG) могут хорошо работать в определенных условиях; однако при тестировании с использованием реального оборудования они выявят свои ограничения для 10G. В этом техническом руководстве показано, как правильно читать маркировку кабеля, проверять качество проводников и выполнять простые тесты кабеля, чтобы определить, соответствует ли один кабель другому, и все это без необходимости инвестировать в дорогостоящие кабели/оборудование. В случае использования кабеля Cat6A, максимально допустимая длина канала Cat6A составляет 100 метров, и этот канал Cat6A может содержать до 10 метров многожильного патч-корда на каждом конце канала, при условии, что многожильные патч-корды изготовлены из материала проводников из чистой меди 26 AWG или 24 AWG. Стандартизированное тестирование обеспечивает максимальное время безотказной работы сети.

Почему медный Ethernet-патч выходит из строя на расстоянии более 7 метров в сети 10G

Система 10G достигает своего предела.

Когда проектные компании расширяют свои сети сетевого хранения данных (NAS) или сети хранения данных (SAN) на расстояние более двух метров с помощью медных патч-кабелей, они часто не задумываются о том, что произойдет с их системой утром, особенно если они немного увеличат расстояние прокладки кабелей по сравнению с обычным. Наиболее распространенным источником этих сбоев является повышенное сопротивление из-за использования множества тонких отдельных жил медного провода, известных как многожильные провода, что приводит к увеличению потерь на вставке и искажениям обратных потерь, вызывая ухудшение отношения сигнал/шум (SNR), что, в свою очередь, запускает повторную передачу на уровне TCP. Короткие участки медного кабеля, менее трех метров, могут рассеивать дополнительное тепло, создаваемое более длинными участками, без каких-либо проблем. Однако длинные участки медного кабеля, более трех метров, особенно с некачественными или обжатыми разъемами или проводниками из медного покрытия (CCA), создают шум, который мешает отправке пакетов. Это приводит к многократным попыткам повторной отправки, которые сети 1G маскируют, а сети 10G выявляют при высокой нагрузке на систему.

Результаты опроса показали, что от 70 до 85% бюджетных многожильных патч-кордов не соответствуют спецификациям производительности TIA (Ассоциации телекоммуникационной промышленности), что приводит к дрожанию сигнала VoIP (передача голоса по интернет-протоколу) или задержкам при запросах к базам данных. Ниже приведены некоторые ключевые показатели, полученные в ходе тестирования с помощью прибора Fluke на различных участках кабеля Cat5e, которые указывают на зону риска:

Это снижение производительности в основном затрагивает неэкранированные (UTP) или низкокачественные кабели CCA. Сертифицированные патч-корды Cat6A S/FTP могут сохранять целостность на расстоянии до 10 метров.

Анализ цифр, лежащих в основе замедления экономического роста.

Согласно тестовым шаблонам Fluke для кабелей, качество связи в кабелях хорошее в зеленой зоне (хорошее) на расстоянии до 3 метров, в желтой (предупреждение) — от 3 до 5 метров, и в красной (плохое) — от 7 до 10 метров. При этом дрожание и потери VoIP-сигнала превышают 30% при некачественном обжиме или повреждении кабелепроводов, и это не только из-за расстояния. Многожильные кабели создают неравномерное распределение электричества по проводам. Это приводит к возникновению различного сопротивления, что ухудшает целостность цифровых данных. Электронное письмо, отправленное через многожильный патч-корд, будет выглядеть нормально, но если вы попытаетесь использовать его для отправки сообщения в режиме реального времени во время совместной работы, это существенно повлияет на качество связи. При пропускной способности 10 Гбит/с и частоте до 500 мегагерц, если провод слабо скручен, любое ослабление скручивания увеличит количество ближних перекрестных помех (NEXT), вызванных мешающим сигналом на одной паре проводов вблизи разъема другой пары проводов, что приведет к ухудшению видеозаикания.

Почему защита и уловки не спасают ситуацию

Фольгированная защита может предотвратить большую часть, если не все, внешние помехи внутренним сигналам, но она никак не уменьшает внутренние потери сигнала в точке подключения или из-за суммарного сопротивления проводника и кабеля на каждом метре. Практически все производители многожильных патч-кордов Cat6A способны обеспечить передачу сигнала на расстояние до 10 метров в 100-метровом канале в соответствии со спецификациями TIA-568, при условии, что патч-корд полностью соответствует этим спецификациям. Существует бесчисленное множество способов, которыми предприятия теряют деньги из-за дополнительных миллисекунд, возникающих из-за этой проблемы. Например, время синхронизации складских запасов часто увеличивается в два и более раз. Диагностика, сканирование и т. д. в медицинском учреждении часто занимают в два и более раза больше времени при использовании многожильных патч-кордов для подключения систем. Петли патч-кордов в серверных стойках обычно первыми обнаруживаются и проверяются для определения наличия скрытой проблемы.

Оптоволоконный патч-корд выигрывает там, где медный Ethernet не справляется.

Поворотный момент в Цзюньване

После нескольких месяцев нестабильной связи из-за неисправных медных кабелей в офисных зданиях, которые в остальном функционировали исправно и были загружены, команды перешли на использование оптоволоконных патч-кордов и уже через несколько часов восстановили полностью работоспособную пропускную способность 100 Гбит/с. Оптоволоконные системы не передают электричество в процессе передачи. Поэтому на них не влияют электрические помехи, что позволяет устанавливать стабильные соединения.

Почему оптоволокно перемещается туда, где медь забивается?

Стеклянный сердечник оптоволоконного патч-корда передает свет, а не электричество. Следовательно, между двумя оптоволоконными кабелями, расположенными близко друг к другу внутри стойки, отсутствует электромагнитное перекрестное влияние. Поэтому стойки, содержащие медные кабели, должны обеспечивать большее расстояние между ними для предотвращения помех, что приводит к увеличению циркуляции воздуха в стойке и упрощению обслуживания. Оптоволоконные кабели передают свет и полностью невосприимчивы к электромагнитным помехам (ЭМП) и радиочастотным помехам (РЧП). Однако лабораторные испытания показали, что потери в медных кабелях обычно составляют 10 метров, в то время как оптоволокно обеспечивает чистый сигнал на расстояниях до 300 метров. Замена традиционных телекоммуникационных магистральных линий на оптоволоконные патч-корды может сэкономить до 50% времени и усилий, связанных с первоначальным развертыванием услуги, и до 80% количества заявок на устранение неполадок.

Недвижимость стеллажей

Когда пространство ограничено, крайне важно минимизировать его площадь для размещения стоек, оборудования, а также для размещения документации. С точки зрения циркуляции воздуха и веса, использование оптоволокна обеспечивает лучшую циркуляцию воздуха между оборудованием и снижает общие ограничения по весу стоек. Один техник может быстро и легко перенаправить кабель внутри оборудования и полностью изменить конфигурацию сетевого помещения.

Почему дуплексная связь важнее стоимости оптоволоконного патч-корда

Для двунаправленной связи в симплексном оптоволокне требуется два отдельных волокна, тогда как дуплексное оптоволокно упрощает подключение. 10G–100G SFP+ в различных условиях. Кроме того, стандарт OM4 для многомодовых кабелей 50/125 мкм обеспечивает стабильный путь для сигналов даже в часы пиковой нагрузки.

Совместимость со слотами: The Hidden Gatekeeper

Порты RJ45 предназначены исключительно для передачи данных по медным кабелям. SFP Для приема данных из любого источника в порты SFP необходимо наличие оптического модуля; поэтому, если вы подключите медный кабель к порту SFP, он останется «темным» (данные передаваться не будут). Для подключения медных кабелей к портам SFP требуются трансиверы 10GBASE-T SFP+. Использование одной и той же модели трансивера с дуплексным оптоволокном OM4 позволит значительно увеличить пропускную способность за одну ночь, судя по статистике развертывания. По мнению отраслевых экспертов, совместимость значительно перевешивает первоначальные затраты на создание устаревшего бренда. В следующей таблице показано, чем отличаются медные патч-корды Ethernet и оптоволоконные патч-корды:

Подсчет реальных затрат и прибыли

Медь на первый взгляд может показаться дешевле, но по мере увеличения потребности в пространстве и необходимости его охлаждения, эти более высокие затраты в конечном итоге компенсируются преимуществами оптоволокна. Помимо возможности использования меньших по размеру лотков, оптоволокно упрощает ремонт и потребляет меньше энергии, чем медь, что со временем приводит к значительно большей прибыли. Компании, использующие дуплексную кабельную систему OM4, сообщают о вдвое большем количестве отвеченных вопросов, завершении резервного копирования на несколько часов раньше запланированного срока и отсутствии незапланированных простоев, получив возврат инвестиций уже в первом квартале. Выбор оборудования, соответствующего вашим потребностям, имеет решающее значение; следующие этапы тестирования помогут вам найти оборудование, обеспечивающее наилучшую производительность.

Как проверить и обновить: патч-корд — это то же самое, что и кабель Ethernet?

Шаг 1: Сделайте замеры перед заменой.

Безусловно, перед внесением каких-либо изменений в оборудование или попыткой устранения неполадок необходимо провести все необходимые измерения. Первым типом измерения, которое необходимо выполнить, является измерение iPerf3 «сервер-клиент» для оценки джиттера и потери пакетов на каждом из соединений между двумя устройствами. Необходимо составить документ со всеми результатами тестирования iPerf3. Если потеря пакетов превышает 1%, это указывает на возможные проблемы с используемой кабельной проводкой. При прерывании или обрыве звонков следует внимательно осмотреть разъемы на обоих концах соединения на предмет запутывания или плохого контакта кабеля. Кабели Cat6A должны быть оснащены экранированными разъемами RJ45. Весь канал, включая патч-панель, должен быть заземлен для рассеивания шума. Для использования с дуплексными оптоволоконными кабелями OM4 требуются трансиверы QSFP/SFP.

Шаг 2: Подбор кабеля и оборудования

Поскольку порты с маркировкой SFP принимают только оптоволокно, используйте только оптоволоконные патч-кабели. Как только у вас будут необходимые трансиверы и оптоволоконные патч-кабели, следует проверить соединение на работоспособность. Как правило, не используйте медные кабели Cat6A на участках длиной более 10 метров в рамках бюджета канала 10G, а в условиях сильных помех следует использовать оптоволокно. Одной из основных причин большого количества обращений на заводы стало изменение зонирования между магистральным оптоволокном и патч-кабелем. Ведите подробные журналы заказа и получения оптоволоконных патч-кабелей и трансиверов, чтобы убедиться в использовании правильного оборудования.

Шаг 3: Выполнить и перепроверить

После внесения любых изменений в патч-корды или трансиверы следует повторно запустить тест iPerf3 «Сервер-клиент», чтобы убедиться, что скорости передачи и приема по-прежнему совпадают и имеют низкий уровень дрожания. Также следует задокументировать базовые результаты теста iPerf3 перед масштабированием. Всегда тщательно очищайте торцы волокон; грязь на интерфейсе разъема разрушает сигнал быстрее, чем любой механический износ. Стабильные показания в течение ночи будут свидетельствовать о том, что сигнал вернулся в свой базовый диапазон. Использование систематического процесса тестирования, сопоставления и проверки позволит и дальше обеспечивать максимально надежную и предсказуемую работу устройства.

Руководство по выбору калибра AWG для обеспечения надежности PoE

Питание подается с использованием маркировки AWG; например, провод 24 AWG поддерживает PoE мощностью 90 Вт как для точек доступа, так и для камер благодаря своему низкому сопротивлению. Напротив, более тонкий провод 28 AWG ограничивает ток ниже 1.4 А, вызывая чрезмерное нагревание в кабельных пучках и нарушая требования безопасности стандарта IEEE 802.3bt. Выбор между проводами 24 AWG и 26 AWG следует проверять по маркировке оболочки, поскольку, согласно нескольким исследованиям Fluke, они снижают вероятность возникновения периодических неисправностей как минимум на 80%. Профессионально собранный в пучок провод 28 AWG, используемый с PoE Type 4 мощностью 90 Вт, быстро нагревается, что приводит либо к размягчению оболочки провода, либо к потере сигнала из-за 24 проводов в пучке. Более толстые провода предотвращают это и обеспечивают соблюдение требований безопасности. Для получения помощи воспользуйтесь следующим декодером кода оболочки:

Типы экранирования для шумных сред

Хотя UTP-кабели обеспечивают достаточную защиту для офисов с низким уровнем окружающего шума, их возможности ограничены чрезмерными электромагнитными помехами (ЭМП), создаваемыми электродвигателями, и они не будут работать должным образом в присутствии этих устройств. Поэтому для обычных условий ЭМП следует использовать фольгу F/UTP, в то время как экранированные U/FTP-кабели обеспечат максимальную защиту при работе в экстремальных условиях ЭМП. Выбрав подходящий продукт в зависимости от физических условий вашего объекта, вы можете сократить количество необъяснимых замедлений примерно на 60%. Для FTP/STP-кабелей необходимо соединить оба конца дренажного провода с заземлением через экранированную коммутационную панель и шасси оборудования, к которому подключаются кабели в центре обработки данных, чтобы обеспечить полную эквипотенциальную связь во всех точках высокочастотных ЭМП. Отсутствие соединения обоих концов может привести к возникновению потенциального напряжения на проводе, что может привести к неполному экранированию и, следовательно, к неэффективной защите от ЭМП.

Предотвращение перекрестных помех и плотности скручивания

Для уменьшения перекрестных помех между парами проводов необходимо поддерживать равномерную плотность плотно скрученных проводов как по всей длине кабеля, так и в точке их соединения. Известно, что конструкции со свободной скруткой допускают внешние помехи, которые приводят к значительному ухудшению качества сигнала 10G.

Постоянное тестирование соединения и канала

Тестирование постоянного соединения охватывает все участки кабеля в стене; тестирование канала добавляет использование патч-кордов для обеспечения общей протяженности до 100 метров. Патч-корды исторически являлись причиной большинства отказов. Поэтому крайне важно проводить всестороннее тестирование всех каналов (включая все обжимные соединения) для обеспечения точных результатов. Руководители могут поддерживать максимальный уровень производительности в течение многих лет, регулярно проводя базовые тесты iPerf3. Эти базовые показатели предоставляют информацию о любом ухудшении работы канала с момента его первоначального тестирования. Если увеличение значения джиттера указывает на увеличение частоты замены патч-кордов, то их следует заменить до того, как могут возникнуть сбои.

Застрявшая против твердой физической структуры

Сравнение физических сборок:

Проверка безопасности материала: выявление подделок CCA.

Анализ и проверка информации показывают, что виновником постоянно оказывается медный плакирующий провод (CCA). Поскольку зачищенные концы CCA (где находится медная оболочка) демонстрируют наибольшее сопротивление (на 55-60% хуже), CCA перегревается как при тестировании под нагрузкой, так и при передаче питания по Ethernet, и CCA не проходит тестирование TIA. Хотя цельная медь визуально сохраняет свой цвет и функционирует должным образом под нагрузкой без проблем, рекомендуется немедленно выбрасывать любой обнаруженный CCA. В соответствии со стандартами надежности, заводские многожильные патч-кабели превосходят по характеристикам патч-корды из цельной проволоки, изготовленные методом обжима на месте, что приводит к увеличению числа отказов контактов в 10-гигабитных сетях из-за их негибкой конструкции.

В заключение, правильный подбор кабелей предотвратит проблемы в сети. Для длинных участков следует всегда использовать Ethernet-кабель из чистой цельной меди; многожильные патч-корды из чистой многожильной меди следует использовать только для коротких участков менее 5 метров (15 футов) через стойку или стол. Любые кабели с маркировкой CCA или с серебряной окантовкой следует немедленно выбросить. Первым шагом должна быть проверка оболочки и проводников для подтверждения качества изделия, после чего следует провести тесты iPerf3 до и после любых замен, чтобы выявить дрожание или аномалии в процессе тестирования. По стандартам TIA, общая длина патч-корда в канале не должна превышать 10 метров. Однако качество кабелей значительно увеличит потери на длине более 7 метров. Для Power over Ethernet требуется провод 24 AWG в пучке, чтобы избежать чрезмерных потерь тепла. Экранированные кабели должны быть спроектированы с дренажными проводами, подключенными к заземляющей панели в каждом центре обработки данных, для обеспечения оптимальной защиты от электромагнитных помех на высоких скоростях. Как на заводских, так и на офисных/заводских испытательных площадках сокращение количества бланков в два раза/в два раза повышает ежедневную мотивацию к соблюдению 30-секундного контрольного списка: Чтение, Проверка, Сопоставление, Тестирование.

Справочные источники

1. ANSI/TIA-568 – Википедия – Основной стандарт для структурированной кабельной системы, определяющий длину патч-кордов до 10 м в каналах длиной 100 м и технические характеристики горизонтальной кабельной системы.
2. CCA против кабелей Ethernet из цельной меди – Подробно о рисках CCA, таких как повышенное на 55% сопротивление, сбои PoE, пожарная опасность и несоответствие требованиям TIA.
3. Сравнение патч-кабелей и кабелей Ethernet. – Сравнивает гибкость, длину, варианты использования с постоянным и постоянным подключением, а также ключевые различия в сетевых конфигурациях.
4. Одножильный и многожильный кабель Ethernet – Рассматриваются характеристики на расстоянии, затухание, гибкость и идеальные области применения для каждого типа.
5. Максимальная длина кабеля Ethernet – Диаграммы, показывающие пределы пропускной способности кабелей Cat5e и Cat8 для скорости 10 Гбит/с (например, 37-55 м по кабелю Cat6), актуальные в случае обрыва медных кабелей на расстоянии более 7 м.