header image
Start arrow CopperTEN
CopperTEN nieekranowane rozwiązanie dla sieci 10Gbit/s Ethernet

Obecnie trwające prace standaryzacyjne IEEE 802.3an dotyczące transmisji Ethernetowej z przepływością 10Gbit/s określiły wymagania transmisyjne toru miedzianego oraz sposób sprzętowej realizacji połączenia. Dla opisania możliwości toru transmisyjnego wykorzystuje się prawo Shannona, które pozwala wyznaczyć pojemność kanału w zależności od szerokości pasma oraz poziomu szumów. Prawo Shannona wymaga dla transmisji 10Gbit/s pojemności kanału większej od 18 Gbit/s. Jest to możliwe do zrealizowania poprzez redukcję szumów w układzie transmisyjnym

Sprzętowa realizacja połączenia opiera się na założeniu, że do realizacji transmisji 10Gbit/s wymagane będzie kodowanie PAM minimum 8-poziomowe. Wymagane jest wówczas pasmo o szerokości około 500MHz. Dla rozważanego również kodowania 10-poziomowego pasmo wynosi około 450MHz. Dzięki temu możliwe będzie połączenie czteroparowe pełnodupleksowe z redukcją echa. Dodatkowym wymaganiem, które obecnie nie jest sprzętowo realizowane, będzie konieczność redukcji przesłuchów FEXT. Jest to możliwe do wykoniania ze względu na łatwość określenia przesłuchów zdalnych w obrębie jednego kabla.


Problemem, który dotychczas nie musiał być brany pod uwagę ze względu na zdefiniowane częstotliwości do 250MHz, jest przesłuch obcy tzw. alien crosstalk. Zjawisko to polega na występowaniu przesłuchów pomiędzy tymi samymi parami różnych kabli prowadzonych w jednej wiązce. Ze względu na to, iż przesłuchy obce zależą od sposobu prowadzenia kabli w konkretnej instalacji bardzo trudne jest ich odwzorowanie oraz stworzenie skutecznej techniki pomiarowej.

Jednym ze sposobów redukcji szumów w torze transmisyjnym, zwłaszcza będących efektem przesłuchów obcych, jest zastosowanie instalacji ekranowanej. Dotychczas wydawało się, że jest to jedyne rozwiązanie mogące być wykorzystane dla transmisji 10Gbit/s. Jednakże poza oczywistym wzrostem kosztów spowodowanych zastosowaniem droższych ekranowanych modułów i kabli, instalacja ekranowana wymaga bardzo dobrej instalacji uziemiaj?cej. Wymaga to natomiast ogromnego doświadczenia instalatorskiego, co nie jest niestety również jednoznaczne z gwarancją osiągnięcia wymaganych rezystancji przewodów uziemiających. Wykonanie niewłaściwego uziemienia powoduje więcej problemów niż korzyżci, które daje nam ekran.

Dotychczas jedynym rozwiązaniem, które spełnia przedstawione wyżej założenia określone przez IEEE jest technologia CopperTEN opracowana przez amerykański oddział KRONE. Rynek amerykański był bodźcem do stworzenia rozwiązania nieekranowanego, gdyż nie akceptuje on rozwiązań ekranowanych. Technologia CopperTEN opiera się na wykorzystaniu kabla instalacyjnego, który w porównaniu do dotychczasowych rozwiązań wprowadził dwie innowacje. Pierwszą z nich jest wykorzystanie niesymetrycznego separatora eliptycznego, który zapewnia maksymalny możliwy odstęp pomiędzy parami w różnych kablach prowadzonych w tej samej wiązce. Druga nowość o nazwie airES polega na wprowadzeniu pęcherzyków powietrza bezpośrednio pod powłokę izolacyjną żył. Dzięki temu obniżono negatywny wpływ zjawiska naskórkowości płynącego w żyle prądu. Zmniejszyło to następnie tłumienie przewodu oraz zwiększyło prędkość przepływu prądu. Do zakończenia przewodów wykorzystywane są moduły KM8, które spełniają obecne wymagania norm do 250MHz. Wykorzystanie tych modułów dla pasma rzędu 450-500MHz jest możliwe ze względu na tkwiący w nich olbrzymi nadmiar wartości parametrów NEXT.

Opisana technologia nieekranowana CopperTEN została zaprezentowana na forum IEEE. Przeprowadzone głosowanie zakończone wynikiem pozytywnym 64 do 0, wykazało celowość kontynuacji prac nad standardem 10Gbit/s Ethernet w wersji nieekranowanej. Dzięki temu wprowadzono możliwość budowy 100-metrowego tańszego kanału transmisyjnego nieekranowanego jako alternatywę dla instalacji ekranowanej lub światłowodowej. Technologia CopperTEN może zostać wykorzystana do budowy okablowania poziomego, pionowego lub połączeń w centrach danych.
Obecnie wykorzystanie elementów okablowania kategorii 5e umożliwia zastosowanie czteroparowej aplikacji Gigabit Ethernet. Wykorzystanie okablowania obecnej kategorii 6 nie przynosi żadnego wzrostu transmisji, gdyż aplikacją o maksymalnej przepływnści jest dwuparowy Gigabit Ethernet. Zastosowanie technologii CopperTEN daje pewność, że obecnie budowana sieć okablowania strukturalnego będzie spełniała przyszłe wymagania nieekranowanej rozszerzonej kategorii 6a, która zostanie zdefiniowana do 500 lub 625MHz oraz umożliwi podłączenie urządzeń Gigabit Ethernet.