DOI: 10.22184/2070-8963.2021.96.4.40.45

Обоснована необходимость введения новых классов линий на базе кабелей из витых пар и разработки специализированной элементной базы для формирования терминального интерфейса таких линий. Рассмотрены известные решения этой задачи на базе классических и модернизированных вилок модульных разъемов, а также медножильных пигтейлов. Приведены примеры реализации оконцевателей вилок и средств крепления корпусов к линейному кабелю.

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по связи
Кааранен Х., Ахтиайнен А., Лаитинен Л.
Вишневский В., Ляхов А., Портной С., Шахнович И.
Другие серии книг:
Мир связи
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир материалов и технологий
Мир электроники
Мир программирования
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #4/2021
А.Семенов
СРЕДСТВА ФОРМИРОВАНИЯ ТЕРМИНАЛЬНОГО ИНТЕРФЕЙСА ЛИНИЙ MPTL
Просмотры: 1119
DOI: 10.22184/2070-8963.2021.96.4.40.45

Обоснована необходимость введения новых классов линий на базе кабелей из витых пар и разработки специализированной элементной базы для формирования терминального интерфейса таких линий. Рассмотрены известные решения этой задачи на базе классических и модернизированных вилок модульных разъемов, а также медножильных пигтейлов. Приведены примеры реализации оконцевателей вилок и средств крепления корпусов к линейному кабелю.
СРЕДСТВА ФОРМИРОВАНИЯ терминального интерфейса линий MPTL
А.Семенов, д.т.н., профессор НИУ МГСУ

УДК 654.152, DOI: 10.22184/2070-8963.2021.96.4.40.45

Обоснована необходимость введения новых классов линий на базе кабелей из витых пар и разработки специализированной элементной базы для формирования терминального интерфейса таких линий. Рассмотрены известные решения этой задачи на базе классических и модернизированных вилок модульных разъемов, а также медножильных пигтейлов. Приведены примеры реализации оконцевателей вилок и средств крепления корпусов к линейному кабелю.

Один из трендов эволюционного развития архитектурных объектов общественного назначения − быстрые темпы их превращения в так называемое интеллектуальное здание [1]. Фактически информационно-телекоммуникационная система (ИТС) становится таким же обязательным компонентом современного здания, как водопровод, электроснабжение, вентиляция и иные классические инженерные системы.

ИТС строится на основании проверенной временем модели открытых систем. Ее физический уровень может быть реализован по-разному. Например, с помощью технических средств беспроводной связи радио- и оптического диапазона или передачи сигналов по силовой проводке. Тем не менее в реалиях сегодняшнего дня в основной массе случаев для этого используются линии структурированной кабельной системы.

Структурно ИТС интеллектуального здания общественного назначения имеет вид классической пирамиды, имея, однако, существенные отличия от типовой структуры обычных офисов. Наиболее значимые особенности заключаются в следующем:
число отдельных подсистем (к телефонной сети и ЛВС добавляются системы видеонаблюдения, контроля доступа, управления инженерным обеспечением и т.д.);
"верхнее" размещение большинства вновь вводимых терминальных сетевых устройств различного назначения, совокупность которых образует так называемый цифровой потолок.
Последняя особенность оказывает значимое влия­ние на построение физического уровня ИТС.

Особенности подключения к ИТС устройств "цифрового потолка"
Типичное терминальное оборудование "цифрового потолка" из соображений унификации с остальными IP-устройствами и сокращения времени разработки снабжается типовым интерфейсом Ethernet обычно типа 10/100 Base-T. Выбор именно этого типа определяется тем, что:
оборудование данной разновидности независимо от его назначения создает относительно невысокую нагрузку на ИТС и его нормальная работоспособность обеспечивается при скоростях информационного обмена максимум в 20–30 Мбит/с даже при пиковых нагрузках;
применение медножильных трактов позволяет организовать питание по технологии группы РоЕ [2].

Терминальное оборудование "цифрового потолка" не обслуживает рядового пользователя ИТС. Поэтому оно статично с точки зрения места эксплуатации на протяжении всего своего жизненного цикла, что делает излишним его подключение к ИТС по схеме с использованием для этого информационной розетки и коммутационного шнура. Вместо того используется более простая, дешевая и надежная прямая установка вилки на линейный кабель с последующим непосредственным включением в сетевой порт терминального устройства.

При этом на противоположном конце линии сохраняется обычная для ИТС конфигурация: линейный кабель сначала заводится на коммутационную панель, а от нее шнуром соединяется с коммутатором локальной сети.

Структура линии, соответствующая рассмотренной схеме подключения, изображена на рис.1. Там же показан классический простой (двухконнекторный) кабельный тракт офисной СКС. Сравнение этих объектов показывает высокую степень их сходства и возможность обращения к однотипной элементной базе при реализации.

Стационарная часть нижнего на схеме рис.1 тракта ранее называлась линией типа direct connection, причем в англоязычной литературе часто использовалось сокращение DC-link. С учетом того, что аббревиатура DC уже давно "занята" постоянным током, в современных нормативных документах для обозначения таких объектов применяется аббревиатура MPTL (от англ. – Modular Plug Terminated Link).

Необходимость разработки специальных компонентов для реализации терминального интерфейса линий MPTL
Необходимость разработки специализированной элементной базы для построения линий MPTL определяется комплексом экономических и технических причин.
Экономическая основа принятия решения о разработке лежит в отмеченном нами ранее факте частичной утери классической структурированной проводкой стоимостной привлекательности [3]. Ее можно восстановить внедрением новых специализированных решений.

В процессе монтажа линии MPTL на жесткий инсталляционный горизонтальный кабель вполне может быть установлена вилка с соответствующей конструкцией пирсингового контакта. При этом сам монтаж является типовой процедурой, основные требования к которой даже содержались в первых редакциях стандартов СКС.

Самостоятельное изготовление шнуров на объек­те не приносит монтажной компании сколь-нибудь заметного финансового выигрыша, а достижение нужного качества при этом проблематично. Хорошее доказательство справедливости последнего утверждения: основная масса производителей СКС сегодня не сертифицирует кабельные системы со шнурами полевой сборки или по крайней мере настоятельно не рекомендует их применения.

Сложность качественной установки вилки заметно возрастает у оборудования категории 6 и выше, которое должно применяться во многих современных проектах.
Возникающая дилемма решается введением в штатный состав кабельной системы новых компонентов, которые свободны от указанного недостатка. За основу берется факт того, что линии MPTL по количеству не могут превзойти число линий, непосредственно обслуживающих пользователей ИТС и предназначенных для подключения рабочих станций ЛВС и телефонов. Поэтому смысл в разработке соединителя отдельного типа пропадает.
Отрасль пока не выработала единую конструкцию подобного изделия, которая наиболее пригодна для формирования терминального интерфейса MPTL. Далее рассматриваются известные варианты решения этой задачи.

Модернизация классической вилки
Основная проблема установки вилки модульного разъема на линейный кабель – сложность выравнивания отдельных проводов при допустимом нарушении заводской свивки витой пары на длине максимум 10 мм (см. рис.2). Это в немалой степени определяется применяемыми в конструкции классической вилки модульного дизайна глухими гнездами направляющих каналов в сочетании с необходимостью реверса проводов второй пары (схема 568В) при охвате первой пары для обеспечения совместимости с телефонной раскладкой USOC.

Способ решения этой задачи − отказ от глухих гнезд в пользу открытых. Одновременно самой технологией установки достигается предельное уменьшение длины нарушения фабричной скрутки отдельных витых пар: в процессе армирования кабеля вилка фактически "натягивается" на него. Изделия, реализующие этот принцип, известны под торговой маркой EZ-RJ45, а их конструктивная идея в схематической форме показана на рис.3.

Сильной стороной технологии, кроме радикального решения проблемы выравнивания концов проводов, становится более чем двойное относительно нормативного уменьшение длины нарушения фабричной скрутки, что благоприятно сказывается на качестве формируемого соединения и обеспечивает при необходимости характеристики категории 6. Главный недостаток − необходимость применения специального обжимного инструмента, который дополнительно обрезает избыток проводов.

Технология EZ-RJ45 достаточно популярна в США, в России реализующие ее вилки в составе системного решения СКС предлагаются компанией Eurolan.

Отказ от пирсингового контакта
Наиболее популярный подход к решению задачи обеспечения высококачественной полевой установки вилки на линейный кабель − отказ от контакта пирсингового типа в пользу типа IDC [4]. В рамках его реализации вилку полевого оконцевания конструктивно исполняют по комбинированной схеме. Передняя часть с защелкой и контактной группой остается неизменной, а заднюю часть образует пристыкованный к корпусу оконцеватель разрезного типа, выполненный по образцу розеточных модулей. Необходимость применения разрезного варианта оконцевателя диктуется шириной корпуса вилки и дает возможность сократить ее общую длину.

Группа контактов оконцевателя может быть ориен­тирована перпендикулярно продольной оси вилки или же располагаться соосно ей (рис.4). Для досылки проводов в IDC-контакты при установке вилки на кабель может применяться однопроводный ударный инструмент или же толкатели подвижных защитных крышек, которые обычно выполнены как интегральная составная часть корпуса и совершают угловой поворот на оси (вилка FM-45 компании Reichle&De-Massari).

В вилках классической конструкции кабель надежно удерживается в корпусе за счет наличия клинового фиксатора, который является интегральной составной частью его корпуса и переводится в рабочее положение дополнительным толкателем технологического инструмента в момент подключения проводов к пирсинговым контактам. В вилках с IDC-оконцевателем такой клин отсутствует и приходится применять иные технические решения. В качестве таковых выступают:
  • дополнительный пластиковый хомут;
  • раскладной хвостовик, который плотно охватывает оболочку кабеля в сложенном состоянии;
  • зажим цангового типа.

Два последних варианта в схематической форме показаны на рис.5.

Схема на основе оконцевателя-вставки
Оконцеватель может быть выполнен как отдельный элемент, взаимодействующий с остальными компонентами вилки через дополнительные технологические контакты ленточного или штыревого типа. Впервые данная схема была применена в серийной продукции еще в середине 90-х годов прошлого столетия. В нашей стране стала известна благодаря системе АСО компании АМР.

Съемные оконцеватели второго поколения отличаются наличием подвижных IDC-контактов. Ключевой элемент оконцевателя выполнен в виде корпуса-вставки, имеющего форму параллепипеда со скругленными гранями. В торцевой поверхности корпуса сформированы индивидуальные направляющие каналы для проводов витых пар, которые при подключении остаются неподвижными. IDC-контакты в процессе рабочего хода скользят по соответствующим направляющим.

Подачу ножей контактов в рабочее положение осуществляют с помощью специализированного технологического приспособления, при необходимости установку вполне можно выполнить обычными пассатижами.

После подключения проводов оконцеватель вдвигается в соответствующее гнездо корпуса вилки (рис.6).

Применяется как "верхняя" схема (немецкая система Easylan), так и "задняя" (система IBDN компании Belden). Передача сигналов осуществляется через ленточные контакты на боковой поверхности корпуса вставки в первом случае и по печатным контактам на технологическом выступе по образцу упомянутой системы АСО во втором.

Использование монтажного шнура
Технология монтажного шнура продвигается компанией Commscope в составе СКС Systimax под торговой маркой Ceiling Connector. В данном случае проблема получения необходимых качественных показателей вилки решается ее установкой на кабель в заводских условиях, а получившийся монтажный шнур длиной 45 см (18 дюймов) соединяется с линейным кабелем через проходной I-адаптер с неразрезным оконцевателем типа 110.

Решение Ceiling Connector может рассматриваться как адаптация на медножильную часть СКС принципов монтажа, широко распространенных в оптической подсистеме. Техническая возможность обращения к подобному решению обоснована тем, что I-адаптер монтажного шнура допустимо рассматривать как соединитель опцио­нальной консолидационной точки горизонтальной подсистемы.

Некоторое ухудшение параметров линии, вызванное появлением дополнительного адаптера, в данном случае несущественно. Это определяется тем, что:
терминальные устройства "цифрового потолка", за исключением точек радиодоступа, не предъявляют жестких требований в части минимальной скорости передачи данных;
характеристики самого адаптера Ceiling Connector рассчитаны на его эксплуатацию в составе кабельных трактов категории 6А.

Учет стесненных условий эксплуатации
Характерная особенность устройств "цифрового потолка" – высокая вероятность их установки в условиях отсутствия большого свободного пространства перед интерфейсной розеткой. Эта особенность учитывается при конструировании элементов оконцевания линейных кабелей тем, что:
  • производитель (например, компания Harting) предлагает наряду с линейными вилками, также их угловые (обычно 90⁰-ные) варианты (рис.8);
  • возможность реализации монтажного шнура адаптера Ceiling Connector на кабеле с многопроволочными жилами;
  • вилка монтажного шнура, подключаемого к проходному адаптеру Ceiling Connector, не имеет гибкого хвостовика, что значимо уменьшает допустимый радиус поворота кабеля.

Выводы
Промышленность сегодня предлагает большой ассортимент технических средств по формированию терминального интерфейса линий MPTL.
Подавляющее большинство элементов формирования интерфейса реализовано на основе модернизированных вилок модульных разъемов.

Модернизация вилок сводится преимущественно к переходу на IDC-контакты оконцевателя, внедрению элементов фиксации корпуса на оболочке кабеля и обеспечению возможности безинструментального монтажа.

За счет изначальной ориентации элементов оконцевания на высокие категории элементной базы решается задача поддержки дистанционного питания по технологии РоЕ.

ЛИТЕРАТУРА
Челышков П.Д., Семенов А.Б. Влияние "умного" города на телекоммуникации // Вестник связи. 2019. № 11. С. 9–12.
Семенов А.Б. Эволюция дистанционного питания // Журнал сетевых решений LAN. 2015. № 10. С. 51–55.
Семенов А. Системные изменения в современных СКС // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2020. № 3(88). С. 16–21.
Семенов А.Б. Вилки полевой установки // Журнал сетевых решений LAN. 2017. № 12. С. 36–40.
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art