Miten ja miksi valitaan oikea kaapeli- ja liitinkategoria parikaapeloinnissa?
Kuuntele artikkeli
Parikaapeloinnin suunnitteluvaiheessa on tehtävä päätös siitä, mikä kaapeli- ja liitinkategoria valitaan ja käytetäänkö suojattua vai suojaamatonta kaapelointia. Tällöin suunnittelijan on syytä selvittää tarkoin kaikki asiat, jotka vaikuttavat päätökseen ja myös kaikki ne asiat, jotka päätöksestä seuraavat.
Päätös ei saa perustua mielikuviin tai ”näin on tehty ennenkin” -periaatteeseen. Päämääränä on aina oltava käyttöympäristössään luotettavasti toimiva ja vaaditun suorituskykyluokan täyttävä parikaapelointi. On osattava tunnistaa eri kiinteistöjen hyvinkin erilaiset vaatimukset ja reunaehdot, jotka riippuvat muun muassa kiinteistön tyypistä ja käyttötarkoituksesta.
Parikaapeloinnin suorituskykyä koskevat minimivaatimukset on määritelty yleiskaapeloinnin standardisarjassa EN 50173 ja Liikenne- ja viestintäviraston määräyksessä 65. Vaikka määräys 65 koskee sisäverkkoja kaikissa kiinteistöissä ja tiloissa – lukuun ottamatta datakeskuksia – siinä esitetään parikaapeloinnin tarkat ja yksityiskohtaiset vaatimukset vain asuinkiinteistöille. Muissa kiinteistöissä noudatetaan siis ensisijaisesti standardisarjaa EN 50173.
Valinta suojaamattoman ja suojatun kaapeloinnin välillä on standardisarjassa EN 50173 ja myös määräyksessä 65 jätetty pitkälti suunnittelijan tehtäväksi. Kategoriasta 7 ylöspäin on suojattu rakenne käytännössä kuitenkin ainoa vaihtoehto.
Parikaapeloinnin suorituskykyä ja suojausrakennetta määriteltäessä on suunnittelijan kyettävä löytämään optimaalinen ja riittävän suorituskykyinen vaihtoehto kussakin tilanteessa. Nämä tilanteet vaihtelevat ainakin seuraavien seikkojen mukaan:
• ehdottomat minimivaatimukset (Määräys 65, standardit)
• kiinteistön tyyppi ja käyttötarkoitus sekä näistä seuraavat tietoliikennepalveluja koskevat tarpeet ja tuettavat sovellukset
• optinen kaapelointi ensisijaisena vaihtoehtona
• johtoteiden asettamat mahdollisuudet ja rajoitukset
• PoE-syötön tavoitteet kiinteistössä
• asennetun kaapeloinnin ympäristöluokka (MICE)
sekä
• fyysinen tietoturva.
KATEGORIA ILMOITTAA suorituskyvyn. Nelipariset kaapelit on jaettu niiden siirtoteknisen suorituskyvyn ja ylärajataajuuden perusteella kategorioihin 5, 6, 6A, 7, 7A, 8.1 ja 8.2. Tietyllä parikaapelin kategorialla on saavutettavissa tietty kaapeloinnin (eli pysyvän siirtotien ja kanavan) suorituskyky edellyttäen, että myös liittimet (ja kanavien kytkentäkaapelit) ovat samaa kategoriaa, standardeissa määriteltyjä maksimipituuksia ei ylitetä ja asennus tehdään asianmukaisella ammattitaidolla ja ohjeiden mukaisesti. Asennetun kaapeloinnin suorituskyky ilmoitetaan luokkana. Mahdolliset luokat ovat D, E, EA, F, FA, I ja II.
Kaapelien ja liittimien kategorioilla ja asennetun kaapeloinnin luokilla on edellä mainituin ehdoin toimiva vastaavuus, mutta kategoria ja luokka eivät ole sama asia. Kategoriat koskevat pelkkiä kaapeleita tai liittimiä ennen asennusta ja luokat koskevat asennettua kaapelointia, jossa ovat mukana myös kaapeloinnin mitoituksen ja asennuksen vaikutukset kokonaisuuteen.
Kaapeloinnin luokka on tärkeä käsite, koska kaapeloinnin tukema tietoliikennesovellus riippuu juuri kaapeloinnin luokasta. Taulukossa 2 on esitetty yleisimpien parikaapelisovellusten minimivaatimuksina olevat kaapeloinnin luokat ja vastaavat komponenttikategoriat.
SUOJAAMATTOMAN PARIKAAPELIN häiriösuojaus on vain parikierron ja parien symmetrian varassa. Hyvälaatuisilla suojaamattomilla kaapeleilla on kuitenkin saavutettavissa riittävä suojaus kategoriaan 6 tai jopa 6A saakka MICE-luokituksen mukaisessa enintään luokan E1 sähkömagneettisessa ympäristössä.
Parikaapelin häiriösuojausta voidaan parantaa erilaisilla metallisilla suojausrakenteilla. Tällöin puhutaan suojatusta kaapelista. Suoja tasaa ympäristöstä kaapeliin kytkeytyviä jännitteitä ja johtaa ympäristöstä kaapeliin kytkeytyviä virtoja maapotentiaaliin sekä suojaa paria tai pareja myös suurtaajuiselta sähkömagneettiselta säteilyltä. Suoja toimii myös toiseen suuntaan eli rajoittaa kaapelista aiheutuvia kapasitiivisia, johtuvia ja säteileviä häiriöitä. Metallisuoja ei kuitenkaan estä magneettikenttää tunkeutumasta sisäänsä, ellei se ole valmistettu magneettisia ominaisuuksia sisältävästä metallista, kuten μ-metallista.
Suojattu kaapeli voi olla varustettu:
• vain yhteisellä suojalla (F/UTP, S/UTP tai SF/UTP),
• vain parisuojilla (U/FTP) tai
• sekä yhteisellä suojalla että parisuojilla (F/FTP, S/ FTP tai SF/FTP).
Yhteisellä suojalla tarkoitetaan kaapelisydämen ympärillä olevaa kaikille pareille yhteistä metallisuojaa. Tämä on toteutettu yleensä muovivahvisteisella alumiininauhalla eli foliolla, joka on pituussuuntainen ja limitetty peiton varmistamiseksi.
Kaapelissa on myös eristämätön maadoitusjohdin, jonka tulee olla kosketuksessa folion metallipintaan. Kaapelin yhteistä suojausta voidaan tehostaa ja rakennetta vahvistaa tinatulla kuparilankapalmikolla (esimerkiksi SF/UTP, SF/FTP), joka on foliosuojan päällä. Kuparilankapalmikon on koostuttava tinatuista langoista, jotta metallien kesken ei tapahtuisi sähkökemiallisia ilmiöitä. Palmikko parantaa häiriösuojausta varsinkin pienillä taajuuksilla ja lisää myös kaapelin mekaanista lujuutta.
Parisuojalla tarkoitetaan kaapelin yksittäisen parin ympärillä olevaa metallisuojaa. Parisuojatussa kaapelissa jokainen pari on siis erikseen suojattu metallinauhasuojalla. Suojilla on yhteinen maadoituslanka. Parisuojatussa kaapelissa voi lisäksi olla yhteinen suoja: folio, palmikko tai niiden yhdistelmä.
Kategorian 5, 6 ja 6A kaapelit voivat suojausrakenteeltaan olla mitä tahansa yllä mainituista (esim. U/ UTP, F/UTP, U/FTP, F/FTP, S/FTP tai SF/FTP). Kategorian 8.1 kaapeli voi olla yhteisellä suojalla, parisuojilla tai molemmilla varustettu (esim. F/UTP, U/FTP, F/FTP, S/FTP tai SF/FTP) ja kategorian 7, 7A ja 8.2 kaapelit ovat aina sekä yhteisellä suojalla että parisuojilla varustettuja (F/FTP, S/FTP tai SF/FTP).
YLEISIMMÄT KATEGORIAT uusissa asennuksissa ovat nykyään 6 ja 6A. Jonkin verran asennetaan myös kategorian 7 kaapeleita. Kategoria 7A on harvinainen, samoin kategoriat 8.1 ja 8.2. Hyvin vanhoissa asennuksissa voi esiintyä vielä myös kategorian 5 tai 5e kaapeleita. Jäljempänä tässä artikkelissa esitetään näkökohtia eri kategorioiden valinnoista erityyppisissä kiinteistöissä ja tiloissa. Ensin tarkastellaan kuitenkin eri kategorioiden välisiä eroja ja painotutaan kategorioihin 6 ja 6A.
Merkittävin ero eri kategorioiden välillä on luonnollisesti niiden siirtotekninen suorituskyky lukuisine parametreineen ja ylärajataajuus. Nämä tekijät määräävät sen, mikä kaapeloinnin luokka on saavutettavissa ja mitkä tietoliikennesovellukset näin ollen ovat tuettavissa.
Eri kategorioihin liittyy kuitenkin myös asennettavuuteen, liitettävyyteen, PoE-ominaisuuksiin ja testausvaatimuksiin liittyviä eroja.
NÄKYVIN ERO eri kategorioiden kaapeleiden välillä on kaapelin halkaisijoiden ero. Kategorian 6A kaapeli on paksumpaa kuin kategorian 6 kaapeli ja kategorioiden 7 ja 7A kaapelit ovat paksumpia kuin kategorian 6A kaapeli. Kategorianumeron kasvaessa kaapelin vaimennusvaatimus kiristyy ja tämä johtaa suurempaan johdinhalkaisijaan ja samalla myös kaapelin ulkohalkaisijan kasvamiseen. Kaapelin ulkohalkaisijaan vaikuttaa myös se, onko kaapelissa metallisia suojarakenteita ja millaisia ne ovat.
Merkittävä seikka siirryttäessä kategoriasta 6 kategoriaan 6A on vierasylikuuluminen (alien crosstalk, AXT). AXT-vaatimukset koskevat kaikkia parikaapeleita kategoriasta 6A ylöspäin. Suojaamattomassa kaapelissa näiden vaatimusten täyttyminen edellyttää kaapelissa sellaisia rakenteita, jotka väistämättä paksuntavat kaapelia. Näillä rakenteilla pyritään kasvattamaan vierekkäisten kaapeleiden parien välistä etäisyyttä. Valmistajasta riippuen suojaamaton kategorian 6A kaapeli voi olla jopa paksumpi kuin suojattu saman kategorian kaapeli.
Yleisesti voidaan todeta, että kategorian 6A kaapelit ovat halkaisijaltaan 10 …30 % paksumpia kuin kategorian 6 kaapelit. Tämä tarkoittaa, että kategorian 6A kaapelit varaavat johtoteillä 20…70 % suuremman poikkipinta-alan kuin kategorian 6 kaapelit. Paksumpi kaapeli on aina myös jäykempää ja sen minimitaivutussäde on vastaavasti suurempi kuin ohuemman kaapelin. Minimitaivutussäde on suoraan verrannollinen kaapelin halkaisijaan. Jos kaapelin halkaisija on D, minimitaivutussäde on kertataivutuksessa 4 x D ja vedon aikana 8 x D.
KATEGORIAN VALINTA vaikuttaa myös käytettävissä oleviin liitintyyppeihin. Perinteinen RJ45-liitin on käytössä vain kategoriaan 6A saakka sekä lisäksi kategoriassa 8.1. Kategorioiden 7, 7A ja 8.2 liitintyypit ovat GG45, ARJ45 ja Tera. Näistä kaksi ensin mainittua ovat vain osittain yhteensopivia RJ45-liittimienkanssa ja Tera ei lainkaan.
AXT-ominaisuuksien sisältyminen suorituskykyyn kategoriasta 6A ylöspäin tarkoittaa myös sitä, että asennetun kaapeloinnin AXT-vaatimusten eli PSANEXT- ja PSAACR-F-vaatimusten täyttyminen on varmistettava. Varmistamiseen on kaksi vaihtoehtoa: testaus näytteenotoin tai varmistaminen rakenteellisin perustein.
Varmistaminen rakenteellisin perustein tarkoittaa, että AXT-vaatimusten voidaan katsoa täyttyvän kaapelin rakenteen perusteella ja ilman testauksia. Tämä vaihtoehto on käytettävissä kuitenkin vain suojatuille kaapeloinneille. Jos siis kaapeloinnissa on käytetty suojaamatonta kategorian 6A kaapelia, vain testaus on standardinmukainen tapa varmistua AXT-vaatimusten täyttymisestä. Testauksen näytteenoton periaatteet on määritelty standardeissa ja testaus on hyvin työlästä ja aikaa vievää.
POE-SYÖTÖSSÄ KAAPELIN johtimen halkaisijalla on merkitystä, koska johtimen tasavirtaresistanssi on sitä pienempi, mitä suurempi on johdinhalkaisija. Pienempi resistanssi puolestaan mahdollistaa pienemmät tehohäviöt ja siis vähemmän johtimen ja koko kaapelin lämpenemistä. Lämmön haihtumiseen kaapelista vaikuttavat puolestaan kaapelin ulkohalkaisija ja kaapelin rakenne. Paksumman kaapelin lämmönhaihdutuspinta-ala on suurempi, joten se jäähtyy paremmin kuin ohuempi kaapeli. PoE:n kannalta ylempi kategoria on siis alempaa kategoriaa energiatehokkaampi.
Koska ylemmän kategorian kaapeli lämpenee vähemmän PoE-virran vaikutuksesta, sen vaimennuskin kasvaa kohonneen lämpötilan vuoksi vähemmän kuin alemman kategorian vaimennus, joka jo kategoriankin vuoksi on suurempi. Laajamittaisessa PoE-käytössä ylemmän kategorian kaapeli rajoittaa saavutettavaa kaapelointipituutta vähemmän kuin alemman kategorian kaapeli.
Lämmön haihtumista ja tasaantumista edistävät lisäksi metalliset suojausrakenteet. Suojattu kaapeli lämpenee siis vähemmän kuin johdinhalkaisijaltaan samanlainen suojaamaton kaapeli.
Pääsääntö on, että ylempi kategoria täyttää aina kaikki alempien kategorioiden vaatimukset. On kuitenkin yksi poikkeus ja se koskee kategoriaa 8.1, joka ei täytä kategorioiden 7 ja 7A vaatimuksia. Tämä johtuu siitä, että kategorian 8.1 vaatimukset ovat taajuuteen 500 MHZ samat kuin kategorian 6A ja siis lievemmät kuin kategorian 7 ja 7A vaatimukset. Kategoria 8.1 onkin ikään kuin taajuusalueeltaan taajuuteen 2 000 MHz asti laajennettu kategoria 6A. Kategoria 8.2 on puolestaan ikään kuin taajuusalueeltaan taajuuteen 2 000 MHz laajennettu kategoria 7A. Näin ollen se täyttää kaikkien alempien kategorioiden vaatimukset.
Kategorian valinta eri kiinteistötyypeissä
matkaa neliparisessa kaapelissa.
TOIMITILAKIINTEISTÖT
Standardissa EN 50173-2 on määritelty toimitilakiinteistön kerroskaapeloinnin suorituskyvyn vähimmäisvaatimukseksi luokka EA. Luokan E kerroskaapelointi ei sen sijaan täytä standardin EN 50173-2 kaapeloinnille asettamia elinkaarivaatimuksia. Kaapelointi toteutetaan siis vähintään kategorian 6A kaapeleilla ja liittämistarvikkeilla. Luokan EA parikaapelointi tukee siirtonopeutta 10 Gbit/s kanavapituudella 100 m. Se tukee myös PoE-syöttöä kanavapituudella 100 m ja kaikilla PoE-standardin teholuokilla. Suojaamatonta ja suojattua kaapelointia koskevaa pohdintaa on esitetty jäljempänä tässä artikkelissa.
Jos kerroskaapeloinnissa tarvitaan laajamittaisesti suurempaa nopeutta kuin 10 Gbit/s, on syytä harkita optista kuitua. Tällöin voivat vaihtoehtoina olla esimerkiksi POL (Passive Optical LAN) tai FTTO (Fibre To The Office), joissa kuitu tuodaan optiseen tietoliikennerasiaan tai keskityskohtaan. Tällöin optiseen kaapelointiin liitetystä pienestä aktiivilaitteesta on vain lyhyt kuparikaapelointi päätelaitteelle. Laajamittainen kerroskaapelointi kategorian 7A, 8.1 tai 8.2 kaapeleilla tekee kaapeloinnin melko raskaaksi ja vaatii johtoteiltä paljon tilaa. Pysyvän siirtotien pituutta 90 m ei myöskään saavuteta nopeuksilla 25 Gbit/s tai 40 Gbit/s.
Tulevaisuutta ajatellen on hyvä tietää, että kategorian 6A kaapeli tukee myös yksiparisen Ethernetin (SPE) nopeutta 10 Mbit/s eli sovellusta 10BASE-T1 kanavapituudella 100 m, kun käytetään neliparista kaapelia osittain neljän yksiparisen kaapeloinnin toteuttamiseen.
Neliparisen kaapelin jakamiseksi neljään yksipariseen kaapeliin on olemassa komponentteja. Tällainen komponentti toimii yksiparisen kaapeloinnin keskityskohtana. Yksipariseen kaapelointiin voidaan varautua jo etukäteenkin asentamalla keskityskohtaan yksi tai useampi neliparinen kategorian 6A kaapeli myös tulevaa yksiparista talotekniikka-, automaatio- ja IoT-kaapelointia varten.
ASUINKIINTEISTÖT
Asuinkiinteistöjen parikaapeloinnin vaatimukset on yksityiskohtaisesti esitetty Liikenne- ja viestintäviraston määräyksessä 65 ja niitä määriteltäessä on tarkkaan harkittu eri näkökohtia. Määräyksen mukainen parikaapeleiden minimivaatimus on kategoria 6 sekä alue- ja nousu- että kotikaapeloinnissa. Aluekaapeloinnissa tosin on myös telekaapeli sallittu.
Kategorian 6 kaapeleilla ja liittämistarvikkeilla voidaan toteuttaa luokan E parikaapelointeja, jotka tukevat siirtonopeutta 1 Gbit/s kanavapituudella 100 m. Jos runkokaapeloinnissa tarvitaan suurempaa nopeutta, voidaan käyttää kiinteistön optista kaapelointia. Neljän OS2-kuidun optinen alue- ja nousukaapelointi on määräyksen mukaan pakollinen. Sen sijaan parikaapelointi ei ole pakollinen alue- ja nousukaapeloinnissa, jos kohteeseen on todennettavasti saatavana FTTH-liittymiä.
Edellä mainitut asiat huomioon ottaen on tuskin tarvetta asentaa alue- ja nousukaapelointiin ylemmän kategorian kaapelia kuin kategoria 6. Kotikaapeloinnissa sen sijaan voi tulevaisuudessa olla tarvetta esimerkiksi kategorian 6A kaapelointiin, jotta optisesta verkosta saatavat yli 1 Gbit/s nopeudet saada myös kotijakamosta huoneisiin.
Jos jostain syystä päädytään asentamaan kategorian 6A kaapelia asuinkiinteistöön, on syytä tiedostaa kategorian 6A erot kategorian 6 kaapeliin nähden. Varsinkin asennustekniset ja testausvaatimuksiin liittyvät seikat on syytä ymmärtää ja ottaa huomioon. Näitä ovat:
• kategorian 6A kaapelin 10…30 % suurempi halkaisija ja vastaavasti 10…30 % suurempi taivutussäde,
• kategorian 6A kaapelin varaama 20…70 % suurempi poikkipinta-ala johtoteillä,
• johtoteiden suuremmat taivutussäteet (esimerkiksi kotikaapeloinnissa),
• AXT-vaatimusten huomioonottaminen: testaus (suojaamattoman kaapelin tapauksessa) tai rakenteellisin perustein (suojatun kaapelin tapauksessa).
On myös huomattava, että määräyksen 65 soveltamisohjeen (MPS) johtotiemitoitusten lähtökohtana on kategorian 6 parikaapelin käyttö. Kategorian 6A tapauksessa onkin syytä ennalta varmistaa, että suunniteltu kaapelimäärä (mukaan lukien mahdollinen antennikaapeli) on asennettavissa käytettävissä olevaan asennusputkeen (esimerkiksi JM20 tai JM25).
DATAKESKUKSET
Standardissa EN 50173-5 on määritelty datakeskusten vyöhykekaapeloinnin suorituskyvyn vähimmäisvaatimukseksi luokka EA. Kaapelointi toteutetaan siis vähintään kategorian 6A kaapeleilla ja liittämistarvikkeilla. Luokan EA parikaapelointi tukee siirtonopeutta 10 Gbit/s kanavapituudella 100 m. Suojaamatonta ja suojattua kaapelointia koskevaa pohdintaa on esitetty jäljempänä tässä artikkelissa.
Standardi EN 50173-5 määrittelee datakeskuksen parikaapelointiin myös luokat F, FA, I ja II. Nämä ovat toteutettavissa vastaavasti kategorioiden 7, 7A, 8.1 ja 8.2 komponenteilla. Luokat F ja FA ovat tietyllä tavalla väliinputoajia, koska ei ole mitään standardoitua ICT-sovellusta, joille jokin näistä luokista olisi minimivaatimus. Luokka EA tukee nopeutta 10 Gbit/s, mutta nopeudet 25 Gbit/s ja 40 Gbit/s edellyttävät joko luokan I tai II parikaapelointia. Tietyin edellytyksin parikaapelointi kategorian 7A komponenteilla tosin tukee nopeutta 25 Gbit/s kanavapituudella 30 m. Suorituskyky tulee tällöin varmistaa taajuuteen 1250 MHz saakka eli yli luokan FA yläraajataajuuden (1000 MHz).
Parikaapeloinnin luokat I ja II tukevat nopeuksia 25 Gbit/s ja 40 Gbit/s kanavapituuteen 30 m saakka. Pysyvän siirtotien maksimipituus on 26 m. Näin ollen kytkentäkaapeleiden yhteenlasketuksi maksimipituudeksi jää 4 m. Kaapeloinnissa saa olla vain kaksi liitosta eli yksi kummassakin päässä. Luokka I on minimivaatimus molemmille nopeuksille, mutta luokka II antaa suuremmat marginaalit etenkin parien välisessä ylikuulumisessa.
40 Gbit/s Ethernet parikaapeloinnissa eli 40GBASE-T ei näytä tulevan omaksutuksi käyttöön lainkaan. Sen sijaan 25 Gbit/s Ethernet eli 25GBASE-T on markkinakelpoisempi, ja sille on nähtävissä jonkinlainen rooli datakeskuksissa. Tällöin tarvitaan myös luokan I ja II parikaapelointeja. Luokkien I ja II käyttöä rajoittavat kuitenkin perinteistä parikaapelointia lyhyemmät kaapelointipituudet (kanava 30 m, pysyvä siirtotie 26 m). Niille parhaiten soveltuvia käyttökohteita ovat tämän vuoksi vyöhykekaapelointi End-of-Row tai Middle-of-Row -topologian mukaisissa verkoissa sekä kaappien sisäiset kaapeloinnit esimerkiksi Top-of-Rack-topologian mukaisissa verkoissa.
NÄKÖKOHTIA MUISTA KIINTEISTÖISTÄ
Kouluissa, sairaaloissa, pankeissa ja muissa erityiskäyttöön tarkoitetuissa kiinteistöissä kategorian valinnan peruslähtökohtana voidaan pitää samoja periaatteita kuin toimitilakiinteistöissä yleensäkin. Parikaapelin minimisuorituskyky on siis kategoria 6A. Näissä kiinteistöissä on myös jonkin verran käytetty kategorian 7 kaapeleita ja liittimiä lisäämään suorituskyky- ja häiriömarginaalia.
Erityisesti seuraavat näkökohdat on myös syytä ottaa huomioon kategorian valinnassa:
• mahdollisesti yli 10 Gbit/s nopeutta edellyttävät sovellukset,
• optinen kuitu ensisijaisena vaihtoehtona,
• tietoturvavaatimusten vaikutus kaapeloinnin suojausominaisuuksiin,
• sähkömagneettinen ympäristö ja potentiaalintasaus,
• mahdollinen galvaanisen erotuksen tarve (esimerkiksi G2-tilat).
SUOJATTU VAI SUOJAAMATON?
Jokaiselle kategorialle on oma kaapeli- ja liitinstandardinsa ja kategorioissa 5, 6 ja 6A on valittavissa joko suojaamaton tai suojattu rakenne. Kategoriassa 7, 7A, 8.1 ja 8.2 tulevat kyseeseen vain suojatut rakenteet. Sama periaate koskee liittimiä. Standardeissa määritellään parikaapeleiden, parikaapeliliittimien ja asennetun kaapeloinnin häiriösuojausominaisuudet muun muassa seuraavilla parametreillä:
• epäsymmetriavaimennus,
• kytkentävaimennus,
• kytkentäimpedanssi (vain suojatut kaapelit ja liittimet),
• vierasylikuuluminen.
Suorituskyvyltään enintään luokan E kaapeloinneissa voidaan suojaamatonta eli U/UTP-kaapelointia pitää peruslähtökohtana. Luokka E toteutetaan kategorian 6 kaapelein ja liittimin ja tyypillinen tällaisen U/UTP-kaapeloinnin käyttökohde on asuinkiinteistön yleiskaapelointi.
Ennen kategorian 6 U/UTP-kaapeleiden ja liittimien valintaa on kuitenkin syytä ennalta varmistaa seuraavat asiat:
• Yleiskaapeloinnin sähkömagneettinen ympäristö on enintään luokan E1 ympäristö MICE-luokituksen mukaisesti.
• Johtotiet mahdollistavat vähintään standardin EN 50174-2 mukaiset etäisyydet sähköverkon kaapeleihin nähden.
Jos edellä mainitut ehdot eivät täyty, on syytä valita suojatut kategorian 6 komponentit luokan E kaapelointiin. Suojattua luokan E kaapelointia voidaan tietysti käyttää aina muulloinkin, kun harkinnan perusteella tämän katsotaan olevan tarpeellista. Luokan EA kaapelointikin voidaan standardien mukaan toteuttaa suojaamattomana tai suojattuna.
Kategorian 6A suojaamattomille ja suojatuille komponenteille on omat eurooppalaiset standardinsa. Suojaamattomassa kaapeloinnissa häiriöriskit kuitenkin kasvavat huomattavasti luokkaan E nähden. Tähän on kolme pääsyytä, jotka ovat seuraavat:
• Luokan EA ylärajataajuus on 500 MHz, mikä on kaksinkertainen luokan E ylärajataajuuteen 250 MHz nähden.
• Luokan EA tukema sovellus 10GBase-T on huomattavasti herkempi häiriöille kuin luokan E vaativin sovellus 1000Base-T.
• Luokan EA kaapeloinnissa on parikaapelin sisäisten ylikuulumisten lisäksi hallittava myös kaapeleiden välinen ylikuuluminen eli vierasylikuuluminen (alien crosstalk, AXT).
Standardinmukaisia suojaamattomia luokan EA järjestelmiä on kuitenkin markkinoilla, ja oikeinasennettuna ja testauksin varmistettuna tällaiset järjestelmät myös toimivat luokan EA mukaisesti.
Suojatulla kaapeloinnilla on kuitenkin savutettavissa suojaamatonta suurempi häiriömarginaali.
Suojatun kaapeloinnin kytkentävaimennus (Ac) muodostuu epäsymmetriavaimennuksen (Au) ja suojausvaimennuksen (As) summana. Suojaamattomalla kaapelilla ei ole lainkaan suojausvaimennusta ja kytkentävaimennus on pelkästään symmetrian varassa. Esimerkiksi U/UTP-kaapelilla on tyypillisesti saavutettavissa 40…55 dB kytkentävaimennus (100 MHz). U/FTP-kaapelilla voidaan saavuttaa 60…75 dB ja SF/FTP-kaapelilla jopa yli 85 dB kytkentävaimennus (100 MHz).
Luokan EA suojattuun kaapelointiin on parisuojattu rakenne U/FTP monin tavoin optimaalinen vaihtoehto. Hyvän häiriösuojauksen lisäksi saavutetaan tällöin myös hyvät ylikuulumisominaisuudet. Tämä koskee sekä kaapelin sisäistä ylikuulumista että vierasylikuulumista. Sen sijaan esimerkiksi F/UTP-rakenteella ei helposti saavuteta yhtä hyviä ja stabiileja kaapelin sisäisiä ylikuulumisominaisuuksia.
Kategorian 6A F/FTP- tai SF/FTP-rakenteet ovat usein ainakin toimistoympäristöön suojaukseltaan ylimitoitettuja, mutta niillekin löytyy paljon käyttösovelluksia esim. teollisuudessa, laivoissa, laboratorioissa ja muualla missä MICE-luokituksen mukainen ympäristötekijän E luokka on E2 tai E3.
2,5GBASE-T ja 5GBASE-T
Ethernet-standardissa IEEE 802.3bz määritellään nopeuksilla 2,5 Gbit/s ja 5 Gbit/s toimivat sovellukset 2,5GBASE-T ja 5GBASE-T. Standardin IEEE 802.3bz lähtökohtana on olemassa olevien luokan D ja E kaapelointien käyttömahdollisuus nopeuksiin 2,5 Gbit/s ja 5 Gbit/s. Tarve on lähtenyt WLAN-nopeuksien kehityksestä.
WLAN-nopeudet ovat kasvaneet niin suuriksi, että WLAN-tukiasemien syöttöön ei enää riitä nopeus 1 Gbit/s. Nopeudet 2,5 Gbit/s ja 5 Gbit/s ovat tietynlaisia välinopeuksia nopeuksien 1 Gbit/s ja 10 Gbit/s välissä.
Sovelluksia 2,5GBASE-T ja 5GBASE-T käytettäessä karkea pääsääntö on, että luokka D tukee nopeutta 2,5 Gbit/s ja luokka E tukee nopeutta 5 Gbit/s. Tämä sääntö ei kuitenkaan itsestään selvästi päde kaikissa tapauksissa. Asiaan vaikuttavat muun muassa kaapeloinnin pituus ja samassa kaapelinipussa siirrettävät muut sovellukset.
Tarkemmat kriteerit ja todentamismenetelmät on esitetty asiakirjassa ISO/IEC TR 11801-9904: Guidelines for the use of installed cabling to support 2,5GBASE-T and 5GBASE-T applications. Todentaminen on hyvin monimutkaista ja työlästä. Kaikki uudet WLAN-tukiasemakaapeloinnit onkin aina syytä toteuttaa vähintään luokan EA kaapelointeina ja siten, että asennetaan vähintään kaksi kategorian 6A kaapelia kutakin tukiasemaa kohti.
Käyttökohteet
Parikaapeleita käytetään tyypillisesti seuraavissa käyttökohteissa eri tiloissa ja kiinteistöissä:
• toimitilakiinteistöjen kerroskaapelointi
• muiden erityyppisten tilojen kerroskaapelointi (koulut, sairaalat, pankit, myymälät, hotellit yms.)
• kotien kotikaapelointi
• erityyppisten rakennusten nousukaapelointi (esimerkiksi asuinrakennukset)
• teollisuustilojen kerroskaapelointi
• datakeskustilojen vyöhykekaapelointi
• jakamoiden välinen suora kaapelointi lisäyhteyksiä ja varmistusta varten.
Teksti ja kaaviot: Pekka Koivisto
Kuva: Mikko Käkelä
