© 1995-2022 Компания «Инфосистемы Джет»
Структурированные кабельные системы
Инженерная инфраструктура Инженерная инфраструктура

Главная>Инженерная инфраструктура>Структурированные кабельные системы
Инженерная инфраструктура Тема номера

Структурированные кабельные системы

23.12.1996

Посетителей: 1280

Просмотров: 1203

Время просмотра: 2.3

Целью данной статьи является ознакомление читателя с современным подходом к проектированию кабельных сетей. Этот подход основан на применении структурированных кабельных систем (СКС). В статье анализируются причины, приведшие к появлению СКС, рассматриваются области применения структурированных кабельных систем. В Разд. Структурированные кабельные системы — новый подход к решению проблемы излагаются основные принципы построения СКС, сравниваются различные архитектуры и дается обзор компонент СКС.

 

Кабельные системы вчера и сегодня. Традиционный подход и современные требования.

 

Особенности кабельных систем 1970-х и 1980-х годов

 

В 1970-80-е годы кабельные сети организаций наращивались постепенно. По мере роста численности компьютеров увеличивался объем проводки. Соединения и топология сетей были достаточно простыми: "звезда", "кольцо", "шина".

 

Для создания информационной инфраструктуры ряд фирм использовал свои собственные кабельные системы, такие как IBM Cabling System и DECConnect.

 

Круг пользователей компьютерного и сетевого оборудования фирм IBM и DEC очень широк, поэтому их кабельные системы оказали огромное влияние на развитие кабельной промышленности. С другой стороны, основной целью этих фирм было создание инфраструктуры для функционирования своих вычислительных систем. Поэтому они были замкнуты на своих стандартах и производили оборудование, не удовлетворяющее спецификациям других фирм.

 

Ниже приведены основные особенности применения кабельных систем в 1970-е и 1980-е годы:

 

  • Применение разных кабельных систем для разных приложений;
  • Ориентация ряда фирм на собственные кабельные системы;
  • Преобладание централизованной компьютерной обработки информации;
  • Необходимость передачи только речи и данных;
  • Скорость передачи информации, не превышающая 10 Мбит/сек.

 

Требования к современным кабельным системам

 

В последние годы требования, предъявляемые к кабельным системам, существенно изменились.

 

Современные кабельные системы должны быть хорошо спланированы и тщательно структурированы.

 

Проектирование сетевых проводок может потребовать сбалансированного применения медных и оптических кабелей для экономически эффективного соответствия требованиям сегодняшнего дня и поддержки перспективных приложений, таких как мультимедиа и полномасштабные видеоконференции. В связи с этим, на смену традиционным кабельным технологиям пришли структурированные кабельные системы.

 

Основные предпосылки, приведшие к появлению в 1990-е годы современных структурированных кабельных систем, состоят, на наш взгляд, в следующем.

 

Необходимость интеграции

 

Быстрое развитие новых технологий открыло возможности для передачи различных видов информации с использованием общей коммуникационной среды. Развитие и внедрение совместной передачи речи и данных началось в 80-е годы. Оно базировалось на цифровом подходе и явилось важным этапом в процессе развития технологий совместной передачи различных видов информации. Дальнейшее развитие интеграции систем связи для голоса, данных и видео с различными системами контроля здания усилили необходимость в применении структурированного подхода к кабельным системам. Такой подход должен предоставлять пользователю возможность передачи перечисленных выше видов информации в пределах здания или группы зданий, пользуясь единой структурированной кабельной системой.

 

Потребность в открытой архитектуре

 

В настоящее время существенно возросло требование к открытости кабельных систем. Необходимо обеспечить монтаж и последующее обслуживание и развитие комплексных, стыкующихся со всем сертифицированным оборудованием систем проводки для различных сооружений. Основное средство достижения открытости известно и состоит в следовании общепринятым стандартам.

 

Развитие компьютерных сетей

 

Современная кабельная система должна обеспечивать функционирование компьютерных сетей. В отличие от эпохи централизованной обработки и хранения информации с использованием мэйнфрэймов, современная компьютерная сеть стала частью структуры предприятия, главной магистралью для движения информационных потоков. Локальная сеть обеспечивает подключение персональных компьютеров к файловым серверам и другим источникам данных; она не является отдельной информационной службой, а органически вплетается в структуру организации.

 

Повышение скорости передачи информации

 

Современная кабельная система должна обеспечивать передачу информации со скоростью, превышающей 100 Мбит/сек. В прогнозах развития информатики предполагалось, что тактовая частота микропроцессора в 100 МГц будет достигнута в 1996 году, а скорость передачи в локальной сети 100Мбит/сек — к 2000 г. На самом деле темпы развития локальных сетей оказались гораздо выше прогнозируемых, и обе цифры стали реальностью значительно раньше — уже в 1994 г. Можно предположить, что и дальше скорость передачи в локальных сетях будет возрастать и превысит 100 Мбит/сек; уже сейчас имеются данные, позволяющие говорить о достижении в самое ближайшее время скорости передачи 622 Мбит/сек.

Структурированные кабельные системы — новый подход к решению проблемы

 

Преимущества структурированных кабельных систем над традиционными

 

Неудобства, связанные с применением традиционных технологий, общеизвестны — сложность и дороговизна внесения изменений, малая надежность, высокая зависимость кабельной системы от применяемой сетевой технологии.

 

Неструктурированная кабельная система строится быстрее, но ее гораздо сложнее модернизировать. Неструктурированная проводка для локальных сетей и телефонии сохраняется без переоборудования в течение 3-5 лет, для систем наблюдения и контроля — в течение 2-3 лет. В то же время структурированная система строится основательно, как всякое долговременное сооружение. В структурированную кабельную систему закладывается структурная избыточность, предусматривающая дополнительные рабочие места, возможности перемещения оборудования и персонала. Избыточность СКС требует дополнительного количества кабеля, розеток, кросс-панелей. Однако дополнительные капитальные затраты, необходимые для создания СКС, быстро окупаются в процессе ее эксплуатации. Кроме того, СКС обладают следующими преимуществами:

 

  • Максимальной гибкостью в размещении соответствующего коммуникационного оборудования;
  • СКС дает возможность внедрять новые приложения и технологии, не заботясь об ограничениях, накладываемых традиционными кабельными системами;
  • Применение СКС гарантирует соответствие всех ее компонент международным стандартам;
  • Использование универсальных розеток на рабочих местах позволяет подключать к ним различные виды оборудования.

 

Структурированные кабельные системы — основные понятия

Структурированная кабельная система (СКС) представляет собой иерархическую кабельную систему здания или группы зданий, разделенную на структурные подсистемы. СКС состоит из набора медных и оптических кабелей, кросс-панелей, соединительных шнуров, кабельных разъемов, модульных гнезд, информационных розеток и вспомогательного оборудования. Все перечисленные элементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно определенным правилам.

 

СКС обеспечивает подключение локальной АТС, одновременную работу компьютерной и телефонной сети, охранно-пожарной сигнализации, управление различными инженерными системами зданий и сооружений с использованием общей среды передачи.

 

СКС предоставляет возможность гибкого изменения конфигурации кабельной сети. При перемещении служб и персонала внутри здания достаточно сделать необходимые переключения на кросс-панелях.

 

Таким образом, структурированная кабельная система является универсальным и гибким решением задачи создания коммуникационной инфраструктуры здания или группы зданий.

 

Сравнительные характеристики различных архитектур структурированных кабельных систем

 

Существуют два варианта архитектуры проводки:

 

  • традиционная архитектура иерархической звезды;
  • архитектура одноточечного управления.

 

Архитектура иерархической звезды может применяться как для группы зданий, так и для одного отдельно взятого здания.

 

В первом случае иерархическая звезда состоит из центрального кросса системы, главных кроссов зданий и горизонтальных этажных кроссов. Центральный кросс связан с главными кроссами зданий при помощи внешних кабелей. Этажные кроссы связаны с главным кроссом здания кабелями вертикального ствола.

 

Во втором случае звезда состоит из главного кросса здания и горизонтальных этажных кроссов, соединенных между собой кабелями вертикального ствола.

 

Архитектура иерархической звезды обеспечивает максимальную гибкость управления и максимальную способность адаптации системы к новым приложениям.

 

Архитектура одноточечного администрирования разработана для максимальной простоты управления. Обеспечивая прямое соединение всех рабочих мест с главным кроссом, она позволяет управлять системой из одной точки, оптимальной для расположения централизованного активного оборудования. Администрирование в одной точке обеспечивает простейшее управление цепями, возможное благодаря исключению необходимости кроссировки цепей во многих местах. Архитектура одноточечного администрирования не применяется для группы зданий.

 

Каждая архитектура имеет свои преимущества (см. Таб. 1), которые следует иметь в виду при выборе кабельной системы.

 

Таблица 1. Преимущества архитектуры проводки.

 

 

Критерии выбора варианта СКС

 

Выбор варианта СКС должен учитывать потребности каждого конкретного заказчика. Стоимость, простота прокладки кабеля, размещения и перемещения рабочих мест, сегодняшние и ожидаемые в будущем применения, а также ожидаемое время жизни системы — вот типичные главные факторы, влияющие на выбор системы. Соображения, связанные с отраслью промышленности, типом здания и электрическими помехами, также могут повлиять на решение.

 

Рассчитывая экономическую эффективность решения, следует рассуждать в терминах "стоимости жизненного цикла", а не только стоимости начальной установки.

 

В "стоимости жизненного цикла" учитываются:

 

  • Начальная стоимость установки;
  • Управление, способность сети к легкой и недорогой перестройке;
  • Пригодность для будущих применений, способность поддерживать в будущем постоянно растущие ширину полосы пропускания и скорость передачи;
  • Удобство эксплуатации, усилия, требуемые для поддержания работоспособности системы;
  • Величина жизненного цикла, обеспечение гарантий, распространяющихся на приложения и оборудование;
  • Целостность данных, влияние ошибок при передаче данных на работоспособность системы и производительность пользователя.

 

Для многих приложений комбинация UTP кабелей с оптическими кабелями является наилучшим выбором.

 

Потребности в низкоскоростных приложениях, планируемое короткое время жизни системы и необходимость низких начальных затрат могут склонить к выбору системы, содержащей преимущественно UTP кабели. Существующие высокоскоростные приложения могут привести к выбору системы, базирующейся в основном на оптике. Вот некоторые из этих приложений:

 

  • мультимедиа;
  • сетевое научное моделирование;
  • обработка изображений, радиография, CAD/CAM;
  • телевидение высокой четкости (ТВЧ);
  • передача данных между базами данных с массовой памятью;
  • видеофоны;
  • фотонные (световые) коммутаторы и процессоры.

 

Уверенность в том, что ваша структурированная кабельная система спроектирована так, что выдержит повышенные скорости передачи, может иметь решающее значение. Однако большинство современных систем предъявляет промежуточные требования к скорости передачи. Таб. 2 содержит список приложений, скорости передачи и расстояния, поддерживаемые UTP и оптическими кабелями.

 

 

Таблица 2. Список приложений, скорости передачи и расстояния, поддерживаемые UTP и оптическими кабелями. ММ — многомодовое оптическое волокно, ОМ — Одномодовое оптическое волокно, Кат.3 — категория 3, Кат.5 — категория 5, н/п — не поддерживается.

 

 

Стандарт EIA/TIA-568

 

Прорыв в области проектирования и создания СКС произошел в начале 90-х годов после принятия в июле 1991 г. в США стандарта EIA/TIA-568 (в октябре 1995 года был принят новый стандарт EIA/TIA-568A) и выпуска сопутствующих документов. Позднее этот стандарт был дополнен документами TSB-36 (ноябрь 1991 г.) и TSB-40 (август 1992 г.), в которых определены категории 3, 4 и 5 для кабелей с неэкранированными витыми парами и соответствующего соединительного оборудования. Эти документы содержат технические требования к компонентам горизонтальной проводки, функционирующей на частотах до 100 МГц. Такая проводка поддерживает как давно существующие стандарты локальных сетей Ethernet и Token Ring, так и относительно недавно появившиеся Fast Ethernet, ATM, 100VG-AnyLAN, TP-PMD.

 

В стандарте EIA/TIA-568 даны следующие рекомендации по составу и параметрам проводки:

 

  • Длина горизонтальных кабелей не должна превышать 90м независимо от типа кабеля;

 

  • К применению допускаются кабели четырех типов:
    • четырехпарный из неэкранированных витых пар с волновым сопротивлением 100 Ом;
    • двухпарный из экранированных витых пар с волновым сопротивлением 150 Ом;
    • коаксиальный (типа RJ-58) с волновым сопротивлением 50 Ом;
    • волоконно-оптический с волокнами диаметром 62.5/125 мкм.

 

  • Следует использовать соответствующие соединители:
    • модульный восьмиконтактный RJ-45;
    • четырехконтактный, соответствующий стандарту IEEE 802.5;
    • коаксиальный BNC;
    • оптический (тип соединителя не определен).

 

  • На каждом рабочем месте устанавливается модульная восьмиконтактная розетка типа RJ-45 или любая другая, соответствующая одному из перечисленных выше типов разъемов;
  • Разводка четырехпарного кабеля в соединителе RJ-45 может быть выполнена по двум схемам:
    • TIA-568A;
    • TIA-568B (соответствует спецификации AT&T).

 

  • Разводка кабеля должна соответствовать топологии звезда.

 

В стандарте есть и другие рекомендации: о принципах размещения оборудования, способах соединения горизонтальной и вертикальной проводки и т.д.

 

Компоненты структурированных кабельных систем

 

Обзор различных типов кабеля

 

Современные структурированные кабельные системы допускают использование следующих типов кабелей:

 

  • коаксиальные;
  • экранированные с витыми парами из медных проводников (Shielded Twisted Pair — STP);
  • неэкранированные с витыми парами из медных проводников (Unshielded Twisted Pair — UTP);
  • оптические (Fiber Optic Cable).

 

Коаксиальный кабель бывает двух типов: толстый и тонкий (thick и thin).

 

Толстый кабель дает более надежную защиту от внешних шумов, он прочнее, но требует использования специального отвода (прокалывающего разъема и отводящего кабеля) для подключения компьютера или другого устройства. Тонкий кабель (типа RJ-58) передает информацию на более короткие расстояния, однако он дешевле и использует более простые BNC-соединители.

 

Витая пара — это изолированные проводники, попарно свитые между собой минимально необходимое число раз на определенном отрезке длины, что требуется для уменьшения перекрестных наводок между проводниками.

 

Для передачи информации по оптоволоконному кабелю используется свет. Оптоволоконный кабель позволяет передавать информацию на большие расстояния и с большой скоростью, однако этот тип кабеля значительно дороже, сложнее в установке и обслуживании. Оптоволоконный кабель конструктивно несложен, но требует качественного монтажа. Он состоит из волокон диаметром в несколько микрон, окруженных твердым покрытием и помещенных в защитную оболочку. Первые оптоволоконные кабели изготовлялись из стекла, в настоящее время уже разработаны кабели на основе пластиковых волокон. Источником распространяемого по оптическим кабелям света является светодиод, а кодирование информации осуществляется изменением интенсивности света. На другом конце кабеля принимающий детектор преобразует световые сигналы в электрические.

 

Сравнительные характеристики UTP, STP и коаксиального кабеля

 

Коаксиальный кабель обеспечивает передачу видеосигналов и низкоскоростную передачу данных посредством таких протоколов, как Ethernet и протоколы IBM 3270. К его недостаткам относятся большие размеры, вес, негибкость, трудность прокладки и низкая скорость передачи данных.

 

Кабели на витых парах характеризуются меньшими потерями сигнала при передаче на высоких частотах и меньшей чувствительностью к электромагнитным помехам по сравнению с коаксиальными кабелями.

 

STP кабели обладают очень хорошими техническими характеристиками и обеспечивают высокую скорость передачи информации, необходимую для поддержки современных приложений. Основными недостатками STP кабелей являются высокая стоимость, относительно большие размеры, трудности прокладки, заземления и соединения с кроссовым оборудованием.

 

UTP кабели занимают главное место в современной проводке для локальных сетей. Это обусловлено быстрым улучшением характеристик кабеля и потребностью в однотипной проводке для различных приложений. Основными достоинствами UTP кабелей являются низкая себестоимость, легкость инсталляции, отсутствие требований к заземлению и небольшие размеры.

 

UTP кабели категории 3, 4 и 5

 

Среди UTP кабелей имеются три различные категории — категория 3, категория 4 и категория 5. Кабели категории 3 обеспечивают передачу речи и низкоскоростную передачу данных со скоростью до 10 Мбит/сек. Кабели категории 4 обеспечивают передачу речи и данных со скоростью до 25 Мбит/сек. Кабели категории 5 обеспечивают передачу всех речевых сигналов и сигналов данных, в том числе в высокоскоростных локальных сетях, со скоростью до 155 Мбит/сек.

 

Одномодовый и многомодовый оптоволоконный кабель

 

Имеется два типа оптических кабелей — с одномодовым и многомодовым волокном. Одномодовый кабель может передавать данные на большие расстояния, чем многомодовый, он имеет меньший диаметр, однако является существенно более дорогим. Исходя из соображений экономической эффективности и совместимости с основанным на оптике сетевым оборудованием, в абсолютном большинстве случаев применяется многомодовое волокно. Одномодовое волокно следует использовать для передачи данных на большие расстояния (более 2 км), или когда требуется очень высокая широкополосность.

 

Сравнение UTP кабелей и оптоволоконных кабелей

 

В настоящее время наиболее распространены структурированные кабельные системы, использующие ту или иную комбинацию UTP и оптических кабелей. Выбор соответствующей комбинации должен учитывать преимущества каждого типа кабеля. Оценки некоторых сильных сторон систем, базирующихся как на UTP-кабелях категории 5, так и на оптических кабелях, приведены в Таб. 3.

 

Таблица 3. Факторы, влияющие на выбор кабельной системы здания.

 

 

Сертификация кабелей для кабельных систем

 

Кабели с неэкранированными витыми парами должны удовлетворять определенным требованиям, сформулированным в согласованных между собой документах организаций IEEE, EIA/TIA (Electronic Industry Assotiation/Telecommunication Industry Assotiation), NEMA (National Electrical Manufacturers Assotiation) и др. Соответствие выпускаемых промышленностью кабелей предъявляемым требованиям устанавливается в процессе сертификации.

 

В США такого рода сертификацию проводит независимая организация UL, разработавшая специальную программу проведения испытаний и классификации кабелей по двум направлениям:

 

  • по электробезопасности (требования сформулированы в американском стандарте NEC — National Electrical Code);
  • по техническим характеристикам (требования сформулированы в документах EIA/TIA и NEMA).

 

Только после сертификационных испытаний фирма-изготовитель имеет право ставить на оболочке кабеля вместе со знаком UL соответствующее обозначение.

 

Сертификация обеспечивает надежность и качество кабельной продукции на всех этапах изготовления, поставки и эксплуатации. В состав программы сертификации (Data Transmission Perfomance-Level Marking Program) входит определение уровня и маркировка кабелей из витых пар с волновым сопротивлением 100 Ом. Программа базируется на проверке выполнения требований промышленных стандартов для параметров и характеристик, описанных в спецификациях EIA/TIA TSB-36, NEMA WC63-19XX и др.

 

Стандарт NEC содержит самый полный набор требований по электробезопасности и включает, в частности, требования по пожаробезопасности кабелей. В соответствии с NEC наибольшую опасность при эксплуатации кабелей представляют инициирование огня электрическими цепями и распространение огня по кабелям. Требования пожаробезопасности определяются в зависимости от того, в каком виде проводки (горизонтальной или вертикальной) используются кабели.

 

Кабели связи и слаботочные кабели должны быть отнесены к конкретному типу, определенному в стандарте NEC, в зависимости от использования внутри здания.

 

Оценку безопасности кабелей для локальных сетей UL выполняет по одному из двух стандартов: UL444 — для кабелей связи; UL13 — для слаботочных кабелей, причем кабели для локальных сетей могут быть оценены по любому из этих двух стандартов.

 

Программа сертификации по уровню характеристик проводится для кабелей связи и слаботочных кабелей. UL оценивает образцы кабелей по результатам испытаний всех характеристик, предусмотренных в сертификационной программе, а именно: сопротивление изоляции, асимметрия сопротивлений проводников, емкостная асимметрия, волновое сопротивление, структурные возвратные потери, коэффициент затухания и переходное затухание на ближнем конце. В Таб. 4 приведены требования к UTP кабелям различных уровней.

 

 

Таблица 4. Требования к UTP кабелям уровней III, IV и V. Значения приведены в расчете на 305 м (1000 футов).

 

 

Кабели для передачи данных уровня III удовлетворяют требованиям для стандартных кабелей в предложенном NEMA стандарте WC63-19XX на кабели связи для помещений (Premises Telecommunication Cables). Уровень III соответствует категории 3, определенной стандартом EIA/TIA TSB-36.

 

Кабели уровня IV удовлетворяют требованиям к кабелям с низкими потерями, определенным в стандарте WC63-19XX. Уровень IV соответствует категории 4, определенной стандартом EIA/TIA TSB-36.

 

Требования к кабелям уровня V соответствуют требованиям стандарта WC63-19XX для кабелей с низкими потерями и расширенной частотной полосой. Уровень V соответствует категории 5, определенной стандартом EIA/TIA TSB-36.

 

Все испытания проводятся в соответствии со стандартами американских ассоциаций испытателей и производителей продукции ASTM и NEMA. В результате сертификации кабелям присваивается определенный уровень (с I по V). В системах EIA/TIA и AT&T для обозначения соответствующих типов кабелей используется понятие категории.

 

Классификации кабелей, предложенные некоторыми компаниями

 

В Таб. 5 рассмотрены классификации кабелей, предложенные некоторыми компаниями.

 

 

 

Таблица 5. Классификация кабелей, предложенные некоторыми компаниями.

 

 

 

Сертификации подвергаются не только кабели, но и процесс их производства. Чтобы поддерживать высокий уровень качества своей продукции, производители кабелей следуют одной из выбранных программ испытаний.

 

Классификация кабелей по уровням, приведенная в таблице, соответствует стандарту качества ISO 9002. UL является участником программы ISO 9002 и проводит оценку качества процесса производства. Сертифицированные кабели становятся объектом программы сопровождения (Follow Up Services Program), в соответствии с которой UL выполняет все последующие испытания, проводит необходимые инспекции на заводах-изготовителях, контролирует качество испытаний, проводимых изготовителями.

 

Follow-Up Services — необходимая часть сертификационных программ UL. Только постоянное сопровождение производства позволяет поддерживать высокое качество продукции и сохранять право маркировать изделия знаком UL.

 

Типы кроссовых панелей

 

Неотъемлемым элементом структурированных кабельных систем являются кроссовые панели (Cross Connect Panel), обеспечивающие коммутацию соединений кабелей горизонтальной и вертикальной проводки с портами активного сетевого оборудования (концентраторов, маршрутизаторов и т. д.).

 

Существуют два основных типа кроссовых панелей. К первому типу относятся панели с врезными контактами. Они были разработаны телефонными компаниями для коммутации сотен и тысяч соединений, как правило, аналоговых. Контакты в этом соединителе относятся к типу IDC (Insulation Displacement Connector — соединитель со сдвигом изоляции). Лезвия контакта разрезают изоляцию провода при вставке, обеспечивая тем самым электрическое соединение с жилой провода и фиксацию провода в контакте.

 

Ко второму типу относятся модульные панели, которые были специально разработаны для передачи данных. Эти панели имеют модульные гнезда для кабелей различных типов, например RJ-45 для UTP, BNC для тонкого коаксиального кабеля, ST или SC для оптоволоконного кабеля и т. д. Такие гнезда есть в современных сетевых устройствах (концентраторах и маршрутизаторах).

 

Панели с врезными контактами дешевле модульных и обеспечивают большую гибкость и плотность соединений. Однако заделка проводов в них требует специальных инструментов и определенных навыков. Кроме того, существуют некоторые ограничения на число повторных заделок проводов в контакты с целью перекоммутации электрических цепей. Как правило, один и тот же контакт можно использовать не более 250 раз. Здесь следует, однако, отметить, что необходимость в таком количестве перекоммутаций на практике возникает крайне редко. Для перекоммутации соединений на модульных панелях не нужно специальных навыков, и проводить ее можно до 750 раз с помощью стандартных соединительных шнуров.

 

Тенденции развития СКС

 

Сети связи для телефонии, данных и видео становятся инфраструктурой, на которой держится организация предприятий. Соответствующие службы поддержки и оборудование, обеспечивающие желаемый уровень характеристик и эффективность этих систем, приобретают решающее значение для любой организации. Кроме перечисленных систем связи, здания и территории нуждаются также в кабельной системе, поддерживающей другие функции корпоративных коммуникаций. Структурированная кабельная система способна обеспечивать обмен информации между разными системами наблюдения и контроля, такими как система безопасности, обогрева, вентиляции и кондиционирования (HVAC), освещения, контроля доступа, систем пожарной безопасности и спасения людей (FLS). Большинство функций по наблюдению и контролю имеют относительно низкий темп передачи данных и узкую полосу частот, легко обеспечиваемую проводкой из UTP кабелей. Однако существуют некоторые приложения, которые могут потребовать оптических кабелей, такие как телевизионное наблюдение на дальних расстояниях, кабельное телевидение и телевидение высокой четкости.

 

Быстро развивающиеся приложения и технологии приведут к значительному увеличению скорости и объема трафика в локальных и глобальных сетях. Локальные и глобальные сети последних лет, такие как Ethernet и Token Ring, работают в диапазоне скоростей от 4 до 16 Мбит/сек, тогда как системы, планируемые и развертываемые в настоящее время, достигли скоростей до 155 Мбит/сек.

 

Кроме того, существует растущая потребность в видеосистемах основного и расширенного диапазонов частот, с поддержкой стандартов NTSC, PAL и SECAM. Основная работа состоит в создании сетей для телевидения высокой четкости и приложений для интерактивных видеоконференций с использованием мультимедийных терминалов.

 

Структурированная кабельная система SYSTIMAX

 

Краткое описание структурированной кабельной системы SYSTIMAX

 

Структурированная кабельная система (СКС) SYSTIMAX представляет собой универсальную кабельную систему для зданий и сооружений, которая позволяет объединить телефоны, телефаксы, видеосистемы, персональные компьютеры, АТС, сетевое оборудование, пожарную и охранную сигнализации и другие устройства обработки данных в единую информационную систему посредством общей среды передачи информации.

 

Используя стандартную кабельную проводку — неэкранированные витые пары из меди и оптический кабель — СКС SYSTIMAX позволяет пользователям подключать оборудование к стандартным информационным розеткам "речь"/данные, что обеспечивает простоту и невысокую стоимость установки оборудования, а также технического сопровождения, реорганизации и дальнейшего расширения всей информационной системы.

 

СКС SYSTIMAX включает в себя 6 базовых подсистем:

 

 

 

 

Внешняя подсистема (1)

 

Внешняя подсистема служит для соединения между собой различных зданий. Реализуется на оптоволоконном или медном кабеле.

 

Вертикальная подсистема (2)

 

Вертикальная подсистема соединяет между собой этажи здания, обеспечивая связь и согласование горизонтальных подсистем. Включает в себя оптоволоконный кабель или медный кабель (неэкранированные витые пары).

 

Подсистема оборудования (3)

 

Подсистема оборудования обеспечивает соединение внешней подсистемы с вертикальной подсистемой и с сетевым интерфейсом. Состоит из кросс-панелей и соединительных шнуров.

 

Административная подсистема (4)

 

Административная подсистема обеспечивает управление кабельной системой. Она состоит из кроссового оборудования, объединяющего между собой горизонтальную и вертикальную подсистемы. Включает в себя кросс-панели, панели переключений, соединительные кабели или шнуры.

 

С помощью этого оборудования производится необходимая коммутация цепей, организуется нужная топология соединений и подключается необходимое активное оборудование.

 

Горизонтальная подсистема (5)

 

Горизонтальная подсистема связывает подсистемы рабочих мест с другими подсистемами в соответствии с выбранной архитектурой сети. Обеспечивает подключение модулей розеток к кроссовому оборудованию, расположенному на каждом этаже здания. Состоит из кабелей, проложенных от кроссового оборудования до рабочих мест, и информационных розеток с разъемами.

 

Подсистема рабочего места (6)

 

Подсистема рабочего места предназначена для подключения к кабельной сети различных оконечных устройств — компьютеров, принтеров, терминалов, цифровых и аналоговых телефонов, а также любого слаботочного оборудования. Состоит из соединительных шнуров, удлинителей и, при необходимости, адаптеров.

 

Характеристики структурированной кабельной системы SYSTIMAX

 

СКС SYSTIMAX компании AT&T является самой распространенной на сегодняшний день структурированной кабельной системой.

 

Широкое распространение СКС SYSTIMAX обусловлено следующими ее достоинствами:

 

  • Независимость от типа подключаемого оборудования. СКС SYSTIMAX спроектирована таким образом, чтобы наиболее полно и универсально поддерживать широкий спектр систем передачи информации — ISDN, Ethernet и FastEthernet, 100VG-AnyLAN, TokenRing, ATM и другие.
  • Высокая скорость передачи информации с возможностью дальнейшего ее увеличения без замены кабельной системы. В современных компьютерных сетях, использующих активное оборудование, скорость передачи данных достигает 100 Мбит/с. При внедрении технологии АТМ скорость может быть увеличена до 155 Мбит/с.
  • Возможность централизованного контроля и администрирования системы.
  • Возможность подключения новых устройств к уже существующей системе обработки данных.
  • Возможность быстрой и легкой замены одних устройств другими.
  • Возможность применения СКС SYSTIMAX как для одного здания, так и для целого комплекса зданий.
  • Однотипность проводки — использование только кабелей на неэкранированной витой паре и оптических кабелей.
  • Использование общей среды передачи для различных видов информации.
  • Использование универсальных розеток для подключения различного оборудования.
  • Согласованность всех компонент, входящих в СКС, по электротехническим и механическим характеристикам.
  • Соответствие всем отраслевым стандартам, включая "EIA/TIA 568A Industrial and Commercial Building Wiring Standard", "ISO/IEC 11801:1995 Information Techology-Generic Cabling for Customer Premises", "European Standard EN50173 Information Technology — Generic Cabling Systems".
  • 15-летняя гарантия на все компоненты сертифицированной кабельной системы. (Следует отметить, что срок службы компонентов СКС SYSTIMAX — более 30 лет.)

 

Структурированная кабельная система SYSTIMAX обобщает опыт, накопленный за десятилетия работы телефонной компании Bell. В настоящий момент AT&T (точнее говоря, вновь образованная компания Lucent Technologies) производит полный набор компонент, необходимых для построения структурированной кабельной системы. Все производимые фирмой компоненты подробно описаны в документации. В документации приведены не только характеристики компонент, но и регламентированы все действия по их установке. Точное следование инструкциям гарантирует построение надежной кабельной системы. При соблюдении правил установки и использовании только оригинальных компонент, компания Lucent Technologies сертифицирует установку кабельной системы и выдает 15-летнюю гарантию на компоненты и приложения системы.

 

Типовые компоненты структурированной кабельной системы SYSTIMAX и их технические характеристики

 

Кабели на неэкранированных витых парах

 

Кабели категории 3

 

Кабели из неэкранированных витых пар категории 3 (1010 cable) состоят из сплошных медных проводников с поперечным сечением 24-AWG (American Wire Gauge или сокращенно AWG - индекс, применяемый для характеристики величины поперечного сечения проводника).

 

Проводники изолированы оболочкой из поливинилхлорида. Кабели этого типа соответствуют стандарту EIA/TIA-568 и используются для передачи речи и данных при частоте, не превышающей 10 Мбит/с. Технические характеристики кабелей соответствуют требованиям, приведенным в Разд. Сертификация кабелей для кабельных систем.

 

Кабели категории 5

 

Кабели на неэкранированных витых парах Категории 5 (1061 cable) состоят из сплошных медных проводников диаметром 0.51 мм (24-AWG), изолированных огнестойким полиэтиленом и свитых в пары по особой схеме. Оболочка выполнена из специального негорючего материала (поливинилхлорида).

 

Технические характеристики кабелей соответствуют требованиям, приведенным в Разд. Сертификация кабелей для кабельных систем.

 

Для горизонтальной проводки в современных кабельных сетях используются 4-парные кабели Категории 5.

 

В качестве вертикальной проводки могут использоваться как 4-парные, так и многопарные кабели (25-парные, 50-парные и т. д.). Кабели Категории 5 в вертикальной проводке используются, как правило, для передачи данных. Кабели Категории 3 используются для телефонии и других приложений, не требующих высокой скорости передачи информации.

 

Оптоволоконный кабель

 

В вертикальной подсистеме для передачи данных используется оптоволоконный кабель типа LGBC-00xD-LHO. Кабель состоит из индивидуальных волокон, каждое из которых заключено в отдельную оболочку. Волокно с оболочкой помещено в специальный буфер с минеральным наполнителем, не содержащим галогенов. Все волокна находятся внутри специальной оплетки, которая, в свою очередь, закрыта еще одним слоем полимерного материала, не содержащего галогенов.

 

Основные технические характеристики кабеля:

 

Размеры кабеля

 

  • 62.5 микрон — диаметр ядра
  • 125 микрон — диаметр отражающего слоя
  • 250 микрон — диаметр первого внешнего буфера
  • 900 микрон — диаметр второго внешнего буфера

 

Минимальный радиус изгиба кабеля

 

  • При монтаже — 20 диаметров кабеля
  • После монтажа — 10 диаметров кабеля
  • Допустимая температура — от -20С до 70C

 

Величина затухания

 

  • 3.4 дб/км при волне излучения 850 нм
  • 1.0 дб/км при волне излучения 1300 нм

 

Минимальная полоса пропускания

 

  • 160 МГц/км при волне излучения 850 нм
  • 500 МГц/км при волне излучения 1300 нм

 

Параметры кабеля удовлетворяют стандарту EIA/TIA-568.

 

Соединители

 

Кабельные разъемы и модульные гнезда, используемые в кабельной системе, способны работать при частотах 100МГц и выше и предназначены для эффективного, высоконадежного подключения электронного оборудования к проводке из витых пар Категории 5.

 

Унифицированной частью информационной розетки является модульное гнездо. Внутри гнезда нанесен знак AT&T, а снаружи, над входным отверстием, в пластике выдавлена надпись CAT5. Контакты модуля покрыты золотом, что дает возможность получить стабильное, высококачественное соединение.

 

Корпус гнезда содержит устройство фиксирования, которое обеспечивает необходимое удержание разъема RJ45. Модульное гнездо является восьмипозиционным и восьмиконтактным. Контакты в нем нумеруются слева направо, если смотреть на модуль спереди, со стороны отверстия; при этом канавка для фиксатора разъема должна быть ориентирована вниз. На боковых сторонах гнезда имеются наклейки, причем их цвета соответствуют цветам проводов, что обеспечивает быструю и исключающую ошибки заделку кабеля.

 

Для создания кабельных систем, удовлетворяющих требованиям 5-ой Категории, используются модульные гнезда M100BH.

 

Модульные гнезда M100BH предназначены для высокоскоростных сетей с частотами сигналов 100 МГц и выше. Малые размеры и универсальная конструкция гнезд делают их удобным средством при развертывании кабельной системы.

 

Все соединители, используемые в кабельной системе, отвечают требованиям Категории 5, заданным в спецификации EIA/TIA TSB-40.

 

Соединительные шнуры

 

Для подключения оборудования на рабочих местах используются соединительные шнуры D8AU категории 5, изготовленные с использованием специального гибкого кабеля марки 1064. Кабель состоит из изолированных сплошным полиолефином многопроволочных жил, скрученных из медных луженых проволок общим сечением 0.205 кв. мм. Изолированные жилы свиты с небольшим шагом в четыре пары, заключенные в защитную оболочку из огнестойкого поливинилхлорида (ПВХ).

 

Все характеристики кабеля и разъемов отвечают требованиям Категории 5, заданным в спецификации EIA/TIA TSB-40.

 

В шнурах D8AU кабель с обоих концов заделывается в восьмиконтактные унифицированные разъемы типа RJ45. Один разъем предназначен для подключения к информационному гнезду типа M100BH, другой — для подключения соответствующего оборудования. Эти же шнуры используются для соединения модульных кроссовых панелей с активным оборудованием. В этом случае один разъем предназначен для подключения к кроссовой панели, а другой — для подключения к порту активного оборудования.

 

Для соединения кроссовых панелей с врезными контактами (типа 110) и активного оборудования используются шнуры типа 119P8CAT5. Шнур этого типа состоит из кабеля марки 1064, который с одного конца заделывается в восьмиконтактный унифицированный разъем типа RJ45, а с другой стороны армируется специальным разъемом типа 110. Разъем RJ45 предназначен для подключения к порту активного оборудования, а разъем 110 подключается к соответствующему соединителю типа 110 кроссовой панели.

 

Кроссовые панели

 

В качестве кроссовых панелей для UTP кабелей используются устройства 110DW2-100FT, удовлетворяющие требованиям Категории 5. Устройство представляет собой огнестойкий пластиковый блок с горизонтальными индексными полосами пяти цветов, помогающими правильной и быстрой заделке кабелей. Блок 110DW2-100FT используется вместе с коннекторами типа 110C-4 и 110C-5, представляющими собой специальные пластиковые клипсы, предназначенные для заделки медных проводников сечением от 22 до 26 AWG. В каждый блок 110DW2-100FT заделывается 100 пар кабеля.

 

Блоки устанавливаются в специальные монтажные шкафы вместе с активным оборудованием. Кронштейн типа 110RD1-19-200 с вставленными в него двумя кроссовыми панелями типа 110DW2-100 и двумя органайзерами типа 110B1 Jumper Trough занимает в монтажном шкафу пространство высотой 4U (1U=44.45 мм).

 

Для подключения локальной АТС к кабельной системе часто используются устройства 110AB2-100FT и 110AB2-300FT. Блок 110AB2 состоит из блока 110AW2 и коннекторов 110C-4 и 110C-5. Блок 110AW2 отличается от блока 110DW2 наличием пластмассовых ножек.

 

В каждый блок 110AB2-100FT заделывается 100 пар кабеля. В каждый блок 110AB2-300FT заделывается 300 пар кабеля. Блоки монтируется непосредственно на стену.

 

Блок 110AB2-100FT удовлетворяет требованиям Категории 5. Блок 110AB2-300FT удовлетворяет требованиям Категории 3.

 

В качестве кроссовых панелей часто используются устройства 110PB2-300FT и 110PB2-900FT. Панели могут использоваться как для подключения локальной АТС, так и для заделки UTP кабелей вертикальной и горизонтальной подсистем.

 

Каждая панель состоит из соответствующего количества блоков 110DW2-100FT, коннекторов 110C-4 и 110C-5 и органайзеров 110B1 Jumper Trough, смонтированных на металлической задней стенке. С панелью 110PB2-300FT используется дополнительный органайзер 188D3 BackBoard, а с панелью 110PB2-900FT — 188C3 BackBoard. Обе панели удовлетворяют требованиям Категории 5.

 

Панели типа 110PB2 монтируются непосредственно на стену. Возможна установка панелей этого типа в стандартный монтажный шкаф при помощи кронштейнов 110RP1-19-600.

 

В кабельных сетях, предназначенных преимущественно для подключения компьютеров, широко применяются модульные кроссовые панели 1100CAT5-24, 1100CAT5-32, 1100CAT5-48 и 1100CAT5-64, включающие в себя 24, 32, 48 и 64 порта типа RJ45 соответственно.

 

На обратной стороне каждой модульной панели расположены соединители типа 110 (соединители со сдвигом изоляции). Соединители смонтированы на специальной соединительной панели PWB (Printed Wired Board). На передней стороне кроссовой панели расположены 8-контактные модульные гнезда типа RJ45, подключенные к соединителям типа 110 на задней стороне кроссовой панели через PWB-панель.

 

Все вышеперечисленные модульные панели удовлетворяют требованиям Категории 5.

 

Модульные панели могут устанавливаться в стандартный 19-дюймовый монтажный шкаф. Кроссовая панель 1100CAT5-24 занимает в монтажном шкафу пространство высотой 1U. Кроссовые панели 1100CAT5-32 и 1100CAT5-48 занимает в монтажном шкафу пространство высотой 2U. Кроссовая панель 1100CAT5-64 занимает в монтажном шкафу пространство высотой 4U.

 

Вместе с модульными кроссовыми панелями необходимо использовать органайзеры 1100D1-35-19 или 1100D2-35-19 (рекомендуется использовать один органайзер на каждые.48 портов). Органайзеры также могут устанавливаться в монтажном шкафу и занимают пространство высотой в 2U.

 

В качестве кроссовых панелей для оптических кабелей используются устройства 12ST-EW и 24ST-EW Fiber Optic Panel. Панель 12ST-EW снабжена 12-ю соединителями типа C2000A-2 и предназначена для заделки 12 оптических волокон. Панель 24ST-EW снабжена 24-мя соединителями типа C2000A-2 и предназначена для заделки 24 оптических волокон. Для заделки волокон оптического кабеля панели необходимо оснастить соответствующим количеством оптических коннекторов (как правило, коннекторами STII+). Каждая панель вставляется в полку 600A1. Полка вместе с крышкой 183U1 Cover Plate устанавливается в монтажный шкаф и занимает пространство высотой 1U. Вместе с оптическими панелями используется оптический лоток 1U-19, также устанавливаемый в монтажный шкаф. Оптический лоток занимает в монтажном шкафу пространство высотой 1U.

 

Заключение

 

До появления структурированных кабельных систем каждая из слаботочных кабельных сетей прокладывалась отдельно при помощи своих, предназначенных для этой системы кабелей, и оснащалась своим кабельным оборудованием. В результате пользователь имел множество разнообразных специализированных кабельных систем, которые приходилось обслуживать различным специалистам, и на каждую из которых приходилось держать свой пакет документации. Традиционные кабельные системы остаются наиболее уязвимым местом большинства локальных вычислительных сетей: по данным различных исследований, именно кабельная система является причиной более чем половины отказов сети.

 

В связи с вышеизложенным, кабельной системе необходимо уделять особое внимание с самого начала проектирования информационной инфраструктуры здания. Общепризнано, что наилучший результат может быть достигнут при использовании структурированных кабельных систем, использующих одинаковые кабели для передачи данных в локальной вычислительной сети, локальной телефонной сети, передачи видеоинформации, а также сигналов от охранных и пожарных датчиков. Понятие "структурированность" означает, что кабельную систему здания можно разделить на несколько уровней в зависимости от назначения и месторасположения ее компонентов. При этом СКС объединяет все слаботочные кабельные сети в единую универсальную кабельную систему, которую может обслуживать одна группа специалистов, которая имеет единый пакет документации, и конфигурация которой может быть легко изменена без дополнительных затрат.

 

Выбор в пользу структурированной кабельной системы диктуется также стремлением сохранить инвестиции. Внесение даже небольших изменений в любую из традиционных кабельных сетей вызывает большие финансовые затраты. В то же время затраты на установку кабельной системы — это прежде всего капитальные вложения, так как с установленной кабельной системой придется работать не менее 15 лет (для сравнения: жизненный цикл программного обеспечения — два-три года). Кабельная система представляет собой капитальное сооружение, проектируя которое необходимо заглянуть далеко в будущее, иначе все затраты очень скоро окажутся напрасными. Создание структурированной кабельной системы требует дополнительных капитальных затрат, связанных со структурной избыточностью СКС. Однако эти затраты окупаются в процессе эксплуатации кабельной системы. При долговременной эксплуатации СКС обеспечивает наилучшую защиту инвестиций.

 

Еще одним немаловажным фактором, влияющим на выбор, является ожидаемый в ближайшие несколько лет массовый переход на скоростные сетевые технологии. Кабели, используемые в СКС, позволяют передавать не только трафик существующих сетей Ethernet и Token Ring, но и органически вписываются в сетевые среды Fast Ethernet и ATM, которые будут доминировать в ближайшие 10-15 лет.

 

Следующим фактором является появление новых приложений, требующих передачи различных видов информации. Современные СКС обеспечивают одновременную передачу данных, речи, графических изображений и видеоинформации.

 

Другими доводами в пользу структурированных кабельных систем являются надежность, гибкость, наращиваемость, высокая ремонтопригодность и современный дизайн.

 

СКС SYSTIMAX компании AT&T является самой распространенной на сегодняшний день структурированной кабельной системой.

Уведомления об обновлении тем – в вашей почте

Спасибо!
Вы подписались на обновления наших статей
Предложить
авторский материал





    Спасибо!
    Вы подписались на обновления наших статей
    Подписаться
    на тему







      Спасибо!
      Вы подписались на обновления наших статей
      Оформить
      подписку на журнал







        Спасибо!
        Вы подписались на обновления наших статей
        Оформить
        подписку на новости







          Спасибо!
          Вы подписались на обновления наших статей
          Задать вопрос
          редактору








            Оставить заявку

            Мы всегда рады ответить на любые Ваши вопросы

            * Обязательные поля для заполнения

            Спасибо!

            Благодарим за обращение. Ваша заявка принята

            Наш специалист свяжется с Вами в течение рабочего дня