Структурированная кабельная система кат 5.6.7. Структурированная кабельная система. Рабочая область в структуре горизонтальной подсистемы СКС

Основные понятия

Структурированная кабельная система (СКС) - это универсальная кабельная система здания, группы зданий, предназначенная для использования достаточно длительный период времени без реструктуризации, СКС подразумевает замену собой всей кабельной системы и систем здания / зданий..

Универсальность СКС подразумевает использование ее для различных систем:

компьютерная сеть;
телефонная сеть;
охранная система;
пожарная сигнализация
прочие.

Такая кабельная система независима от оконечного оборудования, что позволяет создать гибкую коммуникационную инфраструктуру предприятия. Структурированная кабельная система - это совокупность пассивного коммуникационного оборудования:

Кабель - этот компонент используется как среда передачи данных СКС. Кабель различают на экранированный и неэкранированный.

Розетки - этот компонент используют как точки входа в кабельную сеть здания.

Коммутационные панели - используются для администрирования кабельных систем в коммутационных центрах этажей и здания в целом.

Коммутационные шнуры - используются для подключения офисного оборудования в кабельную сеть здания, организации структуры кабельной системы в центрах коммутации.

Принцип построения СКС

СКС - охватывает все пространство здания, соединяет все точки средств передачи информации, такие как компьютеры, телефоны, датчики пожарной и охранной сигнализации, системы видеонаблюдения и контроля доступа. Все эти средства обеспечиваются индивидуальной точкой входа в общую систему здания. Линии, отдельные для каждой информационной розетки, связывают точки входа с коммутационным центром этажа, образуя горизонтальную кабельную подсистему . Все этажные коммутационные узлы специальными магистралями объединяются в коммутационном центре здания. Сюда же подводятся внешние кабельные магистрали для подключения здания к глобальным информационным ресурсам, таким как телефония, интернет и т.п. Такая топология позволяет надежно управлять всей системой здания, обеспечивает гибкость и простоту системы, а так же ее унифицируемость.

1 - Оргтехника - компьютер, телефон, факс и другое периферийное оборудование.

2 - Кабельная проводка -прокладывается по закладным каналам внутри стен, по декоративным кабельным коробам внутри помещений, по лоткам за фальш-потолками или под фальш-полами.

3 - Коммутационный узел - предназначен для монтажа и использования коммутационного оборудования кабельной системы, для централизации внешних и внутренних кабельных входов, для соединения кабельной системы с активным сетевым или иным оборудованием.

4 - Вертикальная кабельная проводка

5 - Служебные технические средства

Рабочее место - область, где установлены технические средства пользователя, подключенные к кабельной сети здания. Рабочее место оснащается не менее чем двумя информационными розетками, так как типичное офисное рабочее место содержит как минимум компьютер пользователя и его телефон. Для их подключения к СКС используются розетки со стандартизированным разъемом RJ-45 и коммутационные шнуры длиной от 1 до 5 метров.

Горизонтальная кабельная проводка - кабельные линии, соединяющие рабочее место с коммутационным узлом этажа. Горизонтальная кабельная проводка, на основе медных проводников, использует четырехпарный одножильный кабель в различном исполнении. В обычных условиях применяются неэкранированный, а при повышенных требованиях к электромагнитному излучению, совместимости или конфиденциальности - экранированный кабель. В отдельных, особых случаях в качестве горизонтальной кабельной системы возможно применение оптоволоконного кабеля, обеспечивая повышенную защиту от электромагнитного излучения и защиту от несанкционированного доступа.

Коммутационный узел этажа - область, в которой сходятся линии горизонтальной кабельной проводки, размещается коммутационное оборудование и осуществляется администрирование кабельной системы этажа. Под администрированием понимается внесение изменений и дополнений в существующие конфигурации. Основой таких центров являются патч и кросс-панели. Для простоты монтажа и удобства работы, коммутационное оборудование размещают в специальных шкафах и стойках, к которым подводятся все кабельные линии. Шкафы также выполняют функцию ограничения доступа к коммутационному оборудованию.

Вертикальная кабельная проводка - кабельные линии, соединяющие коммутационный узел этажа с коммутационным центром здания.

Магистральная подсистема - подсистема комплекса зданий, которая может строиться из медного и/или оптоволоконного типов кабеля, и которая объединяет кабельные системы зданий.

В каждом конкретном здании в общем случае присутствуют три подсистемы СКС: вертикальная кабельная подсистема, горизонтальная кабельная подсистема и подсистема рабочих мест. Для достаточно крупных зданий, с большим количеством рабочих мест на этажах, все эти три подсистемы присутствуют в явном виде. Для относительно небольших зданий с ограниченным количеством рабочих мест рекомендуется организовывать один узел коммутации СКС, куда сходится вся горизонтальная кабельная разводка. В этом случае вертикальная кабельная подсистема может отсутствовать либо носить вырожденный характер, при котором вертикальная кабельная подсистема представляется совокупностью коммутационных шнуров, соединяющих порты "этажных" коммутаторов ЛВС (коммутаторов для подключений рабочих мест) с портами центрального (магистрального) коммутатора.

Требования при проектировании СКС:

СКС должна быть спроектирована с избыточностью по количеству подключений.

Структурированная кабельная система должна быть выполнена в соответствии стандартам – международным, европейским, американским. Таким как ANSI/EIA/TIA 568, ANSI/EIA/TIA 569

Рабочее место должно иметь, как минимум, один разъем для подключения к ЛВС и один разъем для подключения к телефонной сети

Максимальное расстояние горизонтальной проводки не должно превышать 90м;

Оборудование, использованное для построения СКС, должно соответствовать, как минимум, пятой категории.

Каждая линия связи кабельной системы от точки подключения оконечного оборудования до точки подключения к коммутационной панели должна проити тестирование на принадлежность, как минимум, к пятой категории.

СКС должна обеспечивать быструю перекоммутацию линий горизонтальной проводки и магистрали здания

Прокладку кабелей в коридорах должна осуществляться за фальшпотолком, если таковой имеется, а при его отсутствии - в специализированных кабель-каналах (коробах) или в существующих закладных; в рабочих помещениях подвод кабеля к рабочим местам производится в кабельканалах.

Структурированная кабельная система (СКС) является основополагающей базой на протяжении всего времени существования информационной сети. Это основа, от которой зависит функционирование всех приложений (рис. 81). Правильно спроектированная, смонтированная и администрируемая кабельная система снижает расходы любой организации на всех фазах своей жизни.

Рис. 81. Сравнительные показатели среднего времени существования элементов распределенной системы обработки информации

По данным статистики несовершенные кабельные системы являются причиной до 70% всех простоев информационной сети. Несмотря на то, что кабельная система, как правило, существует дольше большинства других сетевых компонентов, ее стоимость составляет только 5% общих инвестиций в информационную сеть. Таким образом, использование структурированной кабельной систем является весьма убедительным способом инвестирования в производительность любой организации или компании.

Кабельная система является компонентом сети с самым продолжительным времем жизни, дольше которого существует только каркас здания. Кабельная система, созданная на основе стандартов, гарантирует долговременное функционирование сети и поддержку всех численных приложений, обеспечивая отдачу от инвестиций на всем протяжении ее существования.

Иерархия в кабельной системе

Структурированная кабельная система (Structured Cabling System, SCS) - это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.

Структурированная кабельная система представляет своего рода "конструктор", с помощью которого проектировщик сети строит нужную ему конфигурацию из стандартных кабелей, соединенных стандартными разъемами и коммутируемых на стандартных кроссовых панелях. При необходимости конфигурацию связей можно легко изменить - добавить компьютер, сегмент, коммутатор, изъять ненужное оборудование, а также поменять соединения между компьютерами и концентраторами.

При построении структурированной кабельной системы подразумевается, что каждое рабочее место на предприятии должно быть оснащено розетками для подключения телефона и компьютера, даже если в данный момент этого не требуется. То есть хорошая структурированная кабельная система строится избыточной. В будущем это может сэкономить средства, так как изменения в подключении новых устройств можно производить за счет перекоммутации уже проложенных кабелей.

Структурированная кабельная система планируется и строится иерархически, с главной магистралью и многочисленными ответвлениями от нее (рис. 82).

Рис. 82. Иерархия структурированной кабельной системы

Эта система может быть построена на базе уже существующих современных телефонных кабельных систем, в которых кабели, представляющие собой набор витых пар, прокладываются в каждом здании, разводятся между этажами, на каждом этаже используется специальный кроссовый шкаф, от которого провода в трубах и коробах подводятся к каждой комнате и разводятся по розеткам. К сожалению, в нашей стране даже далеко не во всех вновь стоящихся зданиях телефонные линии прокладываются витыми парами, поэтому они непригодны для создания компьютерных сетей, и кабельную систему в таком случае нужно строить заново.

Типичная иерархическая структура структурированной кабельной системы (рис. 83) включает:

горизонтальные подсистемы (в пределах этажа);

вертикальные подсистемы (внутри здания);

подсистему кампуса (в пределах одной территории с несколькими зданиями).

Рис. 83. Структура кабельных подсистем

Горизонтальная подсистема соединяет кроссовый шкаф этажа с розетками пользователей. Подсистемы этого типа соответствуют этажам здания. Вертикальная подсистема соединяет кроссовые шкафы каждого этажа с центральной аппаратной здания. Следующим шагом иерархии является подсистема кампуса, которая соединяет несколько зданий с главной аппаратной всего кампуса. Эта часть кабельной системы обычно называется магистралью (backbone).

Использование структурированной кабельной системы вместо хаотически проложенных кабелей дает предприятию много преимуществ.

Универсальность. Структурированная кабельная система при продуманной организации может стать единой средой для передачи компьютерных данных в локальной вычислительной сети, организации локальной телефонной сети, передачи видеоинформации и даже передачи сигналов от датчиков пожарной безопасности или охранных систем. Это позволяет автоматизировать многие процессы контроля, мониторинга и управления хозяйственными службами и системами жизнеобеспечения предприятия.

Увеличение срока службы. Срок морального старения хорошо структурированной кабельной системы может составлять 15 лет.

Уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения. Известно, что стоимость кабельной системы значительна и определяется в основном не стоимостью кабеля, а стоимостью работ по его прокладке. Поэтому более выгодно провести однократную работу по прокладке кабеля, возможно, с большим запасом по длине, чем несколько раз выполнять прокладку, наращивая длину кабеля. При таком подходе все работы по добавлению или перемещению пользователя сводятся к подключению компьютера к уже имеющейся розетке.

Возможность легкого расширения сети. Структурированная кабельная система является модульной, поэтому ее легко расширять. Например, к магистрали можно добавить новую подсеть, не оказывая никакого влияния на существующие подсети. Можно заменить в отдельной подсети тип кабеля независимо от остальной части сети. Структурированная кабельная система является основой для деления сети на легко управляемые логические сегменты, так как она сама уже разделена на физические сегменты.

Обеспечение более эффективного обслуживания. Структурированная кабельная система облегчает обслуживание и поиск неисправностей по сравнению с шинной кабельной системой. При шинной организации кабельной системы отказ одного из устройств или соединительных элементов приводит к трудно локализуемому отказу всей сети. В структурированных кабельных системах отказ одного сегмента не действует на другие, так как объединение сегментов осуществляется с помощью концентраторов. Концентраторы диагностируют и локализуют неисправный участок.

Надежность. Структурированная кабельная система имеет повышенную надежность, поскольку производитель такой системы гарантирует не только качество ее отдельных компонентов, но и их совместимость.

Первой структурированной кабельной системой, имеющей все современные черты такого типа систем, была система SYSTIMAX SCS компании Lucent Technologies (ранее - подразделение AT&T). И сегодня компании Lucent Technologies принадлежит основная доля мирового рынка. Многие другие компании также выпускают качественные структурированные кабельные системы, например AMP, BICC Brand-Rex, Siemens, Alcatel, MOD-TAP.

Допустим, есть некоторая иерархическая кабельная система здания или группы помещений, разделенная на подсистемы. Все элементы этой КС составляют собой единый конструктор, который эксплуатируется согласно утвержденным заранее нормам. При создании такой системы на начальном этапе следует учесть, что выполненный проект должен быть окончательным и капитальным, как и само здание. Однако при постоянных изменениях в технологии передачи данных инженерным службам постоянно приходится затрагивать именно КС. Мало того, существующая система требует решения возникающих зачастую проблем при обслуживании, так как внутренние кабельные сети не являются заменяемыми, а их обслуживание требует наличия специализированного персонала. Все вышеупомянутые и многие другие проблемы можно решить, используя СКС.

Рынок СКС в России

Принципы построения СКС

Надежность. В данном случае подразумевается возможность системы поддерживать рабочий частотный диапазон в течение всего срока эксплуатации.
Совместимость. Если в начале развития СКС производители подготавливали всю систему для работы только с эксклюзивным оборудованием, то в условиях развивающегося рынка важно совмещать устройства и комплектующие от различных производителей.
Универсальность. Помимо всего прочего, необходимо использование каналов одного типа для передачи сигналов от различных типов систем – видео, голосовые потоки данных, прочая информация.
Гибкость и достаточность. От СКС требуется также наличие дополнительных резервных каналов связи, которые будут весьма полезны при расширении структуры в процессе эксплуатации. При этом важны удобство и простота обслуживания при внесении изменений в составленную конфигурацию.

Топология

Любая СКС представляет собой древовидную структуру или топологию «иерархической звезды». Узлами такой оригинальной структуры являются специализированные помещения, которые соединяются между собой оптическими или медными кабелями. Для построения СКС используется два типа помещений – аппаратные или так называемые кроссовые комнаты. Последние комнаты представляют собой помещения, в которых располагается коммутационное оборудование. Обычно они играют роль распределителя и располагаются в непосредственной близости от стояка. В аппаратных комнатах устанавливается сетевое оборудование общего пользования: серверs, концентраторы, АТС и т.п. Примечательно, что аппаратная может быть соединена с кроссовой комнатой здания (они помечены BD на рисунке). Так сетевое оборудование может подключаться без дополнительной разводки сразу к коммутационной части. Если аппаратная находится отдельно, то сетевое оборудование присоединяется к расположенному локально КО или непосредственно к розеткам рабочих мест. В аппаратную (они помечены CD на рисунке) сходятся кабели внешней магистрали, которые подключают к ней кроссовую комнату здания. Непосредственно в нее укладываются внутренние магистральные линии, присоединяющие к ней кроссовые этажа (они помечены FD на рисунке). Розетки рабочих мест подключаются уже к самим кроссовым этажа. Следует отметить, что система обладает только одной кроссовой внешних магистралей. Каждое здание, в свою очередь, располагает только одной кроссовой здания, если они находятся в пределах одного этажа. Кроссовая этажа может обслуживать несколько смежных этажей, если позволяет расстояние. Может быть и несколько кроссовых этажа на одном уровне, тогда каждая кроссовая из них связывается напрямую с кроссовой самого здания.

Типовая СКС

Теперь рассмотрим составляющие СКС, которые позволяют построить развернутую систему для многоэтажного офисного здания. Если брать в качестве стандарта международный вариант ISO/IEC 11801 , то структурированная кабельная система базируется на трех следующих элементах:

1. Магистральная подсистема комплекса. Эта часть включает в себя магистральные кабели комплекса, коммутационные соединения и разъемы. Фактически речь идет о соединении различных зданий между собой. В данном случае применяется оптоволоконный кабель, который способен гарантировать высокую скорость передачи данных на уровне свыше 500 Мбит/с. Оптоволокно обеспечивает гальваническую развязку зданий для предотвращения электрического пробоя, который может возникнуть из-за разности потенциалов заземления. Предпочтительнее использовать защищенный многожильный кабель для более надежной защиты от механических повреждений. Наиболее перспективным для сегодняшних СКС представляется оптоволоконный многомодовый кабель 50/125 мкм, характеризующийся расширенной полосой пропускания.

2. Магистральная подсистема здания. Задачей этой подсистемы является соединение между собой этажей комплекса. Передача данных осуществляется с помощью неэкранированной или защищенной витой пары (UTP , STP), а также многомодового оптоволокна.

3. Горизонтальная подсистема. Цель данной подсистемы – обеспечение связи между подсистемой управления с подсистемой рабочего места. Фактически каждая телекоммуникационная розетка в рабочей области соединяется с горизонтальным распределительным узлом, который расположен в специальном монтажном шкафу. Вне зависимости от типа кабеля максимальная длина отдельной горизонтальной линии не может превышать 90 метров. Самой длинной горизонтальной линией можно считать длину кабеля от розетки до распределительной панели в самом монтажном шкафу. Этот отрезок считается базовой линией. Общая длина кабелей, которыми осуществляется коммутация в горизонтальном кроссе, не должна превышать 6 метров, а длина шнура от рабочей станции до розетки строго ограничена длиной не более 3 метров. Максимальная длина горизонтального кабеля рассчитывается в зависимости от класса канала и соотношений длин обычного и гибкого кабелей. Необходимость учета соотношения длин разных типов линий вызвана худшими характеристиками гибкого кабеля (патч-корда). В случае с горизонтальной подсистемой рекомендуется использовать неэкранированную витую пару, однако иногда допускается и экранированный вариант.

Существует и четвертая подсистема, о которой стоит упомянуть отдельно. Это подсистема рабочего места. В принципе, она является составной частью горизонтальной подсистемы и служит для подключения конечных пользователей к локальной сети. Международные стандарты устанавливают срок службы смонтированной СКС в течение весьма продолжительного срока - 10 лет. Тем не менее технологии передачи данных меняются, скорости растут. Поэтому от внешней и вертикальной подсистем требуется запас по скорости. При проектировании естественны установка розеток «с запасом», их функционирование и свобода физического доступа к ним.

Детали организации СКС

В качестве примера рассмотрим один из рациональных подходов построения кабельной системы и его преимущества. Рациональным подходом считается процесс проектирования, построения и укладки всех элементов КС с учетом общепринятых норм и стандартов. Следует начать с того, что при планировании кабельной системы исходят из того, что на каждом рабочем месте должна быть предусмотрена розетка, состоящая из двух частей. Первая рассчитана на подключение телефонной точки или факса, а вторая – непосредственно для сетевого кабеля. Активное сетевое оборудование (концентратор или коммутатор), а также пассивное кроссовое (например, патч-панель) устанавливается в одном месте – как правило, в специальном коммутационном шкафу. Чтобы телефонные линии были максимально короткими, внутренняя АТС располагается в непосредственной близости. Преимущества следующие:

Предусматривается возможность увеличения количества телефонных, а также сетевых линий на одном рабочем месте без прокладки дополнительных кабелей
При необходимости установки новых рабочих мест не требуется прокладывать дополнительные кабельные линии. Подключить еще одного пользователя можно при помощи патч-кордов, используя уже существующую розетку
Рабочий процесс внутри помещения практически не нарушается. При перемещении пользователей внутри офиса не нужно прокладывать новые линии, так как они уже изначально установлены на каждом рабочем месте

Подобного рода решения, технические уловки – все это не просто возможность облегчить рабочий процесс. Это необходимость сегодняшнего дня. Кабельные системы имеют свойство жить гораздо дольше, в отличие от того же компьютерного оборудования, которое меняется и модернизируется постоянно. Кабельная система, на которую не жалели средств, служит долго. Она гораздо дешевле в эксплуатации и отличается повышенной надежностью. Бизнес сегодня требует полной автоматизации деятельности коммерческого и бухгалтерского отделов, складского учета. Для наибольшей эффективности, а также грамотного использования оборудования создается локальная вычислительная сеть, более известная как ЛВС. В типовом офисе, как правило, предусмотрены один сервер, рабочие станции, несколько сетевых принтеров, факсы, а также внутренняя АТС, рассчитанная на некоторое количество абонентов. В качестве среды для передачи данных в офисных ЛВС российскими инсталляторами зачастую применяется неэкранированная витая пара пятой категории. По теории, соединение компьютерного оборудования в единую функционирующую сеть не должно вызывать затруднений в силу логической простоты топологической структуры типа «звезда». Сам метод учитывает соединение радиальным методом центрального устройства и периферийных элементов. В результате, многие особо экономные компании осуществляют проводку силами своих сотрудников, зачастую из отдела технической поддержки. Конечно, такой сотрудник (а возможно, и несколько человек) – системный администратор. Но этот факт не предполагает наличия нужных знаний, касающихся нюансов монтажа кабельных систем. Просто потому, что СКС – не их основное занятие. И дело отнюдь не в том, что они плохие специалисты, как думают некоторые «руководители». Типичная сеть такого плана строится следующим образом. В некоторой точке офисного помещения устанавливается концентратор, рассчитанный на некое количество портов. От него ведутся линии к рабочим станциям, причем совершенно не обязательно наличие розеток. Нередко провод от концентратора «кидается» прямо к сетевой плате. Сам кабель либо укладывается в короба, либо просто подсоединяется к плинтусу. И становится легкодоступен для ножек стульев, ног сотрудников, уборщицы...

Телефония и СКС

Естественно, телефонная связь для офиса важна не менее чем ЛВС. Прокладка телефонных линий осуществляется следующим образом. В офис приходят телефонисты, которые начинают прокладку собственных линий. И помещение начинает покрываться обилием шнуров и кабелей. В результате, с целью экономии, телефонные линии укладываются только в те места, где точно должны стоять телефонные точки. Чаще всего прокладка телефонных линий предшествует прокладке самой локальной сети. Здесь и кроется некоторый подвох. Люди, которые принимают решение о структуре построения КС, видя уже проложенные телефонистами линии, считают совершенно излишним мероприятием и абсолютно пустыми затратами организацию кабельной системы с нуля. По их мнению, не стоит делать все сначала – ведь телефоны уже работают. Если кабельная система строится таким образом, то при увеличении числа рабочих мест (если бизнес расширяется, то так и будет) у пользователей сети вновь возникнут вопросы об организации КС. И в большинстве случаев придется начинать все заново. Дельный совет, который обычно дают специалисты, – не экономьте на кабельной системе. Лучше остаться без нескольких компьютеров или выбрать более слабую конфигурацию. Замена машинного парка обойдется дешевле и не будет ударом для сложившейся производственной структуры, каковым может явиться тотальная замена кабельной системы.

Хочется отметить, что до настоящего момента еще не создано российских стандартов на построение СКС, поэтому необходимо пользоваться европейскими, международными и американскими стандартами.

Основными стандартами по СКС являются:

международный стандарт ISO/IEC 11801 Generic Cabling for Customer Premises;

европейский стандарт EN 50173 Information technology– Generic cabling systems;

американский стандарт ANSI/TIA/EIA 568-В Commercial Building.

ISO/IEC_11801 - международный стандарт, описывающий телекоммуникационные кабельные системы общего назначения (Структурированные кабельные системы), которые подходят для услуг разного вида (аналоговые технологии и ISDN, различных стандартизированных компьютерных сетей и др.). Он охватывает оба основных вида кабеля - медного и оптоволокна. Стандарт был разработан для использования в кампусных сетях, которые могут состоять из одного или нескольких зданий. Расстояние внутри кампуса может составлять до 3 км, максимальная площадь офисного пространства - до 1 кв. км, количество сотрудников - от 50 до 50 000. Этот стандарт может применяться и для более масштабных сетей. Соответствующий стандарт для малых или домашних офисов(SOHO (бизнес)) - ISO/IEC 15018, который также охватывает соединения на пропускной способности 1,2 ГГц и приложения для спутникового телевидения.

Европейский стандарт EN 50173.

Стандарты СКС для офисов, промышленных помещений, домов и центров обработки данных базируются на единой основе – EN 50173-1. Общие требования серии стандартов вводят классификацию окружающей среды, добавляет новые типы симметричной и оптоволоконной среды передачи, включают в состав СКС новые типы кабелей, определяют параметры конструктивных элементов, линий и каналов.

Магистральная подсистема СКС остается прежней, горизонтальная подсистема СКС зависит от типов помещений и определяется стандартами:

EN 50173-2:2007: Информационные технологии. Структурированные кабельные системы – офисные помещения;

EN 50173-3:2008: Информационные технологии. Структурированные кабельные системы – промышленные помещения;

EN 50173-4:2007: Информационные технологии. Структурированные кабельные системы – жилые дома;

EN 50173-5:2007: Информационные технологии. Структурированные кабельные системы – центры передачи данных.

Добавлены новые классы симметричной среды, обеспечивающие диапазон частот до 1 ГГц. В состав СКС включены коаксиальные кабели, с верхним пределом частот 3 ГГц. Перечень ОВ кабелей дополнен пластиковыми и гибридными кабелями.

СКС, служившая ранее основой для кабельных и телефонных сетей, трансформируется в комплекс всех слаботочных кабельных систем. В состав СКС включены кабельные системы локальных сетей, кабельные системы телевидения, видеонаблюдения, безопасности, сигнализации, диспетчеризации зданий.

Американский стандарт ANSI/TIA/EIA 568-В Commercial Building. Назначение стандарта – стандартизация специфических правил проектирования и монтажа средств, поддерживающих и обслуживающих телекоммуникационные среды передачи и активное оборудование внутри и между зданиями, в первую очередь – зданиями коммерческими. Правила определены для пространств (помещений или зон) и трасс, через которые проходят среды передачи и в которых устанавливается активное оборудование.

Данный стандарт признает три фундаментальных концепции, относящихся к телекоммуникациям и зданиям:

Здания являются динамичными структурами.

На протяжении времени жизни здания перемоделирование носит более характер правила, чем исключения. Данный стандарт признает, как положительное явление, то, что изменения имеют место.

Телекоммуникационные системы и среды передачи здания являются динамичными.

На протяжении времени жизни здания телекоммуникационное оборудование и среды передачи испытывают кардинальные изменения. Данный стандарт признает этот факт, будучи независимым, насколько это возможно, от оборудования специфичного поставщика и сред передачи.

Телекоммуникация – это нечто большее, чем просто речь и данные.

К телекоммуникации также относятся многие другие системы здания, включая контроль микро климата, безопасность, аудио, телевидение, сенсоры, аварийные и вещательные системы. Действительно, понятие «телекоммуникация» охватывает все низковольтные и ограниченные по мощности сигнальные системы, передающие информацию внутри здания.

1. Что такое "СКС".

Аббревиатура "СКС" расшифровывается как "структурированная кабельная система" (SCS, Structured Cabling System). Дать однозначное толкование понятию "структурированная кабельная система" практически невозможно, т.к. это объемный и сложный комплекс понятий, соглашений, стандартов, рекомендаций и требований, предъявляемых к современной телекоммуникационной инфраструктуре.

В рамках определений международного стандарта ISO/IEC 11801 датируемого 1995г. СКС - это универсальная структурированная телекоммуникационная кабельная система офисного здания, способная поддерживать широкий диапазон приложений. СКС создается без предварительного знания тех приложений, которые будут использоваться впоследствии. Оборудование, предназначенное для поддержки конкретного специфического приложения, не является частью СКС.

СКС представляют собой универсальные кабельные проводки для локальных сетей, проектируемые и устанавливаемые без привязки к их конкретным приложениям (сетевым технологиям). Поскольку подавляющее большинство локальных сетей устанавливается в офисных зданиях, населенных персоналом с компьютерами и телефонами, существующие стандарты на СКС предполагают, что они будут устанавливаться в зданиях именно такого типа. В случае развертывания сети на промышленных объектах или в жилых зданиях основные положения стандартов на СКС не теряют актуальности, но их применение должно учитывать специфику конкретных условий.

СКС обладает как минимум следующими признаками:

* является универсальной, т.е. дает возможность использовать ее для передачи сигналов основных существующих и перспективных видов сетевой аппаратуры различного назначения;
* позволяет быстро и с минимальными затратами организовывать новые рабочие места и менять топологию трактов передачи без прокладки дополнительных кабельных линий;
* позволяет организовать единую службу эксплуатации;
* создается на этапе строительства здания или переоборудования его помещений под офис и имеет гарантированный срок эксплуатации 10 и более лет.

СКС поддерживает различные телекоммуникационные приложения (передачу речи, данных и видеоизображений), дает возможность применения различных компонентов и продукции различных производителей, а также реализации "мультимедийной среды" (в которой используются несколько типов передающих сред - коаксиал, витая пара, экранированная витая пара и оптическое волокно).

Элементами СКС являются взаимозаменяемые кабельные компоненты: кабели и проводники, пассивное коммутационное оборудование (информационные розетки рабочих мест, кроссовое оборудование и принадлежности) служащее для их соединения или физического окончания (терминирования). Подробнее о строении СКС можно узнать в разделе "принципы построения и структура СКС".

Структурированная кабельная система - единая инженерная инфраструктура здания. Она не может быть квалифицирована только как телефонная система, или как ЛВС, или как еще какая-либо структура, предназначенная для поддержки специфического приложения. Ценность и актуальность структурированного каблирования состоит в том, что оно обеспечивает универсальный независимый сервис и подключение любого стандартного оборудования, работу любого стандартного приложения. Возможна реализация и разнообразных нестандартных приложений с помощью применения специальных устройств - адаптеров и конверторов.

Можно упрощая, провести аналогию с какой-нибудь традиционной инженерной сетью здания, например, с системой водоснабжения. В такой системе присутствуют все атрибуты структурированной сети - точка ввода в здание, центральный распределительный пункт, магистральные линии, исходящие из распределительного центра и раздающие сервис на этажи, этажные распределительные системы и, наконец, конечные устройства - два крана с горячей и холодной водой. У вас когда-нибудь возникало желание пересмотреть или усомниться в целесообразности наличия крана на кухне или в ванной комнате? Нужно ли вам в одном месте два крана с горячей водой и один с холодной, или кран с горячей водой диаметром с водосточную трубу, а с холодной - меньше соломинки для коктейля? Таких вопросов не возникает, потому что система водоснабжения традиционна. Все, что нужно вам, как конечному пользователю такой сети, - это приобрести на свой вкус стиральную машину, раковину, аппарат для фильтрации воды или, наконец, двухтонную "джакузи". Все они, являясь стандартными изделиями, созданными для работы в стандартных сетях водоснабжения, будут гарантированно служить вам. То же самое произойдет и в отношении к телекоммуникационным системам в свое время.

2. История возникновения СКС

2.1. Предпосылки возникновения структурированных кабельных систем.

Слаботочная кабельная система является основой информационной инфраструктуры любой организационной единицы и предназначена для организации (автоматизации) рабочих мест ее сотрудников. Типичными примерами таких организационных единиц являются бизнес-центры, административные корпуса и административно-бытовые комплексы, финансовые учреждения, министерства и другие органы государственного управления различных уровней, здания конструкторских бюро, учебные центры, небольшие офисы и т.д.

Сейчас на основе слаботочных кабельных систем работают локальные вычислительные сети (ЛВС), учрежденческие и офисные АТС, селекторная связь, Интернет, охранно-пожарные сигнализации и системы контроля и управления доступом, кабельное телевидение и радиофикация, громкоговорящая связь (пейджинг), видеонаблюдение, системы управления периметром и другие телекоммуникационные приложения.

А начиналось все это в середине 80-х годов, когда компьютерная техника, а вместе с ней и техника локальных вычислительных сетей начала быстрыми темпами внедряться во все сферы деятельности предприятий и организаций. Это резко увеличило объем информации, передаваемой внутри здания или комплекса зданий, компактно расположенных на одной территории, без выхода в сети связи общего пользования. Кабельные системы первого поколения для решения задач информационной поддержки создавались разработчиками средств вычислительной техники и активного сетевого оборудования (IBM, DEC, Xerox и др.). В процессе проведения конструкторских работ отвечающие за это направление специалисты компьютерных компаний решали достаточно узкий круг задач обеспечения поддержки функционирования конкретной и ограниченной номенклатуры активного сетевого оборудования одного производителя.

Естественно, что при таком подходе не уделялось должного внимания ни обеспечению открытости архитектуры создаваемого продукта, ни его универсальности. Как следствие, кабельная проводка получалась узкоспециализированной, со своими, присущими только ей, функциональными характеристиками, топологией и физическими интерфейсами и, за счет небольшого объема производства, достаточно дорогой, а смена технологии практически со стопроцентной вероятностью приводила к необходимости смены кабельной системы.

Процесс перехода на новую кабельную проводку всегда является достаточно болезненным для офиса и сопровождается весьма существенными финансовыми и временными затратами, что останавливает информационную поддержку трудовой деятельности сотрудников, то есть фактически дезорганизовывает работу всей организации или некоторых ее структурных подразделений на продолжительный период. Даже если не происходит изменения технологии (например, при переходе на технику следующего поколения того же самого производителя), то службы эксплуатации также сталкиваются с серьезными трудностями в случае появления новых рабочих мест, так как это требует прокладки новых сегментов кабельной системы.

Опыт эксплуатации кабельных систем офисных зданий показывает, что удаление ненужных кабелей из кабельных каналов всех типов является крайне нежелательной операцией, т.к. высока вероятность повреждения действующих линий связи. На основании этого в процессе перехода на другой тип кабельной проводки новые кабели прокладываются прямо поверх существующих. Это приводит к быстрому исчерпыванию резервов кабельных трасс по их емкости, из-за чего организация новых линий проводной связи становится невозможной.

Несовместимость компонентов от разных производителей, жесткая привязка к одному производителю оборудования, поддержка только одного приложения, нерентабельность и фактическая невозможность перманентной замены/наращивания кабельной проводки при модернизации информационной инфраструктуры, привели к постепенному отказу от применения специфических кабельных систем. В конце 80-х годов сложилась концепция структурированной кабельной системы (СКС), которая не зависит от выбора оборудования и поддерживает абсолютное большинство существующих и перспективных приложений.
2.2. Историческая справка о происхождении СКС и развитии стандартов.

Первая достаточно удачная попытка создания универсальной кабельной системы для построения офисных информационных систем была предпринята корпорацией IBM. В 80-е годы специалистами этой компании была разработана кабельная система IBM, предназначенная для обеспечения функционирования сетей Token Ring, серверов AS/400, терминалов и других аналогичных устройств. Функциональные возможности системы были существенно расширены введением в ее состав компонентов, обеспечивающих передачу телефонных сигналов. Спецификация кабельной части системы IBM включала в себя 9 различных "типов" кабеля (табл. 1).
Тип кабеля Конструкция
Тип 1 2 экранированные витые пары из монолитных проводников (22 AWG, 150 Ом) в общем внешнем экране
Тип 2 2 экранированные витые пары из монолитных проводников (22 AWG, 150 Ом) в общем внешнем экране
Тип 3 4 неэкранированные (22 или 24 AWG, до 1 МГц) витые пары из монолитных проводников
Тип 4 Не специфицирован
Тип 5 Два многомодовых оптических волокна
Тип 6 Коммутационный кабель. 2 экранированные витые пары из многожильных проводников (26 AWG) в общем внешнем экране
Тип 7 Не специфицирован
Тип 8 Плоский кабель для прокладки под ковровыми покрытиями.2 не перевитые экранированные пары из монолитных проводников(26 AWG)
Тип 9 2 пары из монолитных проводников (26 AWG)

Таблица 1. Типы кабелей по спецификации IBM

Интересно, что сама IBM никогда не производила компоненты своей кабельной системы, этим по фирменным спецификациям IBM занимаются другие компании. Из девяти возможных вариантов кабелей наибольшую популярность получили типы 1 и 6. Они до сих пор продолжают применяться в сетях Token Ring, хотя последние несколько лет IBM рекомендует использовать для этого кабели категории 3, 4 или 5 с восьмиконтактными модульными разъемами.

В силу ряда причин, основными из которых являются высокая цена, низкая технологичность монтажа, ориентированность в основном на продукты IBM и трудности интегрирования в современные сетевые структуры (из-за нестандартного волнового сопротивления проводников), эта кабельная система не получила широкого распространения.

В конце 80-х годов разработчиками технологий передачи данных по локальным сетям прикладывались большие усилия по повышению скоростей обмена, надежности, снижению стоимости оборудования и расходов на его эксплуатацию. Кабели на основе витых пар ввиду их технологичности при производстве и монтаже были хорошим средством для реализации каналов связи локальных сетей. Однако отсутствие стандартов на этот технический продукт тормозило разработку перспективных сетевых технологий, использующих симметричные кабели как среду передачи информации.

В 1985 году Ассоциация электронной промышленности США (Electronic Industries Association - EIA) приступила к созданию стандарта для телекоммуникационных кабельных систем зданий. Подготовку нормативной документации выполняло несколько рабочих групп:

* TR-41.8.1 - рабочая группа по кабельным системам офисных и промышленных зданий;
* TR-41.8.2 - рабочая группа по кабельным системам жилых зданий и зданий офисного типа с низким коэффициентом использования полезной площади;
* TR-41.8.3 - рабочая группа по кабельным каналам для телекоммуникационных кабелей;
* TR-41.8.4 - рабочая группа по магистральным кабельным системам жилых зданий и зданий офисного типа с низким коэффициентом использования полезной площади;
* TR-41.8.5 - рабочая группа по формализации терминов и определений;
* TR-41.7.2 - рабочая группа по заземлению и строительным связкам;
* TR-41.7.3 - рабочая группа по электромагнитной совместимости.

В 1988 году к работе по стандартизации подключилась Ассоциация телекоммуникационной промышленности США (Telecommunications Industry Association - TIA). В октябре 1990 года был одобрен первый документ - TIA/EIA-569 "Стандарт для коммерческих зданий на кабельные пути телекоммуникационных кабелей", подготовленный рабочей группой TR-41.8.3. Необходимость его принятия была обусловлена осознанием факта невозможности построения высокоэффективной кабельной системы без предъявления комплекса специальных требований к архитектуре здания, в котором она должна быть установлена.

В 1989 году известная американская исследовательская организация Underwriters Laboratories (UL) совместно с фирмой Anixter разработали новую классификацию кабелей на витых парах. В ее основу было положено понятие "уровень". Толкование уровней дано в таблице 2.
Тип кабеля Максимальная частота сигнала Типовые приложения
Уровень 1 Нет требований Цепи питания и низкоскоростной обмен данными
Уровень 2 До 1 МГц Голосовые каналы связи и системы безопасности
Уровень 3 16 МГц Локальные сети Token Ring и Ethernet lOBase-T
Уровень 4 До 20 МГц Локальные сети Token Ring и Ethernet lOBase-T
Уровень 5 До 100 МГц Локальные сети со скоростью передачи данных до 100 Мбит/с

Таблица 2. Классификация витых пар по уровням

Результатом деятельности рабочей группы TR-41.8.1 стал "Стандарт телекоммуникационных кабельных систем коммерческих зданий" TIA/EIA-568, который был одобрен в июле 1991 года. Этот документ определял структуру кабельной системы и требования к характеристикам кабелей и разъемов, применяемых для ее построения, ограничивал длины кабельных сегментов подсистем. Для построения системы допускалось использование кабелей из неэкранированных витых пар с волновым сопротивлением 100 Ом и экранированных витых пар с сопротивлением 150 Ом, а также 50-омных коаксиальных кабелей и многомодовых волоконно-оптических кабелей. Документ не сертифицировал волоконно-оптический разъем.

В ноябре 1991 года рабочая группа TR-41.8.1 выпустила дополнительные спецификации на симметричные электрические кабели из неэкранированных витых пар - технический бюллетень TIA/EIA TSB-36. В этом документе впервые вводилось понятие категорий кабелей из неэкранированных витых пар, которые определились практически в полном соответствии с уровнями по классификации UL и Anixter. Фактически произошла только смена термина, и классификация по уровням перестала применяться. Первые два уровня витых пар для низкоскоростных приложений в бюллетене TSB-36 не специфицированы.

В другом дополнении к стандарту TIA/EIA-568 - техническом бюллетене TIA/EIA TSB-40 были определены дополнительные спецификации на разъемы для кабелей из неэкранированных витых пар. Они также подразделялись на категории 3, 4 и 5. Бюллетень предписывал использовать разъемы категорией не ниже категории кабелей, на которые они устанавливались. Для соединителей Категории 5 определены значения затухания в диапазоне частот до 100 МГц. В TSB-40 также включены рекомендации по монтажу неэкранированной проводки, а именно, длина развивки пар и удаления внешней оболочки при оконцовке кабеля, максимальное усилие растяжения кабеля, минимальный радиус изгиба кабеля и т.п. Во вторую редакцию TSB 40, опубликованную как TSB 40-A в январе 1994 года, вошли требования к конструкции и характеристикам коммутационных и кроссовых шнуров.

В январе 1993 года был одобрен еще один важный нормативный документ, подготовленный рабочей группой TR-41.8.3, - TIA/EIA-606 "Стандарт на администрирование телекоммуникационной инфраструктуры коммерческих зданий". Стандарт определяет правила ведения документации по СКС на этапе эксплуатации - маркировку, ведение записей, правила оформления схем, отчеты и так далее. Документ рекомендовал ведение документации в электронном виде.

Еще один смежный стандарт - TIA/EIA-607 - принимается в августе 1994 года. Он включает в себя требования к различным устройствам заземления, применяемым в здании. Традиционно основным назначением системы заземления было обеспечение безопасности эксплуатации электроустановок, то есть защита человека от поражения электрическим током. Стандарт TIA/EIA-607 определяет дополнительные требования к организации систем заземления, выполнение которых является необходимым условием обеспечения эффективной и надежной передачи электрических сигналов по СКС. Документы TIA/EIA-568-A, TIA/EIA-569, TIA/EIA-606 и TIA/EIA-607 являются национальными стандартами США.

В октябре 1995 года вышла в свет вторая редакция стандарта TIA/EIA-568 - TIA/EIA-568-A, которая включала в себя и уточняла все основные положения технических спецификаций бюллетеней TSB-36 и TSB-40. В этом нормативном документе специфицированы минимальные требования к функциональным параметрам электрических и волоконно-оптических кабелей и соединителей СКС. Наиболее существенные отличия от предшествующего документа заключались в том, что применение коаксиального кабеля не рекомендовалось для построения вновь создаваемых СКС и одновременно было разрешено использование одномодовых волоконно-оптических кабелей в магистральных подсистемах. Стандартом определена конфигурация Channel (Канал) как кабельное соединение разъема сетевого адаптера пользователя и соответствующего разъема активного сетевого оборудования в телекоммуникационном помещении. TIA/EIA-568-A был первым стандартом, в котором специфицированы электрические параметры отдельных элементов, а не только системы в целом, а также отмечен тот факт, что соответствие стандарту параметров отдельных компонентов не гарантирует надежной работы системы.

Непосредственно после ратификации стандарта TIA/EIA-568-A в 1995 году был опубликован технический бюллетень TSB 67, предназначенный для определения передаточных характеристик неэкранированных кабельных систем и методики их тестирования в полевых условиях. Бюллетень содержит раздельные спецификации для конфигурации Channel (Канал) и Basic Link (Базовая Линия). К характеристикам Базовой Линии пре