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.

Топология СКС.

В основу любой структурированной кабельной системы положена древовидная топология, которую иногда называют также структурой иерархической звезды.

Узлами структуры являются коммутационное оборудование различного вида, которое обычно устанавливается в технических помещениях и соединяется друг с другом и с информационными розетками на рабочих местах слаботочными электрическими и/или оптическими кабелями. Стандарты не регламентируют тип коммутационного оборудования, определяя только его параметры. Для монтажа и дальнейшей эксплуатации коммутационного оборудования необходимы технические помещения. Все кабели, входящие в технические помещения, обязательно заводятся на коммутационное оборудование, на котором осуществляются все необходимые подключения и переключения в процессе строительства и текущей эксплуатации кабельной системы. Это обеспечивает гибкость СКС, возможность легкой переконфигурации и адаптируемости под конкретное приложение.

Основой для применения именно иерархической звездообразной топологии является возможность ее использования для поддержки работы всех основных сетевых приложений.

Технические помещения.

Технические помещения, необходимые для построения СКС и информационной структуры предприятия, в целом делятся на аппаратные и кроссовые.

Аппаратная - техническое помещение, в котором наряду с с коммутационным оборудованием СКС располагается сетевое оборудование коллективного пользования (АТС, серверы, концентраторы). Если основной объем установленных в этом помещении технических средств составляет оборудование ЛВС, то его иногда называют серверной, а если учрежденческая АТС и системы внешних телекоммуникаций - узлом связи. Большие аппаратные оборудуются фальшполами, системами пожаротушения, кондиционирования и контроля доступа.

Кроссовая - помещение, в котором размещается коммутационное оборудование СКС, сетевое и другое вспомогательное оборудование. Желательно ее размещение вблизи вертикального стояка, оборудование телефоном и системой контроля доступа. При этом уровень оснащения кроссовой оборудованием инженерного обеспечения ее функционирования в целом является более низким по сравнению с аппаратными. Кроссовые на практике достаточно часто называют просто техническими (этажными) помещениями, встречается также наименование "хабовые".

Аппаратная может быть совмещена с Кроссовой Здания (КЗ). В этом случае его сетевое оборудование может подключаться непосредственно к коммутационному оборудованию СКС. Если аппаратная расположена отдельно, то ее сетевое оборудование подключается к локально расположенному коммутационному оборудованию или к обычным Информационным Розеткам (ИР) рабочих мест. В Кроссовую Внешних Магистралей (КВМ) сходятся кабели внешней магистрали, подключающие к ней другие КЗ. В КЗ заводятся внутренние магистральные кабели, подключающие к ним Кроссовые Этажей (КЭ). К КЭ, в свою очередь, горизонтальными кабелями подключены информационные розетки рабочих мест. В качестве дополнительных связей, увеличивающих гибкость и живучесть системы, допускается прокладка внешних магистральных кабелей между КЗ и внутренних магистральных кабелей между КЭ (обозначены пунктиром).

Во всей СКС может быть только одна КВМ, а в каждом здании может присутствовать не более одной КЗ. Допускается объединение КВМ с КЗ, если они расположены в одном здании. Аналогично КЗ может быть совмещена с КЭ, если они расположены на одном этаже. Если плотность рабочих мест на этаже или его части мала, то в качестве исключения допускается подключение к КЭ горизонтальных кабелей смежных этажей.

Подсистемы СКС

В самом общем случае СКС, согласно международному стандарту ISO/IEC 11801, включает в себя три подсистемы:

* подсистема внешних магистралей (campus backbone cabling) или по терминологии некоторых СКС европейских производителей "первичная подсистема", состоит из внешних магистральных кабелей между КВМ и КЗ, коммутационного оборудования в КВМ и КЗ, к которому подключаются внешние магистральные кабели, и коммутационных шнуров и /или перемычек в КВМ. Подсистема внешних магистралей является основой для построения сети связи между компактно расположенными на одной территории зданиями (campus). На практике эта подсистема достаточно часто имеет физическую кольцевую топологию, что дополнительно обеспечивает увеличение надежности за счет наличия резервных кабельных трасс. Из этих же соображений подсистема внешних магистралей иногда реализуется по двойной кольцевой топологии. Если СКС устанавливается автономно только в одном здании (или его части), то подсистема внешних магистралей отсутствует;
* подсистема внутренних магистралей (building backbone cabling), называемая в некоторых СКС вертикальной или вторичной подсистемой, содержит проложенные между КЗ и КЭ внутренние магистральные кабели, подключенное к ним коммутационное оборудование в КЗ и КЭ, а также коммутационные шнуры и /или перемычки в КЗ. Кабели рассматриваемой подсистемы фактически связывают между собой отдельные этажи здания и/или пространственно разнесенные помещения в пределах одного здания. Если СКС обслуживает один этаж, то подсистема внутренних магистралей может отсутствовать;
* горизонтальная подсистема (horizontal cabling), иногда называемая третичной подсистемой, образована внутренними горизонтальными кабелями между КЭ и информационными розетками рабочих мест, самими ИР, коммутационным оборудованием в КЭ, к которому подключаются горизонтальные кабели, и коммутационными шнурами и /или перемычками в КЭ.

Рассматриваемое здесь деление СКС на отдельные подсистемы применяется независимо от вида или формы реализации сети, то есть оно будет одинаковым, например, для офисной и производственной сети.

Иногда из соображений удобства проектирования и эксплутационного обслуживания применяется более мелкое дробление оборудования СКС на отдельные подсистемы. Так, например, элементы подключения сетевого оборудования к СКС в кроссовой выделяются в отдельную административную подсистему, а шнуры, адаптеры и другие элементы, необходимые на рабочих местах, образуют отдельную подсистему рабочего места и т.д.

В самом общем случае СКС, согласно действующим редакциям международных нормативно-технических документов, включает в себя восемь компонентов:

1. линейно-кабельное оборудование подсистемы внешних магистралей;
2. коммутационное оборудование подсистемы внешних магистралей;
3. линейно-кабельное оборудование подсистемы внутренних магистралей;
4. коммутационное оборудование подсистемы внутренних магистралей;
5. линейно-кабельное оборудование горизонтальной подсистемы;
6. коммутационное оборудование горизонтальной подсистемы;
7. точки перехода;
8. информационные розетки;

В подавляющем большинстве случаев подключение к СКС сетевого оборудования производится с помощью коммутационного шнура (патч-корда). В некоторых ситуациях кроме шнура может понадобиться адаптер, обеспечивающий согласование сигнальных и механических параметров оптических или электрических интерфейсов (разъемов) СКС и сетевого оборудования. Например, адаптеры применяются для подключения к СКС сетевого оборудования с интерфейсами V.24 (RS-232C), устройств кабельного телевидения, систем IBM AS/400 с терминалами 5250, терминальных контроллеров IBM 3274 и терминалов 3270, а также дополнительных приложений, которые разрабатывались для других кабельных систем.

Подсистема рабочего места обеспечивает подключение сетевого оборудования на рабочих местах. Применяемое для ее реализации оборудование целиком и полностью зависит от конкретного приложения. Она не является частью СКС и выходит за рамки действия стандартов ISO/IEC 11801 и TIA/EIA-568, хотя эти нормативные документы накладывают на ее параметры и характеристики определенные ограничения.

Коммутация в СКС.

Принципиальная особенность любой СКС состоит в том, что коммутация в ней, в отличие от электронных АТС и сетевого компьютерного оборудования, всегда производится вручную коммутационными шнурами и /или перемычками. Наиболее важным следствием такого подхода является то, что функционирование СКС принципиально не зависит от состояния электропитающей сети. Введение в состав СКС элементов электронной или электронномеханической коммутации немедленно влечет за собой обязательное использование в оборудовании штатного источника электропитания. С экономической и технической точки зрения такое решение абсолютно неоправдано на нынешнем этапе развития техники: среднее количество переключений одного порта в действующей системе составляет единицы раз в год, а источник питания обладает существенно меньшей эксплуатационной надежностью по сравнению с пассивными компонентами, образующими кабельную систему. Оборотной стороной отказа от применения штатного источника электропитания можно назвать:

* необходимость использования коммутационных шнуров, которые существенно ухудшают массогабаритные показатели коммутационного оборудования и требуют применения специальных мер для решения задач администрирования;
* невозможность введения в состав СКС штатных коммутаторов, контроллеров, датчиков и другого аналогичного оборудования, что снижает удобство эксплуатации, увеличивает время поиска неисправности, затрудняет текущую диагностику и т.д.

Известны лишь отдельные доведенные до серийного производства разработки, направленные на внедрение активных компонентов в некоторые подсистемы СКС. Однако они носят вспомогательный характер (опрос состояния портов, индикация, коммутация сигналов низкоскоростных приложений), не затрагивают процесс передачи информационных сигналов и не нормируются действующими стандартами и предложениями по их перспективным редакциям.

Принципы администрирования СКС.

Принципы администрирования (иначе управления) СКС целиком и полностью определяются ее структурой. Различают одноточечное и многоточечное администрирование. Под многоточечным администрированием понимают управление СКС, которая построена по классической архитектуре иерархической звезды. Основным признаком этого варианта является необходимость выполнения переключения минимум двух шнуров в общем случае изменения конфигурации. Использование данного принципа гарантирует наибольшую гибкость управления и возможность адаптации СКС для поддержки новых приложений.

Архитектура одноточечного администрирования применяется в тех ситуациях, когда требуется максимально упростить управление кабельной системой. Принципиально может использоваться только для СКС, установленных в одном здании и не имеющих магистральной подсистемы. Ее основным признаком является прямое соединение всех информационных розеток рабочих мест с единственным техническим помещением. Несложно убедиться в том, что одноточечное администрирование может быть использовано только в небольших сетях и упрощает процесс управления кабельной системой благодаря выполнению всех коммутаций шнурами в одном месте.

Кабели СКС.

Одним из удачных способов повышения технико-экономической эффективности кабельных систем офисных зданий является минимизация типов кабелей, применяемых для их построения. В СКС согласно международному стандарту ISO/IEC 11801 допускается использование только:

* симметричных электрических кабелей на основе витой пары с волновым сопротивлением 100, 120 и 150 Ом в экранированном и неэкранированном исполнении;
* одномодовых и многомодовых оптических кабелей.

Электрические кабели используются в основном для создания горизонтальной разводки. По ним передаются как телефонные сигналы и низкоскоростные данные, так и данные высокоскоростных приложений. Применение оптических решений в горизонтальной подсистеме в настоящее время встречается достаточно редко, хотя их доля растет очень быстрыми темпами (решения в рамках концепции fiber to the desk). В подсистеме внутренних магистралей электрические и оптические кабели применяются одинаково часто, причем электрические кабели предназначены для передачи главным образом телефонных сигналов и данных с тактовыми частотами до 1 МГц, тогда как оптические кабели обеспечивают передачу данных высокоскоростных приложений. На внешних магистралях оптические кабели играют доминирующую роль.

Для перехода с электрического кабеля на оптический в технических помещениях устанавливается соответствующее сетевое оборудование (преобразователи среды или медиаконверторы , или трансиверы), которые обычно обслуживают групповое устройство (коммутатор системы передачи данных, выносной модуль АТС, контроллер инженерной системы здания и т.п.). Прямое использование волоконно-оптического кабеля для передачи телефонных сигналов и низкоскоростных данных на современном этапе развития техники является экономически нецелесообразным и применяется в тех ситуациях, когда другие решения невозможны или же выдвигаются особые требования в отношении защиты информации от несанкционированного доступа. Поэтому для улучшения технико-экономической эффективности сети в целом процесс преобразования низкоскоростного электрического сигнала в оптический обычно совмещается с мультиплексированием.

Для построения горизонтальной подсистемы стандартами допускается применение экранированного и неэкранированного кабелей. Экранированный симметричный кабель потенциально обладает лучшими электрическими, а в некоторых случаях и прочностными характеристиками по сравнению с неэкранированным. Однако этот кабель является очень критичным к качеству выполнения монтажа и заземления, имеет заметно большую стоимость и худшие массогабаритные показатели. Поэтому пока основным кабелем для передачи электрических сигналов по СКС, являются кабели на основе неэкранированных витых пар. Как было отмечено выше, стандарты разрешают строить СКС на электрических кабелях с волновым сопротивлением 100, 120 и 150 Ом. При этом две последние разновидности кабелей часто обладают заметно лучшими характеристиками. Однако в силу целого ряда причин технического и экономического плана они не получили широкого распространения в нашей стране.

Многомодовые волоконно-оптические кабели используются в основном в качестве основы подсистемы внутренних магистралей. Одномодовые волоконно-оптические кабели рекомендуется применять только для построения длинных внешних магистралей.

Коаксиальные кабели не включаются в число разрешенных к применению в новых стандартах и исключаются из очередных редакций старых стандартов. Это объясняется низкой надежностью сетей, построенных на их основе, невысокой технологичностью и более высокой стоимостью по сравнению с кабелями на основе витых пар.

Для обеспечения возможности работы по СКС сетевой аппаратуры с коаксиальным и триаксиальным интерфейсом используется широкая номенклатура адаптеров различных видов.

Классы приложений, категории кабелей и разъемов СКС.

Действующая редакция стандарта ISO/IEC 11801 подразделяет все виды приложений, которые могут обмениваться данными по витым парам, на 4 класса - A, B, C и D (табл.4).
Класс линии Определение и приложения
A Телефонные каналы и низкочастотный обмен данными. Максимальная частота сигнала - 100 кГц
B Приложения со средней скоростью обмена. Максимальная частота сигнала - 1 МГц
C Приложения с высокой скоростью обмена. Максимальная частота сигнала - 16 МГц
D Приложения с очень высокой скоростью обмена. Максимальная частота сигнала - 100 МГц
Оптический Приложения, использующие в качестве среды передачи сигнала оптический кабель. Частоты 10 МГц и выше

Таблица 4. Классы приложений по ISO/IEC 11801.

Класс А считается низшим классом, а класс G высшим. Для приложений каждого класса определяется соответствующий класс линии связи, который задает предельные электрические характеристики линии, необходимые для нормальной работы приложений соответствующего и более низкого класса (табл. 5).
TIA/EIA-568-A ISO/IEC 11801 EN 50173 ISO/IEC 11801 (приложения)
- - - A
- - - B
Категория 3 Категория 3 Категория 3 С
Категория 4 Категория 4 Категория 4 -
Категория 5 Категория 5 Категория 5 D
- Категория 6 - E
- Категория 7 - F
- Категория 8 - G

Таблица 5. Соответствия категорий кабелей и соединителей классам приложений.

К приложениям оптического класса относятся те из них, которые используют в качестве среды передачи сигнала оптический кабель. На момент принятия стандарта ширина полосы пропускания для таких приложений не являлась ограничивающим фактором.

Интересно также отметить, что стандарт ISO/IEC 11801 не предполагает приложений и линий с максимальной частотой передачи 20 МГц, соответствующих 4-й категории разъемов и кабелей. Это обусловлено отсутствием популярных сетевых приложений с максимальными частотами сигнала от 16 до 20 МГц.

В некоторых европейских странах иногда практикуется введение дополнительных классов приложений. Так, например, в немецкоязычной технической литературе приложения с верхней граничной частотой 200 МГц иногда называют приложениями класса D+, тогда как приложения с граничной частотой 300 МГц обозначаются приложениями класса D++.

Стандарты ISO/IEC 11801 и TIA/EIA-568-A в дополнение к кабелям специфицируют по категориям разъемы. Категории определяются максимальной частотой сигнала, на которую рассчитаны соответствующие разъемы и кабели (табл. 6). Кабели и разъемы более высоких категорий поддерживают все приложения, рассчитанные на работу по кабелям более низких категорий.
Категория кабеля и разъема Максимальная частота сигнала Типовые приложения
Категория 3 До 16 МГц Локальные сети Token Ring и Ethernet 10Base-T, голосовые каналы и другие низкочастотные приложения
Категория 4 До 20 МГц Локальные сети Token Ring и Ethernet 10Base-T
Категория 5 До 100 МГц Локальные сети со скоростью передачи данных до 1000 Мбит/с
Категория 5е До 100 МГц Локальные сети со скоростью передачи данных до 1000 Мбит/с
Категория 6 До 250 МГц Локальные сети со скоростью передачи данных до 1000 Мбит/с
Категория 7 До 600 МГц Локальные сети со скоростью передачи данных до 1000 Мбит/с, сигналы кабельного телевидения
Категория 8 До 1200 МГц Локальные сети со скоростью передачи данных до 1000 Мбит/с, сигналы кабельного телевидения

Приложения класса Е и компоненты СКС категории 6 первоначально имели нормируемые характеристики до частоты 200 МГц, которая впоследствии была увеличена до 250 МГц. Необходимость расширения частотного диапазона гарантируемых параметров была обусловлена требованием обеспечения потенциальной возможности поддержки функционирования двухпарных вариантов интерфейсов Gigabit Ethernet. Класс F и компоненты категории 7 рассчитываются на частоты до 600 МГц. Выбор последнего значения не в последнюю очередь обусловлен широким распространением аппаратуры АТМ со скоростью передачи 622 Мбит/с, а также необходимостью поддержки передачи сигналов многоканального аналогового телевидения с верхней граничной частотой 550 МГц.

Для построения трактов категории 6 используются кабели всех типов (экранированные и неэкранированные). В качестве соединителя применяется, в основном, модульный разъем. Существуют также разработки на других типах разъемов, наиболее известными из которых являются разъемы типов 110 и 210. Линии категории 7 при современном состоянии уровня техники могут быть реализованы только на кабеле с экранированными парами.

Линии электрической связи СКС должны быть собраны из кабелей и других компонентов с характеристиками не хуже той категории, на которую они рассчитаны. Данное правило имеет также и обратное действие в отношении категорий до 5е включительно: линия связи, собранная из компонентов определенной категории, поддерживает работу всех приложений своего и более низкого классов.

Стандарты ISO/IEC 11801 и TIA/EIA-568-A определяют, что линии связи СКС будут соответствовать требованиям определенной ими категории при соблюдении следующих трех условий:

1. технические характеристики всех кабелей, разъемов и соединительных шнуров этой линии соответствуют требованиям этой категории, или превышают их;
2. линия связи спроектирована с учетом требований стандартов (то есть соблюдены ограничения на длины кабелей, количество точек коммутации и т.д.);
3. монтаж выполнен в полном соответствии с требованиями стандартов.

Ограничения на длины кабелей и шнуров СКС.

Стандарты ISO/IEC 11801 и TIA/EIA 568 устанавливают ограничения на максимальные длины кабелей и соединительных шнуров горизонтальной и магистральных подсистем (табл.7).
Среда передачи сигнала Класс А Класс B Класс C Класс D Оптика
Симметричный кабель категории 3 2 км 200 м 100 м
Симметричный кабель категории 4 3 км 260 м 150 м
Симметричный кабель категории 5 3 км 260 м 160 м 100 м
Симметричный кабель 150 Ом 3 км 400 м 250 м 150 м
Многомодовый оптический кабель - - - - 2 км
Одномодовый оптический кабель - - - - 3 км

Таблица 7. Максимальные длины кабельных трактов в зависимости от типа кабеля и класса приложения.

Дополнительно еще раз подчеркнем, что максимальные длины электрических кабельных линий для передачи сигнала указанного класса приведены для случая построения этих линий из симметричного кабеля и других компонентов с категорией не ниже указанной.

Длина кабеля горизонтальной подсистемы установлена равной 90 м (плюс 10 м на соединительные шнуры). Выбор именно этого значения произведен, исходя из возможностей витой пары как направляющей системы электромагнитных колебаний передавать сигналы наиболее массовых (на момент принятия стандартов) высокоскоростных приложений типа Fast Ethernet. Учитывались достигнутый технический уровень элементной базы и применяемые схемотехнические решения приемопередатчиков современного сетевого оборудования. Не последнюю роль при выборе именно этого значения максимальной длины играли архитектурные особенности типовых офисных зданий.

В случае реализации горизонтальной разводки на волоконно-оптическом кабеле длина кабельной трассы ограничена величиной 90 м из тех соображений, что она гарантированно позволяет выполнить ограничения протокольного характера сетей Fast Ethernet по максимальному диаметру коллизионного домена.

Основным назначением подсистемы внутренних магистралей является объединение в единое целое технических помещений в пределах одного здания. Соответственно, максимальная длина кабеля такой магистрали устанавливается стандартами равной 500 м.

И наконец, подсистема внешних магистралей, которая объединяет отдельные здания, согласно стандарту ISO/IEC 11801 может включать в себя кабели максимальной длиной 1,5 км. Дополнительно оговаривается, что максимальная длина магистральных кабелей между кроссовой этажа и кроссовой внешних магистралей не может превышать 2000 м (500 м кабеля внутренней и 1500 м кабеля внешней магистрали) при условии применения коммутационных и оконечных шнуров стандартной длины. В случае использования одномодового кабеля указанное значение может быть увеличено до 3000 м. При современном состоянии уровня волоконно-оптической техники с использованием обычной серийной аппаратуры это расстояние может быть равным 100 и более километрам. Однако при необходимости обеспечения связи на столь большие расстояния стандартами предполагается, что для передачи информации будут использоваться линии и каналы связи общего пользования различных телекоммуникационных операторов.

Дополнительные варианты топологии СКС.

Горизонтальная подсистема СКС при ее реализации на кабелях из витых пар может быть построена по четырем различным схемам.

Наиболее часто применяется первая из них, которая образована непрерывным кабелем максимальной длиной 90 м, соединяющим информационную розетку ИР и коммутационную панель в кроссовой этажа КЭ. Во втором варианте тракт передачи образуется из кабелей двух различных типов, но с эквивалентными передаточными характеристиками. Эти кабели соединяются между собой в так называемой точке перехода ТП (transition point). Согласно международному стандарту ISO/IEC 11801 здесь возможны две комбинации типов таких кабелей: "многопарный + четырехпарный" и "круглый + плоский" с одинаковым количеством пар (на практике это четыре пары).

Точка перехода реализуется на обычном коммутационном оборудовании, однако его запрещается использовать для выполнения операций администрирования кабельной системы и для подключения активных сетевых устройств любого назначения. В соответствии с этим в точке перехода никогда не должны применяться коммутационные и оконечные шнуры.

Последние два варианта построения горизонтальной подсистемы СКС ориентированы, в первую очередь, на применение в так называемых открытых офисах (open offices или open space offices), то есть в рабочих помещениях большой площади, которые разделены на отдельные секции специализированной мебелью или легкими некапитальными перегородками. Общим отличительным признаком таких офисов являются частые перемещения сотрудников и изменения конфигураций рабочих мест. В открытых офисах могут применяться многопользовательские телекоммуникационные розетки MUTO (Multi-User Telecommunication Outlet) и консолидационные точки КТ (consolidation point). Оба варианта стандартизованы техническим бюллетенем TSB-75 и адаптируют рассмотренные выше решения на случай открытого офиса.

Под многопользовательской розеткой MUTO понимается розетка, которая обслуживает несколько пользователей. Такой элемент выделяется в отдельный вид оборудования и устанавливается на колоннах и стенах здания, под фальшполом, в напольных коробках и, достаточно редко, в пространстве между капитальными и подвесными потолками. Максимальная длина оконечного шнура, соединяющего розетку MUTO с сетевым оборудованием на рабочем месте не должна превышать 20 м (длина горизонтального кабеля при этом не должна превышать 70 м, а сумма длин коммутационных шнуров в кроссовой 7 м).

Таким образом, суммарная длина оконечного и коммутационного шнуров в открытом офисе может достигать 27 м против 10 м в случае обычного офиса, что сопровождается заметным увеличением гибкости кабельной системы. При этом за счет соответствующей корректировки длины горизонтального кабеля в сторону уменьшения максимальное суммарное затухание тракта передачи сигнала в обоих случаях оказывается одинаковым.

Консолидационная точка КТ в открытом офисе является прямым аналогом точки перехода традиционной топологии. От нее к отдельным розеткам рабочего места протягиваются короткие отрезки горизонтального кабеля, которые являются продолжением основного кабеля сегмента. Решения на основе КТ рекомендуется применять в тех случаях, когда перемещения сотрудников возможны, но не столь часты по сравнению с розетками MUTO.

Аналогично традиционной кабельной разводке в любой горизонтальной линии открытого офиса запрещается использование более одной точки перехода в виде розеток MUTO и КТ, а в консолидационной точке не допускается подключение активного оборудования и выполнения операций администрирования.

Отдельно отметим топологии СКС с централизованным администрированием, которые определены в техническом бюллетене TSB-72 и относятся к случаю построения разводки внутри одного здания полностью на оптическом кабеле. Основная идея, заложенная в этом документе, состоит в предоставлении проектировщику СКС возможности отказа в данной ситуации от жесткого деления кабельной разводки на горизонтальную подсистему и подсистему внутренних магистралей с их объединением в единое целое и переход, за счет этого, от двухуровневой звездообразной топологии к простой одноуровневой.

Применение принципа централизованного администрирования позволяет:

* значительно увеличить управляемость ЛВС за счет появления возможности формирования любых заранее заданных рабочих групп на физическом уровне без использования виртуальных соединений;
* сосредоточить все активное оборудование в одном месте, что увеличивает защищенность от несанкционированного доступа к информации, уменьшает потребности в высокоскоростных каналах и упрощает процедуру проведения эксплуатационных измерений;
* значительно сократить или даже полностью (в некоторых случаях) отказаться от выделенных помещений для кроссовых этажей.

Актуальность практического использования централизованного администрирования резко возросла в связи с массовым внедрением в широкую инженерную практику волоконно-оптической техники передачи сигналов, которая не накладывает на длины высокоскоростных каналов физического 90-метрового ограничения витой пары.

Принцип расщепления кабеля (Cable Sharing).

Основным типом кабеля горизонтальной подсистемы современной СКС является 4-парный симметричный кабель "витая пара". Большинство наиболее распространенных в настоящее время среднескоростных (Ethernet 10Base-T, Token Ring) и высокоскоростных (Fast Ethernet 100Base-TX, TP-PMD, ATM) приложений требуют для работы только две витых пары. Остальные две пары не используются и некоторыми типами сетевых интерфейсов просто замыкаются на землю, то есть для них являются фактически бесполезными. Уровень электрических характеристик горизонтальных кабелей, требуемый действующими редакциями стандартов, принципиально позволяет передавать по таким кабелям сигналы одновременно нескольких (двух, а в некоторых случаях трех или даже четырех) приложений с пренебрежимо малым уровнем влияния друг на друга. Подобное техническое решение по использованию горизонтального кабеля представляет собой адаптацию методов использования магистральных кабелей на область горизонтальной разводки и называется принципом разделения или расщепления кабеля (cable sharing). Это решение официально допускается для практического применения стандартами ISO/IEC 11801 и EN 50173.

Для практической реализации принципа расщепления кабеля разработан и внедрен в серийное производство достаточно большой набор различных специализированных элементов, которые могут быть разделены на следующие группы:

* Y-адаптеры, а также сдвоенные и строенные балуны;
* двойные адаптерные вставки;
* разветвительные шнуры;
* монтажные шнуры специального вида;
* сдвоенные и строенные розеточные модули, позволяющие выполнять на них разводку одного кабеля.

Все перечисленные выше решения, за исключением последних двух, позволяют, в случае необходимости, легко вернуться к стандартному 4-парному варианту организации горизонтального участка тракта передачи электрического сигнала, то есть не затрагивают свойство универсальности кабельной системы.

Стандарты не выдвигают никаких особых требований к оборудованию, используемому для реализации рассматриваемого принципа, за исключением применения отличительной маркировки розеток.

Использование обсуждаемого принципа организации СКС наиболее выгодно в сетях небольшого и среднего размера, в основном, по двум причинам:

* затраты на горизонтальную проводку составляют относительно большую величину - одновременная передача по одному кабелю сигналов двух приложений обеспечивает заметную экономию капитальных финансовых затрат на организацию сети;
* в таких сетях задача применения сверхвысокоскоростных приложений типа Gigabit Ethernet, требующих для своей работы одновременно четырех пар, является существенно менее актуальной из-за относительно меньшего объема передаваемой информации; в таких условиях ожидаемая проблема нехватки тракта передачи сигналов отодвигается на неопределенно далекую перспективу.

Отметим, что принцип расщепления кабеля получил достаточно большое распространение в некоторых европейских странах, где он используется существенно чаще по сравнению с решениями на основе двухпарных кабелей. Однако данное решение мало популярно в Российской Федерации хотя бы по следующим причинам:

* значительная доля российских СКС строится в соответствии с требованиями стандарта TIA/EIA-568-A (-B), который не допускает одновременную передачу сигналов двух приложений по одному горизонтальному кабелю;
* принцип расщепления кабеля наиболее эффективен в системах с индивидуальной экранировкой отдельных пар, которые по причинам экономического характера устанавливается существенно реже систем без такой экранировки (большая стоимость элементной базы и трудоемкость монтажа не компенсируется экономией затрат за счет меньшего количества прокладываемых кабелей).

Относительно большое распространение в нашей стране имеет только решение на основе Y-адаптера или функционально аналогичной ему адаптерной вставки некоторых СКС, которые применяются для передачи по одному кабелю сигналов Ethernet 10Base-T и аналогового телефона в небольших и достаточно часто несертифицируемых сетях.

Гарантийная поддержка современных СКС.

Современная СКС является сложным высокотехнологичным продуктом, рассчитанным на эксплуатацию в течение продолжительного времени. В этой связи особо важное значение приобретает система гарантий производителя СКС на свою продукцию и установленную систему. Действующие редакции стандартов не предписывают каких-либо жестких правил в этой области, и только стандарт ISO/IEC 11801 рекомендует устанавливать продолжительность гарантии не менее чем 10 лет. Указанное значение выбрано не в последнюю очередь из-за того, что среднестатистический срок между двумя косметическими ремонтами в зданиях офисного типа, после которого обычно производится перекладка кабельной системы, составляет примерно 9 лет.

В настоящее время производители СКС применяют различные виды гарантий. Их можно разделить на четыре основных группы:

1. Гарантия на компоненты.
2. Системная гарантия.
3. Гарантия работы приложений.
4. Обобщенная гарантия:
1. Расширение списка приложений.
2. Увеличение длины базовой линии.

Классическим видом гарантии является гарантия на компоненты, или базовая гарантия. Она означает, что все компоненты кабельной системы не имеют производственных дефектов и при использовании по назначению в соответствии с ТУ не потеряют своих потребительских качеств на протяжении определенного периода времени с момента покупки. Обычный срок гарантии на компоненты составляет пять лет, хотя в последнее время наметилась тенденция увеличения этого значения. Условием получения базовой гарантии является приобретение компонента по официальным каналам в порядке, установленном производителем СКС.

Расширенная, или системная, гарантия предоставляется на спроектированную и установленную по всем правилам СКС. Под ней понимается соответствие характеристик смонтированной системы требованиям стандартов. Основная масса производителей определяет срок этого вида гарантии на системы категории 5 в 15-16 лет. Системам, характеристики которых превышают требования категории 5, гарантийный срок обычно увеличивается до 20 лет, а некоторыми производителями даже до 25 лет. Основные принципы предоставления системной гарантии могут быть сформулированы следующим образом:

* применение в составе системы исключительно компонентов, официально разрешенных для установки в данную конкретную СКС. На использование компонентов, не входящих в официальный перечень разрешенных, в каждом конкретном случае должно быть получено отдельное разрешение производителя;
* построение системы в полном соответствии с требованиями действующих редакций стандартов, то есть без превышения длины кабельных трасс и шнуров, количества соединителей в тракте и т.д.;
* соответствие количества циклов соединения-разъединения разъемов значению, задаваемому стандартами;
* проектирование и построение системы только прошедшим соответствующее обучение и авторизованным персоналом; все изменения и дополнения также должны производиться только авторизованным персоналом.

Некоторые производители СКС выдвигают также дополнительные требования, сводящиеся к необходимости предоставления протоколов измерений, использованию для тестирования только измерительных приборов из определенного перечня и т.д.

Из приведенного выше несложно убедиться в том, что системная гарантия включает в себя также базовую и даже усиливает ее в смысле увеличения гарантийного срока. Кажущаяся на первый взгляд нелогичность этого положения (гарантия на всю систему целиком превышает по продолжительности гарантию на любой ее компонент) объясняется тем, что кабель в смонтированной системе не подвергается значительным механическим нагрузкам в процессе прокладки, то есть гарантированно эксплуатируется в существенно менее жестких условиях.

Наконец, под гарантией работы приложений понимается способность правильно смонтированной и установленной СКС (т.е. СКС, уже имеющей системную гарантию) поддерживать работу тех или иных приложений.

В конце 90-х годов в среде производителей СКС четко наметилась тенденция предоставления специальных вариантов гарантии работы приложений, которые назовем в данном случае обобщенной гарантией. Гарантия этого вида юридически закрепляет улучшение производителей определенных параметров предлагаемого решения свыше уровня стандартов. Гарантии этой группы имеют две разновидности. Первая из них основана на списке приложений, куда часто включаются такие из них, которые формально не могут поддерживаться стандартной СКС данной конкретной категории. Иногда она предоставляется на поддержку функционирования любого приложения, аппаратура которого изначально спроектирована для работы по СКС той или иной категории. Вторая разновидность расширенной гарантии предполагает возможность увеличения длины так называемого тракта или канала свыше задаваемых стандартом 100 м для конкретных приложений из определенного списка.

Изложенное показывает, что в общем случае гарантия работы приложений показывает потребителю лишь уровень запасов, который разработчик конкретной СКС заложил в свою систему, то есть степень превышения требований стандартов, причем применительно только к какому-либо конкретному приложению или их более или менее обширной группе.

Документом, подтверждающим наличие у СКС гарантии того или иного вида, является сертификат производителя установленного им образца. Сертификат может выдаваться как на собственно СКС, установленную по конкретному адресу, так и владельцу СКС. К сертификату прикладывается регистрационный документ с более или менее полным описанием системы, который может быть дополнен схематическим планом ее стркутуры, а также результатами ее инструментального тестирования (если эта процедура проводится согласно правилам установки СКС).

Гарантийный ремонт обычно выполняется компанией-инсталлятором конкретной СКС, что в некоторых случаях является одним из условий заключения соответствующего партнерского соглашения между производителем СКС и системным интегратором. В тех случаях, когда эта компания в силу каких-либо причин не может выполнить работы, производитель поручает их проведение другому местному партнеру или же выполняет их самостоятельно.

Гарантийный ремонт не производится при неправильной эксплуатации, превышении нагрузки, механических повреждениях и повреждениях в результате стихийных бедствий, применением неразрешенных компонентов и в других аналогичных случаях.

Под структурой СКС понимают модель построения системы из функциональных элементов и подсистем. Данный раздел определяет также интерфейсы точки для подключения терминального оборудования к структурированной системе и самой СКС - к сети общего пользования. Группы функциональных элементов образуют подсистемы СКС. Отличия терминов американских стандартов выделены красным цветом.

5.1. Функциональные элементы СКС

Структурированная кабельная система - среда передачи электромагнитных сигналов - состоит из элементов - кабелей и разъемов. Кабели, оснащенные разъемами и проложенные по определенным правилам, образуют линии и магистрали. Линии, магистрали, точки подключения и коммутации составляют функциональные элементы СКС.

В американском стандарте к функциональным элементам относят два типа кабелей, три типа помещений, элемент конструкции здания и документацию телекоммуникационной инфраструктуры. Кроме того, в данных группах стандартов используется разная терминология. Отличия показаны в таблице 1..

Таблица 1. Функциональные элементы СКС

Функциональные элементы СКС		Отличия в терминах ANSI/TIA/EIA-568-A
ISO/IEC 11801 и EN 50173	ANSI/TIA/EIA-568-A
Распределительный пункт комплекса (зданий) (РП комплекса)		Главный пункт коммутации
Магистраль комплекса (МК)		Магистраль между зданиями
Распределительный пункт здания (РП здания)		Промежуточный пункт коммутации
Магистраль здания (МЗ)	Вертикальные кабели
Распределительный пункт этажа (РП этажа)		Горизонтальный пункт коммутации
Горизонтальные кабели (ГК)	Горизонтальные кабели
Точка перехода (ТП)		Точка перехода
Телекоммуникационный разъем (ТР)		Телекоммуникационный разъем
	Рабочая область
	Телекоммуникационные помещения
	Аппаратные
	Ввод в здание
	Администрирование

Международные / европейские стандарты подразделяют СКС на восемь функциональных элементов, американский - на семь. Только два из них совпадают. В первом случае функциональные элементы составляют среду передачи, то есть собственно структурированную кабельную систему. Это позволяет выделить подсистемы и провести точные границы между ними.

Во втором в состав функциональных элементов не вошла магистраль комплекса и все интерфейсы СКС и добавлены помещения, элементы зданий и система документирования. Это приводит к путанице и смешиванию понятий в технической литературе, проспектах производителей и документации, создаваемых по американской модели - А.В.

5.2. Подсистемы СКС

Международные / европейские стандарты подразделяют СКС на три подсистемы: магистральная подсистема комплекса, магистральная подсистема здания, горизонтальная подсистема.

Распределительные пункты обеспечивают возможность создания топологии каналов типа «шина», «звезда» или «кольцо».

Рис. 1. Подсистемы СКС

5.2.11. Магистральная подсистема комплекса включает магистральные кабели комплекса, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП комплекса и РП здания и коммутационные соединения в РП комплекса. Магистральные кабели комплекса также могут соединять между собой распределительные пункты зданий.

5.2.22. Магистральная подсистема здания включает магистральные кабели здания, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП здания и РП этажа, а также коммутационные соединения в РП здания. Магистральные кабели здания не должны иметь точек перехода, электропроводные кабели не следует соединять сплайсами.

5.2.33. Горизонтальная подсистема включает горизонтальные кабели, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП этажа, коммутационные соединения в РП этажа и телекоммуникационные разъемы. В горизонтальных кабелях не допускается разрывов. При необходимости допускается одна точка перехода. Все пары и волокна телекоммуникационного разъема должны быть подключены. Телекоммуникационные разъемы не являются точками администрирования. Не допускается включения активных элементов и адаптеров в состав СКС.

Абонентские кабели для подключения терминального оборудования не являются стационарными и находятся за рамками СКС. Однако, стандарты определяют параметры канала, в состав которого входят абонентские и сетевые кабели.

5.3. Топология СКС

Топология СКС - «иерархическая звезда», допускающая дополнительные соединения распределительных пунктов одного уровня. Однако такие соединения не должны заменять магистрали основной топологии. Число и тип подсистем зависит от размеров комплекса или здания и стратегии использования системы. Например, в СКС одного здания достаточно одного РП здания и двух подсистем - горизонтальной и магистральной. С другой стороны, большое здание можно рассматривать как комплекс, включающий все три подсистемы, и в том числе, несколько РП здания.

Рис. 2. Топология СКС

5.4. Размещение распределительных пунктов

Распределительные пункты размещаются в телекоммуникационных помещениях и аппаратных. Телекоммуникационные помещения предназначены для установки панелей и шкафов, сетевого и серверного оборудования, обслуживающих весь или часть этажа. Аппаратные выделяют для телекоммуникационного оборудования,обслуживающего пользователей всего здания (например, УАТС, мультиплексоры, серверы) и размещения РП здания / комплекса. Панели / шкафы и оборудование РП этажа, совмещенные с РП здания / комплекса, также могут находиться в помещении аппаратной.

5.5. Интерфейсы СКС

Интерфейсы СКС это окончания подсистем, обеспечивающие подключение оборудования и кабелей внешних служб методом подключения или коммутации . На рисунке 3 показаны интерфейсы в виде линий в пределах распределительных пунктов, схематически обозначающих блоки гнезд на панелях.

Рис. 3. Интерфейсы СКС

Для подключения к СКС достаточно одного сетевого кабеля. В варианте коммутации используют сетевой и коммутационный кабель и дополнительную панель.

Подключение к сети общего пользования осуществляется с помощью интерфейса сети общего пользования. Местоположение интерфейса сети общего пользования определяется национальными, региональными и местными правилами. Если интерфейсы сети общего пользования и СКС не соединены коммутационным кабелем или с помощью оборудования, необходимо учитывать параметры промежуточного кабеля.

Оптика "по горизонтали": В связи с ростом требований, предъявляемых новыми сетевыми приложениями, становится все более актуальным применение оптоволоконных технологий в структурированных кабельных системах (СКС). Оптоволокно имеет характеристики, намного превышающие требования сегодняшних стандартов скорости Ethernet (100 Мбит/с) для подключения рабочих мест, и позволяет легко переходить на новые протоколы передачи данных, такие, как, например, 1 и 10 Gigabit Ethernet или высокоскоростной ATM.

В связи с ростом требований, предъявляемых новыми сетевыми приложениями, становится все более актуальным применение оптоволоконных технологий в структурированных кабельных системах (СКС).

Оптоволокно имеет характеристики, намного превышающие требования сегодняшних стандартов скорости Ethernet (100 Мбит/с) для подключения рабочих мест, и позволяет легко переходить на новые протоколы передачи данных, такие, как, например, 1 и 10 Gigabit Ethernet или высокоскоростной ATM.

Говоря о возможностях модернизации, следует отметить тот факт, что свойства оптического волокна практически не зависят от скорости передачи данных в сети, поскольку отсутствуют механизмы (например, перекрестные помехи), которые приводят к деградации свойств оптоволокна с увеличением скорости сетевых протоколов. Как только оптическое волокно установлено и его параметры протестированы на соответствие стандартам, кабельный канал может работать на скоростях 1, 10, 100, 500, 1000 Мбит/с или 10 Гбит/с.

Это дает гарантию того, что кабельная инфраструктура, установленная сегодня, сможет обеспечивать работу любых сетевых технологий на протяжении следующих 10-15 лет, и даже более.

Еще одним неоспоримым преимуществом оптоволокна является "иммунитет" к различным электромагнитным помехам и отсутствие собственного радиочастотного излучения, что значительно повышает безопасность таких систем - снимать информацию с оптоволоконных кабелей намного дороже и сложнее, чем с обычной витой пары, и это возможно только при непосредственном "вмешательстве" в СКС.

А так ли дорога оптика?

Зачастую у специалистов бытует мнение, что оптоволоконные решения значительно дороже медных. Попытаемся выяснить, так это или нет, сравнив оптические решения компании 3M Volution с типовой экранированной системой 6-й категории, обладающей наиболее близкими многомодовой оптике характеристиками.

В ориентировочный расчет стоимости типовой горизонтальной подсистемы была включена цена порта 24-портовой коммутационной панели (в расчете на одного абонента), абонентских и коммутационных шнуров, абонентского модуля, а также стоимость горизонтального кабеля за 100 метров (см. таблицу).

Расчет стоимости абонентского порта СКС для "меди" 6-й категории и оптики.

Этот простой расчет показал, что стоимость оптоволоконного решения всего на 35% больше, чем решения для витой пары 6-й категории, так что слухи об огромной дороговизне оптики несколько преувеличены. Причем стоимость основных оптических компонентов на сегодня сравнима или даже ниже, чем для экранированных систем 6-й категории, но, к сожалению, готовые оптические коммутационные и абонентские шнуры пока что в несколько раз дороже медных аналогов. Однако если по каким-либо причинам протяженность абонентских каналов в горизонтальной подсистеме превышает 100 м, оптике просто нет альтернативы.

Строим оптическую СКС

За последнее десятилетие в специальную терминологию прочно вошло новое определение - "структурированная кабельная система". Такая система подразумевает отказ от различных фирменных кабельных решений, широко распространенных в прошлом, и обеспечивает взаимодействие различных сетевых устройств - коммутаторов, концентраторов и маршрутизаторов независимо от их фирмы-изготовителя.

Североамериканский стандарт TIA/EIA-568-B, который определяет требования к структурированным кабельным системам, находящимся внутри, а также между зданиями и их отдельными элементами, содержит спецификации как на медную, так и на оптоволоконную горизонтальную кабельную систему. Ограничения на максимальную длину оптической горизонтальной системы (100 м) в стандарте TIA/EIA-568-B (см. таблицу слева) определяются характеристиками медных линий.

Несколько комитетов, например, TIA/EIA-568-В.З, расширили границы применения для оптической горизонтальной подсистемы, исходя из ее потенциально лучших параметров по сравнению с медными системами.

Данный комитет пытается применить большую дальность работы и полосу пропускания оптических систем для создания более эффективных кабельных систем. В последнее время в СКС все чаще используются такие термины, как "централизованная кабельная система" (centralized cabling), "многопользовательская розетка" (multi-user outlet) и "зоновая кабельная система" (zone cabling).

Какие же понятия стоят за этими терминами и какова их роль при построении высокопроизводительных и экономически эффективных оптических СКС? Рассмотрим каждую из конкретных схем построения оптических СКС с учетом их преимуществ и недостатков.

Независимо от того, используется оптическая или медная СКС, стандарт TIA/EIA-568-B (на схеме выше) предполагает наличие нескольких телекоммуникационных пунктов, расположенных по всему зданию. Кабельная сеть может быть либо вертикальной с несколькими кроссовыми помещениями, расположенными на каждом этаже, либо горизонтальной с набором телекоммуникационных помещений, расположенных по всей площади предприятия.

Основной топологией кабельной системы при этом является "звезда" с максимальной функциональностью в центре - главном распределительном пункте - MDC (main distribution centre). MDC подключен через оптоволоконную магистраль или к промежуточным распределительным центрам - ЮС (intermediate distribution centres), если магистраль связывает несколько зданий, или к телекоммуникационным пунктам - ТС (telecommunications closets). Типовое расстояние от пользователей до TC составляет 100 м как для медного, так и для оптического кабеля.

Обычно в телекоммуникационных пунктах располагается сетевое оборудование, которое разделяет ЛВС этажа и общую сеть здания. TC также содержат элементы управления и вспомогательные средства СКС - оптические и электрические кроссы, кабельные организаторы и т.д.

Учитывая значительный запас дальности у оптических кабелей (по сравнению с электрическими), для увеличения эффективности и уменьшения стоимости эксплуатации горизонтальная распределительная система может быть перестроена таким образом, что все горизонтальные подсистемы будут объединены и подключены к общему телекоммуникационному пункту. В этом случае к нему через оптоволоконные кабели будут подсоединяться все пользователи.

Поскольку многомодовые оптоволоконные кабельные системы поддерживают дальность передачи данных вплоть до 300 м для любых существующих приложений, можно отказаться от использования отдельных телекоммуникационных пунктов на каждом этаже. При такой структуре кабельной системы значительно упрощается управление ее элементами и уменьшается число возможных точек отказа.

Снижение числа телекоммуникационных пунктов сокращает эксплуатационные расходы и экономит площадь - уменьшается число помещений, в которых необходимо обеспечить гарантированное электропитание, отопление, вентиляцию и кондиционирование.

При этом также значительно облегчается тестирование, обнаружение неисправностей и ведение документации на СКС, становится возможным управление конфигурацией кабельной системы с помощью ПО, а не посредством переключения коммутационных шнуров. Также данная система позволяет легко интегрировать в существующую СКС новую кабельную архитектуру, разработанную для открытых офисов (TIA/EIA TSB 75, ISO/IEC 11801).

В состав любой СКС входят десятки тысяч разных компонентов. Построение локальных сетей и структурированных систем осложняется огромным количеством отдельных элементов и устройств, на базе которых они создаются. Чтобы управление системой не превратилось в хаос, применяют наглядную и уникальную маркировку отдельных групп компонентов.

Трудно точно подсчитать ущерб компании от простоев во время тестирования и ремонта СКС, когда инженер «вслепую» пытается найти поврежденный кабель. Монтаж СКС и ЛВС может быть ощутимо улучшен с помощью четкой сегментации и разделения всех используемых элементов и частей.

Для упрощения ориентации в кабельном хозяйстве применяется международная система маркировки отдельных частей кабельной сети, которая является «международным языком», позволяющим быстро ориентироваться в структурированной кабельной сети

Общие требования к маркировке элементов СКС сформулированы в действующем стандарте TIA/EIA-606, где подробно описываются группы компонентов сети, принятых к индексированию: кабели, кроссовое оборудование, шнуры и розетки, неразъемные соединители, лотки, короба и элементы заземления.

Согласно стандарту, маркировочный компонент обязан соответствовать требованиям теста UL969, а именно - на нем должно быть поле для нанесения надписей определенной длины и цвета. Маркируемые компоненты могут быть различного типа и размера, обладают высокой механической прочностью и устойчивостью к воздействию окружающей среды. Классификация применяемых элементов маркировки кабельной сети достаточно проста. Маркируемые кабели, устанавливаемые на этапе создания СКС, называются технологическими элементами.

Маркеры, применяемые уже в процессе работы кабельной сети, называют финишными. Отсутствие финишной маркировки затрудняет процесс управления сетью, поэтому кабельная система не сдается в эксплуатацию без осуществления процесса маркировки и идентификации. Существуют штатные элементы маркировки, которые входят в комплект поставки многих решений СКС, например, панелей или розеток.

В современных структурированных кабельных сетях широко применяются разнообразные типы дополнительных меток, которые производятся специализированными компаниями. Дополнительные метки отличаются разнообразием расцветок и хорошим качеством исполнения, что позволяет идентифицировать отдельные звенья и функциональные блоки кабельной системы предприятия.

Самым популярным и распространенным на сегодняшний день элементом маркировки являются клеевые этикетки, которые используются в качестве элементов технологической и финишной маркировки. Этикетки применяются для идентификации различных компонентов СКС: кабельного и коммутационного оборудования, коробов, шкафов, пластин заземления.

Структура СКС

Структурированная Кабельная Система (СКС) должна состоять из любой или всех перечисленных ниже подсистем:

Данные подсистемы включают в себя следующие функциональные элементы:

• Главный Распределительный Пункт (ГРП)
• Магистральный кабель территории
• Распределительный Пункт Здания (РПЗ)
• Магистральный кабель здания
• Распределительный Пункт Этажа (РПЭ)
• Горизонтальный кабель
• Точка перехода (ТП)
• Телекоммуникационный Разъем (ТР)

Горизонтальная подсистема

Горизонтальная подсистема является частью телекоммуникационной кабельной системы, которая проходит между телекоммуникационной розеткой/коннектором на рабочем месте и горизонтальным кроссом в телекоммуникационном шкафу. Она состоит из горизонтальных кабелей и той части горизонтального кросса в телекоммуникационном шкафу, которая обслуживает горизонтальный кабель. Каждый этаж здания рекомендуется обслуживать своей собственной Горизонтальной подсистемой.

Все горизонтальные кабели, независимо от типа передающей среды, не должны превышать 90 м на участке от телекоммуникационной розетки на рабочем месте до горизонтального кросса. На каждое рабочее место должно быть проложено как минимум два горизонтальных кабеля.

В случае речевых приложений и приложений передачи данных четырехпарные UTP/ScTP и волоконно-оптические кабели должны прокладываться с соблюдением топологии "звезда" от телекоммуникационного шкафа на каждом этаже до каждой индивидуальной информационной розетки. Все пути прохождения кабельных трасс должны быть согласованы с заказчиком перед началом прокладки кабеля.

Каждый сегмент кабеля UTP/ScTP между горизонтальной частью кросса в телекоммуникационном шкафу и информационной розеткой не должен содержать муфт.

Магистральная подсистема

Маршрут кабеля внутри здания, соединяющий шкаф со шкафом или с аппаратной, называется Магистральной подсистемой здания, соединяющей главный кросс в аппаратной с промежуточными кроссами (IС) и с горизонтальными кроссами в телекоммуникационных шкафах (ТС). Она состоит из среды, в которой происходит передача информации по магистрали между этими точками, и соответствующего коммутационного оборудования, терминирующего данный тип среды.

Магистральная подсистема должна включать в себя кабель, установленный вертикально между этажными телекоммуникационными шкафами, главный или промежуточный кроссы в многоэтажном здании, а также кабель, установленный горизонтально между телекоммуникационными шкафами, главный или промежуточный кроссы в протяженном одноэтажном здании.

Во всех ТС должна иметься в наличии или быть доступной для повторного использования адекватная площадь сечения магистральной трассы, чтобы не потребовалось создавать дополнительные трассы. Все трассы, если они предназначены для использования в системах телекоммуникации, должны иметь противопожарные заглушки независимо от того, используются трассы или нет.

Магистральные кабели должны быть проложены топологически в виде звезды, начинаясь в главном кроссе и проходя к каждому телекоммуникационному шкафу. Между главным и горизонтальным кроссами может находиться промежуточный кросс. Такая система называется топологией иерархической звезды.

Все телекоммуникационные кабельные системы и оборудование должны быть заземлены в соответствии с соответствующими нормативами и правилами.

Магистрали между зданиями

Когда распределительная система охватывает более одного здания, компоненты, обеспечивающие связь между зданиями, составляют Магистральную подсистему между зданиями. Эта подсистема включает в себя среду, по которой осуществляется передача магистральных сигналов, соответствующее коммутационное оборудование, предназначенное для терминирования данного типа среды, и устройства электрической защиты для подавления опасных напряжений при воздействии на среду грозового и/или высоковольтного электричества, пики которых могут проникать в кабель внутри здания. Обычно это магистральный кабель первого уровня, проходящий от главного кросса в аппаратной центрального здания к промежуточному кроссу в аппаратной периферийного здания.

Магистральная подсистема должна включать в себя кабель, проложенный между зданиями, в туннеле, закопанный непосредственно в землю или в любой комбинации этих способов и проходящий от главного кросса к промежуточному кроссу в системе, состоящей из нескольких зданий. Кабели магистрали должны быть установлены по топологии "звезда", исходя из главного кросса к каждому телекоммуникационному шкафу периферийного здания. Все кабели между зданиями должны быть установлены с соблюдением требований соответствующих нормативов.

Подсистема рабочего места

Данная подсистема обеспечивает соединение информационной розетки (телекоммуникационного разъема) и активного устройства (компьютер/телефон). В подсистеме определены требования к аппаратным шнурам и телекоммуникационным розеткам на рабочем месте пользователя.

Телекоммуникационные разъемы располагаются на стене, на полу или в любой другой области рабочего места. Все зависит от конструкции здания. При проектировании кабельной системы телекоммуникационные разъемы должно размещаться в легкодоступных местах. Высокая плотность размещения разъемов повышает гибкость системы по отношению к изменениям. Во многих странах разъемы устанавливаются из расчета: два разъема на минимум 6 кв. м. и максимум 10 кв. м. рабочей площади. Разъемы могут устанавливаться как отдельно, так и в группе, но каждое рабочее место должно быть снабжено минимум двумя разъемами.

Каждый телекоммуникационный разъем должен быть промаркирован постоянной, хорошо заметной для пользователя, этикеткой. Следует обратить внимание на маркировку каждой дуплексной пары: все изменения маркировки должны фиксироваться в документации.

Размещение аппаратной или телекоммуникационного шкафа

Подсистема аппаратной состоит из электронного оборудования связи коллективного (общего) использования, расположенного в аппаратной или в телекоммуникационном шкафу, и передающей среды, необходимой для подключения к распределительному оборудованию, обслуживающему горизонтальную или магистральную подсистемы.

Телекоммуникационные шкафы должны обеспечивать все необходимые условия (пространство, питание, условия окружающей среды и т.д.) для пассивных элементов и активного оборудования, установленного в них. Каждый шкаф должен иметь прямой выход на магистральные кабели.

Заземление телекоммуникационного оборудования должно проводиться в соответствии с местными и государственными нормативами.

Оборудование включает в себя арматуру кроссов, патч-панели и стойки, активное телекоммуникационное оборудование, а также приспособления и устройства для проведения тестирования. Также необходимо обеспечить заземляющую магистраль на основе соединительного проводника для обеспечения прямого соединения аппаратной и телекоммуникационных шкафов. Эти элементы являются частью инфраструктуры заземления (системы телекоммуникационных трасс и помещений в структуре здания) и не зависят от оборудования или кабельной системы. Аппаратной не должны пользоваться другие службы здания, которые прямо или косвенно могут мешать функционированию телекоммуникационной системы.

Подсистема	Тип носителя сигнала	Рекомендуемое использование
Горизонтальные кабели		Голос, данные
	Оптоволокно	При необходимости (1)
Магистральные кабели	Экранированная или неэкранированная витая пара	Голос и низкоскоростная среда для передачи данных
	Оптоволокно	Высокоскоростная среда для передачи данных
Магистральные кабели территории	Оптоволокно	Для большинства приложений. Использование оптоволокна решает многие проблемы, связанные с источниками помех.
	Экранированная или неэкранированная витая пара	При необходимости (2)

(1 ) При определенных условиях (соображения безопасности, условия среды и т.д.) может рассматриваться использование оптоволокна для горизонтальных кабелей

(2 ) UTP или FP можно использовать магистральной подсистеме территории, если это позволяет расстояние и при этом, широкая полоса пропускания, свойственная оптическим кабелям, не требуется.