Разработка кабельной системы

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

Сразу же отметим, что естественным образом наиболее адаптированы для передачи сигналов одновременно двух приложений горизонтальные кабели с так называемой четверочной скруткой, которые фактически представляют собой два одинаковых элемента, заключенных в общую оболочку. Однако в силу целого ряда причин эти кабели не получили широкого распространения и выпускаются только единичными производителями техники для СКС. Использование обсуждаемого принципа организации СКС наиболее выгодно в сетях небольшого и среднего размеров в основном по двум причинам:

- в них затраты на горизонтальную проводку составляют относительно

большую величину и одновременная передача по одному кабелю сигналов двух приложений обеспечивает заметную экономию капитальных финансовых затрат на организацию сети;

- в таких сетях задача применения сверхскоростных 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 трактов передачи сигналов отодвигается на неопределенно далекую перспективу.

Отметим, что принцип cable sharing получил достаточно большое распространение в некоторых европейских странах, где он используется существенно чаще по сравнению с решениями на основе двухпарных кабелей. Однако в настоящее время данное решение не слишком популярно в Российской Федерации. Причинами такого положения дел являются следующие:

- значительная доля российских СКС строится в соответствии с требованиями стандарта TIA/EIA-568A, который не допускает одновременной передачи сигналов двух приложений по одному горизонтальному кабелю;

- принцип cable sharing наиболее эффективен в системах с индивидуальной экранировкой отдельных пар, которые по причинам экономического характера устанавливаются существенно реже систем без такой экранировки (большая стоимость элементной базы и трудоемкость монтажа не компенсируются экономией затрат за счет меньшего количества прокладываемых кабелей);

- в нашей стране в настоящее время практически отсутствует рынок SOHO и домашних сетей, где наиболее широко применяется передача различных высокоскоростных и широкополосных сигналов в одном горизонтальном кабеле.

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.

1.6 Гарантийная поддержка современных СКС

Современная СКС является сложным высокотехнологичным продуктом, рассчитанным на эксплуатацию в течение продолжительного времени. В связи с этим особо важное значение приобретает система гарантий производителя СКС на продукцию и на 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 в 10 лет. На основании этого в дальнейшем рассматриваются принципы и методы гарантийной поддержки, сложившиеся в отрасли на правах стандартов де-факто.

В настоящее время производители СКС применяют различные виды гарантий. Их можно разделить на три основные группы.

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 прослужат определенный период времени с момента покупки (обычно пять лет; в последнее время наметилась тенденция увеличения этого срока: например, Lucent Technologies предоставляет на продукты серии Gigaspeed 20-летнюю гарантию данного вида). 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 часть производителей определяет срок этого вида гарантии на системы категории 5 в 15-16 лет, системам, характеристики которых превышают требования категории 6, 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;

- система должна быть построена в полном соответствии с требованиями действующих редакций стандартов, то есть не превышена длина кабельных трасс и шнуров, количество соединителей в тракте и т.д.;

- количество циклов соединения-разъединения разъемов не значения, задаваемого стандартами;

- система должна быть спроектирована и построена только прошедшим соответствующее обучение и авторизованным персоналом; все изменения и дополнения также должны производиться только авторизованным персоналом.

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

Из приведенного выше можно убедиться в том, что системная гарантия включает в себя базовую и даже усиливает ее в смысле увеличения гарантийного срока.

И наконец, под гарантией работы приложений понимается способность правильно смонтированной и установленной СКС (то есть СКС, уже имеющей системную гарантию) поддерживать работу тех или иных приложений. 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. При этом возможно увеличение длины так называемой базовой линии (см. далее параграф 10.2.1) свыше задаваемых стандартом 90 м (компании BICC и ITT Cannon). Вторая разновидность гарантии рассматриваемой группы предполагает поддержку работы любого приложения, аппаратура которого спроектирована для работы по СКС той или иной категории.

Документом, подтверждающим наличие у СКС гарантии того или иного вида, является сертификат производителя установленного им образца. Сертификат может выдаваться как собственно на СКС, установленную по конкретному адресу (например, «АйТи» и Lucent), так и владельцу СКС (естественно, что в этом случае требуется переоформление при смене владельца; примерами являются ITT Cannon, RiTTechnologies, Mod-Tap). К сертификату прикладывается регистрационный документ с более или менее полным описанием системы, который может быть дополнен схематическим планом ее структуры, а также результатами ее инструментального тестирования (если эта процедура проводится согласно правилам установки СКС). Гарантийный ремонт обычно выполняется компанией - инсталлятором конкретной СКС. 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, применении неразрешенных компонентов и других аналогичных случаях.

1.7 Электрические компоненты СКС

Коммутационные шнуры

Назначением коммутационных шнуров является ручная коммутация различных кабельных сегментов СКС друг с другом. Коммутационный шнур изготавливается из отрезка кабеля с многожильными проводниками, на концах которого устанавливаются два разъема. В зависимости от вида коммутационного оборудования шнуры могут быть армированы двумя вилками модульных разъемов, двумя вилками разъемов типа 110 или выполнены комбинированными с вилками модульного разъема и типа 110 на разных концах. Назначение различных видов коммутационных шнуров приводится в табл. 1.6. Кроме указанных там изделий имеются также комбинированные шнуры с вилкой модульного разъема на одном конце и вилкой электрического разъема MIC системы Token Ring на втором, применяемые при передаче по СКС сигналов одноименного сетевого оборудования. В ограниченном количестве выпускаются также шнуры с вилкой модульного разъема на одном конце и двух- или однопарной вилкой разъема типа 110 на втором. Эти шнуры используются для передачи сигналов высокоскоростных приложений, аппаратура которых функционирует по двухпарной схеме.

Коммутационные шнуры классифицируются по категориям от 3 до 5. Следует отметить, что стандарт TIA/EIA. - 568-A не рекомендует использовать коммутационные шнуры длиной свыше 6,1 м (20 футов).

Малая допустимая величина радиуса изгиба имеет существенное значение для коммутационных шнуров, которые часто применяются в ограниченном пространстве 19-дюймовых монтажных шкафов. Большинство из них имеют значение этого параметра в пределах 20-25 мм.

В СКС рекомендуется использовать коммутационные шнуры с модульными разъемами, разведенными по схеме Т568В. Число пар в шнурах с двумя разъемами типа 110 определяется конкретным приложением, для обслуживания которого предназначена СКС.

Таблица 1.6.Основные типы коммутационных шнуров СКС

Тип разъема на	Число пар	Назначение
первом конце	втором конце
110	110	1-4	Подключение по одной или нескольким парам коммутационного оборудования типа 110
110	Модульный	2 или 4	Подключение по 2 или 4 парам коммутационного оборудования типа 110 к модульным или розеточным панелям
Модульный	Модульный	4	Подключение по 4 парам модульных или розеточных панелей

Экранированный вариант возможен только в коммутационных шнурах с двумя модульными разъемами.

Для упрощения процесса администрирования кабельной системы производители предлагают шнуры различной длины. Обычно используется ряд дискретных значений с некоторым футовым или метровым шагом, который зависит от производителя.

Коммутационные шнуры могут быть изготовлены в производственных условиях или непосредственно на объекте в процессе монтажа СКС. Рекомендуется использовать (фабричные шнуры с потенциально более высокими электрическими характеристиками и эксплуатационной надежностью.

Для выполнения цветовой маркировки шнуров используется два различных подхода. Первый из них основан на применении для изготовления шнуров кабелей и / или хвостовиков вилок с различной окраской. При этом не исключается, хотя и встречается на практике достаточно редко (например, в некоторых шнурах серии МС5 компании Siemon), дополнительная маркировка небольшими цветными иконками овальной формы. Подход второго вида продвигается компанией ITT Cannon и предполагает применение цветной манжеты в виде защелки, надеваемой на заднюю часть корпуса видки модульного разъема на заводе-изготовителе или непосредственно на объекте в процессе монтажа. В настоящее время стандартизовано шесть типов манжет, которые поставляются упаковками по 50 штук. Аналогичное решение используется компанией IBM, однако для увеличения надежности крепления манжеты на ней предусматривается дополнительный фиксирующий ремешок.

Коммутационные панели

Коммутационные панели монтируются в кроссовых и аппаратных, предназначаются для разделки на них кабелей различных подсистем СКС и для ручного подключения отдельных сегментов кабельной системы друг к другу коммутационными шнурами или перемычками. Подключение кабелей к панели выполняется с помощью IDC-контактов. Для подключения коммутационных шнуров могут быть использованы разъемы типа 110 или модульные разъемы, коммутация перемычками выполняется на разъемах типа 110 или на панелях типа 66.

В процессе разработки коммутационных панелей наряду с конструктивными решениями, принятыми в сетевой компьютерной технике, широко применялись наработки из области телефонии. Результатом явилось появление большого числа разнообразных конструкций. Вся совокупность этих изделий может быть разбита на три основные группы:

- коммутационные панели типа 110;

- коммутационные панели типа 66;

- коммутационные панели с модульными разъемами.

Коммутационные панели с разъемами Crone применяются в основном при построении телефонных кроссов в неструктурированных кабельных сетях, широкого распространения в СКС пока не получили и здесь не рассматриваются.

Имеются также отдельные образцы коммутационных панелей, которые изготавливаются только одним или ограниченной группой производителей и также не получили широкого распространения. В качестве примера укажем коммутационную панель BIX компании NORDX/CDT.

Коммутационные панели типа 110

Коммутационная панель типа 110 разработана в середине 70-х годов и образована совокупностью одноименных разъемов. Основным преимуществом этого изделия как элемента коммутации является возможность переключения каждой отдельно взятой пары, что обеспечивает очень высокую гибкость СКС. Недостатками коммутационных панелей считаются необходимость более глубоких знаний администратора СКС в области принципов ее организации и менее эстетичный внешний вид.

Основными элементами панели S-110 для настенного монтажа являются:

- коммутационный блок;

- соединительные блоки;

- маркировочные полосы;

- организаторы кроссовых шнуров;

- элементы крепления.

Коммутационный блок является базовым конструктивным элементом коммутационной панели типа 110. Он представляет собой пластиковое основание, на котором сформированы выступающие вперед контактные полосы. На каждой контактной полосе сформированы 50 пазов под IDC-контакты соединительных блоков разъемов типа 110. Емкость линейки выбрана из расчета разделки на ней одного 25-парного пучка магистрального кабеля или шести горизонтальных кабелей. Из этих же соображений выбраны ширина паза, разделяющего две соседние контактные полосы, и высота контактных полос. Ввод многопарного кабеля в разделительный паз между линейками выполняется обычно через пару продолговатых отверстий почти овальной формы, которые выполнены в левой и правой частях паза. Некоторые разновидности панелей типа 110 имеют дополнительные отверстия в центре паза, наличие которых облегчает ввод и разделку горизонтальных кабелей. В большинстве конструкций предполагается, что оболочка разделываемого кабеля удаляется на такую длину, чтобы в пазу проходили только отдельные витые пары. Наиболее известными в нашей стране исключениями из этого правила являются панели компаний Panduit и ICC, в которых оболочка четырехпарных кабелей удаляется только с части, которая разводится непосредственно на контактной полосе.

Для облегчения работы монтажника контактные пары линейки дополнительно группируются по три, четыре или пять, причем торцевая часть выступа, разделяющего пазы одной пары, маркируется цветом второго провода витой пары. Наибольшее распространение получили 100-пар-ные коммутационные блоки с четырьмя контактными полосами, имеются также 50-парные конструкции половинной высоты с двумя контактными полосами.

Обязательным элементом коммутационного блока являются пластмассовые выступы с квадратной площадкой на конце, которые расположены по обоим краям каждой контактной полосы. Площадка служит для маркировки, причем маркировка может быть как выполнена фабричным способом в виде цифр от 1 до 12, так и произведена непосредственно на объекте в процессе монтажа СКС с помощью различных наклеек или маркера.

Соединительные блоки изготавливаются в вариантах на две (110С-2), три (110С-3), четыре (110С-4) и пять (110С-5) пар.

Одно из требований, предъявляемое к коммутационным панелям типа 110, состоит в том, чтобы даже в случае частичного заполнения 25-контактной полосы все ее пазы были закрыты соединительными блоками. Это означает, что при работе с 25-парной контактной полосой слева устанавливается, например, пять блоков 110С-4, а самым правым будет блок 110С-5.

Маркировочные полосы представляют собой полосы бумаги, которые тем или иным способом (на клеевой подложке или с помощью прозрачной крышки) закрепляются между контактными полосами коммутационного блока и служат для идентификации канала передачи сигнала.

Организаторы предназначены для укладки избытка длины коммутационных шнуров, что позволяет избежать путаницы и образования петель, а также обеспечивает хорошую видимость маркировочных полос. Организаторы дополнительно предохраняют коммутационные шнуры от провисания под действием собственной тяжести, что грозит ухудшением электрических характеристик контактов в разъеме. Для построения кабельных линий категории 5 применение организаторов кабелей является обязательным условием. Эти элементы имеют разную емкость и ориентацию в рабочем положении. Горизонтальными организаторами малой емкости разделяются между собой 100-парные блоки кроссовых башен, а сами они являются штатными элементами их конструкции. Емкость штатного организатора коммутационных панелей типа 110 рассчитывается на укладку в него всех коммутационных шнуров, которые включаются в соседние коммутационные блоки (то есть четыре линейки). Для увеличения надежности фиксации шнуров и придания панели более эстетичного внешнего вида некоторые типы этих элементов снабжаются съемными декоративными пластиковыми кожухами.

Элементы крепления панели предназначены для монтажа коммутационного блока на стене или в 19-дюймовом конструктиве.

Для крепления в 19-дюймовом конструктиве чаще всего применяются металлические пластины различной высоты с отверстиями под 19-дюймовый растр, на которых с помощью фиксаторов цангового типа в две вертикальные колонны монтируются отдельные 100-парные коммутационные блоки и организаторы.

Универсальным монтажным конструктивным элементом являются металлические поддоны П-образной формы из анодированной стали черного цвета с отверстиями для крепежных винтов, выштамповками под стяжки для фиксации отдельных кабелей и их связок и другими вспомогательными элементами. При установке коммутационных блоков с разделяющими организаторами на таком поддоне вся конструкция достаточно часто называется кроссовой башней. Поддон может быть смонтирован на стене, для установки в 19-дюймовый монтажный конструктив используются монтажные скобы с близкой к П-образной формой. Обычно одна пара таких скоб позволяет смонтировать друг рядом с другом две кроссовые башни.

Емкость панелей с монтажным основанием может достигать 900 пар (типовые значения 300 и 900 пар).

Панели для настенного монтажа отличаются наличием установочных пластмассовых ножек с отверстиями под шурупы и имеют типовую емкость 100 и 300 пар, хотя иногда встречаются и другие значения этого параметра. Установочные ножки могут быть как интегральной составной частью конструкции панели, так и являться отдельным элементом, который устанавливается на коммутационный блок в случае необходимости.

В качестве разновидностей элементов настенного крепления отметим следующие два решения. Компанией Mod-Tap выпускается рамка типа Зб.СООЮ емкостью семь блоков. Является функциональным аналогом металлической пластины в случае настенного монтажа, отличается от нее только монтажом коммутационных блоков и организаторов в одну колонну. Компанией Lucent Technologies предлагается монтажный элемент типа 110А1 Hanger Bracket. Представляет собой планку длиной 110,5 см с отверстиями под крепежные винты и фиксирующими отгиб-ными лапками. Пара таких планок после монтажа на стене на соответствующем расстоянии друг от друга по вертикали позволяет навешивать на них до пяти кроссовых башен типа 1210 в 300- и 900-парном вариантах.

Основная масса панелей типа 110 предназначена для монтажа в горизонтальном положении. Известны также единичные образцы панелей с вертикальным расположением контактных полос.

Большинство панелей типа 110 в варианте кроссовых башен снабжаются кроссовыми блоками одного типа. Ограниченное распространение получили также кроссовые башни, которые собраны из кроссовых блоков, рассчитанных на различное число пар, чаще всего, четырех- и трехпарных. Данный вариант панели удобен для использования в тех сетях, в которых существует заранее известное и жесткое разделение функциональных секций кроссового оборудования на компьютерное и телефонное.

В случае необходимости защиты от несанкционированного доступа, а также от воздействия огня, влаги, солнечных лучей и других вредных факторов кроссовое оборудование типа 110 может быть закрыто в металлическом защитном шкафу. Достаточно широкая номенклатура изделий этого типа выпускается заводами по производству телекоммуникационного оборудования, в том числе и российскими предприятиями. В качестве примера импортного оборудования отметим ЗА Cable Terminal Section компании Lucent Technologies.

Классическая конструкция панелей 110 рассчитана на коммутацию шнурами 110. Это обстоятельство создает некоторые неудобства в небольших сетях, так как неизбежно приводит к расширению номенклатуры шнуров. Для устранения данного недостатка разработаны комбинированные панели, в которых контакты линейки включены параллельно с соответствующими контактами гнезда модульного разъема. Это позволяет обойтись только шнурами с вилками модульных разъемов. Такое решение несколько снижает плотность портов коммутационного устройства, что, однако, не играет существенной роли в сетях с малым количеством рабочих мест (не свыше 100). Розетки модульных разъемов в подобных комбинированных панелях могут как располагаться в соседнем ряду с линейками разъемов 110 (S100DB1-24RJPA фирмы Siemon), так и быть сгруппированы в отдельный блок, который располагается сбоку от линеек (MJWC5-8-39TB фирмы Нотасо). В последнем случае линейки разъемов 110 закрываются декоративной защитной крышкой.

Коммутационные панели типа 66

Коммутационные панели типа 66 известны уже в течение нескольких десятилетий и отличаются от рассмотренных выше изделий аналогичного назначения тем, что в них не используются коммутационные шнуры. Коммутация каналов в этих панелях осуществляется с помощью перемычек, для подключения кабелей и перемычек применяются IDC-контакты S66. Из-за отсутствия разъемного соединителя панели типа 66 ориентированы, в первую очередь, для работы с приложениями, которые не требуют частой перекоммутации. Потому основной областью их применения считаются телефонные системы.

Стандартная конструкция панели типа 66 состоит из следующих компонентов:

- коммутационного блока;

- маркировочных элементов;

- организаторов;

- элементов крепления.

Коммутационный блок является базовым конструктивным элементом коммутационной панели типа 66. Он образован пластиковым основанием, которое может иметь различную высоту, и установленными на нем линейками IDC-контактов типа 66 с разной емкостью. Последние ориентированы в первую очередь на разводку проводов 25-парного пучка магистрального кабеля. Вполне возможна разводка кабелей другой емкости с монолитными проводниками. Использование кабелей с многожильными проводниками не рекомендуется. Известны также коммутационные блоки с меньшим количеством контактов в линейке. Сами контакты бывают 1-, 2-, 4-, и 8-секционными и иногда снабжаются лапкой для пайки или накрутки проводника внутреннего межсоединения. Для облегчения процесса разводки некоторые типы контактов имеют перед режущими кромками направляющую щель. Верхняя часть одного из рабочих элементов снабжается выступом в виде носика, который препятствует выскакиванию провода во время установки.

Некоторые конструкции коммутационных блоков предусматривают штатную защитную крышку, которая устанавливается после завершения процесса разводки проводников кабелей и перемычек. Крышка может просто надеваться на корпус блока или снабжаться петлями. Последние монтируются на пазы организатора перемычек. При этом для обозначения функциональных секций различного назначения вполне возможна окраска крышек в различные цвета. Так, например, компания Siemon предлагает для производимых ею панелей крышки девяти различных цветов.

Функции маркировочных элементов выполняет полоса бумаги, которая обычно укладывается под прозрачную часть защитной крышки панели. Служит для идентификации канала передачи сигнала.

Организаторы обеспечивают аккуратную укладку перемычек в процессе соединения контактов коммутационного блока и в большинстве известных конструкций выполнены в виде пазов в планках, обрамляющих длинную сторону коммутационного поля. Эти пазы обеспечивают только позиционирование перемычек и не создают фиксирующего или ослабляющего натяжение действия.

Элементы крепления панели предназначены для ее монтажа на стене или в 19-дюймовом конструктиве.

Для установки на стену блок монтируется на защелках в пластиковую рамку, которая является штатным крепежным элементом панелей рассматриваемого типа. Правильная ориентация в рабочем положении задается маркирующей надписью «Тор» (верх), иногда дополняемой стрелкой. Эти же рамки выполняют функции основания при монтаже нескольких панелей друг рядом с другом на металлическую настенную раму большого размера. При необходимости установки в помещениях с доступом посторонних лиц используются специальные металлические шкафчики. Монтаж в 19-дюймовых конструктивах используется на практике достаточно редко.

Основными преимуществами коммутационных панелей типа 66 считаются:

- высокая плотность контактов и хорошие массогабаритные показатели перемычек как элементов коммутации;

- возможность подключения к каждому контакту более одной пары кабелей и более одной перемычки, что позволяет получить очень гибкую конфигурацию СКС;

- отсутствие пучков коммутационных шнуров обеспечивает эстетичный внешний вид панели.

К их недостаткам в сравнении с другими видами коммутационного оборудования можно отнести требование к более глубокому знакомству администратора со структурой СКС и не вполне удобный процесс самой коммутации с помощью перемычек. Большая длина развития пары перед подключением к контакту типа 66, а также большие габариты самих контактов не позволяют в большинстве случаев получить электрические характеристики коммутационной панели типа 66 выше категории 3, поэтому наибольшее применение они нашли для телефонных систем. Имеется также ограниченная номенклатура панелей типа 66, частотные характеристики которых улучшены главным образом по параметру NEXT за счет уменьшения габаритных размеров контактных элементов S66M1-50 и увеличения расстояния между ними. Так, в частности, высота контактного элемента уменьшена с 25,7 мм (1,01 дюйма) до 19,7 мм (0,775 дюйма). Это позволяет использовать их в системах категории 4 и даже 5.

Коммутационные панели с розетками модульных разъемов

Коммутационные панели рассматриваемого класса (patch panels) имеют на лицевой стороне розетки восьмиконтактных модульных разъемов для соответствующих коммутационных шнуров (рис. 1.6.). Коммутационная панель состоит из:

* коммутационного блока;

* элементов маркировки;

* организаторов кабеля;

* элементов крепления.

Коммутационный блок является базовым конструктивным элементом коммутационной панели с модульными розетками. Он представляет собой пластинчатое основание с установленными на нем в один или несколько рядов розетками модульных разъемов, которые могут быть категории 3, 4 или 5. Основным материалом основания является анодированный алюминий. Пластина основания дополнительно выполняет функции лицевой панели, поэтому имеет соответствующий дизайн и эстетические характеристики.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.6. Коммутационная панель с модульными розетками

структурированный кабельный проектирование

Коммутационные блоки делятся на неразборные и разборные¹⁶. Неразборные блоки имеют модульные розетки, установленные в заводских условиях. Такое решение обеспечивает очень высокую плотность размещения розеток и соответственно возможность разводки на одной панели большого количества кабелей. Передача сигналов от IDC-контактов к информационным розеткам осуществляется по проводникам печатной платы. Из-за использования метода печатного монтажа разводка панелей рассматриваемого типа производства некоторых фирм осуществляется только однопроводным ударным инструментом. Применение пятипарного инструмента запрещается из-за опасности повреждения платы при сильном ударе.

Обычно на задней поверхности панели располагаются только IDC-контакты различной модификации. В некоторых панелях серии SMART израильской компании RIT Technologies IDC-контакты нижнего ряда модульных розеток передней панели заменены на гнезда модульных разъемов. Такое техническое решение позволяет использовать обычные коммутационные шнуры с вилками модульных разъемов как функциональный аналог монтажных шнуров. За счет подключения вилки с задней стороны панели происходит существенная «разгрузка» лицевой поверхности от кабелей шнуров, что улучшает эстетические характеристики и удобство чтения маркировки. В так называемых интеллектуальных панелях этой компании сзади находится дополнительный разъем для подключения ленточным кабелем к сканеру системы PatchView.

Разборные блоки позволяют монтировать на них розеточные модули напрямую или через адаптер в зависимости от конструкции непосредственно на объекте монтажа. Это резко увеличивает функциональную гибкость устройства за счет возможности установки в нее тех модулей и в том количестве, которые необходимы в данном конкретном месте и в данный конкретный момент. Разработчики подобных панелей в качестве еще одного их достоинства отмечают легкость перехода от электрических решений к оптическим, в том числе и в процессе текущей эксплуатации и развития системы. Оставшиеся свободными проемы закрываются съемными заглушками для улучшения внешнего вида и могут быть использованы при необходимости расширения сети. Из-за особенностей конструктивного исполнения массовое применение розеточных модулей с разборными блоками в крупных сетях оказывается обычно мало целесообразным, так как они проигрывают неразборным вариантам как по стоимости, так и по плотности портов (неизбежное следствие универсальности и высокой функциональной гибкости). Считается, что их преимущества проявляются при построении кабельных систем небольшого размера или же при потребности постоянного внесения изменений в кабельную проводку СКС.

Известны две основные модификации конструктивного исполнения разборных блоков. В первой из них, которая получила наибольшее распространение на практике, розеточный модуль представляет собой интегральную конструкцию, и кабель тем или иным способом подключается к нему перед установкой в панель. Компания AMP в своих панелях системы NetConnect использовала другой подход. В них кабель разделывается на контактах панели, а модуль снабжен коммутационной вставкой с печатными проводниками. Применение подобного решения обеспечивает возможность очень гибкого изменения типа интерфейса (гнезда восьми- и шестиконтактных модульных разъемов, розетки электрических разъемов MIC системы Token Ring и т.д.) в зависимости от конкретной ситуации, хотя и сопровождается, как и любое модульное решение, заметным увеличением стоимости готового изделия.

Разборные блоки выполняются как для индивидуальной установки розеточных модулей, так и для монтажа их группами по несколько штук. Последнее решение, использованное, например, в панелях СРР компании Panduit, по своим свойствам занимает промежуточное положение между разборным и неразборным вариантами.

Панели рассматриваемого класса имеют наиболее развитую среди функциональных аналогов номенклатуру маркирующих элементов. Для маркировки отдельных розеток коммутационных панелей кроме их нумерации обычно снизу предусматриваются маркировочные поля прямоугольной формы для записи условных обозначений. Поля могут быть как индивидуальными для каждой розетки, так и непрерывными на целую группу розеток. Запись производится мягким карандашом или специальным маркером типа фломастера. Достаточно редко применяется маркировка сменными надписями, когда на лицевой панели модульной розетки предусматривается окошко - для этикетки со съемной прозрачной крышкой, фиксируемой на защелках. Не исключается возможность использования двойной маркировки портов, когда в дополнение к маркирующему полю предусматривается гнездо для установки цветной вставки с кодирующей иконкой. Это решение реализовано в некоторых типах панелей, выпускаемых компанией Ortronics.

Организаторы кабеля предназначены для обеспечения возможности аккуратной укладки горизонтальных и магистральных кабелей, а также коммутационных шнуров. В подавляющем большинстве случаев организаторы коммутационных шнуров выполняются в виде отдельного элемента. Имеются варианты панелей рассматриваемого класса с интегральными элементами этого типа в основном в виде нескольких разрезных колец, установленных на лицевой панели под розетками модульных разъемов. Организаторы кабелей, которые разделываются на панели, в большинстве случаев для уменьшения габаритов упаковки во время хранения и транспортировки выполняются в форме съемной скобы. Данная скоба крепится к корпусу полки установкой в специальные пазы или на винтах.

Элементы крепления панели используются для ее монтажа на стене или в 19-дюймовом конструктиве. В большинстве случаев применяется второй вариант. Для обеспечения возможности монтажа в 23-дюймовый конструктив некоторые изготовители включают в состав панели штатные адаптеры.

Коммутационные панели для экранированного кабеля отличаются от неэкранированного варианта применением экранированных розеточных модулей и наличием средств заземления кабельного экрана. Заземление в большинстве конструкций с фиксированной конфигурацией выполняется с помощью съемной или интегральной П-образной скобы с зажимами (grounding bracket), которые монтируются в задней части панели. Иногда встречается установка зажимов на отогнутой назад полке корпуса панели. Скоба попутно выполняет функции организатора кабелей. Экранировка розеточных модулей в наиболее совершенных конструкциях производится только индивидуальными кожухами. В конструкциях с разборными блоками низкое переходное сопротивление с шиной заземления иногда обеспечивается только за счет прямого контакта экранирующего кожуха розеточного модуля с установочным гнездом панели. Из-за необходимости применения средств экранирования и заземления плотность портов в экранированной панели обычно оказывается ниже по сравнению с неэкранированным аналогом такой же емкости.

При монтаже на стене панель, как правило, устанавливается в горизонтальном положении. Известны также конструкции на небольшое число портов (как правило, 12), которые монтируются вертикально (например, 558260 компании AMP, HD5-89D-12 фирмы Siemon).

Коммутационные панели с модульными розетками наиболее эффективны в той части СКС, которая используется для обслуживания приложений ЛВС. В этом случае вполне достаточно администрировать полными четырехпарными каналами передачи данных. Смонтированные панели, по мнению авторов, обладают наилучшими среди изделий аналогичного назначения эстетическими характеристиками и отличаются простотой и легкостью процесса коммутации. В то же время, отсутствие возможности администрирования каждой отдельно взятой пары заметно повышает стоимость СКС, что в наибольшей степени сказывается в магистральных подсистемах. Поэтому коммутационные панели с модульными разъемами обычно используются только в горизонтальной подсистеме.

Типовые значения емкости коммутационной панели составляют 12, 16, 24, 32, 48, 64, 96 и 120 розеток (портов). В зависимости от конкретного производителя те или иные значения из этого ряда пропускаются. Применение панелей с большим количеством портов нецелесообразно, так как это затрудняет управление коммутационными шнурами. Большинство производителей панелей рассматриваемого класса выпускают их в двух вариантах, с разводкой 568А и 568В. При монтаже панели рекомендуется пользоваться схемой Т568В подключения горизонтальных кабелей к модульным розеткам. Общие сведения о таких панелях некоторых изготовителей оборудования для СКС приводятся в табл. 43.

Подключение магистральных или горизонтальных кабелей в большинстве панелей производится к IDC-контактам типа 110. Значительно реже для решения этой задачи используются контакты LSA+ фирмы Krone. Обычно контакты располагаются с задней стороны панели в один или два ряда, что вызывает определенные неудобства в процессе выполнения разводки. Для устранения этого недостатка разработаны следующие конструктивные решения:

- применяются реализации 19-дюймового конструктива, которые позволяют тем или иным способом с помощью различных петель или шарниров откинуть монтируемую панель вбок или вперед под углом, близким к 180°. Это обеспечивает удобный доступ к IDC-контактам на ее задней поверхности;

- компанией RTF Technologies предложены монтажные кронштейны, которые навешиваются на рельсы 19-дюймового конструктива и служат для установки на них панели с поворотом примерно на 135° относительно нормального рабочего положения. После подключения всех кабелей панель снимается с кронштейнов, сами кронштейны удаляются, и на их место в рабочем положении устанавливается панель;

- модульная панель типа РАТСНМАХ компании Lucent Technologies содержит 4 или 8 (в зависимости от варианта) шестипортовых так называемых распределительных модулей DM2150. Эти модули вставляются в корпус панели на защелках и при необходимости выполнения монтажа кабелей поворачиваются вокруг горизонтальной оси почти на 180°. При этом открывается удобный доступ к IDC-контактам 110 на задней поверхности печатной платы модуля;

- известны конструкции с развернутыми на 180° и выведенными на переднюю панель линейками IDC-контактов, которые располагаются рядом с розетками модульных разъемов. После разделки кабелей контакты закрываются откидной или накладной декоративной заслонкой. Удобство монтажа таких панелей имеет своим следствием некоторое снижение плотности портов, так как линейки IDC-контактов в конструкциях рассматриваемого вида занимают примерно 0,5 U высоты на каждый рад розеток модульных разъемов. В панелях компании Reichle & De-Massari уменьшения плотности портов по сравнению с традиционными конструкциями практически не происходит за счет того, что IDC-контакты после разводки закрываются откидными крышками с маркировочными полями;

- в так называемых панелях Front Access Modular to 110 компании Ortronics, которые могут рассматриваться как разновидность предшествующего решения, установка розеток модульных разъемов выполнена на выступающем из лицевой панели основании. За счет этого кабели к гребенкам типа 110 можно подводить без доступа к задней поверхности. Такое решение не позволяет получить высокие эстетические характеристики, однако незаменимо в случае установки дополнительных панелей в сильно загруженный другим оборудованием монтажный шкаф;

- достаточно редко применяется конструкция панели в виде выдвижной полки, которая в переднем положении дополнительно отклоняется вниз на угол примерно 30° (решение компании Alcatel).

В некоторых конструкциях для подключения многопарных кабелей к модульным панелям применяют разъемы TELCO (табл. 44), причем часто выпускается два варианта этой панели с вилкой и розеткой разъема TELCO. Для обозначения рассмотренных вариантов панелей в англоязычной технической литературе достаточно широко распространены термины «патч-панель типа 110» и «патч-панель типа Telco».

В коммутационных панелях серии SMART израильской компании RIT каждое гнездо розетки дополнительно снабжается красным индикаторным светодиодом, наличие которого существенно увеличивает удобство текущей эксплуатации кабельной системы. Так как такое решение требует передачи управляющих сигналов, то для коммутации применяются специальные девятипроводные шнуры.

Лицевая поверхность панели обычно окрашивается в черный цвет. Не исключается возможность применения цветовой кодировки, облегчающей отнесение панели к той или иной функциональной секции. Так, например, компания ITT Cannon предлагает панели категории 3 черного, красного и зеленого цветов.

2. Проектирование СКС

2.1 Задание на проектирование

1. Общие данные.

1.1. Кабельная система располагается на 4 этажах кирпичного здания.

1.2. На четвёртом этаже предусмотрена две отдельная серверная комната с центральным кроссом.

1.3. Кроссы для коммутации оборудования расположены на каждом этаже здания

1.4. В здании размещается 108 рабочих станций, а так же 6 серверов.

Общее количество розеток ЛВС - 114.

Рабочие места располагаются следующим образом:

- нулевой этаж - 6 рабочих мест;

- первый этаж - 23 рабочих места;

- второй этаж - 27 рабочих мест;

- третий этаж - 18 рабочих мест;

- четвёртый этаж - 40 рабочих мест;

2. Структурированная кабельная система (СКС)

Структурированная кабельная система должна состоять из следующих подсистем:

2.1. Подсистема рабочего места включает в себя два универсальных порта на базе унифицированных разъёмов RJ-45 для подключения компьютеров и телефонов, три электрические розетки трёх проводного питания вычислительной техники («чистое» электропитание) и одну обычную электрическую розетку для приборов и бытовой техники («грязное» электропитание). В каждое помещение завести дополнительно, до 10% от количества рабочих мест, информационные кабели без оконечной разделки, для возможного увеличения количества рабочих мест.

2.2. Горизонтальная подсистема должна основываться на медном восьмижильном неэкранированном витом кабеле UTP категории 5 для обеспечения высокоскоростной сети передачи данных. Она должна обеспечить объединение подсистем рабочих мест одного этажа здания. Кабели должны быть проложены в электротехнических коробах по стенам силами подрядчика в поставляемые им же электротехнические короба. Необходимо согласовать количество и мощность лотков и электромонтажных коробов с подрядчиками по охранной и пожарной сигнализации.

2.3. Вертикальная подсистема для пассивной части компьютерной сети должна объединять в унифицированную сеть горизонтальные подсистемы всех этажей здания и базироваться на 25-парном UTP кабеле категории 5. Вертикальная подсистема должна проводиться по вертикальным шахтам и соединять центр коммуникации этажей.

2.4. Подсистема оборудования состоит из главного и этажных аппаратных кроссов и обеспечивает переключение цепей.

3. Требования к активному оборудованию

3.1. Для построения локальной вычислительной сети выбранное активное оборудование должно быть согласовано с Управлением информатики и автоматизации банковских работ Пермского банка.

3.2. В сеть должно быть включено 6 серверов и 108 рабочих станций. При этом необходимо обеспечить скорость обмена серверов с сетью не менее 100 бит/с, а рабочих станций с сетью 100 Мбит/с. Активное и пассивное оборудование должно быть установлено и скроссировано в серверной на четвёртом этаже. Серверы и кроссовое оборудование должны быть размещены в стойках.

3.3. Для обеспечения высокой производительности системы необходимо предусмотреть разбиение рабочих станций на сегменты. Кроме того, для увеличения производительности и обеспечения защиты информации необходимо предусмотреть разбиение сети на виртуальные сети (отдел РКО, бухгалтерия, отдел автоматизации, сеть пластиковых карт, остальные отделы), которые будут связаны между собой через маршрутизатор с возможностью работы по протоколам IPX и TCP/IP. Также необходимо предусмотреть возможность работы маршрутизатора по подключению удалённых подразделений. При построении ЛВС необходимо предусмотреть возможность подключения к ней удалённых подразделений через коммутируемые или выделенные линии без изменения структуры сети.

3.4. Сеть должна обладать высокой надёжностью и отказоустойчивостью, для чего необходимо предусмотреть в проекте возможность дублирования ключевых устройств.

3.5. Активное оборудование должно обеспечиваться гарантией не менее одного года.

3.6. Активное оборудование должно поддерживать управление по протоколу SNMP. При этом необходимо предусмотреть необходимое программное обеспечение для управления всей сетью с консоли администратора. В качестве платформы выбрано програмное обеспечение фирмы Cisco Systems CiscoWorks Windows 3.1 for Windows NT/95.

4. Электропитание

4.1. Защитное заземление компьютеров и их периферии должно быть выполнено в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2 007-0-75 и ГОСТ 2Г861-83.

4.2. Общее сопротивление защитного заземления не должно превышать 2.0 Ом.

4.3. Должно быть выполнено два контура заземления не связанных между собой:

- для заземления средств вычислительной техники, ЛВС и средств связи;

- для заземления бытовых электроприборов;

4.4. Для обеспечения надежной и устойчивой работы единой информационно - вычислительной системы отделения локальных вычислительных сетей (ЛВС) и средств связи; а также для предотвращения потерь и искажения данных создается сеть «чистого» электропитания.

4.5. Сеть чистого электропитания представляет собой выделенную линию, и разведенную до каждого рабочего места оснащенного средствами вычислительной техники (СВТ).

4.6. Вместе с сетью электропитания прокладывается провод соответствующего контура заземления.

4.7. Для сети «чистого» электропитания следует предусмотреть систему централизованного бесперебойного питания (СЦБП) с возможностью перехода на обычный режим электропитания в случае выхода СЦБП из строя. СЦБП размещается в отдельном помещении с ограниченным доступом и соответствующей вентиляцией.

4.8. Все аппаратные узлы ЛВС (серверы, рабочие станции, аппаратура передачи данных и т.д.) и АТС следует подключать только к сети «чистого» электропитания. Включение других устройств, не являющихся принадлежностью ЛВС, категорически запрещается.

4.9. Для электропитания бытовых приборов должна быть выполнена отдельная сеть «грязного» электропитания.

4.10. Электрические розетки, устанавливаемые на рабочих местах должны быть 3-проводными с заземляющим контактом, соединенными с соответствующим контуром заземления, зануление запрещается. На каждое рабочее место устанавливаются розетки:

- не менее 3-х трехпроводных для вычислительной техники (с «чистым» электропитанием);

- и 2 аналогичные для бытовых приборов и освещения (с «грязным» электропитанием).

4.11. Все установленные электрические розетки должны быть сфазированы по всей сети электропитания и промаркированы следующим образом:

- буквой «К» - компьютерное (чистое) питание;

- буквой «Б» - бытовое (грязное) питание.

Расчетная мощность, подводимая на каждое рабочее место - не менее 200 Вт.

4.12. Электропитание развести на автоматы по каждому помещению отдельно.

4.13. Предусмотреть питание от 2-х отдельных вводов с автоматическим переключением при попадании напряжения не рабочем вводе (АВР).

5. Требования к безопасности

5.1. Общие требования безопасности должны соответствовать требованиям ГОСТ 122007. 0-75.

5.2. Конструкция и монтаж аппаратных средств должны исключать возможность прикосновения обслуживающего персонала к токоведущим частям.

5.3. Компьютеры, периферийные устройства должны быть подключены к защитному заземлению.

5.4. Переходное сопротивление между клеммой защитного заземления и каждой доступной прикосновению металлической не токоведущей частью, которая может оказаться под напряжением, не должно превышать 0,1 Ом.

5.5. Изоляция электрических цепей составных частей системы относительно корпуса и цепей между собой должна выдерживать в течении одной минуты испытательное напряжение 500 В (эффективное напряжение) переменного тока частотой 50 Гц.

2.2 Стадии проектирования

Проектирование систем телекоммуникаций современных офисов, в частности СКС, разделяется на две основные стадии: архитектурную и телекоммуникационную.

Основной задачей архитектурной стадии проектирования является определение общей структуры СКС, оптимальной по комплексу технико-экономических характеристик в процессе создания и последующей эксплуатации. Она осуществляется на этапе разработки проекта нового или реконструируемого здания. На этой стадии в проект закладываются вертикальные стояки, помещения кроссовых и аппаратных, пути и способы прокладки кабелей как внутри, так и снаружи здания (кабельная канализация). Основными исходными данными для этого этапа проектирования являются:

- форма, этажность, архитектурные, планировочные и другие особенности и геометрические характеристики здания или их комплекса, а также прилегающей территории;

- строительные и другие нормативные документы на проектирование служебных помещений систем телекоммуникаций и кабельных трасс;

- нормативная документация по СКС (стандарты);

- дополнительные требования Заказчика.

Работы по проектированию на архитектурной стадии проводятся специализированными проектными организациями с учетом требований подрядчика, который будет реализовывать СКС.

Телекоммуникационная стадия проектирования иногда начинается по окончании архитектурной, однако обычно она выполняется после завершения капитальных строительно-монтажных работ. На ней разрабатывается конкретная структура СКС, составляется перечень необходимого оборудования, планы его размещения и т.д. На данном этапе работы к проектированию привлекаются фирмы, специализирующиеся в области создания СКС и системной интеграции. Эти же компании обычно выполняют и большую часть монтажных и пуско-наладочных работ, которые проводятся одновременно с отделкой внутренних помещений или сразу же после ее завершения. Основными исходными данными для телекоммуникационной стадии являются:

- результаты обследования здания и прилегающей территории или их проект, выполненный на архитектурной стадии проектирования;

- нормативная документация по СКС (стандарты);

- дополнительные требования Заказчика, например количество и размещение рабочих мест, количество информационных розеток на рабочем месте, требования к производительности, надежности, безопасности и т.д.

Исходные данные

СКС устанавливается в четырёхэтажном здании плюс цокольный этаж в котором размещается система бесперебойного питания. Размеры здания 30x24 м. Высота этажа в свету между перекрытиями составляет 3,5 метра, толщина перекрытий равна 50 см. В здании на всех этажах использована различная планировка рабочих помещений.