Проектирование структурированной кабельной системы в офисном здании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

Кафедра ТСС

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине: Направляющие системы электросвязи

Тема: Проектирование структурированной кабельной системы в офисном здании

Руководитель: Алимов М. Ш.

Студент: гр. РЭТ-08-4

Шестаков Артем

2011

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Архитектурная фаза проектирования

2.1 Проектирование аппаратных и кроссовых

2.2 Кабельные трассы подсистемы внутренних магистралей

2.3 Кабельные трассы горизонтальной подсистемы

2.3.1 Выбор типа и категории магистральных кабелей

2.3.2 Прокладка кабелей в настенных каналах

3. Телекоммуникационная стадия проектирования

3.1 Состав розеток на рабочих местах

3.2 Проектирование подсистемы рабочего места

3.3 Проектирование горизонтальной подсистемы

3.4 Выбор типа кабеля и расчет его количества

3.5 Проектирование подсистемы внутренних магистралей

3.6 Расчет емкости и количества магистрального кабеля

3.7 Проектирование административной подсистемы

3.7.1 Определение емкости каналов передачи информации

3.7.2 Состав оборудования кроссовой

3.8 Расчет количества и определение длин оконечных и коммутационных шнуров

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

кабель магистральный кроссовый канал

Введение

Структурированной кабельной системой (СКС) называется кабельная система:

· имеющая стандартизованную структуру и топологию;

· использующая стандартизованные элементы (кабели, разъемы, коммутационные устройства и т.п.);

· обеспечивающая стандартизованные параметры (скорость передачи данных, затухание и проч.);

· управляемая (администрируемая) стандартизованным образом.

Структурированная кабельная система (СКС) - система, принцип построения которой отвечает трём основным требованиям:

1) является универсальной, то есть даёт возможность использовать её для передачи сигналов основных существующих и перспективных видов сетевой аппаратуры (ЛВС) различного назначения;

2) позволяет быстро и с минимальными затратами организовывать новые рабочие места и менять схему подключения и ЛВС без прокладки дополнительных кабельных линий;

3) позволяет организовывать единую службу эксплуатации.

Помимо описанных выше требований структурированные кабельные сети позволяют:

· при относительно высоких начальных вложениях на строительство сети обеспечить существенную экономию полных затрат за счёт длительного срока эксплуатации структурированной кабельной системы и низких эксплуатационных расходов;

· повысить надёжность структурированной кабельной системы;

· использовать одновременно различные сетевые протоколы и сетевые архитектуры в одной локальной сети;

· комбинировать в единую систему оптические и электрические тракты передачи сигналов;

· устранить путаницу проводов в кабельных трассах локальных сетей;

· обеспечить за счёт принципа построения сети из отдельных модулей быструю локализацию неисправностей, восстановление структурированной кабельной сети или переход на резервные линии.

Структурированная кабельная система - основа информационной инфраструктуры любого предприятия, позволяющая свести в единую систему множество информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные сети (ЛВС), телефонные сети, системы безопасности, локальные компьютерные сети, видеонаблюдения и т.д. Именно поэтому так велика роль СКС при построении корпоративной информационной системы: от того, насколько грамотно построены локальные сети, зависят надежность и безопасность различных операций, без которых невозможна деятельность современного предприятия.

Распространение СКС - тенденция, оказавшая заметное влияние на практику инсталляций кабельных систем. В СКС входят: концентраторы, панели переключений, стойки, розетки и другие элементы, позволяющие построить цельную сеть, и получить четкую документацию, упрощающую управление, и тем сокращающую время простоя сети, а также реконфигурирование (без переделки существующей проводки) и сопровождение системы. Принятые принципы архитектурной организации структурированных кабельных систем определили их универсальность, отвечающую самым взыскательным требованиям. Широкая номенклатура и высокое качество изделий предопределили высокую популярность СКС. Они используются не только при разводке силовых электролиний и модернизации внутренней телефонной сети, но и при построении коммуникаций систем автоматизации и управления технологическим оборудованием, прокладке линий охранно-пожарной сигнализации, компьютерных сетей и информационных систем, включая системы голосовой и видео связи, передачи компьютерных данных и т.д.

Проектирование - основа любой инженерной системы. Правильно спроектированная система прослужит долгое время, в то время как изначально неправильно выполненный проект приведет к ошибкам при инсталляции, а при эксплуатации если и не будет серьезных отклонений в работе, то, как минимум, существует вероятность в доработке системы, что так или иначе связано с финансовыми затратами. Это утверждение в полной мере относится и к проектированию структурированной кабельной системы, как к части инженерной системы здания в целом. Проект СКС должен соответствовать нормам и стандартам проектирования, а также учитывать специфику работы проектируемого объекта, возможность изменения структуры организации, количества рабочих мест и другие аспекты.

Согласно стандарту ISO/IEC 11 801 СКС в общем случае содержит три подсистемы:

- подсистема внешних магистралей строится на внешних магистральных кабелях, коммутационном оборудовании, шнурах и перемычках. Коммутационное оборудование, расположенное в служебных помещениях, обеспечивает подключение кроссовых внешних магистральных к кроссовым внутренних магистралей здания.

- подсистема внутренних магистралей (или вертикальная) связывает между собой отдельные этажи здания и /или пространственно разнесенные помещения в пределах одного здания. Вертикальная подсистема содержит внутренние магистральные кабелей, приложенные между кроссовой здания и кроссовыми этажей, подключенные к ним коммутационное оборудование (шнуры и перемычки). Согласно стандарту максимальная длина этой системы может достигать 500 метров.

- горизонтальная подсистема образована внутренними горизонтальными кабелями между кроссовыми этажа и информационными розетками рабочих мест. Максимальная длина горизонтального кабеля не должна превышать 90 метров.

1. Исходные данные

СКС устанавливается в трехэтажном здании, с размерами в плане этажа 51x12 м. Высота этажа между перекрытиями составляет 3.5 м, общая толщина перекрытия равна 0.5 м. В здании на всех этажах использована однотипная коридорная планировка рабочих помещений. Коридор проходит по всей длине продольной оси здания. В коридорах имеется подвесной потолок, с высотой свободного пространства 0.35 м. В помещениях здания подвесного потолка нет.

Стены помещений изготовлены из обычного кирпича и покрыты штукатуркой, толщина которой составляет 1 см. Каких-либо дополнительных каналов в полу и стенах, которые могут быть использованы для прокладки кабелей, строительным проектом здания не предусмотрено. План этажа здания представлен в приложении А.

Создаваемая СКС должна обеспечивать функционирование оборудования локальной вычислительной сети (ЛВС) и телефонной сети здания. Т.е. на каждом рабочем месте монтируется информационная розетка с двумя розеточными модулями. Дополнительно предусматривается соединение учережденческой автоматической телефонной станции (УАТС) с входным стопарным кроссом городской телефонной сети (ГТС).

Помимо информационных розеток на рабочем месте монтируются две силовые розетки, подключенные к сети гарантированного электрического снабжения, и одна розетка, подключенная к сети бытового электрического снабжения. Прокладку силовых кабелей и установку силового распределительного оборудования осуществляется смежная субподрядная организация.

В соответствии с требованиями заказчика блоки розеток устанавливается на высоте 1 м над уровнем пола. Выполнение кабельной разводки в рабочих помещениях осуществляется в декоративных коробках.

2. Архитектурная фаза проектирования

На каждом этаже здания, согласно плану, имеется по 17 рабочих помещений, предназначенных для размещения пользователей. Данные по площади этих помещений сведены в таблицу 1. Предполагаем установку по 1 блоку розеток на каждые 6м² рабочей площади. Дополнительно для увеличения удобства и эксплутационной гибкости по 3 блока розеток в каждом техническом помещении на этажах здания.

Таблица 1 - Помещения для установки информационных розеток

№ помещения	Площадь	Количество
	S,m2	информационных розеток
101, 201, 301	30	5
102, 202, 302	30	5
103, 203, 303	30	5
104, 204, 304	30	5
105, 205, 305	30	5
106, 206, 306	30	5
107, 207, 307	30	5
108, 208, 308	30	5
109, 209, 309	24	4
110, 210, 310	30	5
111, 211, 311	24	4
112, 212, 312	24	4
113, 213, 313	24	4
114, 214, 314	24	4
115, 215, 315	24	4
116, 216, 316	24	4
117, 217, 317	24	4
118, 218, 318	24	4
119, 219, 319	24	4
120, 220, 320	24	4
121, 221, 321	24	4
122, 222, 322	24	4
123, 223, 323	24	4

Таким образом, на каждом этаже необходимо установить в рабочих помещениях 101 блоков розеток, а всего в здании - 303.

2.1 Проектирование аппаратных и кроссовых

Аппаратная представляет собой техническое помещение, в котором располагается сетевое оборудование коллективного пользования (УАТС, серверы, коммутаторы ЛВС и т.п.).

При выборе места аппаратной следует руководствоваться следующими принципами:

- аппаратная должна быть совмещена или максимально приближена к кроссовой здания для минимизации длины соединяющих их кабелей;

- для облегчения контроля доступа помещение не должно быть проходным;

- желательно чтобы оно не имело окон и даже не примыкало вплотную к внешним стенам здания;

- нежелательно размещение в подвале здания (возникает риск заливания грунтовыми водами);

- не рекомендуется выделять помещение на верхних этажах, т.к. это затрудняет ввод кабелей внешних коммуникаций;

- нежелательно размещение аппаратной рядом с внутренними конструкциями здания (лестничные марши, лифтовые шахты, вентиляционные камеры), ограничивающими возможное расширение в перспективе;

- запрещается размещение аппаратной рядом с помещениями для хранения огнеопасных или агрессивных химических материалов;

- следует избегать близкого размещения мощных источников электрических или магнитных полей, а также оборудования, вызывающего повышенную вибрацию;

- недалеко должны находиться грузовые лифты.

Размеры аппаратной прямо определяются составом размещаемого в ней оборудования. Если такая информация отсутствует, то при проектировании обычных офисных зданий следует исходить из расчета 0.7% от всей рабочей площади, но не менее 14 м². Следует учитывать, что на практике аппаратная часто совмещается с кроссовой этажа и/или внутренними магистралями. Таким образом, кроме оборудования коллективного пользования при таком совмещении обслуживает информационные розетки мест соседних помещений на том же этаже.

Кроссовая этажа представляет собой служебное помещение, в которое вводятся кабели подсистемы внутренних магистралей СКС и кабели горизонтальной подсистемы. В кроссовой этажа монтируется коммутационное сетевое и другое вспомогательное оборудование.

При выборе места размещения кроссовой этажа руководствуются следующими принципами:

- кроссовую этажа можно совместить с одной из кроссовых здания на том же самом этаже;

- кроссовая этажа должна быть на каждом этаже;

- кроссовая этажа должна быть максимально приближена к вертикальным стоякам, по которым проходят кабели подсистемы внутренних магистралей СКС;

- для минимизации длины кабелей следует располагать кроссовую этажа ближе к геометрическому центру рабочей зоны.

Обычно к коммутационному оборудованию в кроссовой этажа подключаются рабочие места, которые расположены на том же самом этаже. Площадь рабочих помещений обслуживаемых кроссовой этажа, согласно стандартам, не должна превосходить 1000 м², т.е. одна кроссовая обслуживает максимум 150 - 250 рабочих мест. Площадь самой кроссовой этажа зависит от состава размещаемого в ней оборудования, но в любом случае не должна быть менее 6 м². Если информация о числе рабочих мест и о размещенном оборудовании отсутствует, то можно воспользоваться данными таблицы 2.

Таблица 2 - Зависимость площади кроссовой этажа от площади рабочих помещений

Рабочая площадь, м2	Размеры кроссовой этажа, м
менее 1000	3,0x3,4
менее 800	3,0x2,8
менее 500	3,0x2,2

Рабочие площадь на каждом этаже в соответствии с данными таблицы 1 составляет 606 м². Площадь аппаратной составляет 4,242 м² (т.е 0.7% от всей рабочей площади), но согласно нормам, она должна быть не менее 14 м². Для размещения аппаратной в соответствии с рекомендациями выделяем комнату 113, под кроссовые на втором этаже выделяем комнату 213, на третьем -313, площадью 24 м². Расположение этих помещений непосредственно над аппаратной упрощает конструкцию межэтажных переходов и позволяет обойтись одним стояком без горизонтальных участков прокладки магистрального кабеля. Кроме того, наличие резервов по площади позволяет в перспективе разместить в этих помещениях дополнительное сетевое оборудование в случае существенной модернизации сети предприятия. Полученные данные занесем в таблицу 3.

Таблица 3 - Кроссовые и аппаратные

№ помещения	Назначение	S по норме, м2	S фактическая, м2
113	Аппаратная и кроссовая этажа	14+6.6=20,4	24
213	Кроссовая этажа (КЭ2)	6,6	24
313	Кроссовая этажа (КЭ3)	6,6	24

Согласно плану, расстояние от данных технических помещений до самых дальних розеток, находящихся в помещениях 101, 201, 301 оказывается равным примерно 60 м, т.е. радиус обслуживаемой зоны не превысит 70 м и на этажах реализуется одноуровневая централизованная структура СКС. На первом этаже здания отдельного помещения для кроссовой этажа не выделяется и коммутационное оборудование кабелей горизонтальной подсистемы СКС этого этажа монтируется в помещении аппаратной. УАТС, серверы и центральное оборудование ЛВС будут размещены в помещении аппаратной, т.е. СКС строится по двухуровневой схеме с использованием принципа многоточечного администрирования.

2.2 Кабельные трассы подсистемы внутренних магистралей

Кабельные трассы подсистемы внутренних магистралей предназначены для прокладки в них кабелей для связи кроссовой здания с кроссовой этажа, кроссовой внешних магистралей с аппаратной. Кроме того, по ним прокладываются внешние магистральные кабели от места ввода в здание до кроссовой здания или кроссовой внешних магистралей.

Магистральные кабели этой подсистемы могут прокладываться вертикально и горизонтально. Конструкции для прохода горизонтальных участков не отличаются от конструкций, применяемых для организации горизонтальной подсистемы, и часто используются обоими видами кабелей одновременно. Для прохода вертикальных участков обычно применяют стояки или шахты различного вида. Размеры выбираются исходя из соотношения: стояк сечением 8000 мм² позволяет проложить магистральные кабели, которые обслуживают 2500 м² рабочей площади. При этом в указанную площадь включают все этажи, обслуживаемые кабелями, проходящими по данной трассе. Полученный результат полезного сечения рекомендуется увеличить в три раза для создания резерва под будущее расширение. С учетом всех требований посчитаем площади проемов S_проема в межэтажных перекрытиях:

Полученные данные занесем в таблицу 4.

Функции стояков для магистральных кабелей могут выполнять слоты, рукава и закладные трубы. Слоты - прямоугольные проемы с бортиками в межэтажных перекрытиях, вдоль стены кроссовой. Рукава - вертикально установленные в перекрытии вдоль стены кроссовой короткие отрезки труб из негорючего материала. Трубы - вертикально установленные вдоль стены кроссовой огнестойкие трубы.

Таблица 4 - Площади проемов и слотов в межэтажных перекрытиях

№ проема	Обслуживаемые	Площадь проема, мм2	Размеры, мм2
	Этажи	площадь, м2
1	2-3	1488	14284	300x60
2	3	744	6278	200x60

Рекомендуемый внутренний диаметр труб и рукавов для прокладки магистральных кабелей составляет 100 мм. При использовании этих элементов необходимо контролировать величину их заполнения, т.к. в случае превышения предельного значения возникают проблемы с допустимыми усилиями протяжки из-за повышенного трения. Кроме диаметра трубы и числа прокладываемых кабелей на величину усилия протяжки существенное влияние оказывает также количество изгибов и их радиус. Ни одна из закладных труб на должна иметь более двух изгибов с углом поворота, не превышающем 90° каждый.

Для прокладки горизонтальных и магистральных кабелей подсистемы внутренних магистралей проектируемой СКС используем следующие виды кабельных каналов:

- закрытые металлические лотки за фальш-потолком, предназначенные для прокладки кабелей горизонтальной подсистемы в коридорах;

- декоративные кабельные короба, изготовленные из негорючего пластика и используемые для прокладки кабелей горизонтальной подсистемы и силовых кабелей питания;

- закладные трубки типа гильз, через которые производится ввод за фаль-потолок рабочих помещений пользователей горизонтальных кабелей, снимаемых с лотка в коридоре;

- вертикальные трубчатые элементы типа рукавов, расположенные вдоль стен технического помещения и используемые для прокладки кабелей подсистемы внутренних магистралей.

Площадь эффективного поперечного сечения кабельных каналов выбираются из расчета 650 мм² на каждые 10 м² рабочей площади. Для прокладки кабелей горизонтальной подсистемы на этажах вдоль коридора за фальш-потолком установлены лотки. Расстояние от верхней кромки лотка до капитального потолка равно 25 см. Кроссовая располагается в помещении 113, поэтому на левую сторону лотка укладываются кабели, обслуживающие 318 м² рабочей площади, а на правую сторону лотка укладываются кабели, обслуживающие 325 м². Площадь поперечного сечения лотков с учетом наличия на каждом рабочем месте 2 розеток составляет:

Такими площадями обладают стандартные кабельные лотки размерами ЛМГ 300х60 и ЛМГ 300х75. По мере удаления от кроссовой могут быть использованы лотки меньшего сечения.

Крепление кабельных лотков осуществляется по двум основным схемам:

- с помощью боковых кронштейнов (крепление к стене);

- посредством трапециевидных П-образных или Г-образных скоб (крепление к потолку).

Крепежные элементы должны быть установлены не реже, чем 1,5 м.

В процессе проверки готовности каналов и укладке кабеля особое внимание необходимо уделить контролю отсутствия на внутренней поверхности острых углов и заусенцев, на которых происходят повреждения оболочки кабеля. Из аналогичных соображений запрещается разрывать кабельные каналы в проемах между стенами. Силовые кабели и кабели СКС желательно прокладывать по разным кабельным каналам и контролировать их разнос в соответствии с действующими нормами. Металлические элементы кабельных каналов обязательно должны быть заземлены на телекоммуникационную шину заземления в кроссовой. Высота свободного пространства между каналом и капитальным потолком выбирается равным не менее 300 мм, а доступ к ним не должен ограничиваться конструкциями других инженерных систем здания.

2.3 Кабельные трассы горизонтальной подсистемы

Кабельные трассы горизонтальной подсистемы предназначены для прокладки кабелей от кроссовой этажа до рабочих мест, которые большую часть трассы находятся в горизонтальном положении. Также могут встречаться вертикальные участки, не пересекающие межэтажных перекрытий.

Кабели горизонтальной подсистемы прокладываются в конструкциях пола, под потолком и в настенных каналах (кабельные короба).

Общим требованием является необходимость заземления всех металлических элементов: труб, лотков и коробов. В процессе проектирования осуществляется привязка отдельных рабочих мест к кроссовым, выбор типа телекоммуникационных розеток, выбор типа и категории кабеля с расчетом его количества и проектирование точек перехода (при необходимости). Согласно стандарту ISO/IES 11801 для организации горизонтальной подсистемы СКС могут применяться симметричные электрические и оптические кабели. Категория симметричных кабелей из витых пар зависит от максимальной частоты передаваемого сигнала.

На практике, в большинстве случаев, прокладывают до каждого рабочего места два кабеля категории 5 и устанавливают соответствующие розеточные модули. Многопарные кабели прокладываются до рабочих мест только при использовании 6 и 12-портовых розеточных модулей. Во всех остальных случаях необходимо проектировать точки перехода. Использование таких кабелей на розетках меньшей емкости не допустимо, т.к. стандарты требуют обязательного подключения всех пар к розеточным модулям. Распределение витых пар многопарного кабеля по нескольким модулям без точки перехода невозможно, т.к. по правилам витая пара без оболочки не может находиться вне корпуса информационной розетки.

Стандарты запрещают как запараллеливание пар электрических кабелей, так и применение муфт для их сращивания.

2.3.1 Выбор типа и категории магистральных кабелей

Выбор типа и категории магистральных кабелей для магистралей СКС определяются решениями, принятыми при разработке эскизного проекта и определяющими тип среды передачи сигналов. Вид оптического кабеля зависит от типа применяемого сетевого оборудования и длины магистрали. Допускается использование в здании внутренних магистралей различных категорий. Сетевое оборудование ЛВС со скоростью передачи не выше 100 Мбит/с допускает использование многомодового оптического кабеля на линии не более 2000 м. В случае применения ЛВС стандарта Gigabyte Ethernet максимальная длина многомодового оптического кабеля не может превышать 550 м.

2.3.2 Прокладка кабелей в настенных каналах

Настенные каналы предназначены для прокладки кабелей до информационных розеток, установленных на стене помещения на удобной для использования высоте.

В некоторых случаях настенные каналы используются для жгутов горизонтальных кабелей, которые начинаются на выходе из кроссовой и заканчиваются входом в помещение с информационными розетками.

Могут быть использованы следующие виды настенных кабельных каналов:

- накладные кабельные каналы, декоративные короба или плинтусы;

- скрытые кабельные каналы, которые монтируются в толще стены таким образом, чтобы на поверхность выходили только информационные розетки или силовые розетки.

Обычно заполнение коробов различными проводами не превышает 30 -60% площади их поперечного сечения. Конкретное значение зависит от допустимого минимального радиуса изгиба кабелей, способа монтажа розеток и перспектив расширения СКС в месте установки.

На практике, при отсутствии информации о количестве кабелей, укладываемых в короб, обычно принимают коэффициент заполнения равный 0,5. Для определения требуемой емкости декоративных коробок суммируют площадь сечений всех прокладываемых кабелей и делят на коэффициент заполнения.

Скрытые кабельные каналы в большинстве случаев реализуется на основании гибких пластмассовых трубок различного диаметра и при определении их параметров применяются положения, касающиеся закладных труб.

3. Телекоммуникационная стадия проектирования

На этой стадии проектирования выполняется расчет компонентов, необходимых для создания кабельной системы. Для облегчения проектирования целесообразно применить деление СКС и оборудования непосредственного взаимодействия с ней на отдельные подсистемы: подсистемы рабочего места; горизонтальной подсистемы; магистральной кабельной системы; подсистемы кабелей оборудования; административной подсистемы. Проектирование отдельных подсистем выполняется последовательно. Результаты расчетов по каждой из подсистем представлены в табличной форме. Данные этих таблиц используются в качестве исходной информации для проектирования следующих подсистем. На заключительном этапе проектирования по этим документам готовятся спецификации оборудования.

3.1 Состав розеток на рабочих местах

В составе блоков розеток могут находиться: информационные розетки, подключенные к симметричным электрическим кабелям; информационные розетки, подключенные к волоконно-оптическим кабелям; силовые розетки, подключенные к системе горизонтального электроснабжения, и силовые розетки, подключенные к бытовому электроснабжению.

В соответствии со стандартом ISO/IES 11801, на каждом рабочем месте следует устанавливать не менее одной двухмодульной информационной розетки. Минимум один модуль информационной розетки должен подключаться к кабелю категории 3 или выше, остальные модули розетки обслуживают кабели категории 5 или оптический кабель. С целью обеспечения универсальности кабельной системы рекомендуется применять информационные розетки категории 5.

3.2 Проектирование подсистемы рабочего места

Основной задачей этой стадии является разработка плана расположения информационных розеток и силовых розеток кабельной системы, а также определение типа и количества оконечных шнуров, адаптеров, переходников и других аналогичных элементов.

Места установки розеток отмечаются на планах этажей здания. Основная информация о них заносится в соответствующие графы таблицы 5.

Эта таблица заполняется и в случае, когда планов здания не существует, или на имеющихся не представляется возможным отметить точные места их расположения. В таких случаях эта таблица является основным документом, описывающим подсистему рабочего места, и позволяет спроектировать горизонтальную подсистему.

Таблица 5 - Распределение рабочих мест

№ помещения	Кол-во рабочих мест	Кол-во розеточных модулей	Кол-во силовых розеток	Метод крепления
		категория 5	Гарантирован- ого питания	Бытового питания
101, 201, 301	5	10	10	5	На поверхность стены, рядом с коробом, в рамке
102, 202, 302	5	10	10	5
103, 203, 303	5	10	10	5
104, 204, 304	5	10	10	5
105, 205, 305	5	10	10	5
106, 206, 306	5	10	10	5
107, 207, 307	5	10	10	5
108, 208, 308	5	10	10	5
109, 209, 309	4	8	8	4
110, 210, 310	5	10	10	5
111, 211, 311	4	8	8	4
112, 212, 312	4	8	8	4
113, 213, 313	0	0	0	0
114, 214, 314	4	8	8	4
115, 215, 315	4	8	8	4
116, 216, 316	4	8	8	4
117, 217, 317	4	8	8	4
118, 218, 318	4	8	8	4
119, 219, 319	4	8	8	4
120, 220, 320	4	8	8	4
121, 221, 321	4	8	8	4
122, 222, 322	4	8	8	4
123, 223, 323	4	8	8	4

3.3 Проектирование горизонтальной подсистемы

Процесс проектирования горизонтальной подсистемы является наиболее ответственным этапом разработки СКС. Принятые на этом этапе решения являются определяющими для технико-экономической эффективности создаваемой системы. В процессе проектирования осуществляется:

- привязка отдельных рабочих мест к кроссовым;

- выбор типа телекоммуникационных розеток;

- проектирование точек перехода (при необходимости их применения).

Результаты расчетов сводятся к данным, заносимым в таблицу 6.

Таблица 6 - Горизонтальные подключения

Кроссовая	Кол-во рабочих мест	Количество розеточных модулей категории 5	Кабель категории 5
			Тип	Количество
113	101	202	UTP	202
213	101	202	UTP	202
313	101	202	UTP	202

3.4 Выбор типа кабеля и расчет его количества

При расчете длины горизонтального кабеля учитываются следующие положения: каждый модуль информационных розеток связывается с коммутационным оборудованием кроссовой этажа одним кабелем; кабели прокладываются по каналам без образования бухт и петель; принимаются во внимание также спуски и повороты этих каналов.

Существуют два метода вычисления количества кабеля для горизонтальной подсистемы: суммирование и эмпирический.

Первый заключается в подсчете длины трассы каждого горизонтального кабеля с последующим сложением этих длин. К полученному результату добавляются технологический запас с величиной не более 10%, а также запас для выполнения разделки в розетках и на кроссовых панелях. Достоинством этого метода является высокая точность, но при отсутствии средств автоматизации ив случае проектирования СКС с большим количеством портов, такой подход оказывается чрезмерно трудоемким. Что практически исключает расчет вариантов организации кабельной системы.

Эмпирический метод реализует на практике положение центральной предельной теоремы теории вероятности. Дает хорошие результаты для кабельной системы с числом рабочих мест свыше 30. Его сущность заключается в применении обобщенной эмпирической формулы. Единственным ограничением метода является предположение того, что рабочие места распределены по площади территории равномерно. В случае нарушения этого условия, рабочие места объединяются в группы, в которых с большей или меньшей точностью выполняется принцип равномерного распределения. Для каждой такой группы расчет выполняется отдельно.

На основании сделанных предположений средняя длина L_av кабельных трасс принимается равной:

где L_min, L_max - длины трассы от точки ввода кабельных каналов в кроссовую до информационной розетки самого близкого и самого дальнего рабочего места, рассчитанных с учетом особенностей прокладки кабелей (спусков, подъемов, поворотов);

ks - коэффициент технологического запаса равный 1,1 (10%);

х = x₁ + х₂ - запас для выполнения разделки кабеля. Со стороны рабочего места x₁ равен 30 см, параметр х₂ - запас со стороны кроссовой, зависит от ее размеров и численно равен расстоянию от точки входа горизонтальных кабелей в помещение кроссовой до самого дальнего коммутационного элемента с учетом спусков, подъемов, изгибов и т.д.

N_cr - величина всех кабельных трасс, на которые хватает одной катушки кабеля:

где L_CB - длина кабельной катушки (305,500,1000 м). Результат округляется вниз до ближайшего целого.

На последнем шаге получаем общее количество кабеля L_c, необходимое для создания кабельной системы:

где N_to - количество розеточных модулей информационных розеток СКС.

На каждом рабочем месте устанавливается по два розеточных модуля категории 5. Количество розеток на рабочем месте было определено на архитектурной фазе проектирования. Применение двух розеточных модулей категории 5 определяется соображениями универсальности. В рассматриваемом здании отсутствуют большие залы и компактные обособленные группы пользователей. На основании этого нецелесообразна реализация отдельных участков и некоторых трасс горизонтальной подсистемы на многопарных кабелях. Это означает, что в СКС не требуются точки перехода. Горизонтальная подсистема СКС строится на основе неэкранированных четырехпарных кабелей категории 5, проложенных по два к каждому блоку розеток. Требуемое количество кабеля рассчитывается с использованием эмпирического метода, т.к. на каждом этаже имеется свыше 30 информационных розеток и выполнено требование равномерного распределения розеток на обслуживаемой площади. Подъем от выводного отверстия монтажного шкафа до кабельных лотков в коридорах и спуск до декоративного короба в комнатах составляет 3,25 + 2,25 = 5,5 м.

Длины трасс кабеля по плану от кроссовой до ближайшего и до наиболее удаленного блока розеток составляют 4м и 35 соответственно.

Таким образом, средняя длина трассы равна:

Величина всех кабельных трасс, на которые хватает одной катушки кабеля, равна:

Общее количество кабеля, необходимое для создания кабельной системы, равно:

В рабочих помещениях прокладка кабеля выполняется в декоративных коробах. Для перехода от лотков к коробам в стенах коридора све6рлятся отверстия, в которых устанавливаются закладные трубы. Заполнение декоративных коробов обычно не превышает 30 - 60% площади их поперечного сечения. Конкретные значения зависят от допустимого минимального радиуса изгиба кабелей, способа монтажа розеток и перспектив расширения СКС в месте размещения короба. На практике обычно принимают значение коэффициента заполнения равным 0.5, кроме того, в коробе должна быть предусмотрена, по меньшей мере, одна отдельная секция, куда выполняется укладка силовых кабелей.

Расчетный диаметр горизонтального кабеля UTP (unishielded twisted pair) категории 5 принимается равным 4,6 мм². Для силовых кабелей гарантированного питания - 8 мм², для бытовых - 10 мм². Для обеспечения необходимого при укладке запаса, диаметры кабелей рекомендуется увеличить на 10%.

Так как количество рабочих мест в каждом помещении приблизительно одинаково, то для универсальности диаметр закладных труб принимаем таким, чтобы он обеспечивал ввод кабелей в помещение с самым большим количеством рабочих мест. Максимальное число рабочих мест в одном помещении равно 5 следовательно, диаметр закладных труб принимаем равным 35 мм². Таким же образом выбираем размеры коробов. При вводе кабелей в помещение их необходимо разделить на две половины, идущие по разным стенам, поэтому принимаем максимальное количество кабелей, проходящих по одной из стен, равным 10. Посчитаем общую площадь поперечного сечения всех кабелей, проходящих в коробе:

Такими площадями обладают стандартные кабельные короба размерами 20x9 мм.

3.5 Проектирование подсистемы внутренних магистралей

На этом этапе проектирования решаются две основные задачи:

- выбор типа и категории кабеля;

- расчет емкости и количества магистрального кабеля.

Выбор типа и категории кабеля определяются решениями, принятыми при разработке эскизного проекта и определяющими тип среды передачи сигнала. Категория симметричного кабеля определяется в зависимости от максимальной частоты передаваемого сигнала. Вид оптического кабеля (одномодовый или многомодовый ) зависит от типа применяемого сетевого оборудования и длины магистрали. Сетевое оборудование линий волоконной связи со скоростью передачи не выше 100 Мбит/с допускает использование многомодового оптического кабеля на линиях с длиной, не превышающей 2000 метров. Согласно стандарту 802.3 максимальная длина многомодового оптического кабеля (для Gigabit Ethernet ) не может превышать 550 метров. Учитывая это обстоятельство, можно сделать вывод: оптическая подсистема внутренних магистралей должна строиться преимущественно на многомодовом оптическом кабеле, тогда как основной внешних магистралей, длина которых превышает 550 метров, должен являться одномодовый кабель. При выборе типа симметричного многопарного кабеля кроме проверки соответствия его характеристик классу приложений следует контролировать совместимость сигналов с этими приложениями.

Допускается использование в здании двух внутренних магистралей различных категорий, например 3 и 5. Это связано с тем, что телефонные системы не требуют высококачественных кабелей для работы на достаточно большие расстояния.

Описанное решение позволяет создать относительно дешевую систему, отвечающую требованиям сегодняшнего дня.

3.6 Расчет емкости и количества магистрального кабеля

Расчет начинается с составления перечня кабелей внутренних магистралей, который выполняется на основе эскизного проекта. Емкость магистральных кабелей рассчитывается с учетом принятой конфигурации рабочего места и выбранного типа среды передачи на внутренней и внешней магистралях. В качестве ориентировочных значений для расчета количества пар и волокон используются следующие значения:

- конфигурация с низкой степенью интеграции, которые имеют один модуль на информационных розетках и соответственно один горизонтальный кабель на рабочее место (необходимо минимум две пары на рабочее место в кабелях внутренних магистралей);

- конфигурация со средней степенью интеграции, которые содержат два или более розеточных модуля на информационных розетках с соответствующим количеством горизонтальных кабелей на рабочее место (минимум три пары на одно рабочее место в кабелях внутренних магистралей);

- конфигурация с высокой степенью интеграции, которые включают два и более розеточных модуля на информационных розетках, при этом возможно использование волоконно-оптического кабеля для организации магистралей и горизонтальной подсистемы. Они предполагают применение минимум трех пар и 0,2 волокна в кабелях внутренних магистралей и минимум двух пар в кабелях внешней магистрали.

Требуемое количество магистральных кабелей определяется следующим образом. Для каждой из кроссовых этажа установленное минимальное количество пар/волокон на рабочее место умножается на количество рабочих мест обслуживаемых этой кроссовой. Полученное значение округляется до ближайшего сверху количества пар/волокон, которое может быть получено при использовании одного или нескольких кабелей стандартной емкости (для симметричного кабеля - 25, 50, 100, 200, 300 пар или для волоконно-оптического кабеля - 4, 6, 8, 12, 24 и т. д. волокон). Полученные значения пар/волокон и число кабелей заносятся в графы таблицы 7. Если основной внутренних магистралей является оптический кабель, то рекомендуется предусмотреть дублирование каждой магистрали. Это обеспечивает готовность системы к возможной установке оборудования, работающей на симметричных кабелях, а также возможность резервирования на случай выхода из строя волоконно-оптической линии связи или сетевого оборудования с оптическими интерфейсами. Длина кабелей определяется с учетом всех спусков, поворотов, а также запасов на разделку. Кабели подсистемы внутренних магистралей связывают между собой помещения кроссовых и аппаратную. По этим кабелям передаются в основном информационные потоки сетевой аппаратуры ЛВС и телефонные сигналы УАТС. В соответствии с принятым в системе принципом использования двухмодульных информационных розеток на рабочих местах и с учетом отсутствия этажных выносов УАТС следует ожидать передачи по магистральным кабелям сигналов значительного числа телефонных переговоров. Исходя из этого и согласно принципу многоточечного администрирования, принимается следующая идеология построения подсистемы внутренних магистралей - часть подсистемы, предназначенная для обслуживания телефонной сети, строится на многопарном кабеле категории 3. Для части подсистемы, обслуживающей работу ЛВС, используется волоконно-оптический кабель со 100% дублированием электрическим кабелем категории 5.

Проектируемая СКС имеет высокую степень интеграции, поэтому на каждое место во внутренней магистрали здания следует предусмотреть две пары категории 3; 0,4 пары категории 5 и 0,2 волокна.

Таблица 7 - Магистральные соединения

Маркировка	Начало	Конец	Тип кабеля	Кол-во пар/волокон	Кол-во кабелей	Длина трассы, м	Назначение
КМ021		205	Категория 3	200	1	10	Телефония
КМ022	105	205	Категория 5	50	1	10	ЛВС (резервная)
КМ023		205	Оптический	24	1	10	ЛВС
КМ031		305	Категория 3	200	1	14	Телефония
КМ032	205	305	Категория 5	50	1	14	ЛВС (резервная)
КМОЗЗ		305	Оптический	24	1	14	ЛВС

3.7 Проектирование административной подсистемы

В процессе разработки административной подсистемы решаются следующие задачи:

- определение функциональных секций кроссовых и аппаратных;

- расчет емкости каналов передачи информации;

- определение типа коммутационного оборудования;

- разработка планов размещения оборудования в кроссовых и аппаратных;

- расчет количества конструктивных единиц коммутационного оборудования;

- определение типов и количества коммутационных шнуров.

Для снижения затрат на администрирование СКС применяется стандартизация сред передачи сигналов и физических интерфейсов кабельной системы, возможность ручной коммутации каналов передачи самим пользователем без использования специального инструмента, а также привлечения специалистов внешней организации.

Управление каналами передачи сигналов в каждой точке администрирования СКС осуществляется организацией соединения кабелей различных подсистем коммутационными шнурами. Линейные кабели любой подсистемы заводятся сразу на множество разъемов коммутационного оборудования, которые образуют различные функциональные секции. Для облегчения идентификации стандарт TIA/EIA - 606 вводит цветовую кодировку этих секций. Применение такого принципа увеличивает информативность и наглядность структурных схем СКС. Данные по цветовой кодировке секций коммутационного оборудования изложены в таблице 8.

Таблица 8 - Цветовое обозначение секций коммутационного оборудования

Цвет	Назначение
Green (зеленый)	Внешние кабели сетевого интерфейса; внешние линии телефонной связи
Purple (фиолетовый)	Кабели оборудования общего пользования (УАТС, сетевые концентраторы, мультиплексоры и т.д.)
Yellow (желтый)	Кабели УАТС специального назначения (ISDN)
Write (белый)	Кабели внутренней магистрали
Blue (голубой)	Кабели горизонтальной подсистемы
Orange (оранжевый)	Кабели оборудования систем передачи данных
Grey (серый)	Вспомогательные магистральные линии между техническими помещениями
Brown (коричневый)	Кабели внешней магистрали
Red (красный)	Кабели оборудования специального назначения

Данные по отдельным функциональным секциям коммутационного оборудования каждой кроссовой заносятся в таблицу 9.

При ее составлении используются результаты проектирования горизонтальной и магистральной подсистем, а также расчетов кабелей оборудования. Полученная таким способом таблица обобщает исходные данные для расчета количества компонентов коммутационного оборудования для каждой из кроссовых и аппаратной.

3.7.1 Определение емкости каналов передачи информации

Емкость канала передачи информации каждой функциональной секции зависит от ее назначения.

Для горизонтальной подсистемы (Blue) емкость канала равна количеству пар кабеля, обслуживающих один модуль информационной розетки, т.е. всегда составляет 4 пары.

Для кабелей оборудования фиолетовой, желтой, оранжевой и красной секций емкость канала равна количеству пар, которые используются для передачи и приема информации одним портом конкретного устройства, и зависит соответственно от типа сетевого оборудования.

В случае отсутствия априорной информации об используемом сетевом оборудовании емкость канала всегда выбирается равной 4 пары.

3.7.2 Состав оборудования кроссовой

В проектируемой СКС количество модулей информационных розеток, которые используют телефонную сеть, совпадает с количеством модулей для подключения ЛВС. На основании этого, в качестве коммутационного оборудования применим панели типа 110. Из-за большого количества кабелей, обслуживаемых в аппаратной, будем использовать смешанный способ размещения оборудования -- на стене и в шкафу. В кроссовой все оборудование может быть размещено в шкафу. Другим возможным вариантом является установка открытой 19 дюймовой стойки. Во всех технических помещениях для подключения сетевого оборудования будет использоваться метод коммутационного соединения. Расчет количества отдельных функциональных элементов коммутационного оборудования производится исходя из того, что к одному стопарому кроссовому блоку типа 110 подключается 24 горизонтальных кабеля или 4 многопарных кабеля. Один 25-парный шнур позволяет подключить 3 платы внешних 8-портовых или одну внутреннюю плату, 16-портовую. Результаты расчета сводятся в таблицу 9.

Площадь помещений кроссовых превышает рекомендуемую, поэтому оборудование может быть размещено в закрытых монтажных шкафах. Из-за большого количества обслуживаемых рабочих мест, следует использовать монтажные шкафы максимальной высотой 42 или 45 юнитов. Запас на разделку кабелей выбран равным 3 м, поэтому шкафы устанавливаются рядом со стояками.

Таблица 9 - Состав оборудования кроссовой и аппаратной

Цветовой код	Назначение	Кол-во кабелей	Пар/волокон в кабеле	Всего пар/волокон	Пар/волокон В канале	Каналов	Тип коммутационного оборудования	Кол-во устройств
Кроссовые (213,313)
Голубой	Горизонтальные кабели	202	4	808	4	202	стопарные блоки типа 110	202/24=9
Белый (Cat 3)	Внутренняя магистраль категории 3	1	300	300	4	75	стопарные блоки типа 110	3
Белый (Cat 5)	Внутренняя магистраль категории 5	1	100	100	4	25	стопарные блоки типа 110	1
Белый (Опт.)	Внутренняя Магистраль оптическая	1	24	24	2	12	16-портовые Оптические блоки	2
Аппаратная (113)
Голубой	Горизонтальные кабели	202	4	808	4	202	стопарные блоки типа 110	9
Белый (Cat 3)	Внутренняя магистраль категории 3	2	300	600	4	150	стопарные блоки типа 110	6
Белый (Cat 5)	Внутренняя магистраль категории 5	2	100	200	4	50	стопарные блоки типа 110	2
Белый (Опт.)	Внутренняя Магистраль оптическая	2	24	48	2	24	16-портовые Оптические блоки	3
Фиолетовый (ЛВС)	Кабели ЛВС	101	4	404	4	101	стопарные блоки типа 110	5
Фиолетовый (УАТС)	Кабели (УАТС)	37	25	925	1	925	стопарные блоки типа 110	10
Зеленый	Кабели ГТС	1	100	100	1	100	стопарные блоки типа 110	1

Один из возможных вариантов размещения коммутационного оборудования кроссовой в монтажном шкафу показан на рисунке 1.

Рисунок 1 - Размещение оборудования в монтажных шкафах кроссовой

Организаторы предназначены для укладки избытка длины коммутационных и оконечных шнуров, что позволяет избежать путаницы и образования петель, а также обеспечить хорошую видимость маркировочных полос и дополнительное предохранение кабелей шнуров от провисания под действием собственной тяжести. Для построения кабельных линий категории 5 применение организаторов является обязательным условием.

Сетевое оборудование ЛВС рекомендуется разместить ниже организаторов оптических полок. При емкости одного концентратора 12 портов оно будет занимать в шкафу 5 юнит высоты. Т.е. в шкафу будет занято 31 юнитов из 42.

В помещении аппаратной, в соответствии с принятой схемой размещения, на стене будет монтироваться коммутационное оборудование всех функциональных секций за исключением магистральных белой категории 5 и белой оптической. Это объясняется тем, что магистральные кабели белой секции используются сетевым оборудованием для связи между собой без подключения рабочих мест. Для организации электрической части этой секции понадобятся кроссовые башни с общим количеством кроссовых блоков не менее 34. Предусматривая запас около 10 %, будем использовать пять колон кроссовых башен, каждая из которых состоит из двух 400-парных башен.

Один из вариантов размещения коммутационного оборудования аппаратной в монтажном шкафу показан на рисунке 2, а на стене - на рисунке 3.

Рисунок 2 - Пример размещения оборудования в монтажном шкафу аппаратной

Рисунок 3 - Кроссовое поле на стене аппаратной

3.8 Расчет количества и определение длин оконечных и коммутационных шнуров

На рабочих местах для подключения персональных компьютеров к информационным розеткам применяются оконечные шнуры с вилками модульных разъемов. Всего в СКС для подключения рабочих станций к ЛВС предполагается использовать 303 розеточных модуля. Примем, что на первом этапе развития сети к ЛВС будет подключена 1/3 рабочих мест пользователей. Таким образом, понадобится 101 шнур плюс 10% запас на развитие. Используем шнуры длиной 2 м. Часть шнуров, около 10% для обеспечения эксплуатационной гибкости должна иметь большую длину, например 5м.

Оконечные шнуры для подключения телефонных аппаратов обычно поставляются в комплекте с телефонным аппаратом. На основании этого в итоговую спецификацию не включается.

В кроссовых предусматриваются следующие виды коммутационных шнуров:

- однопарные шнуры с вилками типа 110 для подключения этажных розеток к УАТС, т.е. для соединения горизонтальных кабелей с многопарными вертикальными. Всего 101 на этаж, а в здании 303;

- четырехпарные комбинированные шнуры для подключения горизонтального кабеля к портам этажных концентраторов ЛВС. Всего 101 шнур на этаж;

- оптические шнуры для подключения оптических up-link портов этажных концентраторов к вертикальной магистрали. Всего 5 шнуров на этаж;

- резервные комбинированные четырехпарные для подключения электрических up-link портов этажных концентраторов к вертикальному кабелю категории 5. Всего 5 шнуров на этаж.

Для определения минимальной и максимальной длины шнуров следует пользоваться схемой размещения коммутационного оборудования.

В помещении аппаратной требуются оконечные шнуры для подключения УАТС и для подключения рабочих мест первого этажа к сетевому оборудованию ЛВС. Для подключения УАТС используются монтажные шнуры в виде 25-парных кабелей категории 3 с установленными на концах стандартными разъемами. Их длина зависит от расстояния между УАТС и кроссовым полем. В данном случае с учетом габаритов нашей аппаратной и места расположением кросса УАТС примем длину этих шнуров равной 7-10 м, свободный конец такого шнура будет разделан на фиолетовой секции коммутационного оборудования аппаратной. Каждый кабель предназначен для подключения к СКС одной 16-портовой платы внутренних номеров УАТС или одной 8-портовой платы внешних номеров УАТС. Соответственно, для подключения 303 рабочих мест и 16 городских номеров потребуется 6 кабелей.

Для подключения рабочих мест первого этажа к ЛВС потребуется монтажные шнуры с вилками модульных разъемов. Их длина зависит от расстояния между монтажным шкафом и кроссовым полем (до голубой секции). Максимальная длина шнура не должна превышать 10 м.

Заключение

Структурированные кабельные системы являются тем "базисом", на котором строятся все основные компоненты информационно-вычислительных комплексов компаний. Профессиональная организация кабельной системы здания является одной из ключевых задач создания интеллектуальных систем и определяет надежность функционирования всех служб и подразделений.

Процедура проектирования СКС является сложным, многоступенчатым процессом и состоит из двух основных стадий: архитектурной и телекоммуникационной. Исходя из существующих требований стандартов необходимо определить площадь и размещение в здании кроссовых и аппаратной, а также условия внутри них. В зависимости от архитектурных особенностей здания могут применятся различные варианты кабельных каналов. На следующей стадии проектирования рассчитывается количество отдельных компонентов СКС.

В общем СКС имеют следующие преимущества:

· универсальность: одна кабельная система обслуживает все необходимые в здании системы: телефонную, ЛВС, пожарную, охранную и др;

· высокую адаптивную способность к изменениям внешних условий ("гибкость"): действительно, без изменений в пространстве, без перекладки кабелей СКС легко приспосабливается к изменениям организационной структуры предприятия (организация новых и ликвидация старых подразделений);

· к смене типов оборудования и, следовательно, к смене его поставщиков;

· небольшую численность и моноспециализированность обслуживающего СКС персонала (не нужны отдельные специалисты по проводке для пожарных, охранных, телефонных и других систем - нужен лишь администратор СКС);

· высокую экономичность по критерию "затраты - эффективность". С определенного момента затраты на поддержание ИКС значительно превышают аналогичные для СКС. При реальном сроке окупаемости СКС в 3...5 лет "цена владения" ею оказывается существенно меньшей, чем для ИКС.

Список использованных источников

1. С.К.Стрижаков, Современные кабельные системы, "PC Magazine/Russian Edition", декабрь 1995, с66.

2. А. Б. Семенов, С. К. Стрижаков, И.Р. Сунчелей. "Структурированные Кабельные Системы" Москва, 2001.

3. И.Г. Смирнов. "Структурированные кабельные системы". Москва, 1998г.