Пасивне мережеве обладнання

Структурированные кабельные системы – фундамент информационной инфраструктуры
СКС — универсальные, стандартизованные кабельные системы, предназначенные для передачи данных, голоса и/или видео, а также для поддержки других слаботочных приложений, которые используются в зданиях, — находят все более широкое применение.
Cтруктурированная кабельная система, объединяющая в единую инфраструктуру рабочие места пользователей и оборудование, стала неотъемлемой частью корпоративных коммуникаций. Представляя физический уровень среды передачи данных, она служит для поддержки различных информационных сервисов, включая локальные вычислительные сети, телефонные линии, системы безопасности/контроля доступа и видеонаблюдения. К традиционным устройствам, подключаемым к СКС, — рабочим станциям локальной сети и телефонам — добавились различные контроллеры систем автоматизации здания.

Введение в СКС
Что такое СКС?
Структурированной 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.) и управляемая (администрируемая) стандартизованным образом. Таким образом, СКС строятся по одинаковым принципам и правилам и в соответствии с национальными и международными стандартами.
Структура и топология СКС
СКС в здании.
Логически СКС можно разделить на три кабельные подсистемы: магистральную кабельную подсистему территории или комплекса зданий, магистральную вертикальную подсистему здания, соединяющую его этажи, и горизонтальную подсистему этажа — от распределительного пункта (РП) до коммуникационных розеток (ТР) на рабочих местах.
Физическая топология CKC представляет собой иерархическую звезду.
Подсистемы СКС имеют иерархическую структуру. В нее входят соединительные кабели («витая пара» или волоконно-оптические), коммутационные панели (с врезными контактами или модульными гнездами), коммутационные шнуры, разъемы, розетки, адаптеры. Монтажные шкафы и стойки, кабельные каналы в СКС не включаются, но могут поставляться с нею как готовое решение. Активное сетевое оборудование также не входит в состав СКС.
Один из вариантов построения СКС и ее подсистем на «оптике» (красный) и «меди» (синий): магистраль комплекса зданий, горизонтальная подсистема, вертикальная магистраль, рабочая зона, зона оборудования и администрирования, распределительный пункт этажа (TC), главный распределительный пункт (MC), комната оборудования, ввод в здание.
Топология СКС включает в себя следующие основные функциональные элементы: главный распределительный пункт (ГРП), магистральный кабель территории, распределительный пункт здания (РПЗ), магистральный кабель здания, распределительный пункт этажа (РПЭ), горизонтальный кабель, точку перехода или консолидации (ТП), телекоммуникационный разъем (ТР) – розетку для подключения терминального оборудования.
Составляющие СКС.
Аппаратную основу СКС составляет три основных компонента: кабели, шнуры и коммутационное оборудование — многопортовые панели и пользовательские информационные розетки.
Коммутационные панели обеспечивают удобство коммутации, упрощают внесение изменений в конфигурацию СКС и диагностику неисправностей.
В горизонтальной подсистеме, на которую приходится более 90% кабелей СКС, как правило, используются медножильные кабели, а в вертикальной разводке и между зданиями нередко применяют оптическое волокно. Кроме магистральных подсистем волоконно-оптические кабели широко применяются в крупных сетях и для подключения таких информационных ресурсов как серверы и системы хранения, то есть когда требуется высокая пропускная способность и/или передача данных на большие расстояния.
Свойства СКС
СКС отличают такие качества, как универсальность (единая среда для передачи данных, совместимость с оборудованием разных производителей и приложениями), гибкость (модульность и расширяемость, удобство коммутации и внесения изменений), надежность (гарантия качества и совместимости компонентов) и долговечность (нередко гарантия составляет 10-25 лет).
Благодаря своей универсальности СКС может обслуживать разные системы здания. Деление СКС на подсистемы (структурированность), стандартизированность и документирование упрощают управление ею.
Гибкость означает, что СКС можно адаптировать к изменениям внешних условий и организационной структуры предприятия, передислокации сотрудников, смене типов оборудования без перекладки кабелей.
Типы СКС и их применение
Области применения СКС
Идея реализации физического уровня информационной инфраструктуры здания в виде структурированной проводки была воплощена более четверти века назад. Классическая СКС изначально разрабатывалась для эксплуатации в офисах, однако с годами область ее применения значительно расширилась.
Типы кабелей, разрешенных для применения в СКС
Типы СКС
Симметричный
Оптический кварцевый
Оптический кварц-полимерный
Оптический полимерный
Коаксиальный
Офисная
X
X
Для ЦОД
X
X
X
Промышленная
X
X
X
X
Бытовая
X
X
Сегодня СКС используют в дата-центрах, для построения систем автоматизации производственных процессов предприятий (промышленные СКС), домовых и домашних сетей. Разнообразие областей применения предъявляет к СКС новые требования, однако в традиционном сегменте офисных СКС они уже устоялись и определяются, прежде всего, стандартами СКС.
Какие требования предъявляются к СКС?
Нередко сеть играет критически важную роль в бизнесе и деятельности компании, и каждый час простоя может означать крупные потери. Согласно статистике, компании теряют ежегодно из-за проблем в сети передачи данных около 2% оборота. А если сеть работает неэффективно, медленно, это влияет на продуктивность работы сотрудников, качество облуживания клиентов.
Структурированная кабельная система, применяемые материалы и оборудование, предельные длины и рабочие характеристики кабельных трактов должны соответствовать спецификациям стандартов (на них остановимся ниже), обладать признаками СКС (универсальность, структурированность, избыточность), а все компоненты — отвечать требованиям соответствующей категории СКС.
В магистральной подсистеме (от распределительного пункта здания до распределительных пунктов этажа) кабели не могут иметь точек перехода, а медные кабели — точек сращивания. В горизонтальных кабелях (от распределительного пункта этажа до розеток на рабочих местах) не допускается разрывов. Все пары и волокна телекоммуникационного разъема должны быть подключены. Не допускается включения в состав СКС активных элементов и адаптеров.
В текущей ситуации существенным требованием становится оптимальная цена решения. И это важный фактор для всего рынка СКС.
Виды СКС в офисах
Для построения офисных СКС используются многопарные медные кабели Категории 5е и 6 и/или волоконно-оптические. В крупных СКС оптимальным решением часто является использование комбинированных схем, сочетающих медную витую пару и оптоволокно в магистральных соединениях.
Выбор СКС — ответственное решение, способное повлиять на функционирование всей локальной сети. По оценкам аналитиков, от 50 до 75% проблем с работой сети прямо или косвенно связано с кабельной системой. Учитывая это, имеет смысл потратить чуть больше средств, чтобы получить более надежную систему.
Проектирование и монтаж структурированной кабельной системы выполняются в соответствии с международными или российскими стандартами. СКС характеризуют стандартная структура (топология), логичная маркировка компонентов, тестирование на соответствие заявленной категории и подробная документация.
Каждое рабочее место должно оснащаться двумя телекоммуникационными розетками не менее чем с одним портом или одной розеткой с двумя портами.
Для скрытой прокладки кабелей используют конструкцию стен, полов, потолков, но это не всегда возможно. Скрытая прокладка кабелей предусматривает установку встроенных розеток или монтаж напольных лючков. Варианты открытой прокладки включают лотки, короба, миниколонны. Наиболее распространенный вариант кабель-каналов – пластиковые короба. Телекоммуникационные колонны, напольные стойки, напольные лючки применяются реже по причине более высокой стоимости.
Подключение оборудования рабочей зоны в любом случае выполняют коммутационными кабелями (шнурами). Их используют также для соединения портов коммутационных панелей. В распределительных пунктах для установки коммутационных панелей и сетевого оборудования служат напольные/настенные шкафы, телекоммуникационные стойки. На каждом этаже рекомендуется устанавливать один РП. Если офисная площадь этажа превышает 1000 м2, предусматривают дополнительный РП.
Удобство эксплуатации локальной сети зависит и от маркировки СКС. Цветовая маркировка согласно требованиям стандарта TIA/EIA-606-А позволяет различать назначение кабелей и портов.
Стандартом J-STD-607-A 2002 года определено обязательное телекоммуникационное заземление СКС, независимо от наличия экранированных линий. Основное его назначение – обеспечение балансировки приемо-передатчиков локальной сети.
Прокладка параллельно силовым кабелям ухудшает качество передачи данных по слаботочным линиям. Для уменьшения этого влияния нужно выдержать минимально допустимые расстояния, зависящие от напряжения и мощности нагрузки. Данное требование не относится к волоконно-оптическим кабелям.
Медь и оптика
В офисных СКС обычно используют «витую пару» (UTP), а подсоединение к сетевым устройствам выполняется через разъем RJ-45. Такое широкое применение витой пары обусловлено совместимостью со многими классами, категориями и типами оборудования, легкостью монтажа и относительно малой стоимостью.
Конструкция соединителя RJ-45 для медножильных кабелей.
Витая пара представляет из себя медножильный кабель с ПВХ-оболочкой, который содержит несколько изолированных скрученных пар с определенным количеством витков на единицу длины. Такая конструкция уменьшает взаимные наводки и снижает влияние внешних помех.
В связи с ростом требований, предъявляемых новыми сетевыми приложениями, становится все более актуальным применение оптоволокна. Однако на практике СКС с оптоволокном до рабочего места (FTTD) встречаются пока достаточно редко. Чаще всего такое решение выбирают из соображений помехозащищенности (на производстве) или информационной безопасности. Элементная база для реализации проектов FTTD по стоимости оказывается примерно в два раза дороже медножильных аналогов. Поэтому «оптика» широко применяется в основном в средних и крупных ЦОД.
Существует множество видов оптических кабелей, которые отличаются конструкцией, назначением и исполнением.
Оптоволокно — наиболее совершенная физическая среда для передачи больших объемов данных на значительные расстояния с защитой от внешних воздействий. В СКС может применяться оптоволокно следующих категорий:
OM1 — градиентные многомодовые волокна калибром 62,5/125 мкм;
OM2 — градиентные многомодовые волокна калибром 50/125 мкм;
OM3 — градиентные многомодовые волокна калибром 50/125 мкм, оптимизированные для работы с лазерами VCSEL.
OM4 — градиентные многомодовые волокна калибром 50/125 мкм, оптимизированные для работы с лазерами и отвечающие требованиям спецификаций TIA/EIA-492AAD 2009 и IEC 60793-2-10 Type A1a.3;
OS1 — одномодовые волокна калибром 9/125 мкм для сетей связи общего пользования.
Виды приложений, категории волокна и предельные дальности передачи
Скорость передачи
300 м
550 м
2000 м
100 Мбит/с
ОМ1
ОМ1
ОМ1
1 Гбит/с
ОМ1
ОМ2
OS1
10 Гбит/с
OM3
OM4
OS1
40 Гбит/с
OM4
OS1
OS1
Высокий уровень защищенности и скорости передачи данных обеспечивают также экранированные СКС.
Экранированные и неэкранированные системы
Существует два типа СКС на «меди»: экранированные и неэкранированные. В Германии, Франции, Швейцарии и Австрии экранированный кабель служит стандартной средой передачи сигналов, обеспечивая защиту канала от электромагнитных помех и межкабельных наводок, однако в большинстве других стран, включая США (на эту страну приходится более 40% мирового рынка СКС), как правило, используются более дешевые неэкранированные системы. Рыночная доля экранированных СКС в России составляет 5-10%.
Экранированный и неэкранированный сетевой кабель в зависимости от категории имеет разные технические характеристики и состоит из нескольких медных пар. Проводники пары могут состоять как из монолитной медной жилы (0,4-0,6 мм), так и из нескольких жил, собранных в пучок.
Реальный спрос экранированные системы может появиться с широким внедрением еще более требовательных к полосе пропускания приложений. Для решения проблемы внешних наводок понадобится кабель с общим экраном (FTP, STP) или индивидуальным экранированием пар (S/FTP). Главное их преимущество — снижение внешних наводок до 30 дБ по сравнению с UTP. Сейчас такие системы востребованы в основном лишь в двух случаях: промышленное окружение и приложения 10GbE, в основном в ЦОД.
Категории и классы СКС
В конце 1999 года Ассоциация телекоммуникационной промышленности совместно с Ассоциацией электронной промышленности утвердили Приложение ANSI/TIA-568-A-5 «Спецификации параметров передачи 4-парных 100-омных кабельных систем Категории 5е». В сентябре 2000 года вступили в действие стандарты класса D (аналогичные Категории 5е), принятые международной и европейской организациями стандартизации. В 2002 году принята вторая редакция стандарта ISO/IEC 11801, включающая спецификацию параметров кабелей и разъемов Категорий 1 — 7 и линий/каналов Классов C, D, E и F.
В стандарте EIA/TIA-568B для кабельных линий и для компонентов (кабелей и разъемов) определены следующие категории:
Категория 3 (полоса частот до 16 МГц);
Категория 5e (до 100 МГц);
Категория 6 (250 МГц);
Категория 6A (500 МГц).
Категории симметричных кабелей СКС и пропускная способность трактов.
Категория
Верхняя граничная частота, Мгц
Пропускная способность, Гбит/с
5e
100
1
6
250
1 / 10
6a
500
10 (18 - 40)
7
600
10 (55)
7a
1000
10 (~70)
В скобках указана шенноновская пропускная способность100-метрового кабельного тракта на элементной базе соответствующей категории.
В стандарте ISO 11801-2002 и EN 50173 определены соответствующие классы:
Класс С (до 16 МГц);
Класс D (до 100 МГц);
Класс E (до 250 МГц);
Класс E(A) (до 500 МГц);
Класс F(A) (до 600 МГц).
Кабель Категории 6 становится все более популярным в офисных СКС благодаря своей высокой производительности и запасу по характеристикам.
Kat. 5e Kat. 6 Kat. 6A Kat. 7 Kat. 7A
Highcharts.com
Доля кабелей разных категорий на уровне горизонтальной подсистемы (данные по миру).
Тем временем в офисных сетях появились задачи, где скорости 1 Гбит/с может уже не хватать.
Новые архитектурные решения
СКС и беспроводной офис
Хотя для организации беспроводной сети в офисе обычно достаточно точки доступа 802.11n, более крупным предприятиям этого подчас мало. С появлением точек беспроводного доступа 802.11ас Wave 2, способных поддерживать восемь пространственных потоков, двух портов по 1 Гбит/с может быть недостаточно. Кроме того, для поддержки следующего беспроводного стандарта IEEE 802.3ad в диапазоне 60 ГГц потребуется подключение со скоростью 5 Гбит/с.
Беспроводные технологии не могут обойтись без проводной сети. Кабельная инфраструктура офиса применяется для подключения традиционных офисных систем и точек доступа Wi-Fi.
Проводка Категории 6 в настоящее время обеспечивает необходимую пропускную способность для кабельной распределительной сети инфраструктуры Wi-Fi и может поддерживать PoE Plus (IEEE 802.3at) с мощностью питания до 25,5 Вт, достаточной для точек доступа. А для подключения новых, более скоростных решений 802.11ac следует отдавать предпочтение Категории 6A.
С точки зрения топологии кабельные каналы для подключения точек доступа относятся к горизонтальной подсистеме и правил построения СКС не меняет. Однако офисы с открытой планировкой (Open Space) требуют иных подходов.
СКС в Open Space
Чтобы сделать кабельную систему более удобной и гибкой, в ситуациях, когда дополнительных возможностей традиционной СКС недостаточно (офисы с открытой планировкой, ЦОД, промышленные системы), был разработан и стандартизирован зонный принцип построения СКС. Он описывается стандартом ANSI/TIA/EIA-568-B.1. Производители СКС и кабеленесущих систем выпускают отдельные линейки продуктов для организации зонной проводки.
В больших офисах, для которых характерна открытая планировка и регулярная миграция пользователей, и в новых бизнес-центрах, где нет окончательного разделения офисного пространства целесообразно применять зонную топологию СКС.
В международных стандартах определены два варианта построения горизонтальной подсистемы такой СКС — с постоянными линиями до точки консолидации (Consolidation Point, CP) или до многопользовательской розетки (Multi-User Telecommunications Outlet, MUTOA).
Централизованная и зонная проводка. Последняя упрощает изменения и экономит кабель. Z – точка консолидации. TR – распределительный пункт этажа.
CP или MUTOA обслуживают каждую рабочую зону, и при изменении в количестве и конфигурации рабочих мест горизонтальную подсистему не нужно монтировать заново: проложить (или переложить) требуется лишь ее часть — от CP/MUTOA до компьютера пользователя, причем в случае MUTOA меняются лишь шнуры.
Зонная топология отличается от привычной также набором дополнительных компонентов, таких как лючки и колонны.
Зонная топология повышает удобство эксплуатации СКС, но из-за дополнительных элементов (зонные коробки, дополнительные соединения, фальшпол, фальшпотолок) стоимость решения увеличивается.
СКС и PoE
Технология подачи электропитания по сети Ethernet (Power over Ethernet, PoE) уже довольно давно применяется для дистанционного питания IP-телефонов, точек доступа WLAN и камер видеонаблюдения. В соответствии со стандартом IEEE 802.3at (PoE Plus) мощность питания при использовании двух витых пар может доходить до 25 Вт, а четырех — до 50 Вт. В перспективе для удаленного электропитания планируется реализовать приложения PoE Type 3 (60 Вт) и Type 4 (100 Вт), рассматриваемые в настоящее время рабочей группой IEEE 802.3bt.
Вместе с тем, как показывают результаты тестирования соединителей разного типа (экранированных и нет), после 200 циклов подключения/отключения под нагрузкой, присущей системам PoE, их характеристики значительно ухудшаются из-за искровой эрозии (подгорания) контактов, резко увеличивается сопротивление. Другая проблема – нагрев кабеля.
Worst Case Temperature Rise at 600 mA 7.2 5.4 5 4.3 3.8 2.8 Cat 5e Cat 6 Cat 6A UTP Slim Cat 6A UTP Cat 6A F/UTP Cat 7 S/FTP Cat 5e Cat 6 Cat 6A UTP Slim Cat 6A UTP Cat 6A F/UTP Cat 7 S/FTP 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Cat 7 S/FTP: 2.8%Highcharts.com
Увеличение температуры в пучке кабелей для разных категорий при токе в 600 мА (по данным Siemon). Нагрев влияет на характеристики кабеля.
Если заранее известно, что проводка должна будет поддерживать большое количество терминальных устройств с РоЕ, то лучше использовать кабели Категории 6 и выше, причем преимущество у экранированных кабелей: они лучше отводят тепло. В остальном PoE пока не меняет правил проектирования СКС, от отличие от ЦОД.
СКС в дата-центрах
Кабельная система — ключевой элемент инфраструктуры ЦОД. Она должна отвечать текущим и будущим потребностям приложений, учитывать основные тенденции и рекомендации отраслевых стандартов. В малых корпоративных ЦОД площадью до 100 м2 доминирует витая пара. В крупных дата-центрах (более 300 м2) на многомодовую оптику приходится уже 60–90% всех линий, при этом увеличивается доля линий с волокном ОМ4.
Кабельная система — важный инфраструктурный элемент ЦОД, от которого зависит уровень их надежности и отказоустойчивости.
В мега-ЦОД преобладают одномодовые волоконно-оптические линии, что обусловлено требованиями к пропускной способности сетей, применением технологий 40GbE и 100GbE.
Медные и оптические системы в ЦОД
Выбор среды передачи (медь или оптика) зависит и от назначения той функциональной области ЦОД, в которой развертывается конкретный сегмент СКС. Так, в зоне ввода от сетей операторов связи используется в основном одномодовая оптика. В главной распределительной области, где установлен главный оптический кросс, применяется и медь, и одномодовая, и многомодовая оптика. Однако витая пара все чаще замещается оптикой.
Для высокоскоростных приложений (40 и 100 Гбит/c) ограничение многомодовой оптики по дальности составляет 100–150 м. Этого достаточно для сетей большинства ЦОД. В противном случае на выручку приходит одномодовая оптика. Главный ее недостаток — высокая стоимость, причем речь идет не столько о кабельной системе, сколько об активном оборудовании.
В области горизонтальной проводки и зон подключения стоек с ИТ-оборудованием в ЦОД соотношение меди и оптики примерно одинаково. Стандартом медножильных СКС является Категория 6A, однако, во многих проектах применяют Категорию 6, если не требуется скорость более 1 Гбит/c.
Специфика архитектуры СКС в ЦОД
В ЦОД универсальной кабельной конфигурации не существует, выбор должен определяться архитектурой, расположением активного оборудования (коммутаторов). На практике получили распространение три основных варианта.
Первый, наиболее популярный, — установка коммутатора в каждой стойке (ToR). Второй — концентрация коммутаторов, обслуживающих оборудование данного ряда, в одной стойке. Стойка с коммутаторами может находиться в конце ряда (EoR) или в его середине (MoR). Третий — централизованное размещение активного оборудования. В этом случае коммутаторы устанавливаются в главном кроссе, а в стойках находится только пассивное оборудование СКС.
Поэтому топология СКС в ЦОД должна выбираться в зависимости от топологии сетей и с учетом других параметров. Например, зонная топология — это хороший баланс между стоимостью кабеля и эффективностью использования портов коммутаторов. Она рекомендована стандартом TIA-942. Данное решение отличается и более низкой стоимостью по сравнению с централизованной структурой. Однако она невыгодна для небольших ЦОД (для них предпочтительнее архитектура ToR).
Правильно выбранное решение позволяет увеличить экономическую эффективность, рационально использовать площади и обеспечить поддержку различных приложений, однако универсального подхода нет.
Претерминированные решения и оптические СКС для 40/100G
Претерминированные решения для волоконно-оптической подсистемы СКС реализуется преимущественно в виде модульно-кассетных решений. Стимулом к их внедрению стало использование оборудования 10GbE и заложенные в такие решения возможности перехода на более высокоскоростные технологии.
Претерминированные решения для ЦОД рассчитаны на быстрый и качественный монтаж. Такие системы тестируются в заводских условиях.
Они могут включать в себя коммутационные панели, претерминированные кассеты и модули, специальные крепления и кронштейны для организации точек коммутации в пространстве под фальшполом, над монтажными шкафами, объединять различные среды передачи при эффективном использовании полезного пространства в ЦОД.
Стандарты и сертификация
Спецификации и стандарты СКС
Вернемся к стандартам на СКС, которые развивались вместе с эволюцией технологии Ethernet.
Эволюция стандартов Ethernet на витой паре.
Стандартами СКС описаны правила монтажа СКС, которые включают требования по расположению розеток и кроссов, правила монтажа кабельных трасс (лотки, короба, трубы), требования к запасам кабелей на рабочих местах и в кроссах, и т.д. В настоящее время действуют следующие стандарты:
Год принятия
Стандарт
Название
2004
ISO/IEC TR 14763-1
Информационные технологии. Установка и обслуживание кабельных систем. Администрирование.
2004 – 2009
ISO/IEC 15018+А1
Домашние кабельные системы. Общие положения.
2005
ISO/IEC 18010
Информационные технологии. Кабелепроводы и помещения.
2006
ISO/IEC 24702
Информационные технологии. Структурированные кабельные системы для промышленных помещений.
2008 – 2011
ISO/IEC 11801:Ed 2.2
Структурированная кабельная система для помещений заказчиков.
2010 – 2014
ISO/IEC 24764+А1
Информационные технологии. Кабельные системы для ЦОД.
2014 – 2015
ISO/IEC 14763-3+с1
Информационные технологии. Установка и функционирование кабельных систем. Тестирование оптических линий.
2001 – 2015
IEC 60793 — 2 1\60
Оптическое волокно. Методы измерений и тестовые процедуры.
2011 – 2015
IEC 60794 – 1\3-1\60
Волоконно-оптические кабели. Спецификации, методы измерений и тестовые процедуры.
2009 – 2012
IEC 61156 — 1\6 ed3
Симметричная витая пара для цифровых коммуникаций. Спецификации до 1200 МГц.
2006 – 2013
EN 50173-1\2\3\4\5\6
Информационные технологии. Структурированные кабельные системы.
2014 – 2015
EN 50174-1\2\3
Информационные технологии. Монтаж кабельных систем. Часть 1. Спецификация и контроль качества. Часть 2. Планирование и практика монтажа внутри зданий. Часть 3. Планирование и практика монтажа за пределами зданий.
1998 – 2002
TIA/EIA 455–1\222
Волоконно-оптические кабели и компоненты. Спецификации, методы измерений и тестовые процедуры.
2009
ANSI/TIA/EIA 568-С.0\С.1
Стандарт на телекоммуникационные кабельные системы коммерческих зданий. Общие положения.
2009
ANSI/TIA/EIA 568-С.2
Стандарт на телекоммуникационные кабельные системы коммерческих зданий. Компоненты на основе витой пары.
2009
ANSI/TIA/EIA 568-C.3
Стандарт на телекоммуникационные кабельные системы коммерческих зданий. Волоконно-оптические компоненты.
2011
ANSI/TIA-607B
Телекоммуникационное заземление и выравнивание потенциалов коммерческих зданий. Общие положения.
2011
ANSI/TIA-862-A
Стандарт на систему автоматизации коммерческих зданий.
2012
ANSI / TIA / EIA-569-С
Телекоммуникационные трассы и пространства коммерческих зданий.
2012
ANSI/TIA-606-B
Администрирование телекоммуникационной инфраструктуры коммерческих зданий.
2013
ANSI/TIA-942-A-1
Телекоммуникационная инфраструктура. Стандарт для ЦОД.
Российские стандарты:
Год принятия
Стандарт
Название
2008
ГОСТ Р 53245
Информационные технологии. Системы кабельные структурированные. Монтаж основных узлов системы. Методы испытания.
2008
ГОСТ Р 53246
Информационные технологии. Системы кабельные структурированные. Проектирование основных узлов системы. Общие требования.
2011
ГОСТ Р 54429
Кабели связи симметричные для цифровых систем передачи.
Все стандарты базируются на одних и тех же принципах работы СКС. На территории России действуют ГОСТ Р и международный ISO/IEC. Российские стандарты по СКС являются переработанными международными стандартами.
Сертификация кабельной системы и гарантия на СКС
После инсталляции системы проводится ее тестирование и сертификация. Большинство компаний-инсталляторов предоставляет владельцам подробную документацию с результатами тестов, где указаны параметры каждого канала. При любых изменениях система должна сертифицироваться повторно. Тем самым гарантируется, что после таких операций система по-прежнему отвечает спецификациям.
Комплексная характеристика кабельного тракта включает множество измеренных в соответствии со стандартами значений.
Современные сертифицирующие приборы способны определить точки увеличения переходной помехи и обратных отражений, что облегчает локализацию места ошибки.
Администрирование и автоматизация
Администрирование и сервисное обслуживание кабельной проводки
Структурированная кабельная проводка, даже построенная с соблюдением всех норм и правил, требует постоянного внимания со стороны персонала ИТ. От его действий во многом зависит, насколько эффективно будут использованы возможности и ресурсы СКС.
Работы по сервисному обслуживанию СКС отличаются разнообразием и в некоторых случаях затрагивают более высокие уровни информационной системы предприятия.
Обслуживание мелких, средних, а в ряде случаев и крупных СКС нередко выполняют по схеме аутсорсинга с передачей основных и вспомогательных функций специализированной внешней организации.
Ключевой момент - точная и полная документация, данные о кабельной системе, текущих коммутациях и используемых соединениях. Она может храниться в бумажном виде или в базе данных. Требования к составу информации описаны в стандарте EIA/TIA 606. Он дает относительно полную общую схему для администрирования кабельной инфраструктуры.
Поддерживать в актуальном состоянии эксплуатационную документацию и облегчить работу по администрированию СКС благодаря использованию электронных форм и баз данных позволяют системы интерактивного управления СКС.
Системы интерактивного управления
Системы управления кабельной инфраструктурой рекомендуется использовать в крупных СКС. Типовые операции таких систем: поиск маршрутов, формирование нарядов, анализ соединения и управления правами доступа, планирование и перемещение объектов сети и создание отчетов.
Система, упрощающая локализацию и устранение неисправностей, особенно необходима в тех случаях, когда простой инфраструктуры ИТ может обойтись очень дорого, например, в ЦОД и финансовых компаниях. Кроме того, она позволяет установить, какие пользовательские порты заняты, с какими скоммутировано активное оборудование, какие остались свободными. При создании задания светодиоды на коммутационной панели указывают порты, которые необходимо соединить.
Предпосылки внедрения систем управления СКС.
Подобные решения значительно упрощают администрирование, внесение изменений в систему, подключение нового оборудования и выявление проблем в сети. Между тем основная часть кабельных систем, устанавливаемых в нашей стране, имеет относительно небольшое количество пользовательских портов. Поэтому внедрение в них оборудования интерактивного управления оказывается дорогостоящим мероприятием, которое, к тому же, приносит не слишком большую отдачу. Другая область автоматизации – проектирование СКС.
Автоматизация проектирования СКС
Системы проектирования СКС позволяют в несколько раз ускорить разработку проектов, а самые развитые из них обеспечивают моментальное внесение изменений в уже реализуемый проект с последующим пересчетом всех результатов. Проектирование момогает выбрать оптимальное техническое решение и получить точные характеристики необходимого оборудования. «Привязка» оборудования к конкретным местам в помещениях гарантирует его правильную инсталляцию. Наконец, наличие проектной документации формализует взаимоотношения системного интегратора и заказчика.
Результат работы системы проектирования СКС: план этажа с оборудованием.
Системы проектирования значительно облегчают сложный и достаточно трудоемкий процесс, помогают быстро вносить изменения в уже реализуемый проект, повышают эффективность работы, сокращая число избыточных и рутинных операций. Они позволяют создать централизованную базу информации по проекту, помогают ускорить работу над проектом построения слаботочной кабельной инфраструктуры.
Специализация и развитие
Специализированные СКС
Классическая СКС изначально разрабатывалась и, соответственно, оптимизировалась для применения в офисах. В настоящее время СКС адаптируются к новым условиям и претерпевают серьезные качественные изменения. Это проявляется, в частности, в выделении отдельных направлений с формированием полноправных специализированных СКС для промышленных предприятий, ЦОД и медицинских учреждений.
Промышленные СКС
СКС, предназначенная для построения и использования в производственной зоне промышленного предприятия, эксплуатируется в чрезвычайно жестких условиях. Отдельные компоненты, из которых собираются стационарные линии и формируются тракты промышленных СКС, а также сами эти линии и тракты подвергаются сильному воздействию агрессивных факторов окружающей среды, что приводит к необходимости уделять особое внимание надежной защите компонентов структурированной проводки.
Для учета этих особенностей международный стандарт ISO/IEC 24702 вводит понятие уровней внешних воздействий (MICE). Элементная база в промышленном исполнении широко задействуется в тех случаях, когда условия окружающей среды заметно отличаются от офисных. Примерами могут служить телекамеры системы видеонаблюдения периметра здания.
Подсистемы промышленной СКС и ее обобщенная структура.
Главные топологические особенности промышленной СКС из большей площади развертывания проводки и повышенных рисков физического повреждения отдельных линий и коммутационных узлов. Поэтому применяют резервирование с прокладкой дополнительных линий не только между узлами одного уровня, но и между узлами различных уровней.
Расширение числа возможных вариантов топологии для нижнего уровня кабельной системы позволяет реализовывать на промышленных предприятиях самые разнообразные структуры.
Мультимедийные СКС
Потребность развития надежных сверхскоростных сетей определяется, в частности, развитием мультимедийных технологий. Использование высококачественных цифровых видеосистем для жилых домов и коммерческих помещений создает потребность в видеоприложениях. В частных домах и квартирах желательно иметь возможность смотреть видео из центрального источника. В коммерческих помещениях – бизнес центрах, крупных супермаркетах, учебных аудиториях, переговорных и конференц-центрах и других установка дисплеев позволяет решать разнообразные задачи. Растет потребность в видео высокой четкости в здравоохранении, в университетских аудиториях.
Стандарты СКС, принятые в 2010-2014 годах, рекомендуют устанавливать в учреждениях здравоохранения, ЦОД и образовательных учреждениях системы Категории 6А. Примером объединения сетевых и мультимедийных технологий стал стандарт HDBaseT - более дешевая и практичная альтернатива HDMI. Разработанный на основе 10GBase-T, он обеспечивает передачу видео высокого разрешения, поддержку всех аудиоформатов, возможность удаленного управления, канал Ethernet 100 Мбит/с (100BASE-TX) и питание постоянным током по тому же кабелю.
Приложение HDBaseT представлено в двух классах: Класс А и оборудование Full HDBaseT и Класс B – для оборудования HDBaseT Lite. Класс А обеспечивает работу без ограничений при длине канала до 100 метров. Класс B поддерживает ограниченные функции при длине канала до 60 метров. Оба класса поддерживают формат высокой четкости 4К.
HDBaseT предусматривает использование стандартных разъемов RJ-45 и проводки Категории 6А.
Электропитание по стандарту PoE+ стандарт обеспечивает мощность до 25 Вт по двум парам кабеля. Каналы Категории 6 для HDBaseT длиной более 30 метров не рекомендуются, если кабели не экранированы.
Мини-СКС и домашние СКС
Некоторые производители предлагают специальные кабельные системы для малого числа пользователей — так называемые «мини-СКС». Приспособить для этой цели стандартную «большую» СКС не всегда возможно. Во-первых, при уменьшении количества портов стоимость последних возрастает. Во-вторых, такие СКС ориентированы на 19-дюймовые конструктивы, а для малых систем они слишком дороги и велики — здесь лучше использовать небольшие и доступные по цене настенные шкафы. Мини-СКС представляют собой полное модульное решение.
Характерные черты малопортовых офисных СКС, отличающихся от «больших» не принципами построения, а оборудованием, — компактность, модульность решения, малая емкость коммутационного оборудования, низкая цена.
Обычно мини-СКС оснащаются специальными коммутационными панелями с небольшим числом портов.
Мини-СКС часто дополняются специальными монтажными шкафами для размещения коммутационных панелей и активного сетевого оборудования.
Некоторые производители предлагают разные продукты для разного числа рабочих мест — мини-СКС не более чем на 10-15 рабочих мест и «миди» на 10-30 рабочих мест. При наличии более 30 рабочих мест устанавливать мини-системы не имеет смысла.
Иногда разработчики не ограничиваются одной лишь СКС и выпускают комплексные мини-системы, предназначенные для распределения всех слаботочных мультимедийных сигналов в доме или в малом офисе, включая компьютерную сеть, интернет, телефонию, камеры видеонаблюдения, звук, спутниковое телевидение и разводку коллективной антенны.
«Домашние» кабельные системы должны включать элементы для реализации телевизионной кабельной проводки, распределения аудиосигнала и систем видеонаблюдения.
На первый план выходит функциональность продукта. Кроме того, в подобные комплексные решения наряду с СКС и монтажными шкафами включается и активное оборудование — коммутаторы, видеоусилители, мультиплексоры.
Кабельная система интеллектуального здания
В идеальном варианте интеллектуальное здание представляется в виде единого комплекса, где согласованно функционируют 10—15 (а иногда и более) автоматизированных систем. В таком комплексе СКС можно использовать для передачи голоса, данных, видео, сигналов подсистем управления зданием и специализированного ПО.
Интегрированная кабельная инфраструктура как основа интеллектуального здания включает в себя не только традиционную СКС, но и шины для передачи управляющих сигналов системам автоматизации.
Правильно спроектированная, смонтированная и администрируемая кабельная система обладает гибкостью, управляемостью и наращиваемостью, поэтому затраты при изменении ее конфигурации минимальны. Она дает те же преимущества, что и СКС в любой информационной системе, т. е. позволяет получить оптимально организованную и конфигурируемую кабельную сеть/
Направления, тенденции и перспективы развития СКС
СКС будет по прежнему представлять собой комбинацию оптических и медножильных линий и поддерживать скорость передачи данных вплоть до 100 Гбит/с. Медножильные кабельные системы четко дифференцировались по областям применения: Категория 5е/6 — офисы, Категория 6 — промышленные системы, Категория 6А — ЦОД. На уровне многомодовой части оптической подсистемы все большую популярность завоевывает волокно Категории ОМ4.
Наряду с мультимедийными и «интеллектуальными» решениями локомотивом внедрения различных технических новинок остаются кабельные системы для ЦОД, отличающиеся очень высокими скоростями передачи данных и специфическими условиями инсталляции. В области систем Категории 6А и выше, а также 40- и 100-гигабитных оптических систем внедрение претерминированных решений позволяет свести инсталляционные работы к операциям по прокладке кабеля и подключению разъемов.
В бытовой сфере для приема телевизионных программ применяется коаксиальный кабель, однако с этой задачей вполне справится и экранированная витая пара (S/FTP): разработчики уже преодолели технологический барьер в 2 ГГц, хотя в стандартах такие решения пока не описаны. Многие офисные работники со временем неизбежно перейдут на надомную работу, а это требует качественных широкополосных сетей в жилых зданиях и квартирах.
Кроме того, существуют ресурсоемкие приложения для передачи медицинских и других специальных изображений. Отмечается возрождение интереса к «интеллектуальным зданиям», где все подсистемы (инженерные, коммуникационные и информационные) являются интегрированными и взаимосвязанными.
Многие ведущие производители СКС дополняют свои изделия активным оборудованием. Это системы интерактивного управления кабельной инфраструктурой, точки доступа, медиа-конверторы, инсталляционные коммутаторы, оборудование РоЕ. СКС развиваются в направлении улучшения сервиса и расширения областей применения.