Типовая схема организации портов скс. Структурированная кабельная система

Топология СКС.

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

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

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

Технические помещения.

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

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

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

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

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

Подсистемы СКС

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

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

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

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

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

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

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

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

Коммутация в СКС.

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

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

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

Принципы администрирования СКС.

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

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

Кабели СКС.

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

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

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

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

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

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

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

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

Классы приложений, категории кабелей и разъемов СКС.

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

Таблица 4. Классы приложений по ISO/IEC 11801.

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

Таблица 5. Соответствия категорий кабелей и соединителей классам приложений.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Ограничения на длины кабелей и шнуров СКС.

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

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

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

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

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

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

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

Дополнительные варианты топологии СКС.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Применение принципа централизованного администрирования позволяет:

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

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

Принцип расщепления кабеля (Cable Sharing).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Гарантийная поддержка современных СКС.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Обеспечение высокой пропускной способности передающего тракта – важнейший вопрос при проектировании и инсталляции технических систем безопасности. Он особенно актуален, если необходимо решить проблему передачи видеосигнала, потому что системы видеонаблюдения – это высокоинформативные системы, объем передаваемой информации и данных в них значительно выше, чем, например, в охранно-пожарной сигнализации. Специалисты знают: если передающий тракт не обеспечит необходимой пропускной способности сети, все разговоры о нюансах работы качественной видеоаппаратуры могут превратиться, по сути, в пустой звук.

Всё более часто сталкиваясь с подобной проблемой, заказчики при инсталляции комплексных охранных систем обращаются не просто к поставщикам оборудования, а к организациям, строящим структурированные кабельные системы (СКС) для подключения на их базе систем видеонаблюдения. Можно привести немало примеров, когда компании, изначально специализирующиеся на создании СКС, успешно входили на рынок технических систем безопасности.

Для этих заметок имеется и еще один весомый повод: не так давно вышел новый международный стандарт на СКС. Считаю необходимым остановиться подробнее на вопросах построения структурированных кабельных систем для систем безопасности. Может быть, это положит начало обсуждению технических решений, предлагаемых в данной области.

СКС – слаботочная телекоммуникационная кабельная система, обслуживающая все инженерные системы, расположенные в здании. СКС должна отвечать следующим необходимым требованиям:
– иметь стандартизованную структуру и топологию;
– использовать только стандартизованные компоненты (кабели, распределительные устройства, разъемы и т. д.)‏;
– обеспечивать стандартизованные электромагнитные параметры (затухание, ширину полосы пропускаемых частот и др.) линий связи, организованных с ее помощью;
– управляться (администрироваться) стандартизованными методами.

Структурированная кабельная система представляет собой иерархическую кабельную систему здания или группы зданий, разделенную на структурные подсистемы.

Структурированная кабельная система состоит из:
– набора кабелей (медных и/или оптических);
– коммутационных панелей;
– соединительных шнуров;
– кабельных разъемов;
– модульных гнезд;
– информационных розеток (ИР)‏;
– вспомогательного оборудования.

Все перечисленные элементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно определенным правилам.

Все СКС должны строиться по единым правилам, иметь одинаковые средства коммутации и подключения оборудования, обеспечивать заранее известные параметры среды передачи данных. В последнее время начала формироваться концепция построения кабельной системы, т. е. устройства, выполненного из компонентов стандартизированного ряда, построенного по модульному принципу, обладающего заранее заданными характеристиками, которые обеспечивают работоспособность аппаратуры, подключенной к СКС. Удивительно, но эти идеи, давно принятые и реализованные, в частности, в машиностроении (стандартный ряд резьбовых соединений, подшипников и проч.), только теперь начали завоевывать позиции в области телекоммуникаций .

История вопроса
Начало 50-х гг. прошлого века – дата рождения первых телефонных сетей. В 80-е гг. появились первые кабельные решения: IBM связывала свои мэйнфреймы с помощью 93-омного коаксиального кабеля RG-62 по топологии «звезда». Первые кабельные решения были представлены крупнейшими производителями компьютерного и телефонного оборудования и опирались на закрытые технологии. Многие разработки преследовали исключительно частные цели и задачи конкретной организации. Нарождающийся рынок локальных сетей страдал от хронического отсутствия единообразия, что было неизбежно ввиду изменения структуры отрасли.

1987 год – комитет TR41.8 (Ассоциации электронной промышленности) начал разработку стандарта для кабелей, размещаемых внутри зданий.

1989 год – исследовательская организация Underwriters Laboratories совместно с фирмой Anixter разработала новую классификацию кабелей на витых парах.

1991 год – публикация спецификации ANSI/EIA/TIA-568. Разработчики – Ассоциация электронной промышленности (Electronic Industry Association – EIA) и Ассоциация производителей средств связи (Telecommunications Industries Association – TIA).

Справедливости ради надо признать, что довольно долго даже законопослушные западные компании игнорировали рекомендации комитетов по стандартам. Это отчасти и явилось причиной того, что снизилось качество предоставляемых на рынке услуг.

Несоблюдение требований к монтажу и размещению СКС, ее терминированию и тестированию было достаточно частым явлением. В связи с этим остро встала проблема повышения квалификации сотрудников отрасли. Да и доработка самих стандартов вскоре стала насущной необходимостью. Появились серьезные институты с отличной репутацией: TIA и CBM. Эти институты развернули активную работу с целью повысить информированность о доминирующих стандартах и предоставить должное обучение тем, кто к этому стремился.

1995 год – принято два основных нормативно-технических документа, описывающих СКС как технический объект. Это американский стандарт TIA/EIA-568-A и международный стандарт ISO/IEC 11801.

Несмотря на то что оба основных документа описывают один и тот же технический объект, они имеют достаточно серьезные концептуальные отличия, рассматривая СКС с разных позиций, и в значительной степени взаимно дополняют друг друга. Стандарт второго поколения TIA-568-A (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) существенно отличался от предыдущего документа тем, что применение коаксиального кабеля не рекомендовалось для построения вновь создаваемых СКС и одновременно было разрешено использование одномодовых волоконно-оптических кабелей в магистральных подсистемах.

В связи с бурным развитием информационных технологий, необходимостью трансляции всё больших потоков информации в сентябре 2002 г. опубликована вторая редакция стандарта ISO/IEC IS 11801:2002(Е), в котором введены новые параметры и уточнены значения традиционных параметров компонентов и трактов на основе витых пар для обеспечения передачи в горизонтальной подсистеме информационных потоков сетевых интерфейсов Gigabit Ethernet и аналогичных им.

С 2002 г. по настоящее время развитие информационных технологий пошло не по пути резкого увеличения объема транслируемых потоков информации, как это прогнозировалось, а по пути улучшения технологичности самих сетей. В связи с этим в 2008 г. была принята новая редакция стандарта ISO/IEC IS 11801:2008(Е). Этот стандарт является весьма объемным и серьезным документом, описывающим все особенности построения и проектирования СКС.

К сожалению, в России на сегодняшний день в группе стандартов ГОСТ Р 34 «Информационная технология» отсутствует национальный стандарт СКС. Поэтому российские проектировщики, разработчики, поставщики, инсталляторы, владельцы СКС вынуждены в своей работе исходить из международных стандартов.

Составляющие СКС
Если СКС спроектирована и инсталлирована правильно, она может служить 25 лет и более и таким образом является капитальной системой. Обслуживается СКС так же, как и любая капитальная система: регулярные осмотры и проверки, называемые тестированием и сертификацией системы на соответствие стандартам определенного класса. Возможны профилактические ремонты этой системы, регламентные работы, переключения и т. д. Строить и давать гарантии на структурированную кабельную систему имеют право только сертифицированные специалисты.

Для возможности классификации и сертифицирования структурированной кабельной системы необходимо знать, что электромагнитные характеристики СКС определены стандартом ISO/IEC 11801:2008 (Е) для определенных конфигураций: канала и стационарной линии.

Стационарная линия (Permanent Link) – это пассивный участок СКС между двумя непосредственно соединенными между собой точками (интерфейсами) присоединения к ней, по которому может быть передан сигнал. То есть стационарная линия – это стационарный кабель и соединители на его концах (рис. 1). Стационарная линия предназначена для проверки рабочих характеристик стационарного компонента кабельной проводки.

Понятие Permanent Link введено для того, чтобы определить тестовую конфигурацию, максимально точно характеризующую параметры стационарной части кабельной системы. Конфигурация Permanent Link требует, чтобы вклады соединительных кабелей, используемых для доступа к тестируемой линии, исключались из результатов измерений. Поэтому предельные тестовые значения для Permanent Link отличаются от значений для Link на величину, относимую на счет соединительных кабелей тестера согласно априорной оценке. Общая длина линии Permanent Link может достигать 90 м.

В состав стационарной линии не входят шнуры, используемые для подключения передающего и принимающего устройств, равно как и никакие коммутационные шнуры.

Канал (Channel) – это пассивный тракт, способный передавать сигнал из конца в конец, соединяющий два любых активных блока электронной аппаратуры, например, рабочую станцию и коммутатор ЛВС (рис. 2).

Канал (Channel), согласно стандарту ISO/IEC 11801:2008(E), – это тракт взаимодействия между собой активного сетевого оборудования. Понятие введено с 1999 г. Канал включает в себя стационарную линию СКС и разнообразные шнуры, используемые для подключения. Канал как объект измерений – такая модель была введена для достижения лучшей аппроксимации итоговой конфигурации пользовательской системы.

Стандарт описывает два принципиально различных объекта измерений: стационарная линия (Permanent Link) и канал (Channel). В документе приводятся соответствующие для обоих объектов. При наличии специальных требований на этапе приемосдаточных испытаний может быть выполнена выборочная или сплошная проверка параметров канала или стационарной линии.

С моделью канала удобно работать во время текущей эксплуатации СКС при поиске и устранении неисправностей.

Ограничения по производительности для симметричных кабелей жестко задают компоненты, на базе которых создается канал (ISO/IEC 11801:2008(E)). Для максимальных величин – это 90 м одножильного медного кабеля, 10 м разнообразных шнуров и 4 сочленения (1 сочленение – это соединенные вместе вилка и розетка). Для класса F в действующей версии стандарта допускается только 2 сочленения.

Как известно, активные коммутаторы, видеорегистраторы и другое подобное оборудование предъявляют к каналам передачи информации различные требования по полосе пропускания частот. Поэтому электрические каналы и линии разбиты на шесть классов: A, B, C, D, E, F. Каналы и линии указанных классов обеспечивают гарантированную поддержку соответствующих классов и всех более низких классов. Компоненты, из которых создается структурированная кабельная система (кабели, коннекторы, вилки, гнезда), также классифицируются в стандарте ISO/IEC 11801:2008(E) по ширине пропускаемых частот, различные требования предъявляются и к качеству монтажа.

Классы приложений
Класс А: линии, специфицированные до 100 кГц для голоса и низкоскоростной передачи данных – передача видеосигнала.
Класс B: линии, специфицированные до 1 МГц для среднескоростной передачи данных – скорость передачи 1 Мбит/с.
Класс С: линии, специфицированные до 16 МГц для высокоскоростной передачи данных – скорость передачи 10 Мбит/с.
Класс D: линии, специфицированные до 100 МГц для сверхскоростной передачи данных – скорость передачи 100 Мбит/с – 1 ГГбит/с.
Класс E: линии, специфицированные до 250 МГц для сверхскоростной передачи данных со скоростью до 1 ГГб/с.
Класс F: линии, специфицированные до 600 МГц для сверхскоростной передачи данных со скоростью 1 ГГб/с – 10 ГГб/с.

То есть если мы выберем высококачественные камеры видеонаблюдения, формирующие кадры с высоким разрешением, а значит, с большим объемом, качественные видеорегистраторы или коммутаторы, транслирующие полученное изображение в режиме живого видео в сеть, что также займет немалый объем трафика, а трансляцию организуем по кабельной системе, заведомо более низкого класса или неправильно спроектированной, то качество изображения будет безвозвратно потеряно, не будет достигнут также и режим живого видео. Следовательно, вложенные в аппаратуру инвестиции себя не оправдают.

Помимо частотного диапазона стандарт ISO/IEC:2008(E) предъявляет четкие требования к параметрам каналов и стационарных линий как на основе витых пар, так и на основе волоконно-оптических кабелей. Для систем на основе витых пар каналы классов D, E, F должны иметь волновое сопротивление 100 Ом, для классов A, B, C предпочтительным является значение 100 Ом, но допускается и значение 150 Ом. Также стратифицируются такие параметры, как возвратные потери, потери ввода, структурные возвратные потери, защищенность на ближнем конце (NEXT), суммарное переходное затухание на ближнем конце (PSNEXT), переходное затухание на дальнем конце (FEXT) и его суммарное значение (PSFEXT), соотношение затухания и переходного затухания на ближнем конце (ACR), суммарное нормированное на потери ввода переходное затухание на ближнем конце (PSARC), нормированное на потери ввода переходное затухание на дальнем конце тракта (ELFEXT), суммарное нормированное на потери ввода переходное затухание на дальнем конце ввода (PSELFEXT), задержка сигнала (PD) и перекос задержек (DS).

Использование параметров кабельной структуры неизбежно и в процессе инсталляции системы видеонаблюдения. Инсталлятору необходимо рассчитать расположение источника питания и камеры. Согласно международному стандарту ISO/IEC11801 витая пара категории 5 (класс D) 100 МГц со скоростью передачи данных 1 ГГб/с имеет сопротивление не более 20 Ом на 100 м (реально около 2 Ом на 100 м). На 300 м витой пары падает не более 6 В напряжения. Поэтому источник питания можно подключить на расстоянии около 300 м от камеры. Для более точных расчетов необходимо тестировать структурированную кабельную систему.

Несколько слов целесообразно сказать о СКС на основе волоконно-оптических кабелей. Основные стандартизованные параметры ВОЛС – числовая апертура (NA), затухание (A), коэффициент широкополосности (K).

В линиях, использующих оптический кабель для высокоскоростной и сверхскоростной передачи данных, не рассматривается в качестве ограничителя ширина полосы. Числовое значение, указанное в названии класса, определяет минимальную длину канала в метрах, на которой канал этого класса гарантированно поддерживает соответствующее приложение, если канал создан в соответствии с требованиями стандарта:
Класс OF-300: от 300 м.
Класс OF-500: от 500 м.
Класс OF-2000: от 2 км.

Высший класс OF-2000 обеспечивает работу приложений, в том числе протокола Gigabit Ethernet 1000Base-LX по одномодовому волокну OS1 до 2000 м при IL 4,56 дБ в окне 1310 нм.

Класс OF-500 обеспечивает работу приложения Gigabit Ethernet 1000Base-LX по многомодовому волокну OМ1, OМ2 и OМ3 до 500 м при IL 2,35 дБ в окне 1300 нм.

Увеличение длины канала с 550 до 2000 м в окне 1300 нм обеспечено за счет улучшения профиля преломления.

В стандарте закреплена ширина полосы пропускания (коэффициент широкополостности) при лазерном вводе не мене 2000 МГц х км в окне 850 нм для волокон ОМ3.

Следовательно, выбор передающей аппаратуры, например активных коммутаторов, для передачи видеосигнала необходимо производить либо с учетом имеющейся СКС на объекте, либо с учетом территориальной протяженности объекта и правил проектирования структурированной кабельной системы на ВОЛС.

В заключение необходимо обратить внимание на следующий факт.

Единственная компания, которая проводит исследования рынка СКС по всем странам мира, – независимая консалтинговая компания BSRIA – Building Servies Research & Information Association, находящаяся в Великобритании.

По данным официального отчета BSRIA по рынку медных СКС за 2007 г. в России, СКС Eurolan занимает 3-е место с долей рынка 8,7%, уступая только Typo Electronics (10,8%) и Systimax Solution (16,9 %).

ЛИТЕРАТУРА:
Сети и системы связи, № 6, 5 мая 2008, стр. 11. Самарский П. А. Основы структуированных кабельных систем. М.: 2005.

Многие современные российские предприятия активно внедряют структурированные кабельные системы как элемент модернизации цифровой инфраструктуры. СКС рассматриваются участниками бизнеса как инструмент повышения эффективности производственных процессов и рентабельности предприятия. Какова специфика подобных инфраструктурных решений?

Определение термина

Что такое "структурированная кабельная система" (СКС)? Под этим термином современные IT-специалисты понимают формат организации технологической инфраструктуры корпорации, который предполагает объединение в единую систему информационных сервисов, предусмотренных на различных участках производственного процесса в компании.

Специалисты отмечают, что заинтересованность предприятий в выстраивании СКС как ключевого элемента цифровой инфраструктуры компании прослеживается не только в крупнейших российских городах, но и в отдаленных регионах. Это может говорить о том, что фирмы, несмотря на высокую стоимость решения задач по выстраиванию СКС, видят в подобных системах действенный инструмент повышения эффективности бизнеса. Можно отметить достаточно высокую степень осведомленности менеджмента предприятий о преимуществах СКС. Руководители как правило, хорошо знакомы с сущностью такого мощного решения, как структурированная кабельная система, что это такое — они вполне представляют.

Оптоволоконные технологии как фактор спроса на СКС

Значительным драйвером роста рынка СКС эксперты называют динамичные темпы распространения оптоволоконных технологий. Данный стандарт связи в потенциале может стать фактором значительного увеличения эффективности работы предприятий. Этому будет способствовать, прежде всего, очень высокая скорость передачи данных, которую обеспечивает оптоволокно (в несколько раз выше, чем при использовании каналов предыдущих поколений).

Если некоторое время назад многие сомневались, внедрять или нет оптоволоконные линии (все-таки стоимость выстраивания соответствующей инфраструктуры гораздо выше, чем при прокладке традиционных каналов), то теперь увлеченность новым высокотехнологичным стандартом коммуникаций приобретает среди предприятий РФ характер устойчивого тренда. Соответствующая динамика подкрепляется развитием технологий монтажа оптоволоконных сетей (в пользу удешевления соответствующих решений), а также совершенствованием и снижением цены оборудования, необходимого для выстраивания

Нюансы бухгалтерии

Некоторую дискуссию в среде бизнеса (в частности, в сообществах бухгалтеров) могут вызывать критерии отнесения СКС к тем или иным типам важно с точки зрения корректного ведения бухучета. Дело в том, что такого элемента, как структурированная кабельная система, ОКОФ (общероссийский классификатор основных фондов) не включает. Это не проблема, если относить соответствующий тип инфраструктуры, например, к обычным локальным сетям. Но, как мы определили выше, между ними и СКС может прослеживаться существенная разница. Как полагают некоторые эксперты, не будет юридической ошибкой классифицировать СКС как обычные ЛВС при реализации процедур бухучета. К тому же возможно несколько подходов к учету структурированных кабельных систем — как отдельных объектов и как элементов структуры здания. Оба варианта юридически корректны.

СКС и «умные здания»

Концепция «умного здания» — еще один возможный стимул дальнейшей распространенности таких решений, как структурированная кабельная система. Что это такое? «Умное здание» — это собирательное название технологий, которые предполагают внедрение в элементы корпоративных помещений, а в ряде случаев и жилых домов, различных цифровых компонентов, позволяющих значительно повысить комфорт нахождения в них людей. В случае с корпорациями — увеличить эффективность потребления некоторых ресурсов, например, электроэнергии.

Компонентами «умного здания» могут быть, например, работающие под управлением автоматизированных программных алгоритмов кондиционеры, видеокамеры, системы контроля доступа на различных участках производства. Эффективность рассматриваемой концепции непосредственным образом зависит от того, есть ли в распоряжении фирмы качественная цифровая инфраструктура. В случае с использованием СКС соответствующий критерий будет соблюдаться в полной мере, а все наработки IT-специалистов в направлении концепции «умного здания» можно будет реализовывать при оптимальных затратах предприятия.

Структурированная кабельная система (СКС) - это физическая основа инфраструктуры здания, которая объединяет в единый комплекс различные сетевые информационные сервисы.

Такими сервисами являются:

Рисунок 1 - Структурированная кабельная система здания

Принципы построения СКС

Структурированная кабельная система обеспечивает передачу сигналов всех типов и является основой локальной вычислительной сети (ЛВС). ЛВС объединяет телефоны, компьютеры и другое оборудование. Каждая точка подключения обеспечивает доступ ко всем ресурсам сети. Поэтому на каждом рабочем месте достаточно двух линий - компьютерной и телефонной. Эти линии могут быть взаимозаменяемы.

Ниже представлены основные принципы построения СКС.

Структуризация

Кабельная проводка и ее составляющие разбиваются на отдельные подсистемы. Каждая подсистема выполняет определенные функции и имеет связь с другими подсистемами и сетевым оборудованием. Каждая подсистема имеет средства переключения, позволяющие легко изменять конфигурацию системы. При построении системы могут использоваться различные виды кабеля и коммутационного оборудования, в зависимости от условий конкретного проекта.

Универсальность

Кабельная система строится по принципам открытой архитектуры с техническими характеристиками, определенными в стандартах. Параметры электрических и оптических кабельных трасс подсистем и их интерфейсов указываются в нормативной документации. Таким образом, кабельная система может использоваться для передачи сигналов различных приложений посредством кабелей всего двух типов - витая пара и оптоволокно.

Коммутация подсистем СКС друг с другом и с активным сетевым оборудованием осуществляется определенным набором шнуров с универсальными разъемами, что облегчает администрирование кабельной системы и адаптацию ее к различным приложениям.

Избыточность

СКС предусматривает возможность расширения - её топология и оборудование обеспечивают возможность увеличить количество подключаемого оборудования и объем трафика. Все оборудование СКС выбирается с резервом по производительности, по возможности установки дополнительных модулей и по расширению функциональности.

Надежность

Производители СКС гарантируют работоспособность и соответствие кабельной системы стандартам на протяжении всего срока службы. В случае аварии в СКС быстро локализуется неисправный участок, выполняется переход на резервную линию и проводятся ремонтные работы. Восстановление работы СКС осуществляется без остановки работы сети силами администратора СКС, без привлечения сторонних специалистов.

Гибкость

Функционирующая СКС без изменения кабельной системы и без каких-либо дополнительных затрат предоставляет следующие возможности:

модификация программно-аппаратного комплекса;
управление перемещением пользователей в здании;
изменение количества пользователей;
разделение пользователей на группы по различным признакам.

Экономичность

Крупные первичные вложения в СКС быстро окупаются за счет меньших затрат на модификацию и поддержку телекоммуникационной инфраструктуры. Срок эксплуатации СКС значительно больше времени жизни других компонентов информационной системы (активное сетевое оборудование, серверы и персональные компьютеры, программные средства, телефонные станции и коммуникационное оборудование и т.д.).

Долговечность

СКС обеспечит постепенный переход к высокоскоростным протоколам, которые будут работать на перспективу, простой заменой активного оборудования, при этом не потребуется реконструкция кабельной системы. Технологический запас характеристик и стандарты СКС гарантируют, что моральное устаревание кабельной проводки случится не раньше срока, когда закончится ее системная гарантия (у большинства производителей он составляет 20 лет).

Подсистемы СКС

СКС представляет собой кабельную систему здания (группы зданий) иерархического типа, которая состоит из структурных подсистем. Каждая подсистема выполняет свои функции, имеет определенную топологию и состав компонентов. Для каждого типа подсистем в стандартах определены требования, ограничения и правила.

Кабельные подсистемы СКС:

Рисунок 2 - Подсистемы СКС

ЭРП - этажный распределительный пункт;

ГРП - главный распределительный пункт;

ПРП - промежуточный распределительный пункт.

Магистральная подсистема I-го уровня

Магистральная подсистема I-го уровня расположена между главным распределительным пунктом и промежуточным распределительным пунктом, а также между главным распределительным пунктом и этажным распределительным пунктом.

Данная подсистема включает:

магистральные кабели I-го уровня;
распределительные устройства, используемые для магистрального кабеля I-го уровня;
коммутационные перемычки и шнуры, которые используются для коммутации в главном распределительном пункте.

Магистральная подсистема II-го уровня

Промежуточный распределительный пункт разделяет магистральную систему СКС на магистральную подсистему I-го уровня и магистральную подсистему II-го уровня.

Данная подсистема включает:

магистральные кабели II-го уровня;
распределительные устройства, используемые для магистрального кабеля II-го уровня;
коммутационные перемычки и шнуры, которые используются для коммутации в промежуточной распределительной точке.

Горизонтальная подсистема

Горизонтальная подсистема расположена от распределительных устройств этажного распределительного пункта до телекоммуникационных розеток.

Данная подсистема включает:

горизонтальные кабели;
распределительные устройства, используемые для горизонтальных кабелей;
коммутационные перемычки и шнуры, которые используются для коммутации с этажным распределительным пунктом;
телекоммуникационные розетки;
консолидационные точки.

Компоненты СКС

Структурированная кабельная система создается во время строительства здания или переоборудования помещений и при этом гарантированный срок эксплуатации составляет не менее 10 лет.

СКС включает следующее оборудование:

телекоммуникационные шкафы;
серверные шкафы;
кабели;
проволочные лотки;
колонна;
патч-панели;
элетрощетки;
коннекторы;
розетки (компьютерные, телефонные);
телефонные плинты;
кросс-панели.

Архитектура СКС

Выделяют два типа архитектуры СКС:

распределенная;
централизованная.

Распределенная СКС

Распределенная архитектура чаще всего используется для СКС многоэтажных зданий и комплексов зданий. Распределенная архитектура может иметь один или два уровня иерархии. В первом случае главный распределительный пункт соединен с этажным распределительным пунктом с помощью кросса. Во втором случае СКС состоит из трех подсистем: магистральной I-го уровня, магистральной II-го уровня и горизонтальной подсистем.

Рисунок 3 - Распределенная СКС

Преимущества распределенной архитектуры:

большая гибкость СКС;
простота расширения кабельной системы;
простота установки кабельной системы.

Недостатки распределенной архитектуры:

громоздкость кабельной системы (большое количество компонентов);
большая площадь телекоммуникационных помещений;
сложность осуществления контроля и обеспечения безопасности.

Централизованная СКС

Централизованная архитектура может иметь один уровень иерархии без кросс-соединения горизонтальной или магистральной подсистемы либо вообще не иметь уровней иерархии и состоять только из горизонтальной подсистемы.

Рисунок 4 - Централизованная СКС

Преимущества централизованной архитектуры СКС:

небольшое количество компонентов кабельной системы;
небольшая площадь телекоммуникационных помещений;
небольшое количество активного оборудования;
отсутствие активного и пассивного оборудования для организации магистрали;
простота организации системы резервирования активного оборудования.

Недостатки централизованной архитектуры СКС:

большое количество кабеля;
низкая гибкость кабельной системы;
сложность расширения СКС;
сложность монтажа;
сложность разграничения зоны ответственности в телекоммуникационном помещении при аренде здания разными организациями.

Кабельная система является фундаментом любой сети. Если она будет низкого качества, то даже самое современное и производительное оборудование будет работать медленно, нестабильно и будет неудовлетворять требованиям пользователей. Причем проблем с кабельной системой становится намного больше при увеличении размеров сети.

Ответом на высокие требования к качеству кабельной системы стали структурированные кабельные системы.

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

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

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

Структурированная кабельная система планируется и строится иерархически, с главной магистралью и многочисленными ответвлениями от нее (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Иерархия структурированной кабельной системы

Типичная иерархическая структура структурированной кабельной системы (рис. 4.2) включает:

Рис. 4.2. Структура кабельных подсистем

горизонтальные подсистемы (в пределах этажа);
вертикальные подсистемы (внутри здания);
подсистему кампуса (в пределах одной территории с несколькими зданиями).

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

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

Универсальность. Структурированная кабельная система при продуманной организации может стать единой средой для передачи компьютерных данных в локальной вычислительной сети, организации локальной телефонной сети, передачи видеоинформации и даже передачи сигналов от датчиков пожарной безопасности или охранных систем. Это позволяет автоматизировать многие процессы контроля, мониторинга и управления хозяйственными службами и системами жизнеобеспечения предприятия.
Увеличение срока службы. Срок морального старения хорошо структурированной кабельной системы может составлять 10-15 лет.
Уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения. Известно, что стоимость кабельной системы значительна и определяется в основном не стоимостью кабеля, а стоимостью работ по его прокладке. Поэтому более выгодно провести однократную работу по прокладке кабеля, возможно, с большим запасом по длине, чем несколько раз выполнять прокладку, наращивая длину кабеля. При таком подходе все работы по добавлению или перемещению пользователя сводятся к подключению компьютера к уже имеющейся розетке.
Возможность легкого расширения сети. Структурированная кабельная система является модульной, поэтому ее легко расширять. Например, к магистрали можно добавить новую подсеть, не оказывая никакого влияния на существующие подсети. Можно заменить в отдельной подсети тип кабеля независимо от остальной части сети. Структурированная кабельная система является основой для деления сети на легко управляемые логические сегменты, так как она сама уже разделена на физические сегменты.
Обеспечение более эффективного обслуживания. Структурированная кабельная система облегчает обслуживание и поиск неисправностей по сравнению с шинной кабельной системой. При шинной организации кабельной системы отказ одного из устройств или соединительных элементов приводит к трудно локализуемому отказу всей сети. В структурированных кабельных системах отказ одного сегмента не действует на другие, так как объединение сегментов осуществляется с помощью концентраторов. Концентраторы диагностируют и локализуют неисправный участок.
Надежность. Структурированная кабельная система имеет повышенную надежность, поскольку производитель такой системы гарантирует не только качество ее отдельных компонентов, но и их совместимость.

Первой структурированной кабельной системой, имеющий все современные черты такого типа систем, была система SYSTIMAX SCS компании Lucent Technologies (ранее - подразделение AT&T). И сегодня компании Lucent Technologies принадлежит основная доля мирового рынка. Многие другие компании также выпускают качественные структурированные кабельные системы, например АМР, BICC Brand-Rex, Siemens, Alcatel, MOD-TAP. На российском рынке успешно завоевывает себе место под солнцем отечественная структурированная кабельная система АйТи-СКС московской компании «АйТи».

При выборе кабеля принимаются во внимание следующие характеристики: полоса пропускания, расстояние, физическая защищенность, электромагнитная помехозащищенность, стоимость. Кроме того, при выборе кабеля нужно учитывать, какая кабельная система уже установлена на предприятии, а также какие тенденции и перспективы существуют на рынке в данный момент.