что такое структурированная кабельная система
СКС – структурированные кабельные системы
СКС – основа компьютерной локальной сети (ЛВС)
Для работы организации требуется локальная сеть, объединяющая компьютеры, телефоны, периферийное оборудование. Без компьютерной сети можно обойтись. Только неудобно обмениваться файлами при помощи дискет, выстраиваться в очередь возле принтера, а доступ в интернет реализовывать через один компьютер. Решением служит технология, обозначаемая сокращенно СКС.
Структурированная кабельная система это универсальная телекоммуникационная инфраструктура здания или комплекса зданий, обеспечивающая передачу сигналов всех типов, включая речевые, информационные, видео. СКС может быть установлена прежде, чем станут известны требования пользователей, скорость передачи данных, тип сетевых протоколов.
СКС создает основу компьютерной сети, интегрированной с телефонной сетью. Совокупность телекоммуникационного оборудования здания / комплекса зданий, соединенного с помощью структурированной кабельной системы, называют локальной сетью.
СКС или компьютерная плюс телефонная сеть
Структурированные кабельные системы обеспечивают длительный срок службы, сочетая удобство эксплуатации, качество передачи данных, надежность. Внедрение СКС создает основу повышения эффективности организации, снижения эксплуатационных расходов, улучшения взаимодействия внутри компании, обеспечения качества обслуживания клиентов.
Структурированная кабельная система строится таким образом, чтобы каждый интерфейс (точка подключения) обеспечивал доступ ко всем ресурсам сети. При этом на рабочем месте достаточно двух линий. Одна линия является компьютерной, вторая – телефонной. Линии взаимозаменяемы. Кабели соединяют телекоммуникационные разъемы рабочих мест с портами распределительных пунктов. Распределительные пункты объединяют магистральными линиями по топологии «иерархическая звезда».
СКС является интегрированной системой. Сравним СКС с устаревшей моделью «компьютерная плюс телефонная сеть». Ряд преимуществ является очевидным.
Надежная и долговечная структурированная кабельная система является фундаментом локальной сети. Однако всякое достоинство имеет обратную сторону. Стандарты СКС рекомендуют избыточность количественных параметров системы, что влечет существенные единовременные затраты. Зато можно забыть о кошмаре перманентного ремонта действующего офиса для наращивания компьютерной сети под текущие потребности.
Стандарты СКС
Стандарты определяют структуру СКС, рабочие параметры конструктивных элементов, принципы проектирования, правила монтажа, методику измерения, правила администрирования, требования телекоммуникационного заземления.
Администрирование СКС включает маркировку портов, кабелей, панелей, шкафов, других элементов, а также систему записей, дополняемую ссылками. Вместе с продуманной организацией кабелей, заложенной на этапе создания кабельной системы, система администрирования позволяет поддерживать хорошую организацию локальной сети. Стандарты СКС 2007 года считают наличие администрирования одним из условий соответствия смонтированной системы требованиям стандартов.
СКС определяются международными, европейскими и национальными стандартами. Стандарты СКС адресованы строителям-профессионалам. В России СКС чаще создают специализированные фирмы.
Россия является членом Международной организации стандартизации (ISO), поэтому руководствуется международными стандартами. Данная информация отражает требования международного стандарта ISO/IEC 11801.
Подсистемы СКС
Стандарт ISO/IEC 11801 подразделяет структурированную кабельную систему на три подсистемы:
Магистральная подсистема СКС и телефонная сеть
Магистральная подсистема комплекса зданий соединяет кабельные системы зданий.Магистральная подсистема здания соединяет распределительные пункты этажей.
Магистральная подсистема включает информационную и речевую подсистемы СКС. Основная среда передачи информационной подсистемы – оптоволокно (одномодовое или многомодовое), дополняемое симметричными четырехпарными кабелями. Если длина магистральной линии не превышает 90 метров, применяют симметричные кабели категории 5 и выше. При большей длине для информационных приложений, то есть компьютерной сети, требуется прокладывать оптоволоконный кабель.
Речевые приложения магистрали здания работают по многопарным кабелям. Речевые приложения, создающие телефонную сеть, относятся к низшим классам СКС. Это позволяет увеличивать длину линий магистральной подсистемы, создаваемых многопарными кабелями, до двух-трех километров.
Горизонтальная подсистема СКС и компьютерная сеть
Горизонтальная подсистема СКС включает распределительные панели, коммутационные кабели распределительных пунктов этажа, горизонтальные кабели, точки консолидации, телекоммуникационные разъемы. Горизонтальная подсистема обеспечивает локальную сеть для абонентов, предоставляет доступ к магистральным ресурсам. Среда передачи горизонтальной подсистемы – симметричные кабели не ниже категории 5. Стандарты СКС 2007 года предусматривают для центров обработки данных выбор СКС не ниже категории 6. Для информационных технологий (компьютерная плюс телефонная сеть) частных домов новые стандарты рекомендуют использовать категорию 6 / 7. Среда передачи вещательных коммуникационных технологий (сокращенно ВКТ: телевидение, радио) частных домов / квартир – симметричные защищенные кабели с полосой частот 1 ГГц, плюс коаксиальные кабели до 3 ГГц. Допускается также применение оптоволокна.
В горизонтальной подсистеме СКС преобладает компьютерная сеть. Отсюда вытекает ограничение максимальной длины канала – 100 метров независимо от типа среды. Чтобы продлить срок службы без модификаций, горизонтальная подсистема СКС должна обеспечить избыточность, резерв параметров.
Рабочая область в структуре горизонтальной подсистемы СКС
Рабочая область СКС – помещения (часть помещений), где пользователи работают с терминальным (телекоммуникационным, информационным, речевым) оборудованием.
Рабочая область не относится к горизонтальной подсистеме СКС. Функциональным элементом горизонтальной подсистемы является телекоммуникационный разъем – ТР.
Рабочие места оснащаются розетками, включающими два или более телекоммуникационных разъема. Подключение оборудования рабочей области выполняют абонентскими кабелями. Абонентские / сетевые кабели находятся за рамками СКС, однако они позволяют создавать каналы, параметры которых определяются стандартами СКС. К СКС относят коммутационные кабели / перемычки, используемые для соединений между портами панелей / контактами кроссов.
Более 90% кабелей СКС приходится на горизонтальную подсистему. Кабели горизонтальной подсистемы максимально интегрированы в инфраструктуру здания. Любые изменения в горизонтальной подсистеме влияют на работу организации. Поэтому так важна избыточность горизонтальной подсистемы, обеспечивающая беспроблемную длительную эксплуатацию локальной сети.
Существует два метода прокладки кабелей — скрытый и открытый. Для скрытой прокладки используют конструкцию стен, полов, потолков. Однако, это не всегда возможно. Наиболее распространенный вариант кабель каналов – пластиковые короба.
Варианты открытой прокладки кабельных жгутов включают лотки, короба, миниколонны. Скрытая прокладка кабелей предусматривает установку встроенных розеток, монтаж напольных лючков.
| Фальшпол | Лотки | Короб / миниколонна | Встроенные |
 |  |  |  |
Распределительные пункты СКС – узлы локальной сети
Распределительные пункты СКС представляют собой окончания горизонтальных и магистральных линий, которые для удобства использования фиксируют на панелях или кроссах. Для установки панелей, кроссов, сетевого оборудования служат напольные / настенные шкафы, телекоммуникационные стойки. Распределительный пункт может занимать часть шкафа, несколько шкафов. Помещения распределительных пунктов называют телекоммуникационными помещениями, дословно – телекоммуникационными чуланами (Telecommunication closets). На каждом этаже здания рекомендуется устанавливать один РП этажа. Если офисная площадь этажа превышает 1000 квадратных метров, предусматривают дополнительный РП, соединяемый магистральными каналами.
Распределительные пункты СКС создают узлы локальной сети где компактно размещается сетевое и серверное оборудование.
Напольные шкафы позволяют размещать окончания сотен линий, оборудование, блоки УАТС. Tелекоммуникационные стойки обеспечивают вместимость шкафов, но имеют меньшую стоимость. Их используют когда не требуется дополнительной защиты оборудования локальной сети или особых условий эксплуатации. Настенные шкафы рекомендуется выбирать при небольшом числе линий, отсутствии телекоммуникационного помещения. Оборудование шкафов охлаждают вентиляторами.
| Напольный шкаф | Стойка | Настенный шкаф | Фрагмент панели |
 |  |  |  |
Удобство эксплуатации локальной сети зависит от качества организации, наличия маркировки СКС. Стандартная цветовая маркировка позволяет различать назначение портов панелей. Цвет говорит о принадлежности порта к магистральной подсистеме комплекса, магистральной подсистеме здания, горизонтальной подсистеме, подсистемам, не относящимся к СКС.
Цветом выделяют интерфейсы внешних подсистем, обозначают порты компьютерных и телефонных сетей. На фото линии магистральной информационной, горизонтальной, а также сигнальной подсистем маркированы согласно требованиям стандарта TIA/EIA-606-А. Первая цифра маркировки обозначает номер панели, вторая — номер порта панели. При этом соответствие номера портов розеток и панелей такое же, как номера соединяющих их кабелей.
Система телекоммуникационного заземления
Телекоммуникационное заземление должно быть установлено во всех СКС независимо от наличия экранированных линий. Такое требование определено стандартом J-STD-607-A 2002 года «Совместный стандарт. Требования по заземлению телекоммуникационных систем коммерческих зданий».
Основное назначение заземления – безопасность персонала, защита магистралей, а также оборудования от воздействия грозовых разрядов, обеспечение балансировки приемо-передатчиков локальной сети. Внутренние шины заземления телекоммуникационного оборудования (мультиплексоры, оптоэлектронные устройства), УАТС должны подключаться к системе телекоммуникационного заземления.
| ГТШЗ | ТШЗ | Магистраль заземления |
 |  |  |
Телекоммуникационные шины заземления (ТШЗ) устанавливают в каждом распределительном пункте возле шкафов / стоек. Шины распределительных пунктов соединяют магистралями заземления с главной телекоммуникационной шиной заземления (ГТШЗ), устанавливаемой рядом с электрическим терминалом заземления. Современные стандарты рекомендуют увеличивать площадь сечения проводника магистрали заземления при увеличении длины магистрали. Максимальное рекомендуемое сечение может составлять 3/0 AWG или 90 кв.мм. Ответвления магистрали выполняются изотермической сваркой или неразъемным соединением.
Часто приходится сталкиваться с отсутствием или ненадлежащим исполнением систем заземления в старых постройках. Проектирование системы телекоммуникационного заземления не требует устранения недостатков электрического заземления. Когда эквипотенциальность заземления не обеспечена, реализуется принцип «эффективного экранирования».
Система электропитания
В большинстве случаев для работы компьютерной сети требуется обеспечить электропитание устройств, подключаемых к телекоммуникационным разъемам. На каждом рабочем месте устанавливают силовые розетки. Одни розетки служат для подключения компьютеров и оргтехники, другие – бытовых электроприборов. Такое разделение систем позволяет организовать централизованное гарантированное электропитание.
Известно, что прокладка силовых кабелей параллельно информационным ухудшает качество передачи данных по слаботочным линиям, что может вызвать сбои локальных сетей. Для уменьшения этого влияния требуется выдержать минимально допустимые расстояния параллельной прокладки, зависящие от напряжения, мощности нагрузки. Монтаж силовых и слаботочных сетей одним подрядчиком позволяет решить проблему электромагнитной совместимости, уменьшить инвестиционные затраты.
Варианты установки розеток
Силовые и телекоммуникационные розетки могут быть установлены в коробах, накладных розетках, стенах, телекоммуникационных колоннах, напольных лючках.
На фотографиях изображены варианты размещения телекоммуникационных разъемов (ТР) с блоками силовых розеток. Самый распространенный вариант создания кабель каналов – пластиковые короба. Для фиксации коробов используют стены, офисную мебель, даже потолки. Короба высотой более 80 мм удобны для размещения розеток. Узкие короба дополняют настенными подрозетниками.
Группы розеток могут быть отмечены маркировкой или цветом вставок. Например, красные вставки для питания компьютерной сети, белые – подключение бытовых электроприборов.
| Короб | Встроенные | Лючок | Колонна |
 |  |  |  |
Телекоммуникационные колонны, напольные стойки, напольные лючки применяются реже. Причина — более высокая стоимость таких решений.
Самый дешевый вариант — встроенные розетки. Он также является наиболее эстетичным. Реализация такого способа монтажа розеток оптимальна при строительстве или ремонте офиса. Альтернативный недорогой вариант — установка настенных подрозетников, прокладка мини-коробов.
Тестирование и гарантии
Мнение о том, что тестирование СКС — это формальная процедура, весьма распространено. Многие заказчики считают, что измерение параметров линий это гарантийная процедура. Это верно, но только наполовину. Во-первых, тестирование позволяет обнаружить скрытые дефекты, которые могут быть незамеченными. Во-вторых, это единственная возможность избежать проблем работы приложений компьютерной сети.
Вопреки распространенному мнению о полном соответствии стандартов СКС требованиям сетевых протоколов это заблуждение. Параметры среды передачи ниже требований приложений. Стандарты СКС классов D (100 МГц), E (250 МГц) и F (600 МГц) предусматривают нулевое – отрицательно отношение затухания / суммарных наводок на верхней границе частотного диапазона. Для рабочих пар приложений класса D, реализуемых в компьютерных сетях, отношение сигнал / шум во всем диапазоне частот должно быть не менее 10-19 дБ, то есть на один – два порядка лучше, чем предусматривают стандарты СКС. Более того, некоторые приложения класса D работают в полосе частот более 100 МГц, определяемых категорией 5е. Диапазон частот 1000BASE-T Gigabit Ethernet составляет 125 МГц, АТМ 155 – 155 МГц.
Таким образом, СКС может соответствовать стандартам, но не обеспечивать работу ряда приложений локальной сети по параметру коэффициента битовых ошибок (BER – Bit Error Rate). При этом уменьшается скорость передачи данных вплоть до «зависаний» компьютерной сети.
Качество передачи сигналов по каналам СКС обеспечивается благодаря резерву параметров. Чтобы проверить, достаточен ли резерв, проводится тестирование соответствия сетевым протоколам. Например, при использовании кабельного анализатора Fluke (пример отчета), подтверждается соответствие базовой линии / канала одиннадцати сетевым протоколам. Это означает возможность использования также любых приложений низших классов.
Гарантийный сертификат СКС ITT NS&S (Великобритания)
Гарантийный сертификат СКС Panduit / Belden (США)
После завершения монтажа все линии СКС подлежат тестированию. Проектная документация с результатами тестирования предоставляется изготовителю СКС. После проверки оформляется гарантийный сертификат. Гарантийный период СКС составляет 10 – 25 лет. В частности, для ITT NS&S и Panduit – 25 лет. Гарантии на систему электропитания от одного до трех лет предоставляют компании, выполняющие монтаж.
Проблема выбора
Для выбора подрядчика проводится тендер. Заказчик определяет категорию СКС, тип экранирования, наличие гарантий, оставляя на усмотрение участников тендера все остальные вопросы. Участники тендера должны убедить заказчика в наилучшем отношении качественных / ценовых параметров предлагаемого решения. Выбор подрядчиков СКС зачастую определяет выбор производителя самой системы. Компании, предлагающие разные системы, дают цену несколько вариантов СКС разных изготовителей.
Качество СКС складывается из резерва параметров, заложенного изготовителем, а также квалификации исполнителей, выполняющих монтаж.
Надёжность и работоспособность кабельной системы во многом зависит от реализованных проектных решений. Например, длина кабелей будет минимальной, что напрямую влияет на работу локальной сети. Чем меньше длина канала, тем меньше затухание сигнала, лучше показатель сигнал / шум. Линии предельной длины целесообразно экранировать. Проектирование выполняется на основе большого объема быстро развивающихся стандартов. Поэтому важен выбор системы, категории кабелей, тип разъемов, наличие экранирования, разумная избыточность параметров СКС. Это отражает перспективы роста сетевых потребностей, нагрузку локальной сети Заказчика.
Для монтажа СКС требуется подготовить кабель каналы, аккуратно проложить кабели, подключить их к разъемам. Подключение требует расплетения пар, то есть разбалансировки, или, другими словами, снижения качественных характеристик системы. Чаще всего отрицательные результаты тестирования вызваны монтажом разъемов. Хорошая квалификации монтажников, проверенная результатами тестирования, решает проблему. Имеются другие возможности. Модульные разъемы ряда производителей сводят риск разбалансировки к минимуму благодаря особой технологии монтажа.
Качественная СКС, резерв функциональных параметров обеспечивают длительную беспроблемную эксплуатацию локальной сети, что гарантирует быстрый возврат инвестиций, повышение эффективности работы организации.
Структурированная кабельная система
Кабельные слаботочные сети применяются в разных областях:
Структурированные кабельные системы связи — это физическая среда для организации передачи данных в здании или в группе зданий. При построении СКС применяются стандартные элементы (кабели, коммутаторы и другое специализированное оборудование, элементы разъемов). В проектировании систем применяются общепринятые правила и стандарты. При приемке оборудование сетей должно соответствовать определенным нормам. Благодаря стандартизации построения сетей достигается необходимый уровень типовых параметров (скорость передачи данных, защита от потерь информации), производится администрирование сетей и решение других задач по управлению СКС.
Топология СКС
Существуют два варианта иерархии в системах структурированных кабельных сетей:
Физическая топология CKC представляет собой иерархическую звезду
Топология звезда имеет три уровня древовидной структуры. На уровне ствола находится магистраль кабельной подсистемы обслуживаемой территории или нескольких обслуживаемых зданий. Далее следует вертикальная магистраль, которая объединяет этажи постройки. Последний уровень — горизонтальная магистраль кабеля на каждом этаже. Топология звезды гарантирует высокую гибкость системы в целом и каждой подсистемы в отдельности, значительно упрощает подключение или отключение отдельных подсистем и подстройку для работы с новым оборудованием. Благодаря высокому уровню адаптивности, топология звезды остается наиболее популярной при проектировании структурированной кабельной системы зданий.
Одноточечная иерархия СКС устроена предельно просто. Управление всеми рабочими местами осуществляется из одного пункта. Главное при построении СКС с одноточечной топологией — оптимально определить расположение центральной точки администрирования. Для небольших зданий, где не планируются масштабные работы по реконструкции сетей, и нет потребности в обеспечении работы большого количества рабочих мест с помощью слаботочных сетей, одноточечная иерархия СКС оптимальна.
Составляющие СКС
Также возможен вариант смешанной топологии, когда рабочие места, к которым ведут магистрали кабеля в классической звезде, сами по себе являются центрами управления для локальных сетей с одноточечной архитектурой. Пример реализации — офисный центр, где каждая компания-арендатор использует рабочие места в топологии централизованной СКС при создании локальных вычислительных сетей (ЛВС).
В состав структурированной кабельной системы входят следующие элементы:
Для прокладки внешних магистралей в СКС чаще используют оптическое волокно, внутри зданий применяются в равной степени опт0- и электрический кабель (медь). Оптоволокно применяется также для организации серверов, где требуется высокая пропускная способность кабеля и надежность в хранении больших объемов цифровых данных.
Свойства СКС
Структурированные кабельные системы универсальны. В пределах одной сети можно использовать совершенно разное оборудование (компьютеры, серверы, видеокамеры, принтеры и сканеры, пожарную сигнализацию, телефонные аппараты). Нет ограничений на тип и характеристики приложений, установленных на сетевом оборудовании. Обязательное условие организации СКС — ПО и оборудование должно обеспечивать выполнение функций и задач, которые актуальны для заказчика.
Другое важное свойство СКС — адаптивность. В систему можно подключать и отключать оборудование, добавлять отдельные компоненты и целые подсистемы без ущерба для иерархии СКС. Можно связывать топологии, расположенные в разных зданиях — достаточно проложить магистраль и корректно произвести коммутацию аппаратуры. Если нужно перенести компьютер в пределах офиса, нет необходимости заново прокладывать кабель, можно протянуть провод к новому месту, и интернет или связь по ЛВС будет работать без сбоев.
С практической точки зрения, строительство структурированных кабельных систем экономически оправдано. Гарантия производителя на сетевое оборудование составляет от 5 до 25 лет. Это одно из ключевых преимуществ структурированных сетей: нет необходимости тратиться на дорогостоящую модернизацию и ремонт ежегодно.
Типы СКС и их применение
Области применения
Структурированные сети есть везде: в промышленных и производственных зданиях, в офисах и жилых домах, в дата-центрах (они же ЦОД, Центры обработки данных), мультимедийных центрах. В промышленности СКС необходима для организации систем автоматизации производства. В офисе оптическое волокно обеспечивает стабильное интернет-соединение, связь по локальной вычислительной сети и работу систем жизнеобеспечения. В жилых домах слаботочный кабель необходим для подключения к интернет-провайдеру, для обеспечения телефонной связи по городской сети, для работы сигнализации в здании и в СКУД. В дата-центре СКС обеспечивает быструю передачу данных и безопасность процесса обмена большими цифровыми массивами.
Особенности построения СКС
Обрыв или снижение пропускной способности сети может привести к сбоям в работе интернет-магазина и к нарушению производственного цикла на заводе. При проектировании СКС, а также при прокладке кабеля и подключении коммутационного оборудования необходимо учитывать несколько факторов:
Стоимость проектируемой СКС — еще один важный параметр при разработке нового инженерно-технического решения. В условиях экономии владельцы офисных зданий и промышленных предприятий часто останавливают выбор на наиболее доступных по цене вариантах организации СКС. При соблюдении отраслевых стандартов возможно построить систему, которая будет удовлетворять требованиям клиента при оптимальной стоимости. Для обеспечения нормального функционирования построенной системы важно найти баланс между экономией и качеством используемых материалов.
Параметры кабеля для СКС
Медные проводники и изоляция в кабелях сетей должны обладать стандартизированными параметрами. Нормативным документом для горизонтальных кабелей является международный стандарт телекоммуникационных кабельных систем общего назначения ISO IEC 11801. Также этот стандарт актуален для других видов кабеля, применяемого в СКС. Наиболее востребованы при построении СКС экранированные кабели категорий 5е, 6 и 6а, 8 и 8.1 (последние необходимы для реализации технологии Gigabyte Ethernet).
Технические характеристики горизонтальных кабелей категорий 5 и 5е:
По стандарту горизонтальный кабель должен быть упакован в картонную коробку. Мотки поставляются в виде самонесущих бухт или на бобинах для удобства монтажа. Правильная упаковка упрощает процесс монтажа и позволяет сохранить целостность кабеля.
В качестве внешней оболочки кабеля могут выступать разные материалы. Внешняя кабельная оболочка часто выполнена из серого поливинилхлорида, в который добавлен мел для улучшения ломкости пластика. Для наружных работ подходит кабель с внешней оболочкой из полиэтилена, который более устойчив к температурным перепадам и перемене влажности, чем ПВХ. На внешней оболочке имеется информация о типе кабеля и маркировка в футах или метрах по всей длине изделия.
Особенности СКС для офиса
Качество структурированной кабельной системы и соответствие инженерного решения потребностям заказчика зависит от нескольких показателей:
Также к каждой системе подрядчик обязан предоставить подробную документацию с изложением принципов построения и описанием использованных материалов.
Чаще всего проблемы с функционированием слаботочных сетей возникают по причине низкого качества проводящей среды. Поэтому не рекомендуется экономить на кабеле, поскольку это может в будущем привести к дорогостоящему ремонту и перебоям в работе офиса.
Если в офисных помещениях для прокладки слаботочных сетей использован кабель с медным проводником, инженеры должны учесть необходимость соблюдения расстояния между магистралями СКС и силовым кабелем. Минимально допустимое расстояние между кабельными трассами рассчитывается в зависимости от мощности тока в сети и максимальной нагрузки на силовой кабель. Когда в офисе использован только оптический кабель, и силовая электросеть отсутствует или проложена достаточно далеко, минимальное расстояние между трассами проводки соблюдать не нужно.
Если проектирование СКС выполняется до того, как выполнена финишная отделка в помещении, проводку можно спрятать в кабель-каналах под штукатуркой или обоями. Когда офис располагается в помещении, где ранее слаботочные сети отсутствовали, для маскировки кабеля и огнезащиты используют пластиковый короб. Более дорогое решение для размещения шнура — стойки, напольные люки, колонны с вмонтированным шнуром. Однако пластиковый короб выигрывает в сравнении с другими вариантами по простоте монтажа, стоимости и универсальности.
Медный и оптический кабель
В подсистемах структурированной кабельной системы, рассчитанных на выполнение офисных нужд, принято использовать кабель UTP «витая пара» без экранирования. Этот вид кабеля состоит из нескольких скрученных проводников. Скручивание позволяет свести к минимуму влияние внешних электромагнитных полей. Если категория кабеля выше 5, шаг скручивания в проводниках изменяется по длине изделия. Стандартная витая пара имеет внутри 4–8 жил, существует и 1000-жильный кабель UTP.
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.
Кроме типового кабеля UTP существуют разновидности витой пары с экранированием:
Экран в шнуре нужен для защиты от помех и для предотвращения межкабельных наводок, которые представляют собой негативное влияние соседних силовых линий. В Европе по стандарту принято использование более дорогого экранированного кабеля. Однако в США, России и ряде других стран при прокладке структурированных кабельных систем СКС повсюду применяют дешевый кабель UTP. Когда существует прогнозируемая опасность межкабельных наводок, рекомендуется использовать витую пару FTP или S/FTP.
Для прокладки офисных сетей можно использовать витую пару или оптический кабель. Главное преимущество оптоволокна — неограниченная пропускная способность больших объемов данных на расстояния любой дальности. Пропускная способность витой пары составляет 200 Мбит в секунду. Однако не стоит заканчивать сравнение типов кабеля на этой характеристике. Если для магистрального кабеля, который ведет интернет к офису, следует применять оптоволокно в силу лучшей пропускной способности по сравнению с медью. Для обслуживания оборудования внутри помещения вполне подходит витая пара. При проектировании СКС необходимо учитывать, что для подключения к оптоволокну аппаратуры придется покупать клиентское оборудование CPE. К витой паре можно подключить любую офисную технику без CPE. А это экономия бюджета заказчика.
Еще нюанс: оптоволокно плохо гнется, и при поломке провода требуется дорогостоящий ремонт. С витой парой все просто — эта разновидность кабеля гораздо более приспособлена к сгибанию и намного реже ломается. К тому же сотрудник интернет-провайдера при случае сможет удаленно увидеть, где произошел обрыв шнура. Для ремонта оптоволокна монтажникам придется приехать в офис, где установлена СКС, и вручную искать место нарушения целостности шнура. С учетом перечисленных нюансов витая пара оптимальна для офисных СКС.
Категории и классы СКС
Чтобы производительности оборудования структурированной кабельной системы хватало для решения всех офисных задач, необходимо правильно выбрать категорию системы. Чем выше категория — тем более продвинутой, мощной и надежной является система. По набору телекоммуникационных стандартов EIA/TIA-568B от Ассоциации телекоммуникационной промышленности США, различают следующие категории СКС:
По стандарту ISO IEC 11801 есть еще категория 7 с пределом в 600 М Гц. Однако с учетом растущей сложности клиентских приложений и программного обеспечения для офиса, следует ориентироваться на верхнюю границу в категориях СКС. Это избавит владельца офиса от расходов на модернизацию сетей, поскольку у системы будет запас производительности на будущее. В первую очередь необходимость проектирования СКС с запасом мощности касается крупных компаний, где взаимодействие сотрудников ведется через CRM и другие сложные программные комплексы. При недостаточной мощности системы есть риск, что ее возможностей будет нехватать для работы предприятия через несколько лет, и придется нести расходы по модернизации сетей.
Новое в архитектуре СКС
СКС и беспроводной офис
Удобное решение для офиса — беспроводное подключение к сети. Не нужно тянуть провода и укладывать их в короба. Достаточно настроить оборудование, ввести логин и пароль на новом устройстве, и можно приступать к работе. Для обеспечения надежного и быстрого сетевого подключения бес проводов нужна надежная кабельная сеть.
Беспроводные технологии не могут обойтись без проводной сети. Кабельная инфраструктура офиса применяется для подключения традиционных офисных систем и точек доступа Wi-Fi.
Наиболее востребованы СКС категорий 5е, 6 и 6А. Когда для потребностей офиса достаточно подключения к Wi-Fi по стандарту 802.11n, пропускная способность и мощность СКС категории 5е достаточна. Если речь идет о беспроводных точках стандарта IEEE 802.11ac, для обеспечения их работы нужно проектировать и монтировать СКС категории 6А. Стандарт 802.11ac повышает скорость обмена данными втрое, поэтому мощностей системы категории 6 для таких беспроводных точек доступа не хватает. С учетом грядущего в ближайшем будущем стандарта IEEE 802.3ad скорость передачи данных должна быть на уровне 5 Гбит в секунду.
СКС и Open Space
Для построения слаботочных сетей в открытых помещениях, где стандартная топология СКС не подходит, используется зонная архитектура построения. Этот вариант топологии актуален для открытых офисов, крупных промышленных зданий, торговых и бизнес-центров с открытой планировкой. По сравнению с централизованной иерархией, зонная проводка значительно экономит кабель и делает систему более гибкой и управляемой.
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.
Для организации зонных СКС существует специальное кабельное и коммутационное оборудование. Варианты архитектуры зонной СКС:
Главное отличие CP и MUTOA от традиционной звездной топологии — если меняется локация рабочего места, то не требуется перемещение отрезка кабеля от точки управления СКС. Достаточно переложить отрезок проводника от розетки или консолидирующей точки до компьютера пользователя, и можно приступать к работе.
Для размещения многопользовательских розеток и точек консолидации используются лючки в полу, колонны и стойки. Минус зонной СКС — нужно оплачивать установку маскировочных интерьерных элементов: фальш-полов, навесных потолков, коробов. Плюс — простой ремонт и модернизация в любой момент.
СКС и оборудование с POE
Вместо того чтобы прокладывать к каждому устройству два кабеля для питания и подключения к слаботочной сети, вполне логично объединить два контура проводки в один. Эту задачу решает технология PoE (сокращение расшифровывается как Power over Ethernet, и обозначает подачу электропитания через интернет-кабель). Например, скрытые видеокамеры и телефонные аппараты уже давно получают электропитание именно таким способом.
Стандарт PoE Plus регламентирует следующие ограничения: если к устройству подключены две витые пары, их можно использовать для питания мощностью в 25 Вт. При увеличении количества витых пар до 4 мощность питания соответственно повышается до 50 Вт, а это уже стандартная и довольно яркая лампа накаливания. При внедрении следующего стандарта PoE следует ожидать увеличения мощности питания по интернет-кабелю до 100 Вт.
Есть у этого оптимального решения свои недостатки: снижение качества кабеля PoE после многократных циклов включения-выключения передачи мощности на электропитание. Причем наличие экранирования не спасает от ухудшения качества проводки, хотя и уменьшает негативный эффект износа шнура. Второй нюанс — перегрев кабеля и разрушение внешней изоляции в результате жестких условий эксплуатации.
Когда кабель PoE планируется использовать для питания нескольких устройств, рекомендуем выбирать СКС класса 6а для надежности и устойчивости системы в целом. Наличие экранирования увеличивает срок службы кабеля.
СКС в ЦОД
Дата-центр, он же Центр обработки данных — это помещение или здание, где располагается серверное оборудование для обработки, администрирования и хранения больших объемов данных (big data). Требования к СКС дата-центра:
В век цифровых технологий успешность бизнеса часто напрямую зависит от сохранности и конфиденциальности информации, и от скорости работы интернета. СКС для ЦОД строится с учетом отраслевых стандартов TIA-942, EN 50173-75, ISO 24764.
Кабельная система — важный инфраструктурный элемент ЦОД, от которого зависит уровень их надежности и отказоустойчивости.
Выбор типа кабеля для СКС в ЦОД связан с архитектурой и размерами дата-центра:
Медные и оптические системы в ЦОД
При проектировании СКС в первую очередь необходимо определиться, какого типа кабель подойдет для подсистем на разных уровнях иерархии. Есть три принципиально разных варианта — витая пара (она же медь), многодомовый и однодомовый оптический кабель. При определении типа кабеля инженеры-проектировщики учитывают ряд факторов:
Однодомовая оптика — наиболее надежный проводник сигнала, но и более дорогой. В качестве стандарта витой пары для типовых СКС в ЦОД принимается кабель категории 6А. Если требуемая скорость не превышает 1 Гбит/с, допустимо использовать витую пару категории 6.
Архитектура СКС в ЦОД
Архитектура СКС для ЦОД имеет более сложную топологию по сравнению с решениями для офиса, предприятия и дома. Сеть включает в себя новые уровни, которые служат для расположения зон ввода внешних сервисов. Также новый уровень сети нужен для размещения точки зонного распределения.
При построении систем по стандартам применяется оптоволокно категории 6, и аппаратура класса ОМ3. Оптические кроссы для дата-центров могут включать до 2200 портов оптического кабеля. При этом стойка оптического кросса в ЦОД является очень компактной и занимает вдвое меньше места, чем обычная стойка на 19 дюймов.
СКС по зонной топологии — допустимое решение, если оно отвечает потребностям дата-центра по мощности и пропускной способности сетей. Однако чаще СКС в ЦОД строятся по централизованной топологии. Важный вопрос при проектировании системы — расположение коммутаторов. Есть три варианта:
Все перечисленные решения обеспечивают быструю сходимость сети после сбоев, простоту и гибкость сети, многоуровневую безопасность. Выбор технического решения зависит от внутренней архитектуры СКС в дата-центре.
Претерминированные решения и опта для 40/100G
Когда нужно смонтировать СКС максимально быстро, на помощь приходят претерминированные решения. Их цена выше, чем у стандартных вариантов сетей, зато меньше уходит времени на монтаж и запуск СКС. Главная причина растущей популярности претерминированных решений — переход на оборудование, которое работает по стандарту 10 GbE, и активное внедрение высокоскоростных технологий. К претерминированному оборудованию относятся коммутационные панели, кассеты, кронштейны и специальные модули, которые требуются для эффективного использования пространства в ЦОД при организации структурированных кабельных сетей.
Претерминированные решения для ЦОД рассчитаны на быстрый и качественный монтаж. Такие системы тестируются в заводских условиях.
Монтаж такого оборудования сводится к трем механическим этапам:
Монтаж оборудования для СКС по описанному плану выглядит проще, чем подключение стиральной машины к водопроводу и канализации. Очевидно, что спрос на претерминированные решения будет расти, поскольку простота установки всегда востребована при построении сложных инженерных систем. Ремонт и модернизация систем, где использовано оборудование этого типа, также значительно упрощается.
Стандарты и сертификаты
В России для проектирования и построения структурированных кабельных систем применяются нормативы ГОСТ Р, а также документация ISO/IEC 11801-2008 «Структурированная кабельная система для помещений заказчиков». Перечень российских ГОСТов на построение СКС:
Кроме ISO/IEC 11801-2008 существует ряд нормативных зарубежных документов, которые можно принимать во внимание при проектировании структурированных слаботочных систем. Перечень зарубежных стандартов на построение СКС:
Согласно законодательству РФ, при решении вопросов проектирования и прокладки сетей приоритет действия имеется у нормативов по ГОСТ Р. Российские стандарты основаны на мировых нормативах, поэтому принципиальных различий между содержанием перечисленных стандартов мало.
Сертификаты и гарантия вендора на СКС
Структурированная кабельная система обеспечивает взаимодействие структурных единиц на предприятии и рабочих мест в офисе. При сбоях в работе сети предприятие и бизнес могут понести убытки. Также от работы слаботочных сетей зависит доступность цифровых ресурсов и способы организации информационной среды.
Гарантия на СКС может быть системной или компонентной. Для заказчика более удобна системная гарантия, поскольку ее срок в среднем составляет 10 лет. Компонентная гарантия длится от 1 до 5 лет, что невыгодно для клиента. Системная гарантия на смонтированную СКС подтверждает, что эта сеть в течение всего срока действия гарантийного периода будет соответствовать определенному классу по пропускной способности. Сертификат — это документ, который вендор выдает заказчику в подтверждение принятия на себя гарантийных обязательств.
В случае внесения изменений в систему СКС должна проходить повторную сертификацию. Это необходимо для подтверждения соответствия системы заявленной категории. Часто смена кабельных сетей в офисе связана с проведением косметического ремонта. В среднем смена дизайна офисных помещений производится раз в 8–10 лет. После проведения ремонта исполнитель работ заново тестирует слаботочные сети и оформляет новый сертификат.
Для тестирования СКС перед сертификацией используются специальные приборы — кабельные анализаторы. Каждый анализатор работает на базе определенной модульной платформы и позволяет тестировать сети разных категорий. Анализаторы также помогают найти место ошибки, если таковая обнаружена во время тестирования СКС.
Современные сертифицирующие приборы способны определить точки увеличения переходной помехи и обратных отражений, что облегчает локализацию места ошибки.
Администрирование и автоматизация слаботочных сетей
Администрирование и сервис кабельной проводки
Выход из строя отдельных частей кабеля приводит к сбоям в функционировании СКС независимо от иерархии, типа используемого коммутационного оборудования и других параметров сетей. По этой причине ремонт и обслуживание кабельных сетей должны выполнять специалисты соответствующей квалификации, с допусками и удостоверениями соответствующей категории.
Работы по сервисному обслуживанию СКС отличаются разнообразием и в некоторых случаях затрагивают более высокие уровни информационной системы предприятия.
В большинстве случаев компании не нанимают специалистов по обслуживанию кабельной проводки на постоянную работу, а пользуются услугами фирм, которые предоставляют указанный сервис на аутсорсинге. Это актуально для небольших и средних СКС. Иногда аутсорсинг монтажников и ремонтников ИТ-оборудования подходит и для обеспечения работы крупных систем.
Оперативный и качественный ремонт силами специалистов со стороны возможен только если существует полная и подробная документация для смонтированной СКС со всеми актуальными изменениями и дополнениями. Стандарты по оформлению и содержанию описательной документации к СКС содержатся в нормативах EIA/TIA-606. Этот стандарт предлагает типовой вариант оформления кабельной структуры. Пользовательское решение может иметь более сложный или простой вид, в зависимости от особенностей системы.
Чтобы быстро вносить изменения в эксплуатационную документацию и упростить управление базой данных в СКС применяют системы интерактивного управления.