СКС - структурированная кабельная сеть. Или, грубо говоря, «розетки в стенке». Самое дорогое же в СКС - не розетки, а огромные километры проводов, соединяющие розетки с серверными и коммутационными.

Пласт понятий, которые скрываются за СКС, очень обширен. Там есть свои профессионалы, которые знают, когда нужно организовывать коммутационные на этажах, как правильно вести пачку волокон между этажами и т.д. Есть и свои маркетологи, задача которых убедить вас, что нужно делать именно так, на $Xk больше в смету, а не так, как вы хотели.

Сама область конструирования СКС ближе к строительным (инженерным) работам, нежели к области системного администрирования.

Но иногда в жизни сисадмина возникает ситуация, когда от него зависит, какой будет СКС в здании (этаже, комнате) фирмы. В худшем случае, сисадмин сам её тащит, в лучшем - эта задача отдаётся на аутсорс (точнее, подрядчикам). Но какой СКС будет, решают обычно два-три человека. При этом, оставшиеся два определяют лишь бюджет, а воевать за качество может лишь сисадмин. [с другого боку находится представитель подрядчика, который тащит одеяло в свою сторону, и хотя он может казаться сисадмину соратником в битве за качество СКС, на самом деле, он хочет просто дороже, и относиться к нему следует с осторожностью].

Здесь я пишу именно точку зрения администратора, как «конечного потребителя» СКС. Если я где-то соврал, или забыл написать о чём-то важном - говорите, поправлю.

Итак, СКС.

Точка зрения владельца (директора)

Точка зрения подрядчика

Что ВАМ нужно от СКС?

Скорость

Телефония

Варианты:

• В одном проводе с ethernet
• Несколько телефонных пар в одном проводе
• Раздельно, отдельный провод на каждую розетку.

Первый вариант (ethernet+телефон), формально, допустим (может быть два приложения в одном кабеле), но я в своей практике встречал кабель, в котором начинали теряться пакеты в момент прохождения звонка (вызова). Главный плюс такого решения - экономия на проводах. Главный минус - необходимость это всё разводить. Это неудобно.

Второй вариант (ethernet отдельно, телефония по 4 пары в проводе) чуть лучше, но осложняется проблемой разводки в стене от розетки к розетке. Если ваш подрядчик готов это сделать без доп. оплаты - это может быть вариант. Минусом является неуниверсальность СКС (об этом ниже), плюсом - существенная экономия на кабеле (1 кабель вместо 4).

Третий вариант (каждой розетке отдельный кабель) самый интересный и самый затратный. У вас между серверной (коммутационной) и розеткой идёт строго набор проводов. Что через него пускать (ethernet или телефонию) - решаете вы. Пиком универсальности являются розетки для RJ45 как для ethernet, так и для телефонии (телефонные RJ11 в RJ45 вполне входят).

Третий вариант очень важен в смысле универсальности. Нужно два телефона? (факс+телефон) - пожалуйста, вот две розетки, можно их использовать. Нужно вместо телефона ещё один принт-сервер? Пожалуйста.

Этот вариант самый простой в коммутации (1 провод - 1 приложение), самый легко отлаживаемый и надёжный. И самый затратный.

Если у вас большое здание, то при 500 розетках для телефонов вы будете терять примерно 12 километров кабеля (сами можете посчитать цену) по сравнению с первым вариантом и примерно 18 км кабеля в сравнении со вторым.

Сколько розеток

Решением проблемы является размещение розеток не по числу сотрудников, а по МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНОМУ числу рабочих мест. Т.е. по метражу помещения.

Получается ДОРОГО. Примерно в 1.5-4 раза дороже, чем если делать «под работающих». Но при этом СКС становится универсальной, т.е. пригодна к любому числу сотрудников в любом размещении.

Аргумент для начальства: если мы делаем СКС по числу рабочих мест, то при смене профиля бизнеса или пересаживании сотрудников все деньги пойдут коту под хвост, придётся переделывать. Если сделать СКС по метражу, то СКС будет атрибутом не текущего положения дел в компании, а элементом помещения (здания), она становится капитальной инвестицией в недвижимость, увеличивающим его рыночную стоимость и универсальность применения.

Коммутационные

Мы можем дотащить все провода в серверную. Их будет МНОГО. В одной из организаций, в которой я работал, этот жгут едва можно было обхватить, почти метр в диаметре. Плюсом этого является та самая универсальность - провода идут по прямой (в смысле, без нарушения электрического соединения), включать в них можно что угодно - от телефона до видеокамеры.

А можем мы поступить хитрее. Мы кладём вертикальную часть СКС (межэтажные соединения), на каждом этаже выделяем закуток, в который сходятся провода с этажей. В принципе, таких закутков на этаже может быть даже больше одного.

СКС на этаже - универсальная. СКС межэтажная - специализированная.

Межэтажная СКС: между этажами идёт гигабит, а то и все десять, а то и оптика, а то и… (не забываем в этом месте про скромность, и останавливаемся на гигабите), ставится коммутатор. Телефония спускается в многомногомногопарном кабеле, который разводится на патч-панели или кроссы (крон66 или что-то подобное). Далее универсальная СКС этажа как угодно душе коммутируется между вариантами «телефония», «ethernet», «сигнализация» и т.д.

Плюс этого решения - в серверную сходится несколько толстых проводов телефонии (которые заводятся в АТС и о них можно больше не думать), несколько гигабитных (10 гигабитных) кабелей, сходящихся к коммутаторам (видимо, к distribution level, если следовать схеме цисок). Серверная свободна от проводов, всё «низменное» пользовательское вынесено из серверной. Туда не нужно заглядывать второстепенному персоналу, чтобы прекинуть провода для пересаживаемого сотрудника, там остаётся только всё Очень Важное.

Однако, из этих плюсов вытекают минусы. Вынос части оборудования из серверной в коммутационную (понятно, что по-хорошему это должна быть маленькая комнатка, в реальности это обычно коммутационный короб под потолком, а то и на полу в одном из кабинетов) приводит к повышению уязвимости СКС. Пыль, грязь - это первое. Второе - несанкционированный доступ (вы даёте возможность человеку осуществления идеальной man-in-middle атаки в глухом углу здания) и хулиганство. Третье - СКС теряет свою универсальность. А что, если не хватило телефонных пар на этаж? А ниже этажом используется 10 пар из 200…

агрессивное ветвление

Вместо единственной коммутационной, мы делаем множество полок. Условно говоря, на каждые 1-2 комнаты - отдельная коммутационная полка. В неё приходит 1 ethernet и 1 скольки-то парный телефонный кабель. Эта схема - промежуточная. С одной стороны, вы имеете меньше проводов из серверной (не по числу рабочих мест, а по числу шкафов), с другой стороны, СКС отдельной комнаты может быть переделана с малой кровью. Это плюсы.

Минусы - та же проблема несбалансированности приложений (если в комнату не хватило телефонии, что делаем?), множество мест, где находится полки (не всегда эти места очевидны и хорошо документированы, я как-то находил такую коммутационную посередине комнаты над фальш-потолком). Размещение электрического оборудования (коммутаторов) требует электопитания (частично может быть сглажено PoE, но это дорого...).

У этого решения есть «самый дешёвый вариант» - это хаб (свитч) под ногами или в углу. Из серверной выходит несколько проводов к свитчам, от этих свитчей идут провода к соседним свичам… Так можно обеспечить пару сотен розеток ценою 3-4 бухт (300м*4=1.2км) проводов, нескольких десктопных свичей и патчкордов, которые обычно не патчкорды а та же витая пара, но обжатая. [Справка: монолитная витая пара (в которой каждый провод - монолитный медный) имеет лучшие характеристики, но низкую механическую прочность, «настоящие» патч-корды имеют многожильные волокна, которые хуже для передачи данных, зато лучше переживают изгибы, наступания, пережимания стульями и столами]. Именно от этого варианта следует бежать как чёрт от ладана, ибо проблем он доставит столько, что словами не описать (свичи будут терять питание, подвисать, кабели будут путаться и пачкаться… даже вспоминать о таком не хочется).

Коммутационные и полки

Плюсы - сумма плюсов предыдущих.

Минусы - те же, но появляется ещё один: чем больше коммутаций происходит с приложением, тем хуже сигнал (речь не про коммутаторы, разумеется, хотя они тоже увеличивают задержку, что в некоторых приложениях может быть неприятным). 8 разъёмов от телефона до АТС - вполне себе достойная причина, чтобы через год два начать подхрипывать в телефонную трубку.

Интересной особенностью такого решения является то, что оно отлично ложится на модель ядро-дистрибьюция-доступ. При этом самые важные провода - межэтажные, обычно проходят в коробе, их там мало (это важно, т.к. маленький короб сделать проще), они хорошо защищены (возможно, внутри стен).

А нафига все эти провода?

Однако, это всё равно не решит проблемы доведения провода до этажа (комнаты), да и качество/скорость wifi с хорошим ethernet не сравнима (как по задержке, так и по вероятности потери пакета).

Что выбрать?

Далее, вам надо посчитать, сколько всего проводов будет. Если меньше пары сотен (и если длина проводов уложится в 100м лимит), возиться с коммутационными не стоит. Если проводов много, или большие расстояния - стоит подумать о коммутационных. Если будет хотя бы малейшая возможность отвоёвывать себе помещения, а не шкафы - нужно воевать за помещения. Без окон, без батарей, без проходных дверей. Просто кладовка.

Какой провод выбирать? На самом деле, любой, самый дешёвый, на котором подрядчик готов поручиться за качество. Самые дешёвые провода, проходящие сертификацию (способные пройти сертификацию) работают не хуже, чем серебрянная витая пара из бескислородной меди с ферритовым пирсингом.

А вот с розетками и патч-панелями всё куда как хуже. Плохие розетки - вечная мука администратору.

Итак, какая розетка хорошая?

1. Сердечник должен держаться хорошо. Если на шурупах - замечательно. Автозащёлкивающиеся часто ломаются и болтаются потом глистой внутри коробки.
2. Наклон вниз или крышечка - небольшой плюс (меньше пылятся)
3. Обжим витой пары должен быть с использованием ударника, а не с пластиковой крышкой с зубьями. Эти зубья обжимают пару хуже, чем ударник.
4. Прочная (извините за банальность): она должна нормально держать провод, не скрипеть при движении проводом внутри розетки. Ей работать годами, и никто не обещает, что провода будут включать/вынимать аккуратно.

Патч-панели телефонии же - это место для холиваров. Для начала: следует ли разводить телефонию на патч-панели или на кроны? Если на крон - он компактен, очень компактен. Если на патч-панель - коммутацию можно делать без ударника и силового воздействия.

Аналогичные же холивары и вокруг патч-панелей для ethernet. Они нужны или нет? Ведь провода могут приходить «напрямую» и втыкаться в коммутаторы. При этом меньше механических контактов и расплетения, т.е. тракт получается надёжнее. Со стороны сторонников: патч-панели позволяют организовать хозяйство правильно . Как показывает опыт, если юнитов свободно много, то патч-панели ставят. Если юнитов мало, то обычно жмотятся.

Какой вариант выбирать - решать вам.

Нумерация

Нужно ли нумеровать патч-корды межу патч-панелями и оборудованием при коммутации? Раньше я считал, что да. Сейчас - сомневаюсь, потому что в правильной СКС эти провода очевидно видны и легко находятся.

Патч-корды

Дополнения

• Журнал коммутаций. Как он выглядит «хорошо» в теории не знаю, у меня в работе он выглядел как табличный файл, в котором был список розеток и указание «кому назначена» та или иная розетка. Была попытка нумерации патч-кордов, но она плавно заглохла из-за общей лени. Видимо, в теории для каждой коммутационной должен быть журнал, в котором написано «розетка такая-то - розетка такая-то» (порт такой-то устройства такого-то).
• Если патч-корды уже закуплены без колпачков, как аварийное решение - изолента. Хотя она пачкается и мешается. Колпачки лучше
• Под патч-панелями хорошо иметь органайзеры. На это тратятся бесценные юниты, однако, СКС обретает аккуартность и завершённость.
• Если отдаёте подрядчику СКС, не скупитесь на оплату составления ТЗ. Они (подрядчики) его составят разумнее. Согласовывать их (разумный) проект, внося коррективы и объясняя, что вы хотите лучше, чем… м… изобретение своего ТЗ
• Стандарты для дальнейшего гугления: EN 50173, ISO/IEC 11801
• Для тех, кто хочет посмотреть на красивые стойки с красиво уложенными проводами:

* Цена в пересчете на одну линию СКС.

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.

• интегрированная локальная сеть позволяет передавать разнотипные сигналы;
• СКС обеспечивает работу нескольких поколений компьютерных сетей;
• интерфейсы СКС позволяют подключать любое оборудование локальных сетей и речевых приложений;
• СКС реализует большой диапазон скорости передачи данных от 100 Кбит/сек речевых приложений до 10 Гбит/сек информационных приложений;
• администрирование СКС сокращает трудозатраты обслуживания локальной сети благодаря простоте эксплуатации;
• компьютерная сеть допускает одновременное использование разнотипных сетевых протоколов;
• стандартизация плюс конкуренция рынка СКС обеспечивают снижение цен комплектующих;
• локальная сеть позволяет реализовать свободу перемещения пользователей без изменения персональных данных (адресов, телефонных номеров, паролей, прав доступа, классов обслуживания);
• администрирование СКС обеспечивает прозрачность компьютерной и телефонной сети – все интерфейсы СКС промаркированы и документированы. Работа организация не зависит от сотрудника-монополиста соединений телефонной сети.

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

Подсистемы СКС

Стандарт ISO/IEC 11801 подразделяет структурированную кабельную систему на три подсистемы:

• магистральную подсистему комплекса зданий;
• магистральную подсистему здания;
• горизонтальную подсистему.

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.

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.

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.

Тестирование линий

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.

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.

Под структурой СКС понимают модель построения системы из функциональных элементов и подсистем. Данный раздел определяет также интерфейсы точки для подключения терминального оборудования к структурированной системе и самой СКС - к сети общего пользования. Группы функциональных элементов образуют подсистемы СКС. Отличия терминов американских стандартов выделены красным цветом.

5.1. Функциональные элементы СКС

Структурированная кабельная система - среда передачи электромагнитных сигналов - состоит из элементов - кабелей и разъемов. Кабели, оснащенные разъемами и проложенные по определенным правилам, образуют линии и магистрали. Линии, магистрали, точки подключения и коммутации составляют функциональные элементы СКС.

В американском стандарте к функциональным элементам относят два типа кабелей, три типа помещений, элемент конструкции здания и документацию телекоммуникационной инфраструктуры. Кроме того, в данных группах стандартов используется разная терминология. Отличия показаны в таблице 1..

Таблица 1. Функциональные элементы СКС

Международные / европейские стандарты подразделяют СКС на восемь функциональных элементов, американский - на семь. Только два из них совпадают. В первом случае функциональные элементы составляют среду передачи, то есть собственно структурированную кабельную систему. Это позволяет выделить подсистемы и провести точные границы между ними.

Во втором в состав функциональных элементов не вошла магистраль комплекса и все интерфейсы СКС и добавлены помещения, элементы зданий и система документирования. Это приводит к путанице и смешиванию понятий в технической литературе, проспектах производителей и документации, создаваемых по американской модели - А.В.

5.2. Подсистемы СКС

Международные / европейские стандарты подразделяют СКС на три подсистемы: магистральная подсистема комплекса, магистральная подсистема здания, горизонтальная подсистема.

Распределительные пункты обеспечивают возможность создания топологии каналов типа «шина», «звезда» или «кольцо».

Рис. 1. Подсистемы СКС

5.2.11. Магистральная подсистема комплекса включает магистральные кабели комплекса, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП комплекса и РП здания и коммутационные соединения в РП комплекса. Магистральные кабели комплекса также могут соединять между собой распределительные пункты зданий.

5.2.22. Магистральная подсистема здания включает магистральные кабели здания, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП здания и РП этажа, а также коммутационные соединения в РП здания. Магистральные кабели здания не должны иметь точек перехода, электропроводные кабели не следует соединять сплайсами.

5.2.33. Горизонтальная подсистема включает горизонтальные кабели, механическое окончание кабелей (разъемы) в РП этажа, коммутационные соединения в РП этажа и телекоммуникационные разъемы. В горизонтальных кабелях не допускается разрывов. При необходимости допускается одна точка перехода. Все пары и волокна телекоммуникационного разъема должны быть подключены. Телекоммуникационные разъемы не являются точками администрирования. Не допускается включения активных элементов и адаптеров в состав СКС.

Абонентские кабели для подключения терминального оборудования не являются стационарными и находятся за рамками СКС. Однако, стандарты определяют параметры канала, в состав которого входят абонентские и сетевые кабели.

5.3. Топология СКС

Топология СКС - «иерархическая звезда», допускающая дополнительные соединения распределительных пунктов одного уровня. Однако такие соединения не должны заменять магистрали основной топологии. Число и тип подсистем зависит от размеров комплекса или здания и стратегии использования системы. Например, в СКС одного здания достаточно одного РП здания и двух подсистем - горизонтальной и магистральной. С другой стороны, большое здание можно рассматривать как комплекс, включающий все три подсистемы, и в том числе, несколько РП здания.

Рис. 2. Топология СКС

5.4. Размещение распределительных пунктов

Распределительные пункты размещаются в телекоммуникационных помещениях и аппаратных. Телекоммуникационные помещения предназначены для установки панелей и шкафов, сетевого и серверного оборудования, обслуживающих весь или часть этажа. Аппаратные выделяют для телекоммуникационного оборудования,обслуживающего пользователей всего здания (например, УАТС, мультиплексоры, серверы) и размещения РП здания / комплекса. Панели / шкафы и оборудование РП этажа, совмещенные с РП здания / комплекса, также могут находиться в помещении аппаратной.

5.5. Интерфейсы СКС

Интерфейсы СКС это окончания подсистем, обеспечивающие подключение оборудования и кабелей внешних служб методом подключения или коммутации . На рисунке 3 показаны интерфейсы в виде линий в пределах распределительных пунктов, схематически обозначающих блоки гнезд на панелях.

Рис. 3. Интерфейсы СКС

Для подключения к СКС достаточно одного сетевого кабеля. В варианте коммутации используют сетевой и коммутационный кабель и дополнительную панель.

Подключение к сети общего пользования осуществляется с помощью интерфейса сети общего пользования. Местоположение интерфейса сети общего пользования определяется национальными, региональными и местными правилами. Если интерфейсы сети общего пользования и СКС не соединены коммутационным кабелем или с помощью оборудования, необходимо учитывать параметры промежуточного кабеля.

Оптика "по горизонтали": В связи с ростом требований, предъявляемых новыми сетевыми приложениями, становится все более актуальным применение оптоволоконных технологий в структурированных кабельных системах (СКС). Оптоволокно имеет характеристики, намного превышающие требования сегодняшних стандартов скорости Ethernet (100 Мбит/с) для подключения рабочих мест, и позволяет легко переходить на новые протоколы передачи данных, такие, как, например, 1 и 10 Gigabit Ethernet или высокоскоростной ATM.

В связи с ростом требований, предъявляемых новыми сетевыми приложениями, становится все более актуальным применение оптоволоконных технологий в структурированных кабельных системах (СКС).

Оптоволокно имеет характеристики, намного превышающие требования сегодняшних стандартов скорости Ethernet (100 Мбит/с) для подключения рабочих мест, и позволяет легко переходить на новые протоколы передачи данных, такие, как, например, 1 и 10 Gigabit Ethernet или высокоскоростной ATM.

Говоря о возможностях модернизации, следует отметить тот факт, что свойства оптического волокна практически не зависят от скорости передачи данных в сети, поскольку отсутствуют механизмы (например, перекрестные помехи), которые приводят к деградации свойств оптоволокна с увеличением скорости сетевых протоколов. Как только оптическое волокно установлено и его параметры протестированы на соответствие стандартам, кабельный канал может работать на скоростях 1, 10, 100, 500, 1000 Мбит/с или 10 Гбит/с.

Это дает гарантию того, что кабельная инфраструктура, установленная сегодня, сможет обеспечивать работу любых сетевых технологий на протяжении следующих 10-15 лет, и даже более.

Еще одним неоспоримым преимуществом оптоволокна является "иммунитет" к различным электромагнитным помехам и отсутствие собственного радиочастотного излучения, что значительно повышает безопасность таких систем - снимать информацию с оптоволоконных кабелей намного дороже и сложнее, чем с обычной витой пары, и это возможно только при непосредственном "вмешательстве" в СКС.

А так ли дорога оптика?

Зачастую у специалистов бытует мнение, что оптоволоконные решения значительно дороже медных. Попытаемся выяснить, так это или нет, сравнив оптические решения компании 3M Volution с типовой экранированной системой 6-й категории, обладающей наиболее близкими многомодовой оптике характеристиками.

В ориентировочный расчет стоимости типовой горизонтальной подсистемы была включена цена порта 24-портовой коммутационной панели (в расчете на одного абонента), абонентских и коммутационных шнуров, абонентского модуля, а также стоимость горизонтального кабеля за 100 метров (см. таблицу).

Расчет стоимости абонентского порта СКС для "меди" 6-й категории и оптики.

Этот простой расчет показал, что стоимость оптоволоконного решения всего на 35% больше, чем решения для витой пары 6-й категории, так что слухи об огромной дороговизне оптики несколько преувеличены. Причем стоимость основных оптических компонентов на сегодня сравнима или даже ниже, чем для экранированных систем 6-й категории, но, к сожалению, готовые оптические коммутационные и абонентские шнуры пока что в несколько раз дороже медных аналогов. Однако если по каким-либо причинам протяженность абонентских каналов в горизонтальной подсистеме превышает 100 м, оптике просто нет альтернативы.

Строим оптическую СКС

Североамериканский стандарт TIA/EIA-568-B, который определяет требования к структурированным кабельным системам, находящимся внутри, а также между зданиями и их отдельными элементами, содержит спецификации как на медную, так и на оптоволоконную горизонтальную кабельную систему. Ограничения на максимальную длину оптической горизонтальной системы (100 м) в стандарте TIA/EIA-568-B (см. таблицу слева) определяются характеристиками медных линий.

Несколько комитетов, например, TIA/EIA-568-В.З, расширили границы применения для оптической горизонтальной подсистемы, исходя из ее потенциально лучших параметров по сравнению с медными системами.

Данный комитет пытается применить большую дальность работы и полосу пропускания оптических систем для создания более эффективных кабельных систем. В последнее время в СКС все чаще используются такие термины, как "централизованная кабельная система" (centralized cabling), "многопользовательская розетка" (multi-user outlet) и "зоновая кабельная система" (zone cabling).

Какие же понятия стоят за этими терминами и какова их роль при построении высокопроизводительных и экономически эффективных оптических СКС? Рассмотрим каждую из конкретных схем построения оптических СКС с учетом их преимуществ и недостатков.

Независимо от того, используется оптическая или медная СКС, стандарт TIA/EIA-568-B (на схеме выше) предполагает наличие нескольких телекоммуникационных пунктов, расположенных по всему зданию. Кабельная сеть может быть либо вертикальной с несколькими кроссовыми помещениями, расположенными на каждом этаже, либо горизонтальной с набором телекоммуникационных помещений, расположенных по всей площади предприятия.

Основной топологией кабельной системы при этом является "звезда" с максимальной функциональностью в центре - главном распределительном пункте - MDC (main distribution centre). MDC подключен через оптоволоконную магистраль или к промежуточным распределительным центрам - ЮС (intermediate distribution centres), если магистраль связывает несколько зданий, или к телекоммуникационным пунктам - ТС (telecommunications closets). Типовое расстояние от пользователей до TC составляет 100 м как для медного, так и для оптического кабеля.

Обычно в телекоммуникационных пунктах располагается сетевое оборудование, которое разделяет ЛВС этажа и общую сеть здания. TC также содержат элементы управления и вспомогательные средства СКС - оптические и электрические кроссы, кабельные организаторы и т.д.

Учитывая значительный запас дальности у оптических кабелей (по сравнению с электрическими), для увеличения эффективности и уменьшения стоимости эксплуатации горизонтальная распределительная система может быть перестроена таким образом, что все горизонтальные подсистемы будут объединены и подключены к общему телекоммуникационному пункту. В этом случае к нему через оптоволоконные кабели будут подсоединяться все пользователи.

Поскольку многомодовые оптоволоконные кабельные системы поддерживают дальность передачи данных вплоть до 300 м для любых существующих приложений, можно отказаться от использования отдельных телекоммуникационных пунктов на каждом этаже. При такой структуре кабельной системы значительно упрощается управление ее элементами и уменьшается число возможных точек отказа.

Снижение числа телекоммуникационных пунктов сокращает эксплуатационные расходы и экономит площадь - уменьшается число помещений, в которых необходимо обеспечить гарантированное электропитание, отопление, вентиляцию и кондиционирование.

При этом также значительно облегчается тестирование, обнаружение неисправностей и ведение документации на СКС, становится возможным управление конфигурацией кабельной системы с помощью ПО, а не посредством переключения коммутационных шнуров. Также данная система позволяет легко интегрировать в существующую СКС новую кабельную архитектуру, разработанную для открытых офисов (TIA/EIA TSB 75, ISO/IEC 11801).