1.     Завдання та застосування структурованої кабельної системи.

СКС є універсальним і гнучким вирішенням задачі побудови кабельної інфраструктури будівлі, причому ця інфраструктура адаптована до даної будівлі і здатна підтримувати найширший діапазон застосувань (сервісів).

Застосування

СКС може використовуватись не лише в локальних мережах (Локальна комп’ютерна мережа (англ. Local Area Network (LAN)) являє собою об'єднання певного числа комп'ютерів (іноді досить великого) на відносно невеликій території. В порівнянні з глобальною мережею (WAN), локальна мережа зазвичай має більшу швидкість обміну даними, менше географічне покриття та відсутність необхідності використовувати запозиченої телекомунікаційної лінії зв'язку. Локальна комп'ютерна мережа — комп'ютерна мережа для обмеженого кола користувачів, що об'єднує комп'ютери в одному приміщенні або в рамках одного підприємства.) та телефонії (Телефонний зв’язок — галузь зв'язку, електрозв'язку, телекомунікації; передача на відстань мовної інформації, здійснюваної електричними сигналами (фіксований зв'язок) або радіосигналами.), а також для передачі сигналів в системах контролю, моніторингу, управління господарськими службами будівлі (охоронна та пожежна сигналізації, системи відеоспостереження тощо). Основними стандартами на кабельне обладнання приміщень є американський ANSI/TIA/EIA-568 та міжнародний ISO/IEC 11801.

Структурована кабельна система представляє свого роду «конструктор», за допомогою якого проектувальник мережі будує потрібну йому конфігурацію зі стандартних кабелів, з'єднаних стандартними роз'ємами й комутирують на стандартних кросових панелях. При необхідності конфігурацію зв'язків можна легко змінити — додати комп'ютер, сегмент, комутатор, вилучити непотрібне обладнання, а також поміняти з'єднання між комп'ютерами й концентраторами.

Ця система може бути побудована на базі вже існуючих сучасних телефонних кабельних систем, у яких кабелі, що представляють собою набір звитих пар, прокладаються в кожному будинку, розводяться між поверхами, на кожному поверсі використається спеціальна кросова шафа, від якої проводи в трубах і коробах підводять до кожної кімнати й розводяться по розетках. На жаль, у нашій країні далеко не у всіх будинках телефонні лінії прокладаються скрученими парами, тому вони непридатні для створення комп'ютерних мереж (Комунікаційна мережа — система фізичних каналів зв'язку і комутаційного устаткування, що реалізовує той або інший низькорівневий протокол передачі даних.

Існують провідні, безпровідні (використовуючі радіохвилі) і волоконно-оптичні канали зв'язку. За типом сигналу виділяють цифрові і аналогові мережі. Призначенням комунікаційних мереж є передача даних з мінімальною кількістю помилок і спотворень. На основі комунікаційної мережі може будуватися інформаційна мережа, наприклад на основі мереж Ethernet як правило будуються мережі TCP/IP, які у свою чергу утворюють глобальну мережу Інтернет. Прикладами комунікаційних мереж є:

·         комп'ютерні мережі,

·         телефонні мережі,

·         мережі стільникового зв'язку,

·         мережі кабельного телебачення.

Комунікаційна мережа описується сукупністю вузлів та каналів зв'язку, які їх сполучають. вузли мереж забезпечують опрацювання та збереження даних, також їхні комутації.

Комп’ютерна мережа — система зв'язку між двома чи більше комп'ютерами. У ширшому розумінні комп'ютерна мережа (КМ) — це система зв'язку через кабельне чи повітряне середовище, самі комп'ютери різного функціонального призначення і мережеве обладнання. Для передачі інформації можуть бути використані різні фізичні явища, як правило — різні види електричних сигналів чи електромагнітного випромінювання. Середовищами передавання у комп'ютерних мережах можуть бути телефонні кабелі, та спеціальні мережеві кабелі: коаксіальні кабелі, виті пари, волоконно-оптичні кабелі, радіохвилі, світлові сигнали.), і кабельну систему в такому випадку потрібно будувати заново.

2.     Склад системи

Типова ієрархічна структура структурованої кабельної системи включає:

·        горизонтальні підсистеми (у межах поверху);

·        вертикальні підсистеми (усередині будинку);

·        підсистему кампуса (у межах однієї території з декількома будинками).

Горизонтальна підсистема з'єднує кросову шафу поверху з розетками користувачів.

Вертикальна підсистема з'єднує кросові шафи кожного поверху із центральною апаратною будинку. Наступним кроком ієрархії є підсистема кампуса, що з'єднує кілька будинків з головною апаратною всього кампуса. Ця частина кабельної системи звичайно називається магістраллю (backbone). Використання структурованої кабельної системи замість хаотично прокладених кабелів дає підприємству багато переваг.

У СКС входять: концентратори (Концентратор (багатопортовий повторювач; Hub; від англ. Hub — центр діяльності) — з'єднувальний компонент, до якого підключають усі комп'ютери в мережі за топологією «зірка».

Активні концентратори підключають до джерела електроенергії; вони можуть відновлювати і ретранслювати сигнали. Пасивні концентратори лише виконують функцію комутації.

Концентратор використовують для об'єднання кількох пристроїв Ethernet у спільний сегмент. Пристрої під'єднують за допомогою звитої пари, коаксіального кабелю чи оптоволокна.

Як елемент творення мереж їх майже не випускають — на зміну прийшли мережеві комутатори (світчі), що виділяють кожен під'єднаний пристрій в окремий сегмент. Мережеві комутатори деколи помилково називають «інтелектуальними концентраторами».

Концентратори (hubs) працюють як центри зв'язку. Тобто вони об'єднують групу хостів, і ззовні для іншої мережі вона виглядає як один хост. Це об'єднання створюється пасивно, на рівні фізичного переключення сигналів. Своєю чергою активні hubs не тільки зв'язують хости, але й регенерують сигнали.), панелі перемикань, стійки, розетки та інші елементи, що дозволяють побудувати цілісну мережу, і отримати чітку документацію, яка спрощує управління, і тим скорочує час простою мережі, а також реконфігурування (без переробки існуючої проводки) та супровід системи.

Архітектура

3.     Характеристики, переваги, вигоди (ХПВ)

Прийняті принципи архітектурної організації структурованих кабельних систем визначили їхню універсальність, яка відповідає найвищим вимогам. Широка номенклатура та висока якість виробів визначили високу популярність СКС. Вони використовуються не лише при розведенні силових електроліній та модернізації внутрішньої телефонної мережі, а й при побудові комунікацій систем автоматизації та управління технологічним обладнанням, прокладання ліній охоронно-пожежної сигналізації, комп'ютерних мереж та інформаційних систем, включаючи системи голосової та відео зв'язку, передачі комп'ютерних даних, охоронного та промислового телебачення і т.д. Вирізняють такі риси СКС:

·  Універсальність. Структурована кабельна система при продуманій організації може стати єдиним середовищем для передачі комп'ютерних даних у локальній обчислювальній мережі, організації локальної телефонної мережі, передачі відеоінформації й навіть передачі сигналів від датчиків пожежної безпеки або охоронних систем. Це дозволяє автоматизувати багато процесів контролю, моніторингу й керування господарськими службами й системами життєзабезпечення підприємства.

·  Збільшення терміну служби. Строк морального старіння добре структурованої кабельної системи може становити 10-15 років.

·  Зменшення вартості додавання нових користувачів і зміни їх місць розташування. Відомо, що вартість кабельної системи значна й визначається в основному не вартістю кабелю, а вартістю робіт з його прокладки. Тому більш вигідно провести однократну роботу із прокладки кабелю, можливо, з більшим запасом по довжині, в кілька разів виконувати прокладку, нарощуючи довжину кабелю. При такому підході всі роботи з додавання або переміщення користувача зводяться до підключення комп'ютера до вже наявної розетки.

·  Можливість легкого розширення мережі. Структурована кабельна система є модульною, тому її легко розширювати. Наприклад, до магістралі можна додати нову підмережу, не чинячи жодного впливу на наявні підмережі. Можна замінити в окремій підмережі тип кабелю незалежно від іншої частини мережі. Структурована кабельна система є основою для розподілу мережі на легко керовані логічні сегменти, тому що вона сама вже розділена на фізичні сегменти.

·  Забезпечення ефективнішого обслуговування. Структурована кабельна система полегшує обслуговування й пошук несправностей у порівнянні із шинною кабельною системою. При шинній організації кабельної системи відмова одного із пристроїв або сполучних елементів приводить до важкої локалізації відмови всієї мережі. У структурованих кабельних системах відмова одного сегмента не діє на інші, тому що об'єднання сегментів здійснюється за допомогою концентраторів. Концентратори діагностують і локалізують несправну ділянку.

·  Надійність. Структурована кабельна система має підвищену надійність, оскільки виробник такої системи гарантує не тільки якість її окремих компонентів, але і їхню сумісність.

5. Проектування структурованої кабельної системи

Згідно потреб замовника в трьохповерховому будинку необхідно спроектувати мережу для чотирьох підрозділів: дирекції, бухгалтерії, планово-технічного відділу та відділу експлуатації. Відповідно до дирекції входять 6 чоловік, до бухгалтерії 8 чоловік, до планово-технічного відділу 14 чоловік та до відділу експлуатації 7 чоловік.

Припустимо, що дирекція і бухгалтерія розташовані на третьому поверсі будівлі, планово-технічний відділ на другому, а відділ експлуатації на першому поверсі.

Оскільки максимальна швидкість локальної мережі, яку потребує замовник, 100Мбіт/с, то доцільно проект мережі побудувати на основі систем Ethernet 100 Мбіт/c технології 100Base-TX. Даний стандарт передбачає використання в якості середовища передачі кабелю типу „скручена пара" з характеристичним опором 100 Ом (UTP категорії 5 в нашому випадку), а в якості з'єднувачів – конекторів RJ-45. Кабелі UTP 5 категорії неймовірно практичні з точки зору багатосторонності їх застосувань, пропускної здатності та економічності в коштах. Максимальна довжина кабелю не може перевищувати 100 м без втрат в передаточних характеристиках мережі. Топологія мережі 100 Base-TX – це зірка. Перевагою даного стандарту є його дешевизна, легкість впровадження, невеликий об'єм та вага кабелю. Подальше проектування на основі даного стандарту буде направлене на досягнення відповідної гнучкості інфраструктури та придатності для пристосування до нових технологій, які можуть впроваджуватися.

Проектування кабельної системи для підтримки технології 100Мбіт/с буде проводитись згідно стандарту EIA/TIA 568A, що визначає основні вимоги до телекомунікаційного кабелювання в середині офісного оточення, рекомендовані топологія та відстані, параметри середовищ з визначеними характеристиками, призначення провідників та контактів для забезпечення можливостей взаємного з'єднання. У відповідності з ним у будинку повинно міститись 6 підсистем структурованої кабельної системи:

5.1. Приміщення для устаткування необхідно виділити на початковому етапі проектування на кожному поверсі. В нашому випадку нам необхідно три приміщення. Це невеликі приміщення одне над одним для встановлення телекомунікаційного обладнання – телекомунікаційні комірки. Вибір приміщень під телекомунікаційні комірки націлений на невеликі приміщення, такі як приміщення вахтера, для інвентарю або кладові, що не використовуються. При неможливості розміщення телекомунікаційних комірок одна над одною їх можна розмістити на незначних горизонтальних відстанях. При неможливості найти відповідних приміщень чи якщо приміщення знаходяться на невеликій відстані в якості приміщення для устаткування можна використати частину будь-якого приміщення, відгородженого перегородкою. Зручно, щоб дані комірки знаходилися як найближче до центру приміщення, що дозволить скоротити витрати на горизонтальне окабелювання. Бажаною умовою для таких комірок є наявність незалежного електричного живлення та захисту від сторонніх джерел електромагнітного випромінювання і впливів довколишнього середовища. Обов'язково необхідно встановити засоби безпеки для обмеженого доступу до цього приміщення. Приміщення може використовуватися спільно із службами, не пов'язаними з електроживленням, такими як телефон, передавання даних, відео, аварійною сигналізацією, спостереженням та контролем за доступом у приміщення.

На першому поверсі буде розміщена основна телекомунікаційна комірка – головне телекомунікаційне службове приміщення, саме в якому будуть у телекомунікаційних шафах розміщені комутатор та маршрутизатор, а також засоби вводу до будинку. На другому та третьому поверхах – службові телекомунікаційні комірки, в телекомунікаційних шафах в їх межах містяться комутатори та кросові з'єднання. Оскільки розміри будинку не надто великі, то потреби у додаткових розподільчих комірках на поверхах будівлі немає. Розміщення комутаторів побудоване на принципі, що комутатор обслуговує саме той поверх, на якому він розміщений. При виборі моделі комутатора зупинимось на будь-якій моделі фірми Cisco з підтримкою об'єднання у віртуальні мережі на основі мережевих адрес. Характерною рисою таких комутаторів є наявність 24 портів Fast Ethernet. В даних приміщеннях додатково можна зробити запас кабелів для вертикального та горизонтального сполучення, що збільшить гнучкість мережі при її переплануванні. Допускається до 4,5 метрів кабелю всередині комірки.

У найвищій телекомунікаційній комірці, тобто у тій, що знаходиться на третьому поверсі необхідно передбачити анкер для допомоги при протягуванні довгих магістральних кабелів. Придатним анкером може бути стрижень з отвором, розташований на стелі над місцем вводу кабелеводів, який може витримати навантаження, не менше ніж 150кг.

При виборі розміру таких приміщень необхідно забезпечити максимальну гнучкість системи. Тобто, оскільки технології постійно змінюються, може скластись так, що з'явиться необхідність добавити в склад телекомунікаційної комірки новітнє обладнання. У випадку відсутності вільного місця у комірці подібне нововведення може привести до повної перебудови мережі. Тому про проектуванні мережі розмір телекомунікаційної комірки буде визначений із врахуванням додаткового місця для електроживлення та обладнання.

5.2. Телекомунікаційна шафа має бути розміщеною у кожному із приміщень для устаткування. Даний елемент призначений для компактного та зручного розміщення мережевого обладнання. Відповідно, необхідно придбати три телекомунікаційні шафи, що будуть розміщені у кожному приміщенні для обладнання. В телекомунікаційних шафах на 2-у та 3-му поверхах буде розміщено по одному інтелектуальному комутатору. На першому поверсі буде розміщено інтелектуальний комутатор та маршрутизатор. Оскільки інтелектуальні комутатори містять 24 виходи Fast Ethernet, на третьому поверсі приміщення достатньо встановити лише один спільний комутатор для відділення дирекції та бухгалтерії. А їх відокремлення буде здійснене за допомогою віртуальних мереж у наступній частині роботи. Також, в телекомунікаційній шафі зручно розмістити комунікаційну панель, на якій можна легко визначити приналежність кожного із з'єднань в межах шафи та здійснити швидке переключення з'єднань на основі конекторів RJ-45.

5.3. Засоби вводу до будинку містять кабелі, з'єднувальне обладнання, захисні прилади та інші засоби під'єднання зовнішніх комунікацій до приміщення будинку. В нашому випадку тут буде міститись обладнання, необхідне для забезпечення з'єднання із провайдером послуг доступу до Інтернету.

5.4. Магістральне окабелювання забезпечує з'єднання між телекомунікаційними шафами та додатково забезпечує з'єднання до засобів вводу у будинок. Воно складається із магістральних кабелів, проміжного і головного кросових з'єднань, механічних закінчень і комутаційних шнурів або перемичок, які застосовуються для перехресних з'єднань магістральних кабелів з іншими магістральними кабелями.

В даному випадку до складу магістральної частини слід віднести вертикальні з'єднання між поверхами та кабелі між приміщенням для обладнання і засобами вводу в будинок.

До вертикальних з'єднань між поверхами необхідно віднести сполучення комутаторів та маршрутизатора на основі кабелю UTP 5 категорії. З'єднання маршрутизатора і комутатора необхідно здійснити на основі стренжоверного кабелю, тобто прямого. З'єднання між комутаторами здійснюється на основі кросоверного кабелю, тобто із перекрученими 1 та 3 і 4 та 5 провідниками. Дані кабелі необхідно встановити в каблеводи. Оскільки кабельна інфраструктура має бути максимально гнучкою для майбутніх застосувань, а малі каблеводи швидко заповнюються і не можуть бути придатні для нових технологій, необхідно забезпечити хоча б три каблеводи діаметром 100мм та втулки у стінах із великим діаметром на майбутнє використання. Будь-який згин каблеводів має мати максимально можливий радіус (каблеводи мають мати згин із внутрішнім радіусом, не меншим ніж десятикратний діаметр каблеводи, тобто 1000мм). При неможливості дотримання даної вимоги необхідно використати проміжну протяжну коробку розмірами 500х500мм в периметрі та глибиною 150мм. Всі каблеводи, за винятком з'єднувальних трубок між поверхами, повинні бути оснащенні суцільними протяжними нейлоновими тросами діаметром 6мм. Каблеводи повинні виступати із поверхні, яку вони перетинають, не менше ніж на 25 міліметрів, і не більше, ніж на 80 міліметрів. Усі місця переходів через стіни та перекриття повинні бути заповнені матеріалом, який не пропускає полум'я. Оскільки приміщення, в якому відбуваються проектування досить не велика, доступ каблеводів до даху забезпечувати не потрібно. Така побудова магістрального окабелювання забезпечить легке видалення та заміну кабелів в каблеводах у разі майбутньої потреби.

Кабелі між приміщенням для обладнання і засобами вводу в будинок будуть використовуватися лише на першому поверсі між маршрутизатором та засобами введення.

На наступному рисунку представлений вигляд проекту мережі на основі магістральних кабелів, що з'єднують телекомунікаційні шафи у комірках для обладнання між собою та із засобами введення до будинку під єднання до провайдера послуг доступу до Інтернету.

Укладач:

Викладач кафедри

спеціальної підготовки

кандидат юридичних наук

майор внутрішньої служби                                                          В.І.Пазиніч