Проект структурированной кабельной системы - Кибернетика - Скачать бесплатно
Введение
С середины 80-х годов идет бурное развитие локальных вычислительных сетей
(ЛВС). Они становятся стратегическим ресурсом предприятий, учреждений и
организаций, обеспечивая безошибочную транспортировку информации в скрытом
виде и непрерывным потоком. И если сегодня информация - "кровь
экономической жизни", то кабели - это "кровеносные сосуды", по которым она
движется.
В 1987 г. Группа Гартнера (Gartner Group), американская организация по
исследованию проблем бизнеса, опубликовала результаты своего исследования
большого числа фирм. Она установила, что в организациях в течение года
перемещается приблизительно 22,5% , а в крупных финансовых организациях в
центре города до 200...400% всех работающих [2]. При этом переместить с
места на место пользователя компьютера стоит 1500 $, а телефона - 300 $
[1]. Столь существенная разница объясняется тем, что куда бы работник ни
переместился, телефонную розетку он находит тут же на новом месте, а
пользователю компьютера приходится вызывать бригаду монтажников, которая
несколько часов прокладывает специальный кабель и устанавливает специальные
розетки.
И если Вы не имеете кабельной проводки для ЛВС, аналогичной телефонной, то
в год теряется 0,225 *N* 1500$, где N - число пользователей.
Кроме того, при остановке ЛВС (а 70% простоев ЛВС вызваны неполадками в
кабельной проводке), убытки составляют обычно от 1 до 50 тыс. $ в час [3].
С учетом сказанного и того, что на кабельную систему приходится не более 5%
стоимости ЛВС [3], следует сделать вывод о необходимости разработки т.н.
структурированной кабельной системы (СКС), создающейся по модульному
принципу и содержащей все необходимые компоненты для любого сетевого
решения.
Необходимо добавить, что современное производственное здание становится все
более "интеллектуальным" [2]. Помимо трех капитальных основных инженерных
систем (энергоснабжения, водоснабжения, вентиляции) оно требует создания
четвертой капитальной системы - кабельной.
Действительно, сегодня в здании требуют прокладки кабеля следующие системы:
. телефонная (городская и местная),
. компьютерная (ЛВС),
. телевидения (городского и офисного),
. пожарной сигнализации и пожаротушения,
. охранной сигнализации и наблюдения,
. мониторинга климатических условий и управления ими,
. контроля доступа персонала.
Структурный подход, используемый сейчас большинством системных
интеграторов, заключается в создании инфраструктуры ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО ЗДАНИЯ
на базе структурированных кабельных сетей (СКС). При этом сначала
проектируется и строится СКС - здание, а затем на структурированную
кабельную систему замыкаются необходимые заказчику функциональные системы.
Более рациональным является функциональный подход. Существует список
потребностей или пожеланий заказчика и основной задачей разработчика в этом
случае является интеграция этих систем в единый "организм" в соответствии с
заданной заказчиком моделью.
Вместе с тем ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЕ ЗДАНИЕ можно интерпретировать как "разумно
построенное". Это означает, что здание должно быть спроектировано так, что
все сервисы могли бы интегрироваться друг с другом с минимальными затратами
(с точки зрения финансов, времени и трудоемкости), а их обслуживание было
бы организовано оптимальным образом. Кроме того, процедура изменений
подразумевает также добавление новых сервисов и служб по мере их
возникновения.
Применение принципа интеграции позволяет получить существенные
технологические преимущества:
. реакция на происходящие события более оперативная и точная;
. возможность добавления новых функций, не доступных в случае применения
автономных систем;
. описание текущей ситуации полное, что позволяет проводить более
качественный анализ;
. значительно снижается риск, связанный с «человеческим фактором», то
есть ошибками и/или злоумышленными действиями персонала;
. труд диспетчера систем жизнеобеспечения становится более
интеллектуальным.
Примером "интеллектуального" здания в России может служить созданное в 1997
г. московское здание компании "Анкей" [4], обеспеченное современной
информационной инфраструктурой, т.е. структурированной кабельной системой и
активным специальным оборудованием.
Таким образом, структурированная кабельная система - это настоятельная
потребность сегодняшнего дня.
1. Общие сведения по СКС.
1.1 Возникновение.
С начала 90-х годов получил развитие новый вид промышленной продукции –
структурированные кабельные системы (СКС). Их начали выпускать многие
электронные, коммуникационные и электротехнические компании. Появились
фирмы, производящие соединители, кабели, различные приспособления,
конструкционные устройства и аксессуары.
Возникновение кабельных систем относят к 1984--86 гг. Значительный прорыв в
этой области произошел после принятия в 1991 г. стандарта EIA/TIA-568 и
сопутствующих ему документов. В них получили отражение различные
возможности СКС, и последующее развитие стандартов направлено на
определение рекомендаций по расширению номенклатуры проводки на медных
парах и волоконно-оптических кабелях, интеллектуальной управляемости
структуры и возможности получения необходимой полосы пропускания среды для
мультимедийных приложений со скоростью передачи данных в линиях вплоть до 1
Гбит/с.
Распространение СКС – тенденция, оказавшая заметное влияние на практику
инсталляций кабельных систем. В СКС входят: концентраторы, панели
переключений, стойки, розетки и другие элементы, позволяющие построить
цельную сеть, и получить четкую документацию, упрощающую управление, и тем
сокращающую время простоя сети, а также реконфигурирование (без переделки
существующей проводки) и сопровождение системы.
Принятые принципы архитектурной организации структурированных кабельных
систем определили их универсальность, отвечающую самым взыскательным
требованиям. Широкая номенклатура и высокое качество изделий предопределили
высокую популярность СКС. Они используются не только при разводке силовых
электролиний и модернизации внутренней телефонной сети, но и при построении
коммуникаций систем автоматизации и управления технологическим
оборудованием, прокладке линий охранно-пожарной сигнализации, компьютерных
сетей и информационных систем, включая системы голосовой и видео связи,
передачи компьютерных данных, охранного и промышленного телевидения и т.д.
[8].
1.2 Определение структурированной кабельной системы.
Структурированной кабельной системой (СКС) называется кабельная система:
. имеющая стандартизованную структуру и топологию,
. использующая стандартизованные элементы (кабели, разъемы,
коммутационные устройства и т.п.),
. обеспечивающая стандартизованные параметры (скорость передачи данных,
затухание и проч.),
. управляемая (администрируемая) стандартизованным образом.
Отметим, что термин "стандартизованный" не означает здесь "одинаковый", а
определяет лишь, что все различные СКС строятся по одинаковым принципам и
правилам и в соответствии с национальными и международными стандартами в
области информационных технологий.
Кабельную систему, не обладающую хотя бы одним из перечисленных свойств,
будем называть исключительной кабельной системой (ИКС) (в смысле ее
единственности в своем роде).
В англоязычной литературе для СКС используют термины "generic"
(универсальная) и "structured" (структурированная), а для ИКС используется
слово "proprietary" (частная) [5].
1.3 Преимущества структурированных кабельных систем.
СКС перед ИКС имеют, в основном, следующие преимущества [3]:
1. универсальность: одна кабельная система обслуживает все необходимые в
здании системы: телефонную, ЛВС, пожарную, охранную и др.
2. высокую адаптивную способность к изменениям внешних условий
("гибкость"): действительно, без изменений в пространстве, без
перекладки кабелей СКС легко приспосабливается:
. к изменениям организационной структуры предприятия (организация
новых и ликвидация старых подразделений);
. к передислокации сотрудников и подразделений (например, банк
"BARKLAYS BANK", обладая СКС, переместил за субботу и
воскресенье в новое помещение 590 сотрудников, которые в
понедельник продолжили работу без проблем [3]). Заметим, что
даже при наличии СКС стоимость перемещения одного терминала
равна 750 $ [6];
. к смене типов оборудования и, следовательно, к смене его
поставщиков (заметим, что оборудование обновляется в
компьютерной области примерно за три года), а независимость от
конкретных поставщиков всегда полезна.
3. небольшую численность и моноспециализированность обслуживающего СКС
персонала (не нужны отдельные специалисты по проводке для пожарных,
охранных, телефонных и других систем - нужен лишь администратор СКС);
4. высокую экономичность по критерию "затраты - эффективность". С
определенного момента затраты на поддержание ИКС значительно превышают
аналогичные для СКС. При реальном сроке окупаемости СКС в 3...5 лет
"цена владения" ею оказывается существенно меньшей, чем для ИКС.
1.4 Развитие и стандартизация структурированных кабельных систем.
Необходимость объединения компьютеров на заре развития ЛВС привела к тому,
что кабельные сети с заданными свойствами начинали создавать компьютерные
(IBM и др.) компании, используя различные по типам и характеристикам
элементы (кабели, коннекторы и т.п.) и, как правило, собственной
разработки. Такая ситуация не могла продолжаться долго и очень скоро
возникла потребность в СТАНДАРТИЗАЦИИ кабельных систем и их компонентов.
В период с 1986 по 1991 г. были разработаны и использовались, например,
стандарт IBM, предусматривавший 9 типов кабелей, или система "уровней"
кабелей лаборатории "Underwriters Labs", включавшая пять уровней кабелей по
электромагнитным характеристикам.
Проблемы телекоммуникационных и компьютерных компаний, обусловленные
отсутствием стандартов, продолжали нарастать, и тогда американская
ассоциация Computer Communication Industry Association (CCIA) заказала у
ассоциации Electronic Industry Association (EIA) разработку
основополагающего стандарта. В итоге в июле 1991 г. появился первый в США
(и мире) стандарт на телекоммуникационную проводку в коммерческих зданиях:
"Commercial Building Telecommunication Standard EIA/TIA - 568".
Совершенствование такого рода документов продолжалось и возникали новые.
Некоторые известные на сегодня документы, регламентирующие создание СКС,
представлены в таблице 2.4. К сожалению, в России сегодня нет национального
стандарта, аналогичного упомянутым, и следует опираться на стандарты ISO
при разработке СКС и, в частности, на основной стандарт ISO/EEC 11801:1995
(Е), который подробно рассматривается ниже.
Таблица 2.4 Некоторые документы, регламентирующие создание СКС (по
состоянию на 1997г)
|№ № |Наименование |Сокращенно|Год |Государств|Примечание|
| |документа |е |выпуска |о | |
| | |наименован| | | |
| | |ие | | | |
|1. |Commercial Building|EIA/TIA-56|1991 |США |К |
| |Telecommunications |8 |июль | |настоящему|
| |Wiring Standard | | | |времени |
| | | | | |пересмотре|
| | | | | |н. |
|2. |Administration |TIA/EIA-60|1993 |США | |
| |Standard for the |6 |февраль | | |
| |Telecommunication | | | | |
| |of Commercial | | | | |
| |Buildings | | | | |
|3. |Commercial Building|TIA/EIA-60|1994 |США | |
| |Grounding and |7 |август | | |
| |Bonding | | | | |
| |Requirements for | | | | |
| |Telecommunications | | | | |
|4. |Information |ISO/IEC |1995 май|Международ| |
| |technology - |11801 | |ный | |
| |Generic cabling for| | |стандарт. | |
| |customer premises | | | | |
|5. |Information |EN 50173 |1995 |Европейски| |
| |Technology: Generic| |Август |й | |
| |Cabling Systems | | |стандарт, | |
| | | | |Великобрит| |
| | | | |ания | |
|6. |Transmission |TSB67 |1995 |США |Не |
| |Performance | |октябрь | |является |
| |Specifications for | | | |официально|
| |Field Testing of | | | |стандартом|
| |Unshielded Twisted | | | |. |
| |- Pair Cabling | | | | |
| |Systems | | | | |
|7. |Commercial Building|TIA/EIA-56|1995 |США | |
| |Telecommunications |8-A |октябрь | | |
| |Cabling Standard | | | | |
1.5 Международный стандарт ISO/IEC 11801 "Информационная технология –
Универсальная Кабельная Система для зданий и территории заказчика"
В 1995 г. Международная организация по стандартизации (ISO) и Международная
электротехническая комиссия (IEC), имеющие объединенный технический комитет
#1 (JTC 1), в котором есть подкомитет 25 (SC 25), а в нем - рабочая группа
#3 (WG 3), выпустили стандарт [7], полное наименование которого
записывается следующим образом: International Standard ISO/IEC
JTC1/SC25/WG3/11801 "Information Technology -Generic Cabling for Customer
Premises".
Достаточное для правильных ссылок его наименование имеет вид: Стандарт
ISO/IEC 11801:1995 (Е), а жаргонное наименование - Стандарт 11801.
Название стандарта можно перевести на русский язык следующим образом:
"Информационная технология - Универсальная кабельная система для зданий и
территории Заказчика".
Стандарт содержит 105 страниц текста, 35 рисунков, 38 таблиц и состоит из
Предисловия, Введения, 11 разделов и 9 приложений, 6 из которых
предназначены только для информации.
Стандарт предполагает, что универсальная кабельная система, им
определенная, будет иметь "силу" в течение 10 лет.
Стандарт обеспечивает:
. пользователей - независимой от применений универсальной кабельной
системой и открытым рынком ее компонент;
. пользователей - гибкой кабельной схемой, так что модификации ее
легки и экономичны;
. строителей-профессионалов - руководством, позволяющим приспособить
здание к кабелям еще до того, как станут известны специфические
требования;
. стандартизаторов в промышленности и применениях - кабельной
системой, которая поддерживает выпускаемые изделия и обеспечивает
основу для разработки будущих изделий.
Стандарт ISO/IEC 11801:1995 (Е) определяет универсальную кабельную систему
для использования внутри коммерческих территорий, которые могут содержать
одно или несколько строений на участке.
Стандарт оптимален для участков, имеющих географический размах до 3000 м,
офисную площадь - до 1 000 000 кв.м и "население" - от 50 до 50 000 чел.
Рекомендуется, чтобы принципы этого стандарта применялись к инсталляциям,
не выпадающим из этих рамок.
Структурированная кабельная система, определенная этим стандартом,
поддерживает широкий диапазон систем, обрабатывающих голос, цифровые
данные, текст, изображение и видеоинформацию.
Стандарт определяет следующие основные крупные группы требований к СКС:
. структуру и минимальную конфигурацию СКС,
. требования к реализации (изготовлению) СКС,
. требования к характеристикам отдельных линий кабельной системы,
. процедуры контроля (поверки) и требования соответствия
конкретной СКС данному стандарту. Ниже некоторые требования
рассмотрены более подробно.
1.6 Структура СКС.
Функциональные элементы
Обобщенная кабельная система включает в себя следующие функциональные
элементы:
. Главный Распределительный Пункт (ГРП)
. Магистральный кабель территории
. Распределительный Пункт Здания (РПЗ)
. Магистральный кабель здания
. Распределительный Пункт Этажа (РПЭ)
. Горизонтальный кабель
. Точка перехода (ТП)
. Телекоммуникационный Разъем (ТР)
Группы этих элементов объединяются в кабельные подсистемы.
Кабельные подсистемы
Обобщенная кабельная подсистема состоит из трех кабельных подсистем:
. Магистральная подсистема территории
. Магистральная подсистема здания
. Горизонтальная подсистема
Объединение трех кабельных подсистем формирует структуру обобщенной сети.
Магистральная кабельная система территории простирается от главного
распределительного пункта до распределительных пунктов здания, обычно
расположенных в разных зданиях. Система состоит из: магистральных кабелей
территории, механического окончания кабелей (в главном распределительном
пункте и в распределительных пунктах этажа), кроссовых соединений в главном
распределительном пункте. Кабели системы могут соединять распределительные
пункты здания между собой
Магистральная кабельная система здания простирается от распределительного
пункта здания до распределительных пунктов этажа. Система состоит из:
магистральных кабелей здания, механического окончания кабелей (в
распределительном пункте здания и в распределительных пунктах этажа),
кроссовых соединений в распределительном пункте здания. Кабели системы не
могут иметь точек перехода, а медные кабели выполняются без сращивания.
Горизонтальная кабельная подсистема простирается от распределительного
пункта этажа до телекоммуникационных разъемов на рабочих местах.
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.
Обобщенная кабельная система показана на рисунке.
[pic]
Кабельная система рабочего места соединяет телекоммуникационный разъем
рабочего места с терминальным оборудованием. Кабели этой системы не входят
в круг требований стандарта, хотя стандарт специфицирует их предельную
длину и рабочие характеристики [8].
1.7 Общая структура СКС
Обобщенная кабельная система имеет структуру иерархической звезды, которая
может принимать форму, изображенную на рисунке ниже.
[pic]
Количество и тип подсистем, включенных в систему, зависит от географии и
размеров территории предприятия, а также от стратегии пользователя.
Например для территории, включающей только одно здание, центральной точкой
является распределительный пункт здания, и отпадает необходимость в
магистральной подсистеме территории. С другой стороны, большое здание может
рассматриваться как территория с главным распределительным пунктом и
распределительными пунктами зданий.
Для некоторых прикладных систем дополнительные соединения между
распределительными пунктами здания и этажа допустимы и желательны. Кабели
магистральной подсистемы здания могут обеспечивать такие соединения. Однако
эти соединения будут избыточными по отношению к рекомендованной базовой
структуре.
Функции распределительных пунктов разного типа могут быть объединены в
одном. На рисунке изображен пример.
[pic]
В здании на переднем плане каждый тип распределительного пункта изображен
отдельно. В здании на заднем плане показан распределительный пункт,
соединяющий в себе функции пункта здания и пункта этажа [8].
Размещение распределительных пунктов
Распределительные пункты размещаются в шкафах оборудования или помещениях
оборудования. На рисунке ниже показано типичное размещение функциональных
элементов. Для прокладки кабелей используются подходящие элементы
конструкции здания, такие как воздуховоды, тоннели, кабельные лотки, и т.
д.
[pic]
1.8 Интерфейсные места кабельной системы
Интерфейсные места обобщенной кабельной системы размещаются на концах
каждой подсистемы. В этих точках возможно подключение оборудования
прикладных систем. На рисунке изображены потенциальные места
распределительных пунктов для подключения оборудования.
[pic]
К распределительному пункту может быть подключен кабель связи с внешними
службами, для подключения оборудования может использоваться как соединение
через кросс, так и непосредственное соединение.
Расстояние от внешних служб до главного распределительного пункта имеет
решающее значение. Характеристики кабеля между
|
