Структурированные кабельные системы
Структурированная кабельная система (СКС) — физическая основа информационной инфраструктуры предприятия, позволяющая свести в единую систему множество информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т. д.
СКС представляет собой иерархическую кабельную систему здания или группы зданий, разделённую на структурные подсистемы. Она состоит из набора медных и оптических кабелей, кросс-панелей, соединительных шнуров, кабельных разъёмов, модульных гнезд, информационных розеток и вспомогательного оборудования. Все перечисленные элементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно определённым правилам.
Кабельная система — это система, элементами которой являются кабели и компоненты, которые связаны с кабелем. К кабельным компонентам относится все пассивное коммутационное оборудование, служащее для соединения или физического окончания (терминирования) кабеля — телекоммуникационные розетки на рабочих местах, кроссовые и коммутационные панели (жаргон: «патч-панели») в телекоммуникационных помещениях, муфты и сплайсы;
Структурированная. Структура — это любой набор или комбинация связанных и зависимых составляющих частей. Термин «структурированная» означает, с одной стороны, способность системы поддерживать различные телекоммуникационные приложения (передачу речи, данных и видеоизображений), с другой — возможность применения различных компонентов и продукции различных производителей, и с третьей — способность к реализации так называемой мультимедийной среды, в которой используются несколько типов передающих сред — коаксиальный кабель, UTP, STP и оптическое волокно. Структуру кабельной системы определяет инфраструктура информационных технологий, IT (Information Technology), именно она диктует содержание конкретного проекта кабельной системы в соответствии с требованиями конечного пользователя, независимо от активного оборудования, которое может применяться впоследствии.
В настоящее время действуют 3 основных стандарта в области СКС:
EIA/TIA-568В Commercial Building Telecommunications Wiring Standard (американский стандарт);
ISO/IEC IS 11801 Information Technology. Generic cabling for customer premises (международный стандарт) ;
CENELEC EN 50173 Information Technology. Generic cabling systems (европейский стандарт).
В стандарте EIA/TIA-568В для кабельных линий и для компонентов (кабелей и разъемов) определены следующие категории:
категория 3, пропускающая сигнал в полосе частот до 16 МГц,
категория 5e — полоса частот до 100 МГц,
категория 6 — полоса частот до 250 МГц,
категория 6A — полоса частот до 500 МГц.
В стандарте ISO 11801 и EN 50173 определены классы для кабельных линий:
в полосе частот 16 МГц класс С,
в полосе 100 МГц класс D,
в полосе 250 МГц класс E,
в полосе 500 МГц класс E(A).
Задаваемый действующими стандартами технический уровень элементной базы гарантирует работоспособность устанавливаемой кабельной системы и поддержку ею работы существующих и перспективных приложений на протяжении как минимум 10 лет.
В целом, проект на СКС должен отвечать требованиям (не всем одновременно) стандартов: ЕIА/ТIА-568А и/или ISO/IEC 11801, ЕIА/ТIА-569А, ЕIА/ТIА-606A, национальных и местных нормативов.
В Российской Федерации с 01.01.2010 г. введены в действие ГОСТ Р 53246-2008 и ГОСТ Р 53245-2008, которые определяют общие требования к основным узлам СКС и методику испытания, соответственно.
Приложения, поддерживаемые кабельной системой, должны быть одобрены документами Institute of Electronic and Electrical Engineers (IEEE), Asynchronous Transfer Mode (ATM) Forum, American National Standards Institute (ANSI) или International Organization for Standardization (ISO).
Кабельная инфраструктура должна отвечать требованиям стандартов ANSI ТIА/ЕIА-568-B и ANSI ТIА/ЕIА-569.
На этапе проектирования СКС подбирается оборудование от одного производителя.
Типовые работы по монтажу СКС включают:
установку кабельных каналов (в коробах, лотках, гофротрубе, трубах и т. п.);
пробивку отверстий в стенах;
прокладку кабеля в кабельных каналах;
установку розеток и заделку кабеля в модули розетки;
сборку и установку монтажного шкафа;
установку и набивку патч-панелей и органайзеров.
Технологии ЛВС.
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - Local Area Network, LAN - представляет собой систему распределенной обработки данных, охватывающую небольшую территорию внутри учреждений, вузов, банков, офисов и других. ЛВС — это система взаимосвязанных и распределенных на фиксированной территории средств передачи и обработки информации, ориентированных на коллективное использование общесетевых ресурсов — аппаратных, информационных, программных. ЛВС можно рассматривать как коммуникационную систему, которая поддерживает в пределах одного здания (или территории) один или несколько высокоскоростных каналов передачи информации, предоставляемых подключенным абонентским системам (АС) для кратковременного использования.
Основными компонентами ЛВС являются кабели (передающие среды), рабочие станции (АРМ - автоматизированное рабочее место), платы интерфейса сети (сетевые адаптеры), серверы сети.
Рабочими станциями в ЛВС являются персональные компьютеры (ПК), с помощью которых пользователями сети реализуются прикладные задачи, выполнение которых связано с понятием вычислительного процесса.
Серверы сети - это аппаратно-программные системы, выполняющие функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. В качестве сервера используется мощный ПК, мини ЭВМ или большая ЭВМ.
В ЛВС может быть несколько серверов для управления сетевыми ресурсами, но среди них различают файл-сервер (сервер баз данных) для управления внешними ЗУ (запоминающее устройство) общего доступа и организации распределенных баз данных.
Рабочие станции и серверы соединяются с кабелем коммуникационной сети с помощью сетевых адаптеров, основные функции которых следующие:
организация приема (передачи) данных из/в ПК;
согласование скорости приема/передачи информации (буферизация);
формирование пакета данных;
параллельно-последовательное преобразование (конвертирование);
кодирование (декодирование) данных;
проверка правильности передачи;
установление соединения и обмена данными с требуемым абонентом сети.
Самыми распространенными устройствами сетевых адаптеров являются сетевые карты (network cards).
Кроме того, в ЛВС могут использоваться следующее сетевое оборудование:
приемопередатчики (трансиверы) и повторители (репитеры) - для соединения сегментов ЛВС с шинной топологией. Репитеры (repeaters) усиливают сигнал и восстанавливают его форму;
концентраторы (хабы) - для формирования сети произвольной топологии. Хабы (hubs) - это согласующие устройства, которые связывают все компьютеры с сетевыми адаптерами в один узел и осуществляют передачу данных в пределах этого узла;
мосты - для соединения локальных сетей в единое целое. Мост (bridge) - это устройство, соединяющее две или несколько сетей одного типа, по своему действию мосты похожи на репитеры, но в отличие от последних, могут фильтровать данные, то есть передавать в другие сегменты или сети только часть трафика, что снижает нагрузку каналов связи;
маршрутизаторы и коммутаторы - для реализации функций коммутации и маршрутизации при управлении трафиком (нагрузкой в сети). Маршрутизаторы (routers) служат для организации связи между сетями и передачи данных по оптимальным маршрутам. Маршрутизатор - это специализированный компьютер, который имеет собственный процессор для расчета путей передачи данных, а также память для хранения базы данных маршрутов и характеристик каналов связи. По сравнению с мостом маршрутизатор обеспечивает больший контроль над путями и большую защиту передаваемых данных, однако установить, настроить и эксплуатировать его гораздо сложнее;
модемы (модуляторы/демодуляторы) - для согласования цифровых сигналов, генерируемых компьютером с аналоговыми сигналами телефонной линии;
шлюз (gateway) - это устройство, выполняющее преобразование передаваемых данных из одного формата в другой. Шлюз может быть программным (например, шлюз электронной почты) или аппаратным, например, для связи сети на основе витой пары с сетью на базе волоконной оптики.
анализаторы - для контроля качества функционирования сети;
сетевые тестеры - для проверки кабелей и отыскания неисправностей в системе.
34 CSMA/CD.
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) — технология(802.3) множественного доступа к общей передающей среде в локальной компьютерной сети с контролем коллизий. CSMA/CD относится к децентрализованным случайным (точнее, квазислучайным) методам. Он используется как в обычных сетях типа Ethernet, так и в высокоскоростных сетях (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).
Так же называют сетевой протокол, в котором используется схема CSMA/CD. Протокол CSMA/CD работает на канальном уровне в модели OSI.
Характеристики и области применения этих популярных на практике сетей связаны именно с особенностями используемого метода доступа. CSMA/CD является модификацией «чистого» Carrier Sense Multiple Access (CSMA).
Если во время передачи кадра рабочая станция обнаруживает другой сигнал, занимающий передающую среду, она останавливает передачу, посылает jam signal и ждёт в течение случайного промежутка времени (известного как «backoff delay» и находимого с помощью алгоритма truncated binary exponential backoff), перед тем как снова отправить кадр.
Обнаружение коллизий используется для улучшения производительности CSMA с помощью прерывания передачи сразу после обнаружения коллизии и снижения вероятности второй коллизии во время повторной передачи.
Методы обнаружения коллизий зависят от используемого оборудования, но на электрических шинах, таких как Ethernet, коллизии могут быть обнаружены сравнением передаваемой и получаемой информации. Если она различается, то другая передача накладывается на текущую (возникла коллизия) и передача прерывается немедленно. Посылается jam signal, что вызывает задержку передачи всех передатчиков на произвольный интервал времени, снижая вероятность коллизии во время повторной попытки.
Ethernet является классическим примером протокола CSMA/CD.