Глава 7. Структурированные кабельные системы

Для высокоскоростной передачи данных применяются специализированные кабели – витая пара и оптоволокно. Еще в 80-е годы прошлого века было обнаружено, что при уменьшающихся стоимостях таких кабелей и разъемов, стоимость создания кабельных систем и, особенно, их модификация при переездах сотрудников растет и при этом резко превышает стоимость систем телефонной связи. Ответ на вопрос нашла известная консультационная компания Gartner Group. Она предложила строить системы передачи данных по аналогии с телефонными системами – топология «звезда», структурированность системы (разбиение на функциональные модули) и каблирование зданий не по числу существующих сотрудников, а согласно эргономическим требованиям (в России 6 кв. м на человека). Таким образом, число рабочих мест определяется делением площади здания, предназначенной для работы, на 6. Появилось понятие структурированных кабельных систем и стандарты EIA/TIA. Так как по кабельным системам зданий ведется передача данных, и они подключены к компьютерам, возникли жесткие требования по пожарной безопасности и специальные тесты, которые проводит упомянутая выше UL (Underwriters Laboratories). Это тесты на соответствие следующим требованиям:

- предотвращение горения (изоляция и оболочка кабельной системы должны быть негорючими);

- отсутствие выделения дыма при пожаре;

- отсутствие токсичных выделений при пожаре (галогенов).

Кабелям, прошедшим этот тест, присваивается маркировка L(ow)S(moke)Z(ero)H(alogen). Существуют маркировки для коммуникационных кабелей, частично прошедших тесты (например, CMR или OFNR).

Подсистемы кабельной системы здания и кампуса

Структурированная кабельная система (СКС) состоит из совокупности подсистем, каждая из которых представляет набор кабелей, разъемов, соединителей и других продуктов, необходимых для экономичного решения проблемы передачи данных на данной территории. Согласно стандарту построения кабельных систем TIA/EIA 568 СКС имеет следующие характеристики:

1. Топология любых подсистем: звезда.

2. Типы устройств, соединяющих кабельные подсистемы: горизонтальный кросс (HC), промежуточный кросс (IC), главный кросс (MC) и аппаратная (ER) - помещение для активного сетевого оборудования.

Рис.7.1. Типы устройств, соединяющих кабельные подсистемы

3. Между главным и горизонтальным кроссом должно быть не более одного кросса. Между любыми двумя горизонтальными кроссами должно быть не более трех кроссов.

4. Максимальная длина горизонтального сегмента для витой пары не зависит от типа кабеля и составляет 90м.

5. Максимальная длина магистрального сегмента зависит от типа кабеля и может составлять (табл.7.1):

Таблица 7.1. Максимальная длина магистрального сегмента

Вид кабеля	Максимально допустимые расстояния
А (HC-MC)	B (HC-IC)	С (IC-MC)
Витая пара: Многомодовое волокно: Одномодовое волокно:	90 м 2000 м 3000 м	90 м 500 м 500 м	90 м 1500 м 2500 м

При использовании промежуточного кросса IC суммарное расстояние от HC до MC не должно превышать максимальной длины магистрального сегмента.

В стандарте TIA/EIA 568A определены следующие подсистемы структурированных кабельных систем:

- Магистральная подсистема здания (building backbone);

- Магистральная подсистема кампуса (campus backbone); кампус - это совокупность зданий, разнесенных на расстояния, не превышающие указанных в таблице 7.1;

- Горизонтальная подсистема здания (horizontal subsystem);

- Административная подсистема (administrative subsystem);

- Подсистема рабочих мест (workplace subsystem).

Помещения (HC, IC, MC), , где находятся кабельные соединительные устройства называют телекоммуникационными клозетом – TC, а помещения, где находится сетевое оборудование, называют аппаратными – ER (в небольших системах их объединяют с телекоммуникационным шкафом). Покажем эти подсистемы на схеме и опишем подробнее.

Рис.7.2. Подсистемы СКС

Подсистема рабочего места служит для присоединения терминала, компьютера или телефона к горизонтальной подсистеме. Среда передачи - кабель UTP/STP/Coaxial. Присоединение осуществляется при помощи розетки рабочего места. Розетка может содержать специальный адаптер, согласующий сопротивление различных кабельных систем (balun).

Горизонтальная подсистема – это горизонтальная часть кабельной системы. Она соединяет телекоммуникационную розетку в зоне рабочих мест с административной подсистемой этажа в телекоммуникационном клозете. Среда передачи – STP/UTP/Coaxial/Fiber.

Административная подсистема состоит из совокупности коммутационных кабелей (патчкордов), устройств (патчпанелей), соединительных разъемов и блоков, которые подсоединяют горизонтальную подсистему к вертикальной системе здания. Административная подсистема располагается в телекоммуникационных шкафах.

Магистральная подсистема здания (Building Backbone) – вертикальная магистраль здания. Она обеспечивает соединение между узлами административной подсистемы. Среда передачи – UTP/Coaxial/Fiber. Подсистема имеет топологию звезда, в которой каждый горизонтальный клозет (НС) соединен кабелем с главным (MC) или промежуточным (IC) клозетом.

Campus Backbone (Metropolitan Backbone) – кампусная магистраль соединяет различные здания на ограниченной территории. В таблице 7.1 показано, что согласно стандартам протяженность этой магистрали определяется видом оптоволокна и составляет 2500 м для многомодового волокна и 3000 м для одномодового. В общем, такая ограниченная территория соответствует территории локальной сети. Средой передачи обычно является оптоволокно. Топология подсистемы – звезда, в центральном здании находится главный кросс. В главном клозете здания или кампуса осуществляется подключение к городской магистрали или глобальной сети (WAN). Если в кампусе несколько зданий, то главный клозет устраивают в том здании, к которому подходит городская магистраль, а в каждом из остальных зданий устраивается промежуточный клозет.

Стандарты EIA/TIA

Создание кабельных систем основывается на множестве стандартов. Приведем основные стандарты, необходимые для осуществления высокоскоростной передачи данных:

EIA/TIA 568 - стандарт создания телекоммуникаций служебных и производственных зданий, планирование кабельных систем зданий, методика построения системы телекоммуникаций служебных и производственных зданий;

EIA/TIA 569 - стандарт описывает требования к помещениям, в которых устанавливается структурированная кабельная система и оборудование связи;

EIA/TIA 606 - стандарт администрирования телекоммуникационной инфраструктуры в служебных и производственных зданиях;

EIA/TIA 607 – описывает требования к инфраструктуре телекоммуникационной системы заземления и выравнивания потенциалов в служебных и производственных зданиях.

Чаще всего при подключении компьютеров мы встречаемся с необходимостью использовать патчкорды и разъемы RJ-45 для UTP. Существует два стандарта правильного присоединения витой пары (8 жил) к разъему RJ-45: TIA-568A и TIA-568B. С точки зрения электрических характеристик они идентичны. Разница заключается только в цветовой раскладке жил кабеля. Во всем новом сетевом оборудовании используется стандарт TIA-568A.

Приведенный в таблице 7.2 стандарт указан для разъемов и кабелей любых производителей. При этом надо учесть, что для патчпанелей или модулей розеток цветовая раскладка у каждого производителя своя и надо выяснять по конкретной технической документации производителя, что соответствует раскладке 568A для данного устройства.

Patch cord (патчкорд) – это кабель, присоединяющий компьютер к розетке, или сетевое оборудование к коммутационной панели (патчпанели). Чаще всего для этого используют UTP кабель с RJ-45-разъемом или оптоволокно с SC-разъемом. Максимальная длина патчкорда UTP рабочего места не должна превышать 3м, а длина патчкордов в кроссе - 6 м.

Если нужно просто соединить рабочую станцию (PC) и коммутатор (switch) или подсоединить компьютер к розетке, то всегда используется “direct”-разводка. Это означает, что оба разъема патчкорда присоединяются к отрезку кабеля UTP по TIA-568A раскладке (1 и 2 пины - передача, 3 и 6 – прием). При соединении коммутаторов (маршрутизаторов) между собой патчкорды делают с “crossover”-разводкой TIA-568B (1-й пин подсоединен к 3-й жиле, а 2-ой пин к 6-й). Современное высокоскоростное сетевое оборудование имеет специальные порты - MDI-X (media dependent interface cross), в которых на микросхемном уровне выполнено соединение цепи передачи на вход приемника и наоборот. В этом случае нет необходимости иметь “crossover” патчкорды.

Таблица 7.2 Стандарт TIA-568A/B

Раскладка T568A/B RJ-45
Пин	T568A Пара	T568B Пара	T568A Цвет	T568B Цвет	Пины на лицевой стороне коннектора (в гнезде – наоборот)
			бело/зеленая полоса	бело/оранжевая полоса
			целиком зеленый	целиком оранжевый
			бело/оранжевая полоса	бело/зеленая полоса
			целиком синий	целиком синий
			бело/синяя полоса	бело/синяя полоса
			целиком оранжевый	целиком зеленый
			бело/коричневая полоса	бело/коричневая полоса
			целиком коричневый	целиком коричневый

Выводы

Для высокоскоростной передачи данных очень важна среда передачи. Группы компьютеров должны соединяться между собой структурированными кабельными системами. Такие системы состоят из модулей-подсистем (горизонтальная, административная, магистраль здания, магистраль кампуса, подсистема рабочего места) и строятся по стандартам EIA/TIA.

Дополнительная информация

Бюллетень TSB 67, TSB 95, TSB 155 - описание стандартных конфигураций канала связи, стандартных типов кабелей, требований к ним, параметров, обязательных к измерению, минимальные требования к этим параметрам, методы измерения, требования к измерительной аппаратуре.

Контрольные вопросы

1. Главный клозет расположен там, где находится:

A) центр коммутации системы

B) центр управления системы

C) ввод городской магистрали

2. В новой кабельной системе для организации вертикальной (магистральной) подсистемы рационально использовать:

А) толстый коаксиальный кабель;

В) тонкий коаксиальный кабель;

С) STP;

D) оптоволоконный кабель.