SMARTech Inteligentny Dom Skwer Wyszyńskiego 5/ Warszawa. Okablowanie strukturalne. Poradnik SMARTech

Transkrypt

1 SMARTech Okablowanie strukturalne Poradnik SMARTech Pod adresem czekamy na wszelkie pytania, wątpliwości i opinie Na ten i inne poradniki można się zapisać na stronie /poradnik. Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 1

2 SMARTech SPIS TREŚCI 1 OKABLOWANIE STRUKTURALNE BUDYNKÓW GENEZA POWSTANIA OKABLOWANIA STRUKTURALNEGO POCZĄTKI OKABLOWANIA STRUKTURALNEGO ISTOTA OKABLOWANIA STRUKTURALNEGO ELEMENTY OKABLOWANIA STRUKTURALNEGO POLARYZACJA SEKWENCJA PROTOKOŁY SYSTEMY INSTALACYJNE NORMY DOTYCZĄCE OKABLOWANIA STRUKTURALNEGO Wprowadzenie Normy Różnice pomiędzy normami PROJEKTOWANIE INFRASTRUKTURY OKABLOWANIA STRUKTURALNEGO KOEGZYSTENCJA SIECI KOMPUTEROWEJ I DEDYKOWANEJ INSTALACJI ELEKTRYCZNEJ ZASILACZE UPS Niniejsze opracowanie jest fragmentem pracy magisterskiej: OBIEKT INTELIGENTNY JAKO PRZYKŁAD INTEGRACJI SYSTEMÓW STEROWANIA I TRANSMISJI INFORMACJI napisanej na: POLITECHNICE WARSZAWSKIEJ WYDZIAŁ TRANSPORTU ZAKŁAD TELEKOMUNIKACJI W TRANSPORCIE Marcin Makowski Nr indeksu Marcin Różyc Nr indeksu Promotor pracy: Dr inż. Waldemar Szulc Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 2

3 SMARTech 1 OKABLOWANIE STRUKTURALNE BUDYNKÓW. 1.1 Geneza powstania okablowania strukturalnego. W celu zrozumienia istoty okablowania strukturalnego i przyczyn jego powstania, należy przyjrzeć się systemom komputerowym oraz okablowaniu stosowanym w połowie lat siedemdziesiątych. Były to początki sieci komputerowych. Większość firm posiadała na swoim wyposażeniu tylko jeden komputer centralny oraz kilka podłączonych do niego terminali. Związane to było z bardzo wysokimi kosztami samego sprzętu komputerowego oraz brakiem wystarczającej liczby wyszkolonego personelu do obsługi urządzeń komputerowych. W przypadku niezbyt rozbudowanych systemów o takiej konfiguracji, terminale były najczęściej zlokalizowane dość blisko komputera centralnego. Wynikało to z faktu, że kable używane do podłączania terminali były (w porównaniu ze stosowanymi obecnie) bardzo niskiej jakości. Dodatkowo do każdego systemu były dedykowane specjalne kable, pochodzące od producenta komputera, co utrudniało ich integrację. Spadek cen systemów komputerowych, a także rozwój asortymentu i oprogramowania komputerowego, spowodował rozpowszechnienie się komputerów w różnych działach przedsiębiorstw. Zróżnicowanie protokołów transmisji i rodzajów stosowanych złącz dla każdego działu, pociągało za sobą konieczność użycia różnych typów okablowania łączącego jednostki centralne z terminalami. Rozwiązanie takie charakteryzowało się bardzo wysokimi kosztami instalacji, małą podatnością na modyfikacje oraz długim czasem naprawy w przypadku uszkodzenia. Rozrastanie się sieci okablowania powodowało, że szybko przekształcały się one w dużą ilość różnego typu złącz i kabli, często określanych mianem spaghetti cabling. Prowadziło to do niemożności wykorzystania całego systemu w sposób efektywny. Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 3

4 SMARTech Inny problem polegał na tym, że w przypadku konieczności zmiany lokalizacji któregokolwiek z terminali, trzeba było do nowego punktu doprowadzić nowe kable, co wiązało się z dodatkowymi kosztami i powodowało zakłócenia w środowisku pracy. 1 [3] 1.2 Początki okablowania strukturalnego. W okresie późniejszym opracowano rozwiązanie polegające na obsłudze prawie wszystkich popularnych systemów transmisji danych przez wykorzystaniu jednego rodzaju kabla. Tym kablem został kabel miedziany czteroparowy, z parami skręconymi między sobą tworząc tzw. splot norweski, który został nazwany skrętką nieekranowaną (UTP z ang. Unshielded Twisted Pair). Kabel ten znalazł powszechne zastosowanie w sieciach teleinformatycznych. Stało się to możliwe dzięki stosowaniu przejściówek (baluny, adaptery) dostosowujących specyficzne systemy do współpracy z okablowaniem UTP. Pozwoliło to na doprowadzenie tego samego, pojedynczego kabla do każdego z gniazdek telekomunikacyjnych w budynku, zamiast dwóch lub trzech kabli różnego typu. Ponieważ UTP był kablem o bardzo wysokiej jakości, zwiększyły się znacznie odległości, na które można było przesyłać dane, a niewielki koszt kabla pozwalał na zainstalowanie o wiele większej ilości gniazd telekomunikacyjnych na większej przestrzeni, niż było to możliwe w systemach dedykowanych. W tym momencie potrzebna była jeszcze łatwa metoda dokonywania połączeń w punkcie rozdzielczym. Pozwoliłaby ona użytkownikom na efektywniejsze korzystanie z systemu. Sposób, w jaki uzyskano ten rodzaj połączeń polegał na odwzorowaniu każdego portu komputera centralnego na tablicy rozdzielczej (panelu) i każdego punktu terminalowego na oddzielnej tablicy. Dzięki zastosowaniu modułowych gniazdek RJ45 na każdym z paneli, połączenia krosowe można było uzyskać przez podłączenie krótkiego przewodu zwanego 1 Browarski J. : Materiały szkoleniowe Molex Permise networks Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 4

5 SMARTech kablem krosowym między portem odpowiedniego systemu i portem w panelu stanowisk terminalowych. 2 [3] Metoda połączeń krosowych pozwala na dostęp do każdego systemu z każdego gniazda telekomunikacyjnego w budynku. Wszelkie przeniesienia, zmiany lub zwiększenie liczby personelu czy systemów, mogły być dokonywane przez zamontowanie dodatkowych tablic rozdzielczych oraz przełączanie kabli krosowych do odpowiednich portów. Rozwiązanie to zapewnia łatwą i szybką lokalizacje i naprawę ewentualnych uszkodzeń sieci. 1.3 Istota okablowania strukturalnego. Koncepcja okablowania strukturalnego polega na takim przeprowadzeniu sieci kablowej w budynku, by z każdego punktu telekomunikacyjnego był dostęp do sieci komputerowej (LAN) oraz usług telefonicznych. Jedynym sposobem uzyskania tego stanu jest system okablowania budynku posiadający o wiele więcej punktów abonenckich, niż jest ich przewidzianych do wykorzystania w momencie projektowania i instalacji. Wymaga to instalacji gniazd w regularnych odstępach w całym obiekcie, tak by ich zasięg obejmował wszystkie obszary, gdzie może zaistnieć potrzeba skorzystania z dostępu do sieci. Zakłada się, że powinno się umieścić jeden podwójny punkt abonencki (2xRJ45) na każde 10 metrów kwadratowych powierzchni biurowej. Oczywiście dopełnieniem tego punktu powinno być również gniazdko sieci elektrycznej, najlepiej dedykowanej, która zapewni odpowiednią jakość dostarczanego prądu. 3 [3] Tak rozwiązany system okablowania pozwala przesunąć dowolne stanowisko pracy do wybranego miejsca w budynku i zapewnić jego podłączenie do każdego systemu teleinformatycznego przez proste podłączenie kabla. 2 Browarski J. : Materiały szkoleniowe Molex Permise networks 3 Browarski J. : Materiały szkoleniowe Molex Permise networks Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 5

6 SMARTech 1.4 Elementy okablowania strukturalnego. W sieci okablowania strukturalnego wyróżnia się następujące elementy tworzące strukturę sieci (rysunek 3.1.): 1. Okablowanie pionowe (wewnątrz budynku) - kable miedziane lub/i światłowody ułożone zazwyczaj w głównych pionach (kanałach) telekomunikacyjnych budynków, realizujące połączenia pomiędzy punktami rozdzielczymi systemu. 2. Punkty rozdzielcze - miejsca będące węzłami sieci w topologii gwiazdy, służące do konfiguracji połączeń. Punkt zbiegania się okablowania poziomego, pionowego i systemowego. Zazwyczaj gromadzą sprzęt aktywny zarządzający siecią (koncentratory, przełączniki itp.). Najczęściej jest to szafa lub rama 19-calowa o danej wysokości wyrażonej w jednostkach U (1U=45 mm). 3. Okablowanie poziome - część okablowania pomiędzy punktem rozdzielczym, a gniazdem użytkownika. 4. Gniazda abonenckie - punkt przyłączenia użytkownika do sieci strukturalnej oraz koniec okablowania poziomego od strony użytkownika. Zazwyczaj są to dwa gniazda RJ-45 umieszczone w puszce lub korycie kablowym. 5. Połączenia systemowe oraz terminalowe - połączenia pomiędzy systemami komputerowymi a systemem okablowania strukturalnego. 6. Połączenia telekomunikacyjne budynków - często nazywane okablowaniem pionowym międzybudynkowym lub okablowaniem campusowym. Zazwyczaj realizowane na wielowłóknowym zewnętrznym kablu światłowodowym. Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 6

7 SMARTech 1. Okablowanie pionowe 2. Punkty rozdzielcze 3. Okablowanie poziome 4. Gniazda abonenckie 5. Połączenia systemowe 6. Połączenia międzybudynkowe Rys Elementy systemu okablowania strukturalnego. Opracowanie własne na podstawie 4 [3] 1. Okablowanie pionowe. Okablowanie pionowe łączy ze sobą główny punkt dystrybucyjny z pośrednimi punktami dystrybucyjnymi. Wykonane jest ono najczęściej z kabli światłowodowych. Okablowanie pionowe zalecane przez MOLEX PREMISE NETWORKS to minimum 6-cio włóknowy kabel światłowodowy wielomodowy (długość do 1500 m dla okablowania szkieletowego międzybudynkowego z ang. backbone). Można wykonywać okablowanie pionowe również w oparciu o skrętkę czteroparową. W tym przypadku długość jego nie może przekroczyć 90m. Okablowanie pionowe telefoniczne może mieć długość do 800m. Wykonane jest ono najczęściej z wieloparowych kabli miedzianych UTP (25 lub Browarski J. : Materiały szkoleniowe Molex Permise networks Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 7

8 SMARTech parowych). Podane odległości są zgodne z normami: amerykańską (EIA/TIA 568), międzynarodową (ISO/IEC 11801) i europejską (EN 50173). Kable światłowodowe (rysunek 3.2.) oferowane na rynku do zastosowań w okablowaniu strukturalnym można zasadniczo podzielić na kable o konstrukcji ścisłej lub luźnej tuby. Inne konstrukcje są rzadziej spotykane (np. kable rozetowe, taśmowe). Kable o konstrukcji ścisłej tuby stosuje się zazwyczaj wewnątrz budynku. Są to włókna światłowodowe umieszczone w buforze/izolacji o średnicy zewnętrznej 0.9 mm. Na takich włóknach można zakładać bezpośrednio złącza światłowodowe (ST, SC, MT-RJ lub inne). Kable światłowodowe o konstrukcji luźnej tuby zazwyczaj stosuje się na zewnątrz budynku (podwieszane kabel światłowodowy dielektryczny, w kanalizacji wtórnej lub bezpośrednio zakopywane w ziemi kabel światłowodowy zbrojony). Włókna światłowodowe umieszczone są w tubach wypełnionych żelem silikonowym, zapewniających ochronę włókien przez naprężeniami i oddziaływaniem warunków atmosferycznych (temperatura, wilgotność). 5 [3] Rys Kable światłowodowe 6 [8] Kabel uniwersalny przeznaczony jest standardowo do kładzenia w kanalizacji wtórnej na zewnątrz budynku. Posiada on niepalną izolację (LSZH z ang. Low Smoke Zero Halogen) i 5 Browarski J. : Materiały szkoleniowe Molex Permise networks 6 Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 8

9 SMARTech spełnia wymogi przepisów przeciwpożarowych, dlatego może być również stosowany wewnątrz budynków. Kabel zbrojony może być zakopywany bezpośrednio w ziemi. Posiada metalowe zbrojenie chroniące kabel przez gryzoniami, jak też przypadkowym uszkodzeniem. 2. Punkty rozdzielcze Punkt rozdzielczy jest miejscem, w którym znajdują się wszystkie elementy łączące okablowanie pionowe z poziomym oraz elementy aktywne sieci teleinformatycznej (koncentratory, przełączniki, itp.). Fizycznie jest to szafa (stojąca, naścienna) lub rama rozdzielcza z panelami oraz elementami do przełączania i podłączania przebiegów kablowych. Możliwe jest także umieszczenie elementów rozdzielczych bezpośrednio na ścianie lub półce. Główny punkt rozdzielczy (MDF - ang. Main Distribution Frame) - stanowi centrum okablowania w topologii gwiazdy. Zbiegają się w nim kable z sąsiednich budynków, pięter i miejskiej centrali telefonicznej oraz odchodzą przebiegi pionowe (do pośrednich punktów IDF w obiekcie) i poziome do punktów abonenckich zlokalizowanych w pobliżu MDF (do 90m). Często umieszczony jest na parterze lub na środkowej kondygnacji budynku (np. 2 piętro budynku 4 piętrowego), w jego pobliżu znajduje się centralka telefoniczna, serwer lub inny sprzęt aktywny. Pośredni punkt rozdzielczy (IDF - ang. Intermediate Distribution Frame lub inaczej SDF - ang. Sub-Distribution Frame) - jest lokalnym punktem dystrybucyjnym obsługującym najczęściej dany obszar roboczy lub piętro. Aby przydzielić użytkownikowi podłączonemu do jakiegoś gniazda abonenckiego wybrany kanał komunikacji w systemie komputerowym lub telefonicznym, wystarczy połączyć odpowiednie gniazdo (port) panelu systemowego z gniazdem panelu rozdzielczego odzwierciedlającego gniazda użytkowników. Umiejscowienie punktów rozdzielczych jest wyznaczane przy uwzględnieniu maksymalnej długości 90m przebiegów kablowych poziomych, obejmujących dany obszar roboczy. Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 9

10 SMARTech Na rysunku 3.3. pokazany jest typowy punkt rozdzielczy dla niewielkich instalacji (do kilkuset punktów). Uwzględniono na nim zalecony rozkład dla elementów w szafie rozdzielczej. Przy dużych instalacjach sieci okablowania strukturalnego, należy tak projektować układ punktów rozdzielczych, aby minimalizować długości kabli krosowych. 7 [35] Rys Punkt dystrybucyjny 8 [35] 3. Okablowanie poziome. Standardowym nośnikiem sygnałów w okablowaniu poziomym jest skrętka czteroparowa miedziana kategorii 5. Chociaż coraz częściej spotkać można jako medium transmisyjne kabel światłowodowy wielomodowy (instalacja OFTD z ang. Optical Fibre to the Desk czyli światłowód do biurka). 7 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks 8 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 10

11 SMARTech Występują dwa rodzaje skręconych kabli miedzianych czteroparowych: kabel nieekranowany - UTP (z ang. Unshielded Twisted Pair); kabel ekranowany z ekranem w postaci folii lub plecionki z drutów stalowych - FTP (z ang. Foiled Twisted Pair) lub STP (z ang. Shielded Twisted Pair). Skręt każdej pary kabla jest inny, co wpływa na zmniejszenie zjawiska przesłuchów pomiędzy poszczególnymi przewodami, co w znacznym stopniu powodowało zakłócenia. Skręcenie tych par przewodów nazywane jest splotem norweskim. 9 [35] 4. Okablowanie ekranowane. Okablowanie ekranowane jest droższe w instalacji i trochę bardziej wymagające uwagi niż okablowanie nieekranowane. Ocenia się, że wykonanie instalacji ekranowanej zwiększa całkowity koszt o około 50%. Okablowanie ekranowane ma jednak niezaprzeczalne zalety: zmniejsza emisję elektromagnetyczną na zewnątrz sieci i zwiększa odporność na zakłócenia, przy spełnieniu rygorystycznego warunku, jakim jest poprawne zakańczanie kabli i uziemianie ekranu kabla oraz paneli i całych punktów dystrybucyjnych. Uziemienie takie powinno spełniać wymagania określone w zaleceniach producenta okablowania (np. firma Molex Premise Networks zaleca, aby uziom, do którego podłączona jest instalacja ekranowana miał rezystancję poniżej 1Ω). Zastosowanie okablowania STP w szybkich sieciach teleinformatycznych wynika na ogół z potrzeby: Zabezpieczenia przesyłanych sygnałów od wpływów otoczenia (ochrona danych sygnałowych przed zakłóceniami środowiskowymi EMI oraz RFI). Odizolowanie środowiska od przesyłanych sygnałów (utajnienie przesyłanych danych). Ochrony sygnałów przed zakłóceniami pochodzącymi od innych kabli informatycznych. 9 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 11

12 SMARTech Minimalizacji potencjalnych przyszłych problemów związanych z zagęszczaniem sprzętu i linii w budynku. 10 [35] 5. Punkt abonencki. Punkt abonencki, do którego przyłączony jest użytkownik sieci strukturalnej składa się standardowo z podwójnego gniazda typu RJ 45 (rysunek 3.4.) i ewentualnie dodatkowego gniazda światłowodowego, umieszczonych najczęściej w puszce instalacyjnej (natynkowej, podtynkowej lub przeznaczonej pod suchy tynk). Zaleca się umieszczenie jednego podwójnego punktu abonenckiego na każde 10 metrów kwadratowych powierzchni okablowywanej w budynku. Na rynku spotyka się dwa standardowe rozmiary pojedynczych modułów RJ 45 o wymiarach 25x50mm (Euromod M1) i 22,5x45mm (ModMosaic ). 11 [35] Rys Konfiguracja punktu abonenckiego. 12 [19] 10 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks 11 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks 12 Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 12

13 SMARTech 1.5 Polaryzacja. Polaryzacja określa fizyczne wymiary i kształt gniazda modularnego oraz wtyczki, np. RJ 11, RJ 12 lub RJ 45. Przykładowe rodzaje wtyczek modularnych pokazane zostały na rysunku 3.5. Przykładowe rodzaje gniazd i wtyków stosowanych w sieciach teleinformatycznych to: WE8W/RJ45 - wtyk 8 pinowy (z ang. Western Electric 8 Wires); WE6R - gniazdo dla wtyku MMJ (z ang. Modified Modular Jack), stary typ opracowany przez firmę DEC; WE6W/RJ12 - wtyk 6 pinowy; WE4W/RJ11 - wtyk 4 pinowy o takich samych wymiarach zewnętrznych jak wtyk RJ12; Norma EN dopuszcza do zastosowania w nowych sieciach okablowania strukturalnego tylko gniazda typu WE8W i wtyki RJ45 dla złączy miedzianych. 13 [19] Rys Rodzaje gniazd modularnych 13 Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 13

14 SMARTech 1.6 Sekwencja. Sekwencja wyznacza porządek, w jakim żyły kabla są podłączane do odpowiednich pinów (zacisków) modularnych wtyczki lub złącza. Wyróżniamy następujące rodzaje sekwencji (rysunek 3.6.): USOC - występująca powszechnie w telefonii (rysunek 3.7.); EIA 568B - najpowszechniej stosowana w sieciach okablowania strukturalnego (lub pokrewna do niej 10Base-T); EIA 568A w porównaniu z sekwencją 568B zamienione są miejscami para 2 i 3; EIA 356A trzyparowa wersja sekwencji 568B, w której para 4 została pominięta (piny 7 i 8 nie są podłączone).14[35] Rys Rodzaje sekwencji. 15 [19] 14 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks 15 Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 14

15 SMARTech Rys Sekwencja USC. 16 [19] 1.7 Protokoły. Protokoły transmisyjne są to standardy określające sposób wymiany danych pomiędzy urządzeniami sieciowymi, umożliwiające współpracę ze sobą urządzeń produkowanych przez różnych producentów. Najczęściej stosowane protokoły sieciowe w sieciach lokalnych to: Ethernet 10Base-T, Ethernet 100Base-T, Token Ring, FDDI i ATM. Okablowane strukturalne dopuszcza stosowanie wszystkich protokołów sieciowych, które mogą być zrealizowane na fizycznej topologii gwiazdy o częstotliwościach niewykraczających poza pasmo 100 MHz (określone dla kategorii 5 wg normy EIA/TIA 568A oraz klasy D wg normy ISO/IEC 11801, a także normy europejskiej EN 50173). W praktyce wszystkie działające obecnie protokoły transmisji danych przeznaczone do stosowania w lokalnych sieciach komputerowych mogą być zaimplementowane na bazie okablowania strukturalnego kategorii 5. W ostatnim czasie powstał projekt standardu zatwierdzający stosowanie protokołu Ethernet 1000Base-T przy wykorzystaniu okablowania kategorii 5 (IEEE ab) Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 15

16 SMARTech Warto zwrócić uwagę na to, że bardzo często mylone są dwa pojęcia: szybkość transmisji danych i pasmo częstotliwości w okablowaniu strukturalnym. Szybkość transmisji danych wyrażana jest w jednostkach Mb/s (Megabity na sekundę) natomiast kategoria 5 zgodnie z normą określa okablowanie strukturalne, które może przenieść sygnały w paśmie do 100 MHz na odległość do 100 m. Często można spotkać się z poglądem, że w sieci okablowania strukturalnego kategorii 5 maksymalną szybkością transmisji, jaką można osiągnąć jest 100 Mb/s. Przy obecnym stanie technologii nie jest to prawda. Prędkość transmisji danych zależy nie tylko od pasma częstotliwości, ale także od sposobu kodowania danych. Aktualnie stosowane kody są bardzo efektywne i pozwalają na uzyskiwanie dużych prędkości przy wykorzystaniu stosunkowo wąskiego pasma częstotliwości. Poza tym w okablowaniu strukturalnym sygnały mogą być przekazywane po więcej niż po jednej parze przewodów. Powoduje to również zwiększenie prędkości (standard Ethernet 1000Base-T przewiduje transmisję danych przy wykorzystaniu wszystkich czterech par przewodów, a nie tylko dwóch jak w przypadku Ethernet 10Base-T i Ethernet 100Base-T). Dlatego też w okablowaniu kategorii 5 mogą być przesyłane sygnały z prędkością większą niż 100 Mb/s Systemy instalacyjne. Z systemami okablowania strukturalnego są ściśle związane systemy instalacyjne, służące do technologicznego okrycia i estetycznego wkomponowania infrastruktury kablowej w konstrukcję budynku. W skład tego systemu wchodzą: kanały kablowe; listwy kablowe; listwy napodłogowe; kanały do instalacji w narożnikach; koryta kablowe; kolumny i minikolumny aluminiowe; 17 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 16

17 SMARTech kasetony podłogowe; szafy i stojaki dystrybucyjne. 18 [22] Kanały kablowe Kanały kablowe służą do prowadzenia głównych tras kablowych w rozbudowanych sieciach teleinformatycznych (od 100 do 500 gniazd RJ45 i od 150 do 750 gniazd elektrycznych na kondygnacji). Główne trasy kablowe mogą np. przebiegać na ścianach korytarzy. Kanały mają szerokość ok. 60 mm do 200 mm. Oprócz korpusu kanału, pokryw i przegród, kanały kablowe wyposażone są w bogaty zestaw akcesoriów, takich jak zaślepki końcowe, regulowane kąty (wewnętrzny i zewnętrzny), spinki do podtrzymywania kabli, uchwyty do przyłączy itp. Listwy kablowe Listwy kablowe służą do budowy tras kablowych podrzędnych w stosunku do tras głównych realizowanych z użyciem kanałów kablowych. Przykładami tras podrzędnych są trasy prowadzone w pokojach biurowych, do których dochodzi się z trasy głównej. Zakresy listew i kanałów kablowych mogą się pokrywać. Listwy kablowe są produkowane w różnych typoszeregach wymiarowych, np. od 20 mm do 100 mm. Listwy napodłogowe W większych pomieszczeniach biurowych zachodzi konieczność wykonania dodatkowego odcinka trasy. Pomocne wtedy są plastikowe listwy napodłogowe. Układa się je na podłodze, a w nich umieszcza się kable i przewody elektryczne, co jest możliwe dzięki zastosowaniu dwóch lub trzech komór separujących kable sieci komputerowej względem przewodów elektrycznych. Listwa powinna być bardzo płaska, aby nie utrudniać chodzenia. Na rysunku 3.8. pokazano listwę napodłogową ułożoną między wysoką kolumną aluminiową a minikolumną w celu doprowadzenia przewodów elektrycznych do tej ostatniej. 19 [22] 18 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka wydanie I, Warszawa IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka wydanie I, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 17

18 SMARTech a) listwa napodłogowa między kolumną i minikolumną Kolumna aluminiowa Minikolumna aluminiowa Listwa napodłogowa b) przekroje poprzeczne listwy napodłogowej Rys Listwa napodłogowa. Opracowanie własne na podstawie 20 [22] Kanały do instalacji w narożnikach Kanały te, jako nowość w systemach instalacyjnych, montuje się w narożnikach pokoi biurowych. Ułatwiają one układanie kabli i przewodów elektrycznych. Zostały zaprojektowane z myślą o zastosowaniach, gdzie jest wymagany wysoki poziom estetyki. Na 20 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka wydanie I, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 18

19 SMARTech rysunku 3.9. pokazano zamontowany kanał narożnikowy i jego przekroje poprzeczne w wybranych miejscach trasy kablowej. Rysunek pokazuje podstawowe elementy kanału narożnikowego, jakimi są: korpus kanału, pokrywy i przegroda separująca. Zaślepka kątowa Rozgałęzienie kątowe Kąt regulowany zewnętrzny Kąt regulowany wewnętrzny Kanał z pokrywą zwykłą Kanał z pokrywą pełną Rys Kanał narożnikowy widok Opracowanie własne na podstawie 21 [22] Korpus kanału Pokrywy Przegroda o Rys Podstawowe elementy kanału narożnikowego Opracowanie własne na podstawie 22 [22] 21 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka wydanie I, Warszawa IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka wydanie I, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 19

20 SMARTech Koryta kablowe Koryta kablowe służą do układania kabli nad sufitami podwieszanymi w instalacjach biurowych, gdzie wymagany jest wysoki poziom estetyki. Mogą być także stosowane w obszarach przemysłowych, np. w korytarzach, bez pokrycia. W Polsce koryta kablowe wykonuje się głównie z metalu. Koryta te wyposażone są również w bardzo bogaty zestaw akcesoriów (np. akcesoria do zmiany kierunku trasy kablowej, podstawy nośne koryta, przegrody, pokrywy itp.). Kolumny i minikolumny aluminiowe Służą one do instalacji przyłączy z gniazdami RJ45 i gniazd elektrycznych na dużych powierzchniach biurowych. Kolumny mają wysokość od 270 do 380 cm i umożliwiają sprowadzanie kabli i przewodów znad sufitów podwieszanych, zapewniając wysoki poziom estetyki. Są kolumny wyposażone w ramię teleskopowe ułatwiające ich instalację. Na rysunku pokazano orientacyjne wymiary kolumny. Minikolumny aluminiowe, o wysokości do 1 m, ułatwiają wyprowadzanie kabli i przewodów elektrycznych spod podłogi. Przyłącza i gniazda elektryczne instaluje się na powierzchniach bocznych minikolumny (rysunek 3.12.). 23 [22] 23 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka wydanie I, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 20

21 SMARTech Sufit konstrukcyjny Sufit podwieszany Element maskujący 380 do do do 330 Ramię teleskopowe Powierzchnia na osprzęt Powierzchnia dostępna w zależności od długości ramienia Podstawa antypoślizgowa Rys Wymiary kolumny aluminiowej Opracowanie własne na podstawie 24 [22] a) wygląd b) przekrój poziomy 600 mm 125 mm 80 mm Rys Minikolumna aluminiowa. Opracowanie własne na podstawie 25 [22] 24 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka wydanie I, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 21

22 SMARTech Kasetony podłogowe Kasetony podłogowe ułatwiają organizowanie miejsc pracy na dużych powierzchniach biurowych. Trasy kablowe są umieszczone pod podłogą a wyprowadzenia do gniazd RJ45 i gniazd elektrycznych realizuje się w kasetonach podłogowych zainstalowanych bezpośrednio przy biurkach. Zapewnia to szybkie i wygodnie podłączenia do sieci teleinformatycznej. Kształty wymiary kasetonów są bardzo zróżnicowane w zależności od konkretnego typu i producenta. Szafy i stojaki dystrybucyjne Szafy i stojaki dystrybucyjne służą do umieszczania pasywnego i aktywnego sprzętu sieciowego. Mają one najczęściej szerokość 19, co jest również wymiarem standardowym aktywnych pasywnych elementów. Wysokość szaf jest różna i waha się od np. 10 U do 45 U. Szafy wysokie to takie, które mają wysokość 42 lub 45U. One są najczęściej stosowane w instalacjach teleinformatycznych, służących do budowy punktów dystrybucyjnych. Zwykle wyposażone są w przezroczyste przednie drzwi, wykonane z metaplexu, i panel wentylacyjny. Dla ułatwienia instalacji, ściany boczna i tylna są zdejmowane. 1.9 Normy dotyczące okablowania strukturalnego Wprowadzenie. Łatwość wymiany informacji, możliwość dzielenia zasobów sieciowych (danych, drukarek sieciowych) oraz użytkowania oprogramowania do pracy grupowej np. programy dla inżynierów do projektowania współbieżnego powodują, że sieci komputerowe są obecnie podstawowym wyposażeniem biura. Fakt ten nie umknął uwadze osób zajmujących się projektowaniem i wznoszeniem budynków biurowych, które oprócz standardowych instalacji, takich jak centralne ogrzewanie, instalacja elektryczna czy klimatyzacja, zaczęły wyposażać pomieszczenia przeznaczone na biura 25 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka wydanie I, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 22

23 SMARTech w instalacje okablowania przeznaczoną dla telefonów i sieci komputerowych. Takie sieci okablowania, przeznaczone do przyszłych zastosowań teleinformatycznych nazywamy sieciami okablowania strukturalnego, a ich kolebką są Stany Zjednoczone. Bardzo szybko pojawili się zwolennicy okablowania strukturalnego, doceniający jego niewątpliwe zalety. Możliwość wynajęcia biura standardowo wyposażonego w sieć komputerową, bez konieczności kosztownych adaptacji, sprzyjała rozwojowi tej dziedziny techniki. Jednak wraz z rozwojem okablowania zaczęły pojawiać się problemy. Łatwo było postanowić, że nowo budowane biura będą standardowo wyposażane w uniwersalny system okablowania, trudniej jednak było to zrealizować. Mnogość rozwiązań na rynku obejmujących różne rodzaje kabla (współosiowy, współosiowy z dwoma przewodami wewnętrznymi, skrętka ekranowana i nieekranowana), różne rodzaje sprzętu aktywnego wyposażonego w różne typy złącz, posiadające odmienne wymagania techniczne oraz różne dopuszczalne długości toru transmisyjnego powodowały, że bardzo trudno było wykonać sieć do zastosowań uniwersalnych. Pojawiła się potrzeba normalizacji, czyli stworzenia oficjalnych dokumentów zawierających pewne ogólne ustalenia pozwalające na współpracę producentów kabli, sprzętu aktywnego oraz innych elementów okablowania, dzięki czemu można by łączyć ze sobą elementy różnych producentów i mieć pewność ich prawidłowego współdziałania. 26 [35] Normy. Jak już wspomniano, kolebką okablowania strukturalnego są Stany Zjednoczone i tam powstały także pierwsze ustalenia legislacyjne. Podstawową dla okablowania strukturalnego normą jest EIA/TIA 568A ( TIA/EIA Building Telecommunications Wiring Standards ) wydana w grudniu 1995, która powstała na bazie normy EIA/TIA 568 (złącza i kable do 16MHz) po uwzględnieniu biuletynów TSB 36 (kable do 100MHz), TSB 40 (złącza do 100MHz), TSB 40A (złącza i kable krosowe do 100MHz) oraz projektu SP-2840 (złącza i kable do 100MHz ). 26 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks; Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 23

24 SMARTech Z czasem powstało szereg norm towarzyszących, z których najważniejsze to: EIA/TIA 569 Commercial Building Telecommunications for Pathways and Spaces (Kanały telekomunikacyjne w biurowcach); EIA/TIA 606 The Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Building (Administracja infrastruktury telekomunikacyjnej w biurowcach); EIA/TIA 607 Commercial Building Grounding and Bonding Requirements for Telecommunications (Uziemienia w budynkach biurowych); TSB 67 Transmission Performance Specification for Field Testing of Unshielded Twisted-Pair Cabling Systems (Pomiary systemów okablowania strukturalnego); TSB 72 Centralized Optical Fiber Cabling Guidelines (Scentralizowane okablowanie światłowodowe); TSB 75 Nowe rozwiązania okablowania poziomego dla biur o zmiennej aranżacji wnętrz ; TSB 95 Additional Transmission Performance Guidelines for 4-Pair 100 W Category 5 Cabling 27 [32] Na podstawie norm amerykańskich powstała norma międzynarodowa ISO/IEC Information technology Generic cabling for customer premises. Z kolei w oparciu o normę międzynarodową stworzono normę europejską EN Information technology Generic cabling systems zawierającą jednakże więcej unormowań związanych ze specyfiką rynków Unii Europejskiej. Inne europejskie normy związane, to: EN Okablowanie poziome ; EN Okablowanie pionowe ; EN Okablowanie krosowe i stacyjne. 28 [35] 27 Norma TIA/EIA Telecommunications Building Wiring Standards. 28 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks; Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 24

25 SMARTech Powyżej przedstawione normy stanowią aktualnie obowiązujące na świecie unormowania w dziedzinie okablowania strukturalnego budynków. Jeśli chodzi o sytuację w Polsce, to ciągle nie ma zatwierdzonej polskiej normy. Powstał projekt takiego unormowanie będący wiernym tłumaczeniem normy europejskiej (EN 50173), jednakże nie doczekał się jeszcze zatwierdzenia. Być może konieczność dostosowania polskich rozwiązań prawnych do rozwiązań obowiązujących w Unii Europejskiej, będąca warunkiem koniecznym postawionym przez Unię, będzie okazją do powstania polskiego odpowiednika wspomnianej normy. Póki co, sieci okablowania strukturalnego w Polsce, budowane są w oparciu o właściwe normy zagraniczne. Wymienione normy określają parametry techniczne torów okablowania strukturalnego przypisując im kategorie (norma amerykańska) lub klasy (norma międzynarodowa i europejska). Najwyższą, dotychczas zdefiniowaną kategorią była kategoria piąta, zapewniająca przeniesienie sygnałów w paśmie do 100MHz na odległość 100m, odpowiada to klasie D. Jednak gwałtowny rozwój telekomunikacji spowodował, że dostępne są już na rynku rozwiązania przewyższające parametrami wymagania kategorii piątej (klasy D), stąd też środowisko producentów systemów okablowania strukturalnego oczekuje nowelizacji norm w celu ustalenia nowych kategorii (klas). Istnieją pewne propozycje odnośnie nowo projektowanych kategorii, które dotychczas nie zostały jeszcze zatwierdzone odpowiednią normą (stan na grudzień 1999). Propozycje nowych norm są następujące: kategoria 5E (z ang. Enhanced - ulepszona), w której przewiduje się pasmo transmisji, takie samo jak w kategorii 5, czyli do 100MHz, ale przesłuch zbliżny mierzony jest metodą PowerSum NEXT (rysunek 3.13.), dochodzi pomiar parametru ELFEXT, Return Loss (zgodnie z biuletynem EIA/TIA/TSB 95); kategoria 6 (klasa E) do 200 (250) MHz na złączu RJ45; Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 25

26 SMARTech kategoria 7 (klasa F) do 600 MHz na nowym rodzaju złącza kompatybilnym w dół z RJ [35] Rys Różnice między pomiarem parametru NEXT i PowerSum NEXT. 30 [19] Normy traktujące o sieciach okablowania strukturalnego mówią, w jaki sposób należy projektować i budować takie sieci, aby mogły być eksploatowane z wykorzystaniem różnego rodzaju sprzętu aktywnego. W pracy postanowiono przybliżyć podstawowe zalecenia na podstawie normy europejskiej (EN 50173). Istotą okablowania strukturalnego jest, aby z każdego punktu w budynku istniał łatwy dostęp do sieci komputerowej (LAN) oraz usług telekomunikacyjnych. Jedynym sposobem uzyskania tego stanu jest system okablowania budynku posiadający o wiele więcej punktów abonenckich, niż jest ich przewidzianych do wykorzystania w momencie instalacji. Wymaga to instalacji gniazd w regularnych odstępach w całym obiekcie, tak by ich zasięg obejmował wszystkie obszary, gdzie może zaistnieć potrzeba skorzystania z dostępu do sieci. Przyjmuje się, że powinno się umieścić jeden podwójny punkt abonencki (2xRJ45) na każde 10 metrów kwadratowych powierzchni biurowej. Z wielu istniejących topologii sieci (gwiazda, pierścień, szyna, połączenie wielokrotne) w okablowaniu strukturalnym stosuje się topologię gwiazdy, jako najbardziej uniwersalną 29 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 26

27 SMARTech oraz gwiazdy hierarchicznej, w której poszczególne części sieci łączone są między sobą tworząc kolejną gwiazdę (rysunek 3.14.). Rys Topologie sieci zalecane przez normę EN [19] W sieci okablowania strukturalnego wyróżnia się następujące elementy tworzące strukturę sieci: Okablowanie pionowe; Punkty rozdzielcze; Okablowanie poziome; Gniazda abonenckie; Połączenia systemowe oraz terminalowe; Połączenia telekomunikacyjne budynków. Punkty rozdzielcze można podzielić na: Międzybudynkowy punkt rozdzielczy (Campus Distributor ozn. CD), będący centralnym miejscem danej sieci lokalnej; Budynkowy punkt rozdzielczy (Building Distributor ozn. BD), będący centrum sieci w obrębie budynku; Piętrowy punkt rozdzielczy (Floor Distributor ozn. FD) będący miejscem połączenia wszystkich kabli na danej kondygnacji. 32 [35] 31 Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 27

28 SMARTech Schemat układu punktów rozdzielczych wg. EN przedstawia rysunek CPD Okablowanie campusowe (międzybudynkowe) BPD 1 BPD 2 BPD n Okablowanie pionowe KPD 11 KPD 12 KPD 13 KPD 21 KPD 22 KPD 23 KPD 1n KPD 1n KPD 1n Okablowanie poziome P P P P P P P P P K T S K T S K T S CPD - Campusowy punkt dystrybucyjny BPD - Budynkowy punkt dystrybucyjny KPD - Kondygnacyjny punkt dystrybucyjny P - Przyłącze K - Komputerowe T - Telefoniczne S - Sterujące Rys Struktura okablowania strukturalnego. Opracowanie własne na podstawie 33 [24] Istnieją ścisłe zalecenie odnośnie długości poszczególnych segmentów okablowania strukturalnego (rysunek 3.16.), i tak: całkowita długość okablowania poziomego nie może przekroczyć 90m a sumaryczna długość kabla krosowego, kabla stacyjnego oraz kabla przyłączeniowego sprzętu aktywnego nie może przekroczyć 10m; długość okablowania pionowego budynku nie powinna przekraczać 500m, a okablowania pionowego międzybudynkowego 1500m, w sumie 32 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks 33 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 28

29 SMARTech 2000m.Odległość tą można zwiększyć do 3000m, jeśli zostanie zastosowany światłowód jednomodowy. 34 [33] Rys Dopuszczalne długości poszczególnych segmentów okablowania. 35 [33] Norma zaleca również, jakiego typu media należy stosować w poszczególnych segmentach okablowania (tabela 3.1.) 36 [33] oraz typy kabli (tabela 3.2.) 37.[33] Segment Okablowania poziome Okablowanie pionowe budynku Okablowanie pionowe Medium Przewidywane użytkowania Skrętka Głos i dane Światłowód Dane Skrętka Głos i wolne aplikacje danych Światłowód Szybkie aplikacje danych Światłowód Zalecane międzybudynkowe Skrętka W wyjątkowych wypadkach 34 Norma CENELEC EN Norma CENELEC EN Norma CENELEC EN Norma CENELEC EN Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 29

30 SMARTech Segment Kable zalecane Kable dopuszczalne Okablowanie poziome Okablowanie pionowe czteroparowa skrętka 100 Ω skrętka 120Ω lub STP 150Ω światłowód MM 62,5/125 światłowód MM 50/125 światłowód MM 62,5/125 Czteroparowa skrętka 100 Ω światłowód SM skrętka 120Ω lub STP 150Ω Ustalono pięć klas aplikacji w zależności od wymaganej szerokości pasma przenoszenia (tabela 3.3.) 38 [33], dla każdej klasy dostępne są różne, maksymalne długości okablowania (tabela 3.4.) 39 [33]. Klasa A B C D Aplikacja Głos i aplikacje o częstotliwości do 100 khz Aplikacje dotyczące danych o małej częstotliwości do 1 MHz Aplikacje dotyczące danych o małej częstotliwości do 16 MHz Aplikacje dotyczące danych o małej częstotliwości do 100 MHz światłowodowa Zdefiniowana dla aplikacji od 10 MHz w górę Kategoria medium Tabela 3.4. Klasa A Klasa B Klasa C Klasa D Łącze światłowodowe Kategoria m 500 m 100 m - - Kategoria m 600 m 150 m - - Kategoria m 700 m 160 m 100 m - Para skręcona 150 [Ω] Światłowód wielomodowy Światłowód jednomodowy 3000 m 400 m 250 m 150 m - nie dotyczy nie dotyczy nie dotyczy nie dotyczy 2000 m nie dotyczy nie dotyczy nie dotyczy nie dotyczy 3000 m 38 Norma CENELEC EN Norma CENELEC EN Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 30

31 SMARTech Przewodniki okablowania poziomego muszą być zaterminowane zgodnie z zalecaną sekwencją, czyli je należy przyłączać do pinów złącza w odpowiedniej kolejności. Norma europejska nakazuje jedynie odpowiedni rozkład par w złączu (rysunek 3.17.), istnieją dwie ogólnie stosowane sekwencje (568B i 568A), które spełniają to wymaganie (rysunek 3.18.). Producenci okablowania strukturalnego zalecają stosowanie jednej określonej sekwencji. Rys Sposób przyłączania par do wtyku (widok z przodu). 40 [35] Rys Najczęściej stosowane sekwencje w systemach okablowania strukturalnego. 41 [35] 40 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks. 41 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks. Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 31

32 SMARTech Norma EN normuje większość zagadnień związanych z okablowaniem strukturalnym, poniżej zostaną wymienione najważniejsze: Okablowanie poziome powinno biec nieprzerwanie od punktu dystrybucyjnego do punktu abonenckiego, norma dopuszcza jednak umieszczenie jednego punktu (tzw. Punktu Konsolidacyjnego z ang. Transition Point), w którym okablowanie poziome jest nieciągłe, ale w którym wszystkie pary są połączone mechanicznie 1:1. Punkt ten nie może być wykorzystywany do administrowania sieci (nie można dokonywać połączeń krosujących). Istnieją ogólne zalecenia, które mówią, że na każde 10m 2 powierzchni biurowej należy przewidzieć jeden punkt abonencki (2xRJ45), na każde 1000m 2 powierzchni biurowej powinien przypadać jeden piętrowy punkt rozdzielczy. Jeden punkt rozdzielczy powinien być przewidziany na każdym piętrze. Jeżeli na danym piętrze jest małe nasycenie punktami abonenckimi, może ono być obsłużone z innego piętrowego punktu rozdzielczego (np. położonego piętro niżej). Wszystkie użyte kable powinny być zaterminowane. Sieć okablowania strukturalnego jest systemem pasywnym i jako taka nie wymaga potwierdzenia kompatybilności magnetycznej EMC (wg. EN 50173). W obrębie sieci powinno się używać kabli o jednakowej impedancji nominalnej (np. 100 ) oraz światłowodów o jednakowych parametrach włókna (jednakowej średnicy). Dla sieci klasy D maksymalna długość, na której może nastąpić rozplot par przy złączu wynosi 13mm. Wszystkie elementy okablowania powinny być czytelnie oznaczone unikalnym numerem, po wykonaniu instalacji należ wykonać dokumentację sieci, która powinna być przechowywana i aktualizowana przez administratora sieci. Należy stosować wtyki i gniazda niekluczowane. 42 [33] 42 Norma CENELEC EN Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 32

33 SMARTech Różnice pomiędzy normami. W obecnej sytuacji prawnej, projektując okablowanie strukturalne należy zdecydować się na jedną konkretną normę i konsekwentnie opierać się na jej wytycznych. Generalnie w normach opisane jest okablowanie strukturalne, którego idea i założenia są prawie identyczne, różnią się jednak pomiędzy sobą w szczegółach, o których warto pamiętać. W tabeli [35] zebrane zostały różnice pomiędzy głównymi założeniami w poszczególnych normach. Tabela 3.5. Standard EIA/TIA Kable skrętkowe [Ohm] Złącza kabli skrętk. Krosowanie Światłowód Złącze światł. Klasa aplikacji TSB 36 TSB 40 Komponenty RJ45 Dane RJ45 62,5/125 µm 50/125 µm SC i ST TSB 53 ISO/IEC IS CENELEC EN Łącza i aplikacje Łącza i aplikacje RJ45 Dane RJ45 Dane RJ45 RJ45 62,5/125 µm 50/125 µm 62,5/125 µm 50/125 µm 9/125 µm SC i ST SC i ST A, B, C, D, światłowód A, B, C, D, światłowód 43 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks. Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 33

34 SMARTech Norma międzynarodowa ISO i europejska EN wprowadzają pewną próbę definicji obszaru zastosowań okablowania strukturalnego. Zgodnie z nimi o okablowaniu strukturalnym możemy mówić w przypadku sieci o promieniu do 3000m, powierzchni biurowej do m 2 i dla maksymalnie osób. Jednak wytyczne normy w konkretnych zastosowaniach nie muszą być szczegółowo przestrzegane. Norma amerykańska TIA/EIA 568A nie wprowadza tego typu opisu. Najbardziej widoczną różnicą pomiędzy normami jest sposób określania możliwości okablowania. W normie amerykańskiej funkcjonuje określenie kategorii okablowania (np. kategoria 5), natomiast w normie międzynarodowej wymienia się klasy okablowania (np. klasa D). W przyszłych normach proponuje się, aby ten sposób nazewnictwa został ujednolicony. W tabeli [35] zebrana została klasyfikacja okablowania wg różnych norm. 45 [35] Tabela 3.6. Norma ISO Pasmo transmisyjne Norma TIA/EIA 568A EN do 100 khz kategoria 1 klasa A do 1 MHz kategoria 2 klasa B do 16 MHz kategoria 3 klasa C do 20 MHz kategoria 4 - do 100 MHz kategoria 5 klasa D do 200 (250) MHz kategoria 6 klasa E (kategoria 6) od 10 MHz - klasa optyczna 44 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks. 45 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks. Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 34

35 SMARTech Kolejną różnicą pomiędzy normami jest sposób nazywania poszczególnych punktów dystrybucyjnych (tabela [35]). Istotne jest, aby stosować ten sam sposób nazewnictwa w całym projekcie okablowania strukturalnego, gdyż umożliwi to wtedy jednoznaczność określenia konkretnych punktów w sieci. Oczywiście dopuszczalne jest stosowanie polskich odpowiedników nazw anglojęzycznych. Tabela 3.7. Norma ISO Punkt dystrybucyjny Norma TIA/EIA 568A EN Międzybudynkowy PD Campus Distribution Frame - CDF Campus Distributor - CD Główny (budynkowy) PD Main Distribution Frame - MDF Building Distributor - BD Pośredni (piętrowy) PD Intermediate Distribution Frame - IDF Floor Distributor - FD Z instalacyjnego punktu widzenia największe różnice dotyczą odległości w poszczególnych segmentach sieci. Zgodnie ze wszystkimi normami, maksymalna odległość w okablowaniu pionowym i międzybudynkowym pomiędzy międzybudynkowym i pośrednim punktem dystrybucyjnym, wynosi 2000 metrów przy użyciu wielomodowego kabla światłowodowego, natomiast dodatkowo norma europejska EN dopuszcza, przy wykorzystaniu światłowodu jednomodowego, maksymalną odległość do 3000 m. W okablowaniu pionowym dla linii telefonicznych, norma amerykańska TIA/EIA 568A dopuszcza maksymalną odległość 800 metrów przy wykorzystaniu wieloparowego kabla miedzianego kategorii 3. Okablowanie pionowe wykonane na kablu miedzianym kategorii 5 (klasy D) może mieć długość maksymalną do 90 metrów. Sumaryczna długość kabli krosowych w punkcie dystrybucyjnym i przyłączeniowych obszaru roboczego dla jednego toru nie może przekroczyć 10 metrów. Zgodnie z normą amerykańską TIA/EIA 568A długość kabla przyłączeniowego nie może przekroczyć 3 metrów, natomiast zgodnie z normą międzynarodową ISO i europejską EN maksymalna długość kabli krosowych w punkcie dystrybucyjnym nie może przekroczyć 5 metrów. W związku z tym kabel przyłączeniowy może mieć długość do 5 metrów (ISO i EN 50173). 46 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks. Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 35

36 SMARTech Ponadto normy międzynarodowa ISO i europejska EN dopuszczają stosowanie dodatkowych połączeń pomiędzy punktami dystrybucyjnymi tego samego poziomu. Z ciekawostek technicznych należy dodać, że klasa D okablowania strukturalnego odnosi się tylko do czteroparowych kabli miedzianych, zarówno ekranowanych (FTP, STP, SFTP), jak i nieekranowanych (UTP), normy międzynarodowa ISO i europejska EN nie specyfikują wymagań dla wieloparowych kabli telefonicznych. 47 [35] 1.10 Projektowanie infrastruktury okablowania strukturalnego. Każda kondygnacja dzieli się na szereg miejsc pracy MP. W jednym MP powinno instalować się co najmniej dwa połączenia (jedno komputerowe K, a jedno telefoniczne T), zaopatrzone w gniazda RJ45 (rysunek 3.19.). Na rysunku pokazano kondygnację z 16 miejscami pracy MP. Przyjęto, że każde MP jest wyposażone w jedno przyłącze z dwoma gniazdami (komputerowym K i telefonicznym T). Miejsce na etykietę Gniazdo RJ 45 K T Gniazdo komputerowe Gniazdo telefoniczne Rys Przyłącze. Opracowanie własne na podstawie 48 [24] 47 Ojdana K.: Materiały szkoleniowe firmy Molex Premise Networks. 48 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 36

37 SMARTech MP 1 MP 2 MP 3 MP 4 MP 5 MP 6 MP 16 MP 7 Mp 17 MP 15 MP 8 KPD MP 14 MP 9 MP 13 MP 12 MP 11 MP 10 KPD - Kondygnacyjny punkt dystrybucyjny Rys Miejsca pracy Opracowanie własne na podstawie 49 [24] Okablowanie poziome najczęściej tworzy zespół kabli skrętkowych, zwykle ułożonych w listwach maskujących (kanałach instalacyjnych) między kondygnacyjnym punktem dystrybucyjnym KPD a przyłączeniami P. Maksymalna długość każdego z tych kabli nie może przekroczyć 90 m. Pozostałe 10 metrów przypada łącznie na kabel krosowy w kondygnacyjnym punkcie dystrybucyjnym i kabel przyłączeniowy (rysunek 3.21.). Zasadniczo kable poziome nie powinny być sztukowane na całej trasie między kondygnacyjnym punktem dystrybucyjnym KPD a przyłączami. W sytuacjach koniecznych, dopuszcza się jeden punkt przejścia TP (Transition Point) między kondygnacyjnym punktem dystrybucyjnym a dowolnym gniazdem. 49 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 37

38 SMARTech Panel dystrubucyjny (krosownica) L1 Kabel krosujący L3 Kabel poziomy Gniazdo RJ45 L2 Długość: L1 + L2 < 10 m; L3 < 90 m Kabel przyłączeniowy Rys Długość kabli w okablowaniu poziomym. Opracowanie własne na podstawie 50 [24] Okablowanie będzie w pełni niezależne od aplikacji, jeżeli zastosujemy gniazda RJ45 zarówno w przyłączach, jak i w panelu zainstalowanym w kondygnacyjnym punkcie dystrybucyjnym KPD (rysunek 3.22.). Oznacza to, że taka instalacja może być użyta zarówno do sieci komputerowej, jak i telefonicznej, a także innej, jeżeli urządzenia końcowe tych sieci są wyposażone w złącza RJ IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 38

39 SMARTech 4 - parowy UTP 4 - parowy UTP Gniazdo RJ 45 Przyłącze Osłona przednia przyłącza Gniazdo RJ 45 Dystrybucyjny moduł panelu Kondygnacyjny punkt dystrybucyjny Rys Łączenie gniazd RJ45 z dystrybucyjnym modułem Opracowanie własne na podstawie 51 [24] Określenie liczby miejsc pracy 20 m 45 m Liczba MP na kondygnację = Przykład: 45m x 20m = 900 m m : 10m = 90 MP 2 Ogólna powierzchnia wyrażona w m 2 10 Rys Określenie liczby miejsc pracy. Opracowanie własne na podstawie 52 [24] 51 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 39

40 SMARTech Według standardu ISO/IEC11801 powierzchnia kondygnacji powinna być podzielona na różne miejsca pracy (pod względem rozmiarów powierzchni i liczby przyłączy). Do obliczeń zwykle przyjmuje się powierzchnię jednego miejsca pracy MP wynoszącą 10 m 2. Na rysunku pokazano wyliczenia liczby MP. W miejscu pracy instaluje się (jako minimum) jedno przyłącze z dwoma gniazdami RJ45 (wg standardu ISO/EIC11801). Należy podkreślić, że w praktyce często niezbędne są dwa przyłącza z trzema gniazdami RJ45 (rysunek 3.24.). Przyłącze 1 Przyłącze 2 1 Gniazdo RJ 45 2 Gniazda RJ 45 Rys Dwa przyłącza z trzema gniazdami RJ45. Opracowanie własne na podstawie 53 [24] W przypadku stosowania w okablowaniu poziomym światłowodu (technologia Fiber to the Desk) w miejscu pracy należy instalować co najmniej jedno przyłącze z gniazdem światłowodowym i jedno przyłącze z gniazdem RJ45 (4 parowy kabel kategorii 5). Jest to zgodne z normą ISO/IEC IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 40

41 SMARTech Niektóre systemy okablowania strukturalnego dysponują przyłączami ekranowymi i nieekranowanymi z jednym lub dwoma gniazdami RJ45, stosowanymi zależnie od gęstości połączeń w określonym miejscu pracy. Określenie łącznej liczby gniazd RJ45 na kondygnację. Przyjmując, że na kondygnacji jest 90 miejsc pracy MP, z których każde jest wyposażone w 3 gniazda RJ45, to w sumie otrzymujemy na rozpatrywanej kondygnacji 270 gniazd RJ45 (rysunek 3.25.). Łączna liczba RJ45 / MP x liczba MP na kondygnacji Przykład: 3 RJ45 / MP x 90 MP = 270 RJ45 Rys Określenie łącznej liczby gniazd na kondygnację. Opracowanie własne na podstawie 54 [24] Określenie średniej długości kabla skrętkowego Średnia długość kabla zależy od wymiarów kondygnacji i usytuowania kondygnacyjnego punktu dystrybucyjnego KPD. Na rysunku pokazano dwa przykłady obliczeń średniej długości kabla. Przykład 1 dotyczy założenia, że KPD znajduje się w narożniku kondygnacji, a w przykładzie 2, KPD usytuowano po środku tej kondygnacji. 54 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 41

42 SMARTech 20 m 45 m (Maksymalna długość + minimalna długość) : Załóżenie 1: KPD jest usytuowany w rogu kondygnacji Przykład 1: (65 m + 0 m) : = 37,5 m Załóżenie 2: KPD jest usytuowany w środku kondygnacji Przykład 1: (22,5 m + 10 m) : = 21,25 m Rys Określenie średniej długości kabla 4 parowego na kondygnacji. Opracowanie własne na podstawie 55 [24] Dla obliczenia średniej długości kabla sumujemy dwie długości na kondygnacji, największą i najmniejszą, sumę dzielimy przez dwa i dodajemy 5 m w celu uwzględnienia niezbędnego zapasu. Postępując w ten sposób, w przykładzie 1 otrzymujemy długość 3,5 m (38 w zaokrągleniu), a w przykładzie 2, średnia długość wynosi 21,25 m. Mniejszą średnią długość kabla otrzymujemy przy centralnym umieszczeniu KPD. Określenie całkowitej długości kabla na kondygnacji W tym celu należy pomnożyć średnią długość kabla na kondygnacji przez liczbę gniazd RJ45 (rysunek 3.27.), przewidzianych do zainstalowania na rozpatrywanej kondygnacji. W przykładzie 1 otrzymujemy 11 km kabla, a w przypadku 2 tylko 6 km. Na podstawie tych wyników należy podkreślić, że zawsze należy zastanowić się nad optymalnym usytuowaniem KPD. Optymalną lokalizacją jest centralne położenie tego punktu. 55 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 42

43 SMARTech 20 m 45 m Średnia długość kabla x liczba gniazd RJ45 na kondygnację Przykład 1: 38 m x 270 RJ45 = m ~ 11 km Przykład 2: 22 m x 270 RJ45 = 5940 m ~ 6 km Rys Określenie łącznej długości kabla 4 parowego na kondygnacji Opracowanie własne na podstawie 56 [24] Określenie liczby modułów 12 portowych W kondygnacyjnym punkcie dystrybucyjnym KPD instaluje się panele będące zakończeniem okablowania poziomego. Przyjmijmy, że panel dystrybucyjny jest 48 portowy i może składać się najwyżej z 4 modułów 12 portowych (rysunek 3.28.). W celu obliczenia liczby takich modułów, należy łączną liczbę gniazd RJ45 podzielić przez 12. Na rozpatrywanej kondygnacji otrzymujemy wynik 23 moduły. Często moduły górny i dolny są inne pod względem konstrukcyjnym, co należy uwzględniać przy sporządzaniu zestawień materiałowych. 56 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 43

44 SMARTech Ogólna liczba gniazd RJ45 : 12 = liczba modułów 12 - portowych Przykład: 270 RJ45 : 12 = 22,5 ~ 23 moduły Rys Określenie liczby modułów 12 portowych. Opracowanie własne na podstawie 57 [24] Określenie liczby paneli modułowych Jeśli panel modułowy składa się z 4 modułów 12 portowych, to w celu obliczenia liczby paneli należy liczbę modułów podzielić przez 4 (rysunek 3.29.). Moduł 1 Moduł 2 Moduł 2 Moduł 2 Liczba modułów : 4 = liczba paneli modułowych Przykład: 22,5 : 4 = 5,625 ~ 5 pełnych paneli + 1 panel niepełny z 3 modułami Rys Określenie liczby paneli modułowych. Opracowanie własne na podstawie58[24] 57 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 44

45 SMARTech Określenie liczby łączy telefonicznych w okablowaniu pionowym Liczba łączy telefonicznych w okablowaniu pionowym zależy od liczby gniazd RJ45 przyjętych dla jednego miejsca pracy. Na rysunku podano liczbę łączy telefonicznych w okablowaniu pionowym wyrażoną w procentach całkowitej liczby kabli poziomych. Można przyjąć następujące zasady: Jeśli na jedno miejsce pracy MP przyjmuje się dwa gniazda RJ45, to telefoniczne okablowanie pionowe będzie zawierać łącza stanowiące 60 % kabli poziomych. Jeśli na jedno MP przyjmuje się trzy gniazda RJ45, to telefoniczne okablowanie pionowe będzie zawierać łącza stanowiące 40 % kabli pionowych. Jeśli na jedno MP przyjmuje się cztery gniazda RJ45, to telefoniczne okablowanie pionowe będzie zawierać łącza stanowiące 35 % kabli pionowych. Przyjmuje się zasadę zaokrąglania liczby wyliczonych łączy do liczby par w kablu wieloparowym. Liczba RJ45 na jedno miejsce pracy (MP) 2 RJ45 3 RJ45 4 RJ45 Tel = 60 % Tel = 40 % Tel = 35 % Liczba RJ45 na kondygnacji x Tel = Łącza telefoniczne Przykład: 270 x 40 % = 108 ~ 100 łączy telefonicznych Rys Określenie liczby łączy telefonicznych Opracowanie własne na podstawie 59 [24] 59 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 45

46 SMARTech Określenie liczby modułów IDC Moduły IDC (Insulation Displacement Contact) są głównie stosowane w telefonicznym okablowaniu pionowym. Poszczególne przewody tego okablowania są podłączane do jednej strony modułu (złącza) IDC za pomocą specjalizowanego narzędzia. Stałe połączenie może być wykonane na module IDC przez podłączeni odpowiednich przewodów do kontaktów z drugiej strony modułu. Do jednego modułu IDC można podłączyć 20 przewodów (10 par) patrz rysunek Liczba łączy telefonicznych : 10 = liczba modułów IDC Przykład: 100 łączy telefonicznych : 10 = 10 modułów IDC Rys Określenie liczby modułów IDC. Opracowanie własne na podstawie 60 [24] Określenie liczby ram dystrybucyjnych IDC Przyjmujemy, że moduły IDC są instalowane w ramach dystrybucyjnych. Załóżmy, że w takiej ramie, mieszącej się w szafie dystrybucyjnej o szerokości 19, można zainstalować do 15 modułów IDC. Wtedy liczbę ram określamy dzieląc liczbę modułów IDC przez 15. Liczba modułów IDC : 15 = liczba ram dystrybucyjnych IDC Przykład: 10 modułów IDC : 15 ~ 1 rama IDC 60 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 46

47 SMARTech Komputerowe okablowanie pionowe Do instalacji okablowania pionowego w zasadzie należy użyć kabli światłowodowych. Wtedy to do krosowania stosujemy panele światłowodowe. Podobnie jak w przypadku instalacji miedzianej przy instalacji światłowodowej w szafie dystrybucyjnej musi istnieć możliwość krosowania kabla światłowodowego w celu wygodnego łączenia go np. z urządzeniami aktywnymi sieci (hubami, przełącznikami lub routerami). Rozwiązaniem jest zastosowanie krosownic, zwanych tutaj modułami światłowodowymi (FO Module), instalowanymi w panelu modułowym. Przyjmujemy, że moduł światłowodowy (FO Module) wyposażony jest w 12 złączy ST lub 12 złączy SC (rysunek 3.32.). Zakończenia ( zaterminowania ) pionowego kabla światłowodowego złączami ST lub SC można wykonać w module światłowodowym metodą połączenia (Splicing) kabla z kabelkami typu pigtails, zakończonymi takimi złączami, lub metodą bezpośredniego sklejenia (także na gorąco) złączy z włóknami kabla. Oprócz modułów światłowodowych można stosować bardziej pojemne krosownice, zwane panelami światłowodowymi, mającymi np. 36 złączy ST. Panele światłowodowe można montować bezpośrednio w szafie lub stojaku o szerokości 19. W różnych systemach okablowania strukturalnego różnią się one między sobą konstrukcją. Złącza modułu światłowodowego (ST lub SC) Moduł światłowodowy (FO Module) Rys Moduł światłowodowy z 12 złączami. Opracowanie własne na podstawie 61 [24] 61 IDG Poland S.A.: Vademecum Teleinformatyka część III, Warszawa Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 47

48 SMARTech Określenie liczby i wysokości paneli modułowych oraz prowadnic kablowych Prowadnice kablowe można podzielić na prowadnice do kabli krosowych (Patch Guides) oraz prowadnice do kabli poziomych i pionowych (Cable Guides). W różnych systemach okablowania strukturalnego prowadnice mają różne nazwy i mogą być różnie montowane względem paneli dystrybucyjnych. Cele ich stosowania są jednak zawsze takie same. Prowadnice krosowe do kabli krosowych służą do uporządkowanego prowadzenia miedzianych i światłowodowych kabli krosowych poniżej i powyżej modułowych paneli dystrybucyjnych zamontowanych w szafach lub stojakach dystrybucyjnych. Mają one w różnych systemach okablowania różną wysokość (np. 1U, 2U, 3U). Prowadnice kablowe do kabli poziomych i pionowych służą do uporządkowanego i bezpiecznego prowadzenia nadmiaru kabli poziomych i pionowych powyżej i poniżej modułowych paneli dystrybucyjnych. Prowadnice kablowe do kabli krosowych oraz prowadnice kablowe do kabli poziomych i pionowych mogą być montowane razem w tym samym miejscu, w szafie dystrybucyjnej pierwsze z nich od frontu, a drugie od tyłu (różnice w sposobie montażu występują w zależności od systemu okablowania). Określenie liczby szaf lub stojaków o wysokości 42U Szafy lub stojaki są stosowane do instalowania sieciowego sprzętu aktywnego (huby, przełączniki, routery, mosty) i pasywnego (panele dystrybucyjne, prowadnice kablowe, kable krosowe, listwy zasilające). Szafy dystrybucyjne i stojaki stanowią istotne wyposażenie kondygnacyjnych punktów dystrybucyjnych KPD, budynkowych punktów dystrybucyjnych BPD i campusuwych punktów dystrybucyjnych CPD. Przy projektowaniu punktów dystrybucyjnych należy bardzo starannie planować rozmieszczenie wszystkich modułów sprzętowych w szafach lub stojakach, przewidując % zapasu miejsca na ewentualne rozszerzenie sieci Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 48

49 SMARTech Szafy dystrybucyjne, umożliwiające instalację modułów sprzętowych o standardowej szerokości 19, są produkowane w różnych wysokościach, np. 12U, 18U, 36U i 42U i więcej (rysunek 3.33.). Rys Szafy stojące 19". 62 [21] 1.11 Koegzystencja sieci komputerowej i dedykowanej instalacji elektrycznej. W nowoczesnej instalacji teleinformatycznej, pomimo dużego stopnia zunifikowania spowodowanego powszechnym stosowaniem systemów okablowania strukturalnego, występują różne systemy, których koegzystencja jest konieczna do funkcjonowania całości Wszelkie prawa zastrzeżone SMARTech, Marcin Makowski, Marcin Różyc strona 49