Podstawy systemu okablowania strukturalnego Sposób okablowania budynków wymaga podjęcia odpowiednich, rzetelnych decyzji w zakresie telekomunikacji w przedsiębiorstwach. System okablowania jest podstawą (kręgosłupem wraz z kanałami nerwowymi) wymiany informacji. Tylko dzięki otwartemu, strukturalnemu i elastycznemu systemowi mogą zostać wykonane optymalnie trwałe i funkcjonalne rozwiązania. Strefa okablowania międzybudynkowego Głównym wymaganiem dla strefy okablowania międzybudynkowego jest objęcie okablowaniem rozległej infrastruktury przedsiębiorstwa. Wstępny projekt dotyczący kablowanego obszaru jest niezbędny po to, aby w przyszłości można w łatwy sposób zintegrować istniejącą część z nowymi budynkami i aneksami. Dotychczasowe cechy wydajności okablowania powinny po rozbudowie być nadal utrzymane. Całkowity projekt pokrywający jak największą powierzchnię może być realizowany stopniowo w zależności od zapotrzebowania. Ten sposób postępowania zasadniczo różni się od realizacji okablowania w strefie okablowania poziomego, gdzie projekt realizuje się w całości, uwzględniając jednocześnie przyszłą rozbudowę systemu. Wybór odpowiedniego medium do przesyłania Do budowy sieci okablowania międzybudynkowego używa się kabli telefonicznych wieloparowych i światłowodów. Kable telefoniczne wieloparowe służą do połączenia przełącznic telekomunikacyjnych dla transmisji o prędkościach standardowej, analogowej usługi telefonicznej w ramach pewnego obszaru. Można zastosować te kable również dla specjalnych zastosowań w budynku, gdzie częstotliwość przesyłania danych jest niska. Dla wszelkich usług związanych z większą szybkością przesyłania danych zaleca się przede wszystkim okablowanie światłowodowe na bazie wielowłóknowych kabli światłowodowych.
Rysunek 1. Strefa okablowania międzybudynkowego systemu okablowania strukturalnego Kable miedziane (skrętkowe) do przesyłania danych nie mogą być stosowane w strefie międzybudynkowej ze względu na podwyższoną tłumienność na długości większej od 90m. Włókno wielomodowe gradientowe pozwala na przesyłanie sygnałów o szerokości pasma 4 GHz w oknie 850 nm, przy zachowaniu odpowiednich przepisów dotyczących instalacji. Wartość parametru szerokość pasma jest wystarczająca dla obecnie stosowanych aplikacji w strefie okablowania międzybudynkowego. Zastosowanie włókna jednomodowego ogranicza się do użycia w wyjątkowych sytuacjach. Zasadniczo używanie kabli światłowodowych w strefie okablowania międzybudynkowego ma (pomijając fakt stosowania bez ograniczania długości) następujące zalety: pierwotna sieć na bazie techniki przewodów światłowodowych wspiera wszystkie usługi telekomunikacyjne przy średniej i wysokiej szybkości przesyłania danych, możliwe jest uzyskanie wysokiej szybkości przesyłania danych, nawet przy dużej odległości między punktami dystrybucyjnymi, technologia światłowodowa jest niepodatna na wpływ zakłóceń elektromagnetycznych, co jest dodatkową korzyścią dla systemu, istnieją różne rodzaje kabli do zastosowania w różnych dziedzinach. Do projektowania i budowy sieci światłowodowej w strefie okablowania międzybudynkowego potrzebne są następujące parametry kabli: 1. rodzaj kabla, 2. typ i liczba włókien, 3. technika montażu, 4. typ wtyku, 5. budżet tłumienności. Planowanie struktury fizycznej Niezależnie od tego czy będą stosowane światłowody czy wieloparowa technika miedziana, są brane pod uwagę przy planowaniu sieci okablowania międzybudynkowego następujące formy: struktura pierścienia, struktura gwiazdy, struktura gwiazda-pierścień.
Struktura pierścienia Wszystkie przełącznice są ze sobą połączone szeregowo tworząc rodzaj pierścienia. W tej formie budowy wszystkie przełącznice są równoprawnymi uczestnikami sieci i są zabezpieczone przed błędami w linii (przerwaniem) przez łącze redundancji. Struktura pierścienia wymaga w tym przypadku operacji przekrosowania, gdy przełączamy sygnały między punktami dystrybucyjnymi nie sąsiadującymi bezpośrednio. Rysunek 2. Struktura pierścienia Przykład: Pomieszczenia dystrybucyjne budynków 2 i 7 są połączone ze sobą w system światłowodowy o topologii pierścienia. Aby połączyć je bezpośrednio wymagane są cztery przekrosowania przez umieszczone pomiędzy nimi budynki z punktami dystrybucyjnymi (zobacz pierścień zewnętrzny - rys.2). Krosowania w takiej formie są, w praktycznym zastosowaniu, niewygodne do wykonania. Dodatkowo powstają problemy w budżecie tłumienności w światłowodach. W związku z parametrami systemu dla tego przypadku wyznaczone są ilości możliwych przekrosowań do dwóch. W tej sytuacji najlepszym rozwiązaniem będzie zastosowanie podwójnej struktury pierścienia (patrz rys.2). Struktura gwiazdy Prosta struktura gwiazdy łączy ze sobą wszystkie punkty dystrybucyjne z jednym głównym punktem dystrybucyjnym. Każdy z punktów dystrybucyjnych dzięki przekrosowaniu w głównym punkcie dystrybucyjnym może być połączony z dowolnym punktem dystrybucyjnym w systemie. Usługi dostarczane do głównego punktu dystrybucyjnego są dostępne bezpośrednio w każdym dołączonym punkcie dystrybucyjnym. W strukturze gwiazdy nie otrzymamy połączeń redundantnych. Kiedy uszkodzony jest kabel łączący punkt dystrybucyjny z głównym punktem nie jest możliwa żadna transmisja pomiędzy nimi. W tym wypadku zaradzić może podwójna struktura (aż do n-wielokrotności) gwiazdy, przy której powinna być zamontowana więcej niż jedna centralna przełącznica. Przy podwójnej strukturze gwiazdy dwa główne punkty dystrybucyjne są połączone z wszystkimi pozostałymi. Struktura pierścień - gwiazda Ta struktura jest kombinacją dwóch poprzednich. Wady które występują przy strukturze pierścienia są zrekompensowane w przypadku struktury gwiazdy. Przy tej koncepcji połączono główny punkt dystrybucyjny w sposób prosty lub za pomocą łącza redundancji. Łącze redundancji oznacza w tym
wypadku, że osiągalność głównego punktu dystrybucyjnego jest możliwa przez przynajmniej dwie oddzielnie przebiegające drogi. Rozróżnia się następujące klasy redundancji: Klasa 1 - połączenie w kształcie pierścienia i gwiazdy, Klasa 2 - połączenie w kształcie pierścienia, Klasa 3 - połączenie w kształcie gwiazdy do jednego punktu dystrybucyjnego klasy 1 lub 2, Klasa 4 - połączenie w kształcie gwiazdy do punktu dystrybucyjnego klasy 3. Wybór klasy redundancji powinien przebiegać wg następujących kryteriów: oszacowanie natężenia ruchu w sieci biorąc pod uwagę wielkość połączeń na przyszłość powstającej komunikacji w łączeniu budynku, maksymalny czas awarii do zaakceptowania w systemie przez funkcjonujące urządzenia końcowe w budynku, wpływ przerwy w komunikacji w budynkach na techniczny przebieg działających się procesów. Strefa okablowania pionowego Sieć drugiej strefy łączy strefę okablowania międzybudynkowego i poziomego. Punkty dystrybucyjne w okablowaniu pionowym są zarazem przełącznicami piętrowymi okablowania poziomego. Struktura sieci okablowania pionowego powinna składać się z punktów dystrybucyjnych umieszczonych na poszczególnych piętrach budynku połączonych z budynkowym punktem dystrybucyjnym. (patrz rys.4) Rysunek 3. Strefa okablowania pionowego systemu okablowania strukturalnego Maksymalna odległość pomiędzy przełącznicą piętrową a gniazdem przyłączeniowym jest ograniczona do 90 m. W budynkach, w których długość toru pomiędzy budynkowym punktem dystrybucyjnym a gniazdem przyłączeniowym nie przekracza 90m można zrezygnować z przełącznic piętrowych. Wszystkie gniazda są wówczas zasilane przez centralny budynkowy punkt dystrybucyjny. Na jednym piętrze można zainstalować jedną lub więcej przełącznic piętrowych. Liczba przełącznic
piętrowych jest uzależniona od: ilość stanowisk pracy, wielkości pomieszczenia dystrybucyjnego, odległości pomiędzy punktem dystrybucyjnym a stanowiskiem pracy, wielkości pomieszczeń. Struktura okablowania w strefie okablowania pionowego jest rozplanowywana w oparciu o konieczność instalowania przełącznic piętrowych. Wybór medium transmisyjnego W strefie okablowania pionowego brane są pod uwagę 3 media transmisyjne: kable światłowodowe, kabel telefoniczny wieloparowy, kabel do transmisji danych kategorii 3 i 5 Dla tej strefy okablowania ważne są takie same wymagania jak dla strefy międzybudynkowej. Jednakże w okablowaniu pionowym, poprzez warunki przestrzenne, wynikają dodatkowe aspekty, dlatego też zostały one tu jeszcze raz wyszczególnione. Kable światłowodowe Włókno wielomodowe gradientowe pozwala na przesyłanie sygnałów o szerokości pasma 4 GHz w oknie 850 nm, przy zachowaniu odpowiednich przepisów dotyczących instalacji. Wartość parametru szerokość pasma jest wystarczająca dla obecnie stosowanych aplikacji w strefie okablowania pionowego. Zastosowanie włókna jednomodowego ogranicza się do użycia w wyjątkowych sytuacjach. Rysunek 4. Budynkowy punkt dystrybucyjny i piętrowy punkt dystrybucyjny Wieloparowe kable telefoniczne Wieloparowe kable telefoniczne są typowym elementem sieci telekomunikacyjnych i są zbudowane z większej liczby skręconych par. Typowy kabel przy okablowaniu budynku zawiera 50 lub 100 par. W zależności od zastosowania (np.: 4-żyłowe połączenie ISDN) 100 parowy kabel umożliwia 50 niezależnych kanałów transmisyjnych. Biorąc pod uwagę techniczną stronę teletransmisji kable te muszą spełniać te same restrykcje
dotyczące długości co w strefie okablowania poziomego. Połączenie dwóch aktywnych urządzeń nie powinno przekraczać maksymalnej długości 100 m łącznie z ewentualnym krosowaniem i kablem połączeniowym. Wybór kategorii 3 lub kategorii 5 kabli zależy od zaplanowanych aplikacji. Na podstawie wciąż rosnących wartości szybkości przesyłania danych zaleca się stosowanie jednolitego okablowania (najlepiej kable kategorii 5 lub wyższej). Planowanie struktury okablowania pionowego Sieć okablowania pionowego może być budowana według struktury pierścienia lub gwiazdy w zależności od użytych mediów. Zakresy zastosowania tych struktur są poniżej wyjaśnione. W przeciwieństwie do strefy międzybudynkowej w okablowaniu pionowym wszystkie punkty mają takie samo zadanie do spełnienia. Nadrzędny punkt dystrybucyjny, w tym wypadku, nie ma żadnego zastosowania. Struktura pierścienia z kablami światłowodowymi Struktura pierścienia w technice światłowodowej wspomaga w użyciu pierścieniową topologię aplikacji ( np. FDDI). Aktywne elementy są instalowane w przełącznicach piętrowych i poprzez przewody światłowodowe łączą się w pierścień (patrz rys.5). Krosowanie jest niezbędne w punktach dystrybucyjnych, gdzie brak aktywnych kompo- nentów. Liczba przekrosowań jest ograniczona dopuszczalną wartością tłumienności zgodną z normami. Przy budowie światłowodowej struktury pierścienia zaleca się używanie kabli światłowodowych z 12 włóknami. Rysunek 5. Struktura pierścienia z kablami światłowodowymi Struktura gwiazdy z kablami światłowodowymi Aktywne elementy są instalowane w centralnym, budynkowym punkcie dystrybucyjnym oraz w piętrowych punktach dystrybucyjnych. Piętrowe punkty dystrybucyjne są połączone z budynkowym punktem dystrybucyjnym w strukturze gwiazdy. Krosowanie połączeń między kondygnacjami (np.: piętro 2 z piętrem 4) odbywa się przez krosowanie w budynkowym punkcie dystrybucyjnym. Przy budowie światłowodowej struktury
gwiazdy zaleca się używanie kabli światłowodowych z 12 włóknami. Struktura gwiazdy za pomocą wieloparowych kabli telekomunikacyjnych Wieloparowe kable telefoniczne są instalowane w strefie okablowania pionowego przeważnie jako struktura gwiazdy. Kable telefoniczne przychodzące ze strefy międzybudynkowej są najpierw wprowadzane do budynkowego punktu dystrybucyjnego, skąd wieloparowymi kablami telekomunikacyjnymi 50 albo 100 parowymi rozprowadzane są na poszczególne przełącznice piętrowe tworząc strukturę gwiazdy. Wewnątrz piętrowego punktu dystrybucyjnego pojedyncze tory transmisyjne są łączone z kablami dochodzącymi do gniazd za pomocą kabli krosowych. Struktura pierścienia przy pomocy kabli do transmisji danych Większa część usług związanych z komunikacją danych w strefie okablowania pionowego przebiega za pomocą kabli światłowodowych. Miedziane kable do transmisji danych są instalowane tylko w przypadku lepszego wykorzystania portów. W tym celu układa się kable od piętrowego punktu dystrybucyjnego do piętrowego punktu dystrybucyjnego w formie pierścienia. W ten sposób wolne porty urządzeń aktywnych na jednym piętrze mogą być wykorzystywane na innych piętrach. Jakkolwiek maksymalna długość torów, włączając kable połączeniowe jest ograniczona do 90m. Liczba kabli do transmisji danych, które są przeznaczone do zainstalowania zależy do specyficznych warunków danego budynku. Wyznacznikiem jest tu 20 kanałów. Struktura gwiazdy przy pomocy kabli do transmisji danych Z tego względu, że najczęściej aktywne elementy posiadają standardowe porty światłowodowe do komunikacji z innymi urządze- niami aktywnymi, struktura ta znajduje zastosowanie tylko w wyjątkowych sytuacjach.