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:

• Топология любых подсистем: звезда.
• 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
• Между главным и горизонтальным кроссом должно быть не более одного кросса. Между любыми двумя горизонтальными кроссами должно быть не более трех кроссов.
• Максимальная длина горизонтального сегмента для витой пары не зависит от типа кабеля и составляет 90м.
• Максимальная длина магистрального сегмента зависит от типа кабеля и может составлять (табл.7.1):

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.

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)
1	3	2	бело/зеленая полоса	бело/оранжевая полоса
2	3	2	целиком зеленый	целиком оранжевый
3	2	3	бело/оранжевая полоса	бело/зеленая полоса
4	1	1	целиком синий	целиком синий
5	1	1	бело/синяя полоса	бело/синяя полоса
6	2	3	целиком оранжевый	целиком зеленый
7	4	4	бело/коричневая полоса	бело/коричневая полоса
8	4	4	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

• Главный клозет расположен там, где находится:
• центр коммутации системы
• центр управления системы
• ввод городской магистрали
• В новой кабельной системе для организации вертикальной (магистральной) подсистемы рационально использовать:
• толстый коаксиальный кабель;
• тонкий коаксиальный кабель;
• STP;
• оптоволоконный кабель.