2.2 Анализ элементов сети
Необходимо определить топологию сети, а также среду передачи данных, для соответствия предъявляемым требованиям. В соответствии с выбранной средой определимся с типом разъемов и способом прокладки сети.
В настоящее время за рубежом действуют 3 основных стандарта в области структурированных кабельных систем :
- EIA/TIA-568С Commercial Building Telecommunications Wiring Standard (американский стандарт);
- CENELEC EN 50173 Information Technology. Generic cabling systems (европейский стандарт);
- ISO/IEC IS 11801-2002 Information Technology. Generic cabling for customer premises (международный стандарт).
Все три стандарта достаточно близки друг к другу и подробно нормируют основной комплекс вопросов, связанных с построением СКС. Определенные отличия непринципиального характера имеются как в перечне допустимой для построения СКС элементной базе и предельно допустимых параметрах отдельных компонентов, так и в терминологии и глубине освещения некоторых вопросов. На практике именно из-за последнего обстоятельства в различных ситуациях приходится пользоваться как международным стандартом ISO/IEC 11801, так и американским стандартом TIA/EIA-568-A и европейским стандартом CENELECEN 50173:2002.
В стандартах приводятся спецификации по следующим областям:
- среда передачи данных;
- топология;
- допустимые расстояния;
- интерфейс подключения пользователей;
- кабели и соединительное оборудование;
- пропускная способность;
- практика монтажа.
В целом, проект на СКС должен отвечать требованиям стандартов: ЕIА/ТIА-568C и/или ISO/IEC 11801-2002, ЕIА/ТIА-569А, ЕIА/ТIА-606A, национальных и местных нормативов.
В Российской Федерации с 01.01.2010 г. введены в действие ГОСТ Р 53246-2008 и ГОСТ Р 53245-2008, которые определяют общие требования к основным узлам СКС и методику испытания, соответственно.
Помимо этого, в Российской Федерации с 01.01.2005 г. действует Открытый стандарт OSSirius SCS 702, положения которого формируются и изменяются исключительно в ходе публичных Интернет-обсуждений в пределах, заданных положениями международных стандартов ИСО/МЭК 11801, ANSI/TIA/EIA-568B и российским стандартом ГОСТ Р 53246-2008. Данный стандарт, на основании п.п. 6.9. ГОСТ Р 1.0-2004, применяется равным образом и в равной мере с ГОСТ Р 53246-2008, независимо от страны или места происхождения продукции, осуществления процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ и оказания услуг, видов или особенностей сделок или лиц.
Приложения, поддерживаемые кабельной системой, должны быть одобрены документами Institute of Electronic and Electrical Engineers (IEEE), Asynchronous Transfer Mode (ATM) Forum, American National Standards Institute (ANSI) или International Organization for Standardization (ISO).
Топология - это способ соединения элементов (устройств) сети с помощью среды передачи.
В основу любой структурированной кабельной системы положена древовидная топология, которую также называют структурой иерархической звезды (рис. 8). Функции узлов структуры выполняет коммутационное оборудование различного вида, которое обычно устанавливается в технических помещениях и соединяется друг с другом и с информационными розетками на рабочих местах электрическими и оптическими кабелями.
Рисунок 8 - Структура связей между элементами СКС по стандарту
ISO/IEC 11801
Согласно концепции СКС, по всей площади здания, на которой будут располагаться рабочие места, устанавливаются информационные розетки (TO-telecommunication outlet). От каждой розетки прокладываются кабели к коммутационным панелям, расположенным обычно в телекоммуникационных шкафах. Телекоммуникационные шкафы располагаются на каждом этаже здания, и коммутационные панели, на которых группируются кабели от розеток, называются этажными распределителями (FD – Floor Distributor).
Этажные распределители связываются магистральными линиями с распределителем здания (BD – Building Distributor), эти линии относятся к вертикальной подсистеме.
Если сеть связывает несколько близко расположенных зданий, то распределители здания связываются с центральным или распределителем комплекса зданий (CD – Campus Distributor) магистралью комплекса зданий (кампусной магистралью)
В зависимости от масштабов, она может ограничиваться одним-двумя нижними уровнями.
В организации ТД «Всполье» сеть спроектировали по топологии «иерархическая звезда». И имеет единственный горизонтальный уровень, из-за малого масштаба сети.
Основой для применения именно такой топологии является возможность ее использования для поддержки работы всех основных сетевых приложений. Благодаря отсутствию прямых соединений между компьютерами, имеется возможность решения проблемы общедоступности данных, а также повышается устойчивость к повреждениям кабельной системы.
Использование данной топологии обеспечивает высокую производительность сети (при грамотном администрировании), возможность быстрого обнаружения неисправностей или обрыва сети, а так же возможность ее масштабирования без перерыва в функционировании организации.
Среда передачи данных – канал, по которому компьютеры могут обмениваться информацией.
Физические среды подразделяются на два типа: проводные и беспроводные. Проводные среды передачи предполагают наличие твердотельного проводника и включают оптоволоконный кабель, медную витую пару и коаксиальный кабель. В беспроводной среде передача осуществляется без участия твердых проводников; этот тип среды используется в беспроводных локальных сетях и в спутниковой связи.
От среды передачи данных зависят многие параметры сети, в частности:
- используемое оборудование;
- стоимость создания;
- физическая надежность;
- скорость передачи данных;
- безопасность сети;
- администрирование сети;
- возможность модернизации.
В СКС, согласно международному стандарту ISO/IEC 11801, допускается использование только проводных сред передачи данных, таких как:
- симметричные электрические кабели на основе витой пары в экранированном и неэкранированном исполнении;
- одномодовые и многомодовые оптические кабели.
Витая пара — кабель связи, который представляет собой витую пару медных проводов (или несколько пар проводов), заключенных в экранированную оболочку (рис. 9). Пары проводов скручиваются между собой с целью уменьшения наводок. Витая пара является достаточно помехоустойчивой. Сети на основе «витой пары» в зависимости от категории кабеля обеспечивают передачу со скоростью от 10 Мбит/с – 1 Гбит/с. Длина сегмента кабеля не может превышать 100 м (до 100 Мбит/с) или 30 м (1 Гбит/с). Характерным для этого кабеля является простота монтажа. Данный кабель является самым дешевым и распространенным видом связи, подключается к сетевым устройствам при помощи соединителя RJ45. К недостаткам кабеля «витая пара» можно отнести возможность простого несанкционированного подключения к сети.
Рисунок 9 - Витая пара
Оптоволоконный кабель – состоит из небольшой по размеру кварцевой трубочки (цилиндра). Из-за добавления различных легирующих добавок оптическая плотность у кварцевой трубочки меняется. Образуется, как бы, две трубочки, имеющие разную оптическую плотность. Внутренняя трубочка – это сердцевина (ядро) и она более темная, а внешняя – это оболочка и она более светлая (рис. 10). Световой импульс находится практически все время внутри сердцевины и на границе двух сред сердцевины и оболочки отражается внутрь сердцевины.
Рисунок 10 - Разновидности оптического кабеля
Диаметр сердцевины оптических волокон может отличаться и есть три типа оптических волокон:
• оптоволокно многомодовое - диаметром сердцевины 50 мкм
• оптоволокно многомодовое - диаметром сердцевины 62.5 мкм
• оптоволокно одномодовое - диаметром сердцевины 8-10 мкм
Диаметр внешней оболочки для всех оптоволокон, имеет стандартный размер 125 мкм, что позволяет использовать в структурированной кабельной системе стандартизованные разъемные и неразъемные соединения. Чтобы защитить кварцевые трубочки от влаги и внешних воздействий, на внешнюю оболочку кварцевой трубочки наносят слой лака 2-3 мкм, а затем покрывают ее первичным защитным буфером, что позволяет придать эластичность и гибкость волокну. Внешний диаметр оптического волокна в первичном буфере — 250 мкм. Некоторые оптические волокна покрывают вторичным слоем защитного буфера. Внешний диаметр оптоволокна с вторичным буфером составляет 900 мкм. Оптоволокна с буфером 900 мкм обычно входят в конструкцию распределительных оптических кабелей, которые используются в основном для прокладки внутри зданий. Оптические волокна с буфером 900 мкм позволяют провести монтаж волоконно-оптических вилок (коннекторов) прямо на объекте, например, с использованием клеевой технологии. Оптоволокна имеют большую полосу пропускания и меньшее затухание (меньшие вносимые потери), в отличии от витой пары, поэтому они находят свое широкое применение при создании линий связи (волоконно-оптических линий связи — ВОЛС) на большие расстояния или в случае использования высокоскоростных технологий.
Для подключения оптоволоконного кабеля в коммутаторы используются SFP - трансиверы обеспечивающие возможность подключения по волоконно-оптическому кабелю (рис. 11). Данные оптические трансиверы оснащены LC-разъемами. Трансиверы серии 1G SFP Module могут увеличить расстояние передачи данных до 2 км, что является существенным преимуществом по сравнению с ограничением в 100 м при использовании медного кабеля.
Рисунок 11 - Внешний вид SFP – трансивера DEM-302S-LX
Все трансиверы предназначены для работы в сетях гигабитного Ethernet, что позволяет добиться высокой скорости передачи данных. Это позволяет коммутатору быстрее и в большем объеме обрабатывать потоки данных.
Для подключения кабеля «витая пара» используются вилки (модульные разъемы) RJ-45, которые монтируются на концах кабеля (рис. 12). Обозначение RJ относится к конфигурациям, носящим общее название Универсальных Кодов Классификации Сервиса (Universal Service Ordering Codes, USOC) и расшифровывается как зарегистрированный разъем (Registered Jack). Разъемы серии RJ состоят из корпуса, выполненного из прозрачного пластика, и ножей-контактов различных конфигураций. Ножи-контакты покрыты золотым напылением, для лучших физических характеристик контакта. Количеством золота в напылении определяется категория разъема.
Рисунок 12 - Разъем RJ-45
В организации ТД «Всполье» используются одинарные (рис. 13) и двойные (рис. 14) внешние коммутационные (информационные) розетки RJ-45 UTP, категории 5е, кросс Krone.
Рисунок 13 - Розетка внешняя 1xRJ-45 UTP, категория 5е, кросс Krone
Рисунок 14 - Розетка внешняя 2xRJ-45 UTP, категория 5е, кросс Krone
Внешняя розетка обеспечивает удобное подключение персональных компьютеров и другого оборудования к компьютерной сети. Розетка крепится на короб (кабель-канал) при помощи клейкой двусторонней площадки.
Телекоммуникационные кабельные каналы (кабелепроводы, кабельные трасы, кабель каналы) — это трасса или структура, предназначенная или используемая для прокладки и монтажа телекоммуникационных кабелей. В качестве кабельных трасс могут использоваться: различные виды труб, короба, лотки, конструктивные элементы здания и сооружения, ниши и пустоты, потолочные трассы, подпольные каналы, коллекторы, галереи, технологические эстакады и т.п.
Пластиковый кабельный канал (короб) – самый распространенный способ прокладки кабелей в помещениях. Короб имеет несколько основных назначений, которые всегда дополняют друг друга, это и защита проводки от механических повреждений, обеспечение дополнительной электрической и электромагнитной изоляции, монтаж розеток и выключателей.