Структурированная кабельная система (СКС) - основа информационной инфраструктуры любого предприятия, позволяющая свести в единую систему множество информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т.д. Именно поэтому так велика роль СКС при построении корпоративной информационной системы: от того, насколько грамотно выполнена СКС, зависят надежность и безопасность различных операций, без которых невозможна деятельность современного предприятия.

Стандарты на СКС для офисных зданий рассматривают помещения, максимальная протяженность между которыми не превышает 3000 м, площадь офисного пространства не превышает 1 000 000 м², а количество индивидуальных пользователей не превышает 50 000 человек. Назначение СКС, определенных в Стандартах, работа в среде офиса на протяжении более 10 лет.

Безусловно, всякий индивидуальный проект предполагает некоторую свободу на этапе проектирования и внедрения, но при этом следует отдавать себе отчет в том, что установленная система известной марки станет сертифицированной только тогда, когда в ней будут соблюдены все существующие на данный момент стандарты. К преимуществам сертифицированной СКС относятся эксплуатационная надежность, гарантия совместимости компонентов и соответствие компонентов стандартам для заявленной категории.

Для некоторых предприятий сертификация не имеет принципиального значения, и они устанавливают у себя СКС, не утруждая себя подготовкой необходимых для сертификации документов. Однако следует понимать, что гарантия производителя распространяется только на сертифицированную систему. Главное требование для предоставления гарантии - работы по проектированию и монтажу системы должны быть выполнены сертифицированным партнером производителя. После установки системы специалисты компании, выполняющей проект, предоставляют на сертификацию ее описание и результаты тестирования.

Говоря о сертифицированности, необходимо четко представлять себе разницу между СКС и обычной кабельной системой, или, как говорят, кабельной системой "под заказчика". Обычно происходит подмена понятий, и любую кабельную систему специалисты называют структурированной, забывая о том, что основные черты СКС - это избыточность, универсальность и структурированность. Благодаря этим особенностям она позволяет с минимальными затратами организовывать дополнительные рабочие места, оперативно изменять их расположение и конфигурацию. Остановимся чуть подробнее на различиях между структурированными кабельными сетями и обычной кабельной сетью.

Во-первых, для СКС плотность размещения розеток выбирается исключительно исходя из эргономических параметров помещений. Заказчику необходимо только указать помещения, в которых плотность размещения портов должна быть выше, чем указано в стандартах. В случае обычной кабельной системы розетки размещаются в соответствии со схемой расположения рабочих мест на момент создания системы, в результате чего плотность размещения розеток оказывается в 2-6 раз ниже, чем в СКС. Зачастую уже на этапе монтажа СКС заказчик высказывает пожелание провести дополнительные линии в том или ином направлении.

Второй важный момент - это универсальность СКС, которая подразумевает, что при разработке таких систем определяется состав розеток рабочего места, все они выполняются или с одинаковым интерфейсом, или для них устанавливаются сменные модули, а проводка делается одинаковым кабелем для всех розеток. В обычной кабельной системе часто прокладывают только кабельную проводку для локальной сети, а иногда для локальной сети и телефонии используют различные кабели (например, 4-х парный UTP кабель категории 5е для ПК0 и 2-парный кабель категории 3 для телефонии). Универсальность, присущая СКС, дает возможность использовать любую розетку так, как это требуется в данный момент (и для телефонии, и для ЛВС).

В-третьих, структурированность подразумевает четкое деление всей кабельной системы на подсистемы: горизонтальная подсистема этажа, подсистема магистрали здания, подсистема магистрали комплекса зданий. Такое деление обеспечивает гибкое управление всей системой.

В-четвертых, избыточность СКС. Избыточность необходима для дальнейшей модернизации СКС и появления новых рабочих мест. Количество рабочих мест должно определяться исходя из площади рабочих помещений. Как показывает практика, 30%-ную избыточность стоит закладывать всегда.

   10.2. Топология СКС.

Под топологией понимают геометрическую схему соединений узлов сети. В основу любой структурированной кабельной системы положена древовидная тополо­гия, которую иногда называют также структурой иерархической звезды. Обобщенная структурная схема СКС изображена на рис. 10.1

Рис. 10.1- Топология СКС – «Звезда».

Каждая телекоммуникационная розетка (TO-Telecommunications Outlet) на рабочем месте (WA-Work Area) должна соединяться горизонтальным кабелем напрямую с Горизонтальным Кроссом (HC-Horisontal Cross), расположенным в Телекоммуникационном помещении (TR – Telecommunication Room).

Горизонтальный Кросс (HC), в свою очередь, соединяется с Главным Кроссом (MC-Main Cross), либо с Промежуточным Кроссом (IC-Intermediate Cross) при помощи магистральных кабельных линий.

Эта топология является универсальной и дает возможность переконфигурирования ее в топологии логическая «шина» и «кольцо», которые изображены на рис. 10.2.

Рис. 10.2. - Топология СКС – «Кольцо» и «Шина».

Существует еще топология – «Централизованное каблирование» или «Централизованное администрирование». Пример показан на рис. 10.3.

Рис.10. 3. - Топология СКС – «Централизованное каблирование».

Принцип построения централизованной оптической архитектуры состоит в пре­доставлении проектировщику СКС возможности отказа от жесткого деления ка­бельной проводки на горизонтальную подсистему и подсистему внутренних маги­стралей с их объединением в единое целое. Это позволяет выполнить на нижнем уровне кабельной системы переход от двухуровневой звездообразной топологии к более простой одноуровневой с максимальной длиной постоянной линии в 300 м. Применение принципа централизованного администрирования дает возмож­ность:

• значительно увеличить управляемость сети передачи данных за счет появления возможности формирования любых наперед заданных рабочих групп на физическом уров­не без использования виртуальных соединений;

• сосредоточить все активное оборудование в одном месте, что имеет своим следствием увеличение защищенности от несанкционированного доступа к конфиденциальной информации, уменьшение потребности в высокоскорост­ных каналах и упрощение процедур проведения эксплуатационных измере­ний;

• значительно сократить или даже полностью (в некоторых случаях) отказать­ся от выделенных помещений для кроссовых этажей[2].

Актуальность практического использования, централизованного администри­рования резко возросла в связи с массовым внедрением в широкую инженерную практику волоконно-оптической техники передачи сигналов, которая не накла­дывает на длины высокоскоростных каналов физического 90-метрового ограни­чения витой пары.

В соответствии с современным видением принципов построения кабельная проводка в случае применения централизованной оптической архитектуры может быть построена с использованием одного межсоединения и без него (см. рис.10.3). Вариант с промежуточным соединением позволяет сохранить прежнюю телекоммуника­ционную инфраструктуру здания, так как кроссовое оборудование для его реали­зации размещается в помещениях, зарезервированных первоначальным проектом подкроссовые этажей. Этот вариант возможен в двух разновидностях. Первую из них можно назвать схемой ответвления (см. рис.10.3). Согласно этой схеме до помещений кроссовых доводится магистральный кабель, дальнейшая проводка выполняется абонентским кабелем, который соединяется с магистральным неразъемным со­единителем.

Вторая разновидность получила в название пассивной коммутационной панели (см. рис.10.3). В соответствии с данной схемой предусматривается процесс коммутации с использованием обычного коммутационного шнура. Максимальное расстояние от информационной розетки до кроссовой этажа в рассматриваемом варианте со­ставляет 90 м. Это позволяет сохранить преемственность с TIA/EIA-568-A в отно­шении горизонтальной проводки и обеспечить легкость возврата к стандартной двухуровневой топологии. Максимальная длина канала с межсоединением выбрана равной 300 м из соображений получения на кабеле с волокном типа 62,5/ 125 пропускной способности канала связи 1 Гбит/с, то есть поддержки наиболее скоростных по состоянию на середину 2001 года приложений типа Gigabit Ethernet, ATM и Fibre Channel. По аналогии со структурами на электрическом ка­беле, в которых применяются точки перехода различного вида, какое-либо актив­ное оборудование в месте размещения кросса не устанавливается[4].

Стандарты СКС.

Быстрое совершенствование средств волоконно-оптической техники, снижение ее сто­имости и массовое внедрение в состав кабельной проводки зданий офисного типа позво­лили применять при построении СКС структуры с так называемым централизованным администрированием. Переход к этому принципу позволяет существенно упростить про­цесс администрирования СКС.

Кабельные стандарты четко регламентируют топологию построения структурированной кабельной системы (СКС), определяют элементы кабельной системы, типы кабелей, на основе которых строится СКС, задают предельные расстояния в кабельных линиях, указывают интерфейсы на рабочих местах, определяют требования к телекоммуникационным помещениям, центрам и кабельным трассам.

В полнофункциональном варианте СКС может предусматривать использование оптического кабеля на магистрали территории, здания или в горизонтальной подсистеме (бюллетень TSB-72). Волоконно-оптическая кабельная система включает в себя оптические кабели и коммутационные шнуры, оптическое коммутационное оборудование (коммутационные полки, настенные муфты, соединители). Придерживаясь концепции комбинированной кабельной системы (оптика+медь), практически все ведущие поставщики СКС предлагают и полностью оптические решения.

Редакции стандартов ISO11801 и EN50173 от 2002 г. классифицируют волокно по категориям: OM1 (многомодовое 62,5/125 мкм), OM2 (многомодовое 50/125 мкм), OM3 (широкополосное многомодовое волокно 50/125 мкм для поддержки 10GigE) и OS1 (одномодовое волокно). Установленные для них требования к качеству облегчают выбор волокна согласно характеристикам для обеспечения необходимой полосы пропускания. Новая категория OM3 имеет удельную полосу пропускания 1500 МГц*км (LED) и 2000 МГц*км (лазерные источники) в окне 850 нм и 500 МГц*км (LED) в окне 1300 нм. У OM1 и OM2 (LED) она составляет, соответственно, 200/500 и 500/500 МГц*км для 850 и 1300 нм. Определены также три класса многомодовых волоконно-оптических каналов (OF 300, OF 500, OF 2000) и один класс одномодовых магистральных каналов (OS1). Допустимые расстояния для них в разных приложениях Ethernet приведены в таблице 10.1.

                                                                                              Таблица 10.1.

Максимальная дальность передачи сигнала Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z) в канале СКС.

Дальность передачи для систем связи ограничивается по затуханию и/или частотному диапазону. Требуемые параметры затухания определяются путем суммирования потерь на всех участках линии связи. Допустимые потери для различных типов кабеля приведены в таблице10. 2.

Таблица10. 2.

При выборе оптоволокна нужно учитывать и потери в канале кабельной системы. Они складываются из потерь в оптоволоконном кабеле, его соединениях и сростках волокон. Согласно спецификациям на технологии Gigabit, 10 Gigabit Ethernet и Fibre Channel, потери в канале не должны превышать 2,5 дБ. В канале сети FTTD, соответствующем стандарту TIA, предусмотрено наличие четырех соединений: два на двух коммутационных панелях в аппаратной здания, одно на коммутационной панели в телекоммуникационной комнате этажа здания и одно в розетке на рабочем месте пользователя сети. В канале длиной 300 м оптический кабель вносит потери около 1 дБ, таким образом, на четыре соединения остается только 1,5 дБ (меньше 0,4 дБ на каждое). Чтобы уменьшить потери в соединениях, используют оптоволокно, изготовленное с жесткими допусками на геометрические параметры.

 Поскольку основной причиной больших потерь на стыке волокон является смещение их сердцевин относительно друг друга, важнейшими геометрическими параметрами оптоволокна являются эксцентриситет сердцевины и диаметр оболочки. Соблюдение жестких допусков на эти параметры позволяет гарантировать значение потерь в соединении не более 0,5 дБ. Однако в канале с четырьмя соединениями общие потери в соединениях в 2 дБ могут привести к существенному уменьшению максимальной длины канала.

Имеются также некоторые дополнительные ограничения и рекомендации бюллетеня TSB-72[1]:

• в точке межсоединения не рекомендуется смешивать разъемные и неразъемные соединители волоконных световодов;

• основным типом разъемного оптического соединителя считается SC в одиночном или дуплексном вариантах;

• неразъемные соединители могут выполняться как сваркой, так и с помощью
механических сплайсов;

• в вариантах с одним межсоединением в случае выполнения промежуточных
неразъемных соединений световодов допускается использовать различные
типы кабелей на горизонтальном и магистральном участках;

• идентификация и маркировка отдельных волокон и соединителей должна
выполняться в соответствии с правилами стандарта TIA/EIA

Список рекомендуемой литературы

 Основная и дополнительная учебная литература, необходимая для освоения дисциплины

а) основная литература:

1. В.Н. Листвин, В.Н. Трещиков, «DWDM системы»: научное издание.-Дом «Наука», 2013.-300с.

2.  Н.В. Никоноров, А.И. Сидоров, «Материалы и технологии волоконной оптики: оптическое волокно для систем передачи информации». Учебное пособие, курс лекций. Спб: СПБГУ ИТМО, 2009. - 95 с.

3. Н.В.Никоноров, А.И. Сидоров, «Материалы и технологии волоконной оптики: специальные оптические волокна». Учебное пособие, курс лекций. Спб: СПБГУ ИТМО, 2009. -130 с.

б) дополнительная литература:

1.Структурированные кабельные системы. Стандарты, компоненты, проектирование, монтаж и техническая эксплуатация / Семенов А.Б., Стрижаков С.К., Сунчелей И.Р. 2-е изд., перераб. и доп .- М.; Компьютер Пресс, 2005.-482 с. 

2. Волоконно-оптическая техника: современное состояние и перспективы. -2-изд., перераб. и доп./Сб. статей под ред. Дмитриева С.А. и Слепова Н.Н. – М.; ООО «Волоконно-оптическая техника»,2005. - 576 с.

3. Волоконно-оптические подсистемы современных СКС/ Семенов А.Б.- М.; Академия АйТи; ДМК Пресс,2007. -832 с

4. А.В. Листвин, В.Н. Листвин, Д.В.Швырков, «Оптические волокна для линий связи» - М.: ЛЕСАРарт, 2003. -288   

^* Юнит (U) — единица измерения высоты для 19-дюймовых конструктивов. 1U = 1,75” = 4,45 см. Иногда используется эквивалентная единица НЕ (Hohen Einheit), приня­тая в немецкоязычной технической литературе.