ПМ.01.МДК.01.01 Организация, принципы построения и функционирования компьютерных сетей

Учебно-методическое пособие

По курсовому проектированию

ПМ.01.МДК.01.01 Организация, принципы построения и функционирования компьютерных сетей

Прибрежное 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Основные сведения о СКС................................................................ 3

Глава 2. Основные вопросы проектирования СКС..................................... 21

Теоретическая часть (изучается в часы самоподготовки)......................... 21

Практическая часть.................................................................................... 29

Глава 3. Архитектурная фаза проектирования............................................ 30

Теоретическая часть (изучается в часы самоподготовки)......................... 30

Практическая часть.................................................................................... 38

Глава 4. Телекоммуникационная фаза проектирования.............................. 39

Теоретическая часть (изучается в часы самоподготовки)......................... 39

Практическая часть.................................................................................... 52

Глава 5. Расчет декоративных коробов, монтажных конструктивов и прочих дополнительных компонентов СКС................................................ 53

Теоретическая часть (изучается в часы самоподготовки)......................... 53

Практическая часть.................................................................................... 58

Глава 6. Технические предложения и проектная документация)................ 59

Теоретическая часть (изучается в часы самоподготовки)......................... 59

Практическая часть.................................................................................... 64

Глава 7. Пример проектирования СКС........................................................ 65

Теоретическая часть (изучается в часы самоподготовки)......................... 65

Проектирование и расчет структурированных кабельных систем и их компонентов

Глава 1. Основные сведения о СКС

Структура СКС

Топология СКС

Определение СКС: Коммуникационная кабельная система для соединения различных видов оборудования от разных производителей в ограниченной области используя физическую среду передачи, которая позволит осуществить передачу информации с высокой скоростью и малой вероятностью ошибки.

Термин «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология — это стандартный термин, который используется профессионалами при описании основной компоновки сети. Если Вы поймете, как используются различные топологии, Вы сумеете понять, какими возможностями обладают различные типы сетей. Чтобы совместно использовать ресурсы или выполнять другие сетевые задачи, компьютеры должны быть подключены друг к другу. Для этой цели в большинстве сетей применяется кабель. Однако просто подключить компьютер к кабелю, соединяющему другие компьютеры, не достаточно. Различные типы кабелей в сочетании с различными сетевыми платами, сетевыми операционными системами и другими компонентами требуют и различного взаимного расположения компьютеров. Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Топология может также определять способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия, и эти методы оказывают большое влияние на сеть.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий: шина (bus);

звезда (star); кольцо (ring).

Если компьютеры подключены вдоль одного кабеля [сегмента (segment)], топология называется шиной. В том случае, когда компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки, или концентратора, топология называется звездой. Если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут в кольцо, такая топология носит название кольца. Хотя сами по себе базовые топологии несложны, в реальности часто встречаются довольно сложные комбинации, объединяющие свойства нескольких топологий.

 

Шина

Топологию «шина» часто называют «линейной шиной» (linear bus). Данная топология относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети.

Взаимодействие компьютеров

В сети с топологией «шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов. Чтобы понять процесс взаимодействия компьютеров по шине, Вы должны уяснить следующие понятия:

ü передача сигнала;

ü отражение сигнала; терминатор.

Передача сигнала

Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети; однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, ' зашифрованному в этих сигналах. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу.Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть. Однако вывести прямую зависимость между пропускной способностью сети и количеством компьютеров в ней нельзя. Ибо, кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество факторов, в том числе:

ü характеристики аппаратного обеспечения компьютеров в сети;

ü частота, с которой компьютеры передают данные;

ü тип работающих сетевых приложений;

ü тип сетевого кабеля;

ü расстояние между компьютерами в сети.

Шина — пассивная топология. Это значит, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из строя, это не скажется на работе остальных. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети.

Отражение сигнала

Данные, или электрические сигналы, распространяются по всей сети -- от одного конца кабеля к другому. Если не предпринимать никаких специальных действий, сигнал, достигая конца кабеля, будет отражаться и не позволит другим компьютерам осуществлять передачу. Поэтому, после того как данные достигнут адресата, электрические сигналы необходимо погасить.

Терминатор

Чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на каждом конце кабеля устанавливают терминаторы (terminators) (рис. 1.1.), поглощающие эти сигналы. Все концы сетевого кабеля должны быть к чему-нибудь подключены, например к компьютеру или к баррел-коннектору — для увеличения длины кабеля. К любому свободному — неподключенному — концу кабеля должен быть подсоединен терминатор, чтобы предотвратить отражение электрических сигналов.

Рисунок 1.1. Коннектор - терминатор Нарушение целостности сети

Разрыв сетевого кабеля происходит при его физическом разрыве или отсоединении одного из его концов. Возможна также ситуация, когда на одном или нескольких концах кабеля отсутствуют терминаторы, что приводит к отражению электрических сигналов в кабеле и прекращению функционирования сети. Сеть «падает». Сами по себе компьютеры в сети остаются полностью работоспособными, но до тех пор, пока сегмент разорван, они не могут взаимодействовать друг с другом.

 

Звезда

При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором (hub) - пасивная топология. Либо в центре располагается сервер - активная топология.. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Эта топология возникла на заре вычислительной техники, когда компьютеры были подключены к центральному, главному, компьютеру.

В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованны. Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. А если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.

 

Кольцо

При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Поэтому у кабеля просто не может быть свободного конца, к которому надо подключать терминатор. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему

компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Передача маркера

Один из принципов передачи данных в кольцевой сети носит название передачи маркера. Суть его такова. Маркер последовательно, от одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот, который «хочет» передать данные. Передающий компьютер изменяет маркер, помещает электронный адрес в данные и посылает их по кольцу.

Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя, указанным в данных. После этого принимающий компьютер посылает передающему сообщение, где подтверждает факт приѐма данных. Получим подтверждение, передающий компьютер создаѐт новый маркер и возвращает его в сеть. На первый взгляд кажется, что передача маркера отнимает много времени, однако на самом деле маркер передвигается практически со скоростью света. В кольце диаметром 200 м маркер может циркулировать с частотой 10 000 оборотов в секунду.

 

Смешанные топологии

В основу любой полномасштабной структурированной кабельной системы положена древовидная топология (Рис.1.2.), которую иногда называют также структурой иерархической звезды. Функции узлов структуры выполняет коммутационное оборудование различного вида, которое может иметь две основные разновидности: индивидуальные информационные розетки, эксплуатируемые пользователями кабельной системы, и панели различных видов, образующие групповое коммутационное поле, с которыми работает обслуживающий персонал. Коммутационное оборудование соединяется между собой электрическими и волоконно-оптическими кабелями различных видов.

Функциональные элементы:

КВМ - кроссовая внешних магистралей КЗ - кроссовая здания

КЭ - кроссовая этажей

ИР - информационные розентки.

Рисунок 1.2. Древовидная топология

Все кабели, входящие в технические помещения, обязательно заводятся на упомянутые выше коммутационные панели, на которых с помощью шнуров осуществляются все подключения и переключения в процессе текущей эксплуатации кабельной системы. Стандарты позволяют также организацию резервных трактов передачи сигналов. Все это в сочетании с использованной древовидной топологией в части, касающейся СКС, обеспечивает гибкость и надежность СКС, а также возможность легкой переконфигурации и адаптируемости кабельной системы под конкретное

приложение (рис. 1.3).

КВМ                            КЗ                              КЭ

 

 

Точка перехода

Сетевое оборудование

 

 

Подсистема внешних магистралей

Подсистема внутренних магистралей

 

Горизонтальная подсистема            Подсистема рабочего места

 

Рисунок 1.3. Подсистем СКС

Технические помещения

Технические помещения необходимы для построения СКС и информационной системы в целом. В общем случае они делятся на аппаратные и кроссовые.

Техническое помещение часто называют "Аппаратной". В данном помещении, наряду с групповым коммутационным оборудованием СКС, располагается сетевое оборудование коллективного пользования масштаба предприятия (Учрежденческо- производственная АТС, серверы, коммутаторы). Аппаратные оборудуются фальшполами, системами пожаротушения, кондиционирования и контроля доступа. Уровень устанавливаемых в аппаратной различных устройств и систем инженерного обеспечения должен соответствовать уровню монтируемого в ней компьютерного и телекоммуникационного оборудования.

Кроссовая представляет собой помещение, в котором размещается коммутационное оборудование СКС, сетевое и другое вспомогательное оборудование, обслуживающее чаще всего ограниченную группу пользователей. При этом уровень оснащения кроссовой оборудованием инженерного обеспечения ее функционирования в целом является более низким по сравнению с аппаратной.

Аппаратная может быть совмещена с кроссовой здания (КЗ). В этом случае его сетевое оборудование может подключаться непосредственно к коммутационному оборудованию СКС. Если аппаратная расположена отдельно, то ее сетевое оборудование подключается к локально расположенному коммутационному оборудованию или к обычным информационным розеткам, аналогичным розеткам рабочих мест. В кроссовую внешних магистралей (КВМ) сходятся кабели внешней магистрали, подключающие к ней отдельные КЗ. В КЗ заводятся внутренние магистральные кабели, подключающие к ним кроссовые этажей (КЭ). К КЭ, в свою очередь, горизонтальными кабелями подключены розеточные модули информационных розеток рабочих мест. В качестве дополнительных связей, увеличивающих гибкость и живучесть системы, допускается

прокладка внешних магистральных кабелей между КЗ и внутренних магистральных кабелей - между КЭ.

Во всей СКС может быть только одна КВМ, а в каждом здании может находиться не более одной КЗ. Допускается объединение КВМ с КЗ, если они расположены в одном здании. Аналогично КЗ может быть совмещена с КЭ, если они расположены на одном этаже. Если плотность рабочих мест на этаже или его части мала, то в качестве исключения допускается подключение к КЭ горизонтальных кабелей смежных этажей. Пример структуры СКС с привязкой к зданиям приведен на рис. 1.4.

Рисунок 1.4. Пример структуры СКС с привязкой к зданиям

Подсистемы СКС

В самом общем случае СКС согласно международному стандарту ISO/IEC 11801 включает в себя три подсистемы:

1) подсистема внешних магистралей состоит из внешних магистральных кабелей между КВМ и КЗ, коммутационного оборудования в КВМ и КЗ, к которому подключаются внешние магистральные кабели, и коммутационных шнуров и/или перемычек в КВМ. Подсистема внешних магистралей является той основой, которая соединяет в единую сеть связи, отдельно расположенные на одной территории здания (campus). На практике эта подсистема достаточно часто имеет физическую кольцевую топологию, что дополнительно обеспечивает увеличение надежности за счет наличия резервных кабельных трасс. Из этих же соображений подсистема внешних магистралей иногда реализуется по двойной кольцевой топологии. Если СКС устанавливается автономно только в одном здании, то подсистема внешних магистралей отсутствует. В зданиях с большими размерами к подсистеме внешних магистралей относятся те кабели, которые имеют длину свыше 500 м, хотя фактически не выходят за пределы здания;

2) подсистема внутренних магистралей, называемая в некоторых СКС вертикальной или вторичной подсистемой, содержит проложенные между КЗ и КЭ внутренние магистральные кабели, подключенное к ним коммутационное оборудование в

КЗ и КЭ, а также часть коммутационных шнуров и/или перемычек в КЗ. Кабели рассматриваемой подсистемы фактически связывают между собой отдельные этажи здания и/или пространственно разнесенные помещения в пределах одного здания. Если СКС обслуживает один этаж, то подсистема внутренних магистралей может отсутствовать;

3) горизонтальная подсистема образована горизонтальными кабелями между КЭ и розеточными модулями информационных розеток рабочих мест, самими информационными розетками, а также коммутационным оборудованием в КЭ, к которому подключаются горизонтальные кабели. В состав горизонтальной подсистемы входит также большая часть коммутационных шнуров и/или перемычек в КЭ. При построении горизонтальной проводки допускается использование одной точки перехода на тракт, в которой происходит изменение типа прокладываемого кабеля (например, переход на плоский кабель для прокладки под ковровым покрытием с эквивалентными передаточными характеристиками).

Рассматриваемое здесь деление СКС на отдельные подсистемы применяется независимо от вида или формы реализации сети, то есть оно принципиально будет одинаковым, например, для кабельной системы, установленной в офисном здании или в производственном комплексе.

В самом общем случае СКС согласно действующим редакциям международных нормативно-технических документов включает в себя следующие восемь компонентов:

ü линейно-кабельное оборудование подсистемы внешних магистралей;

ü коммутационное оборудование подсистемы внешних магистралей;

ü линейно-кабельное оборудование подсистемы внутренних магистралей;

ü коммутационное оборудование подсистемы внутренних магистралей;

ü линейно-кабельное оборудование горизонтальной подсистемы;

ü коммутационное оборудование горизонтальной подсистемы;

ü точки перехода;

ü информационные розетки.

В подавляющем большинстве случаев подключение к СКС сетевого оборудования и коммутация отдельных портов кабельной системы производится с помощью шнуровых изделий самых разнообразных видов. Применение различных переключателей для решения задач коммутации, несмотря на их очевидные технические и эксплуатационные преимущества, не получило широкого распространения из-за существенно меньших функциональных возможностей. В некоторых ситуациях, обусловленных главным образом конструктивными особенностями портов активных сетевых приборов, кроме шнура может понадобиться адаптер, обеспечивающий согласование сигнальных и механических параметров оптических или электрических интерфейсов (разъемов) СКС и сетевого оборудования.

Подсистема рабочего места обеспечивает подключение сетевого оборудования на рабочих местах. Применяемое для ее реализации оборудование целиком и полностью зависит от конкретного приложения. Она не является частью СКС и выходит за рамки действия стандартов ISO/IEC 11801 и TIA/EIA-568-A, хотя эти нормативные документы накладывают на ее параметры и характеристики определенные ограничения, более подробно обсуждаемые ниже.

Кабели СКС

Одним из эффективных способов повышения технико-экономической эффективности кабельных систем офисных зданий является минимизация типов кабелей, применяемых для их построения. В СКС согласно международному стандарту ISO/IEC 11801 допускается использование только:

ü симметричных электрических кабелей на основе витой пары с волновым сопротивлением 100, 120 и 150 Ом в экранированном и неэкранированном исполнении;

ü одномодовых и многомодовых оптических кабелей.

Электрические кабели из витых пар используются в первую очередь для создания горизонтальной подсистемы. По ним передаются как телефонные сигналы и низкоскоростная дискретная информация, так и данные высокоскоростных приложений. Применение оптических решений в горизонтальной подсистеме в настоящее время встречается достаточно редко, хотя их доля растет очень быстрыми темпами (решения в рамках концепции fibre to the desk). В подсистеме внутренних магистралей электрические и оптические кабели применяются одинаково часто, причем электрические кабели предназначены для передачи главным образом телефонных сигналов и данных с тактовыми частотами до 1 МГц, тогда как оптические кабели обеспечивают передачу цифровой информации высокоскоростных приложений. На внешних магистралях оптические кабели играют доминирующую роль.

Для перехода с электрического кабеля на оптический в процессе передачи данных со скоростью 10 Мбит/с и выше в технических помещениях устанавливается соответствующее сетевое оборудование (преобразователи среды или трансиверы). Данные устройства обычно обслуживают групповое устройство (обычный или коммутирующий концентратор системы передачи данных, выносной модуль АТС, контроллер инженерной системы здания и т.д.). Прямое использование волоконно-оптического кабеля для

передачи телефонных сигналов и низкоскоростных данных на современном этапе развития техники является экономически нецелесообразным и применяется крайне редко - в тех ситуациях, когда другие решения невозможны или же выдвигаются особые требования в отношении защиты информации от несанкционированного доступа. Поэтому для улучшения технико-экономической эффективности сети в целом обычно процесс преобразования низкоскоростного электрического сигнала в оптический совмещается с мультиплексированием.

Для построения горизонтальной подсистемы стандартами допускается применение экранированного и неэкранированного кабелей. Экранированный симметричный кабель потенциально обладает лучшими электрическими, а в некоторых случаях и прочностными характеристиками по сравнению с неэкранированным. Однако кабельные тракты на его основе являются очень критичными к качеству выполнения монтажа и заземления, а сами кабели имеют заметно большую стоимость и обладают заметно худшими массогабаритными показателями.

Стандарты разрешают строить СКС на электрических кабелях из витых пар с волновым сопротивлением 100, 120 и 150 Ом. При этом две последние разновидности кабелей часто обладают заметно лучшими характеристиками. Однако, в силу целого ряда причин технического и экономического плана, они не получили сколько-нибудь широкого распространения в нашей стране.

Многомодовые волоконно-оптические кабели используются в основном в качестве основы подсистемы внутренних магистралей. Одномодовые волоконно-оптические кабели рекомендуется применять только для построения длинных внешних магистралей.

 

Таблица 1.1. Классы приложений по ISO/IEC 11801

Классы линии и приложения	Определение
A	Телефонные каналы и низкочастотный обмен данными. Максимальная частота сигнала - 100 кГц
B	Приложения со средней скоростью обмена Максимальная частота сигнала - 1МГц
C	Приложения с высокой скоростью обмена Максимальная частота сигнала - 16 МГц
D	Приложения с очень высокой скоростью обмена Максимальная частота сигнала - 100 МГц
Оптический	Приложения, использующие в качестве среды передачи сигнала оптический кабель. Частоты 10 МГц и выше

Таблица 1.2. Соответствие категорий кабелей и соединителей классам приложений

TIA/EIA-568-A	ISO/IEC 11801	EN 50173	ISO/IEC 11801

Кабели и соединители

Приложения - - - A - - - B Категория 3 Категория 3 Категория 3 C Категория 4 Категория 4 - - Категория 5 Категория 5 Категория 5 D - Категория 6 - E - Категория 7 - F - Категория 8 - G

В сентябре 1997 года IEC начала работу по стандартизации двух новых классов приложений Е и F, а также компонентов СКС для категорий 6 и 7. Параллельно проводилась работа над так называемой улучшенной категорией 5 (категорией 5+, или категорией 5е) с верхней граничной частотой нормировки параметров в 100 МГц. Последняя фактически фиксирует достигнутый на конец 90-х годов уровень техники и одновременно нормирует ряд параметров, соблюдение которых обеспечивает возможность работы перспективного сверхвысокоскоростного приложения Gigabit Ethernet.

Приложения класса Е и компоненты СКС категории 6 имеют нормируемые характеристики до частоты 250 МГц. Выбор именно такого частотного диапазона гарантируемых параметров был обусловлен требованием обеспечения потенциальной возможности поддержки функционирования двухпарных вариантов интерфейсов Gigabit Ethernet. Класс F и компоненты категории 7 рассчитываются на частоты до 600 МГц. Выбор последнего значения в первую очередь обусловлен широким распространением аппаратуры ATM со скоростью передачи 622 Мбит/с, а также необходимостью поддержки передачи сигналов многоканального аналогового телевидения с верхней граничной частотой 550 МГц.

Для построения трактов категории 6 используются кабели всех типов (экранированные и неэкранированные). В качестве соединителя применяется в основном

модульный разъем. Линии категории 7 при современном состоянии уровня техники могут быть реализованы только на кабеле с экранированными парами.

Стандарт ISO/IEC 11801 в дополнение к кабелям специфицирует по категориям также разъемы. Категории определяются максимальной частотой сигнала, на которую рассчитаны соответствующие разъемы и кабели (табл. 1.3). Кабели и разъемы более высоких категорий поддерживают все приложения, которые рассчитаны на работу по кабелям более низких категорий.

 

Таблица 1.3. Категории кабелей и разъемов

Категория кабели и разъема	Максималь ная частота сигнала	Типовые приложения
Категория 3	до 16 МГц	Локальные сети TokenRing и Ethernet 10Base-T, телефонные каналы и другие низкочастотные приложения
Категория 4	до 20 МГц	Локальные сети TokenRing и Ethernet 10Base-T
Категория 5	до 100 МГц	Локальные сети со скоростью передачи до 100Мбит/с
Категория 5Е	до 100 МГц	Локальные сети со скоростью передачи до 1000 Мбит/с
Категория 6	до 250 МГц	Локальные сети со скоростью передачи до 1000 Мбит/с
Категория 7	до 600 МГц	Локальные сети со скоростью передачи до 1000 Мбит/с, сигналы кабельного телевидения
Категория 8	до 1200 МГц	Локальные сети со скоростью передачи до 1000 Мбит/с, сигналы кабельного телевидения

Линии электрической связи СКС должны быть собраны из кабелей и других компонентов с характеристиками не хуже той категории, на которую они рассчитаны. Данное правило имеет также и обратное действие в отношении до категории 5е включительно: тракт (channel) передачи информации СКС, собранный из компонентов определенной категории, поддерживает работу всех приложений своего и более низкого классов.

Стандарты ISO/IEC 11801 в редакции 2000 года и TIA/EIA 568-А определяют, что линии связи СКС будут соответствовать требованиям определенной ими категории при соблюдении следующих трех условий:

ü технические характеристики всех кабелей, разъемов и соединительных шнуров этой линии соответствуют требованиям этой категории или превышают их;

ü линия связи спроектирована с учетом требований стандартов (то есть соблюдены ограничения на длины кабелей, количество точек коммутации и т.д.);

ü монтаж выполнен в полном соответствии с требованиями перечисленных выше стандартов.

В 2000-2001 годах органы по стандартизации приступили к рассмотрению вопроса о нормировании градаций пропускной способности оптических трактов. Предполагается ввести для многомодовых оптических трактов три оптических класса: OF-300, OF-500 и OF-2000. При этом цифры в обозначениях класса соответствуют максимальной гарантированной длине его канала. Для построения таких линий должны использоваться волокна категорий ОМ1, ОМ2 и ОМЗ с различным коэффициентом широкополосности и, возможно, различным уровнем гарантированного погонного затухания. Для одномодовых волокон пока предусматривается только одна категория OS1. Некоторые европейские

компании (Ackermann, Brand-Rex), не дожидаясь утверждения нормативных документов, уже выпускают продукцию в соответствии с предполагаемым делением [10].

 

Таблица 1.4. Максимальные длины кабельных трактов в зависимости от типа кабеля и класса приложения

Среда передачи сигнала

Класс приложений

A B C D Оптика Симметричный кабель категории 3 2 км 200 м 100 м* - - Симметричный кабель категории 4 3 км 260 м 150 м - - Симметричный кабель категории 5 3 км 260 м 160 м 100 м - Симметричный кабель 150 Ом 3 км 400 м 250 м 150 м - Многомодовый оптический кабель - - -   2 км Одномодовый оптический кабель - - -   3 км**

* Под длиной 100 м поднимается суммарная длина горизонтального кабеля (до 90м) и шнуров всех разновидностей)

** 3 км - ограничение формально наложенное стандартном 0 не является физическим ограничением.

А+B+C ≤ 9 м - суммарная длина всех шнуров и перемычек горизонтальной подсистемы А+E ≤ 10 м

С и D ≤ 20 м - длина коммутационных шнуров (перемычек) в КЗ и КВМ F и G ≤ 30 м - длина оконечных шнуров в КЗ и КВМ

Рисунок 1.5. Максимальное расстояние в СКС по ISO/IEC 11801

Наибольшая длина кабеля горизонтальной подсистемы установлена равной 90 м. Стандартизация именно этого значения произведена исходя из возможностей витой пары как направляющей системы электромагнитных колебаний передавать сигналы наиболее массовых высокоскоростных приложений типа Fast Ethernet. Учитывались достигнутый технический уровень элементной базы и применяемые схемотехнические решения приемопередатчиков современного сетевого оборудования. Не последнюю роль при

выборе именно этого значения максимальной длины играли архитектурные особенности типовых офисных зданий.

В случае реализации горизонтальной проводки на волоконно-оптическом кабеле длина кабельного тракта ограничена величиной 90 м. В этом случае основным соображением были не энергетические характеристики оптоэлектронной элементной базы современных волоконно-оптических приемопередатчиков, а то, что она гарантированно позволяет выполнить ограничения протокольного характера сетей Fast Ethernet по максимальному диаметру коллизионного домена.

Основным назначением подсистемы внутренних магистралей является объединение в единое целое технических помещений в пределах одного здания. Исходя из этого, максимальная длина кабеля такой магистрали устанавливается стандартами равной 500 м по международному стандарту ISO/IEC 11801:2000 и 300 м -по американскому стандарту TIA/EIA-568-B.l. Очень часто на практике кабели этой подсистемы соединяют технические помещения, которые расположены на разных этажах здания. На основании этого из-за ориентации кабеля ее называют вертикальной.

И наконец, подсистема внешних магистралей, которая объединяет отдельные здания, согласно стандарту ISO/IEC 1801 может включать в себя кабели максимальной длиной 1,5 км. Дополнительно оговаривается, что максимальная длина магистральных кабелей между кроссовой этажа и кроссовой внешних магистралей не может превышать 2000 м (500 м кабеля внутренней и 1500 м кабеля внешней магистрали) при условии применения коммутационных и оконечных шнуров стандартной длины. В случае использования одномодового кабеля указанное значение может быть увеличено до 3000 м при длине кабеля внешней магистрали 2500 м. Американский стандарт TIA/EIA-568-B.l устанавливает длины много-модового и одномодового кабелей подсистемы внешних магистралей в 1700 м и 2700 м соответственно. Таким образом, общая длина магистральных трактов независимо от стандарта составляет 2 и 3 км для многомодового и одномодового кабелей.

При необходимости обеспечения связи на большие расстояния стандартами предполагается, что для передачи информации будут использоваться линии и каналы связи общего пользования различных телекоммуникационных операторов.

Длины коммутационных и оконечных шнуров в определенной степени зависят от выбранной схемы подключения сетевого оборудования, типа среды передачи сигнала и подсистемы СКС, к которой относится данный конкретный шнур или их совокупность. Согласно стандарту ISO/IEC 11801 в редакции 2000 года максимальная суммарная длина кабелей шнуров, применяемых при организации трактов горизонтальной подсистемы, составляет:

ü 9 м - в случае схемы коммутационного подключения для электрического кабеля;

ü 10 м - в случае схемы коммутационного соединения для электрического кабеля;

ü •10м- при любой схеме подключения в волоконно-оптическом варианте.

Максимальная длина коммутационного шнура, используемого в кроссовых магистральных подсистем (КЗ и КВМ) согласно стандарту ISO/IEC 11801 составляет 20 м. Длина оконечных шнуров, предназначенных для подключения сетевого оборудования в этих технических помещениях, не должна превышать 30 м. При этом в магистральных подсистемах тип кабеля как среды передачи не влияет на величину максимальной длины шнуров, то есть она является одинаковой как для электрического, так и для волоконно- оптического кабеля.

1.3. Дополнительные варианты топологического построения СКС

Рассмотрим дополнительные возможности построения горизонтальной подсистемы и подсистемы внутренних магистралей, часть из которых не вошла в действующие основные стандарты по СКС. По состоянию на середину 2001 года они характеризовались только техническими бюллетенями TIA/EIA и содержались в проектах международного стандарта ISO/IEC 11801. Наличие этих вариантов существенно увеличивает свободу выбора проектировщика и позволяет значительно увеличить технико-экономическую эффективность кабельной системы в ряде часто встречающихся на практике случаев.

 

Варианты построения горизонтальной подсистемы СКС

Горизонтальная подсистема СКС, при реализации которой используются кабели из витых пар, может быть построена по четырем различным вариантам, которые в схематическом виде изображены на рис.1.6.

и и ц за ы м   ани те г с ор си ы под ант ой и ар ьн 6 нтал В . 1. зо сунок г и ор и Р

Наиболее распространена первая схема, которая образована непрерывным кабелем максимальной длиной 90 м, соединяющим розеточный модуль информационной розетки (ИР) и коммутационную панель в кроссовой этажа (КЭ).

Во втором варианте тракт передачи образуется последовательным соединением кабелей двух различных типов, но с эквивалентными передаточными характеристиками. Эти кабели соединяются между собой в так называемой точке перехода (ТП).

Согласно международному стандарту ISO/IEC 11801 здесь возможны две комбинации типов таких кабелей: многопарный + четы- рехпарный и круглый + плоский с одинаковым количеством пар (на практике это четыре пары). Американский стандарт TIA/EIA-568-A трактует точку перехода более узко: в ТП согласно этому нормативно-техническому документу происходит соединение плоского кабеля с круглым.

Точка перехода реализуется на обычном коммутационном оборудовании, которое отличается

от коммутационного оборудования технических помещений только видом конструктивного исполнения.