Аппаратные
Аппаратная - помещение, занимаемое крупным телекоммуникационным оборудованием. Часто аппаратные являются помещениями специального назначения. Аппаратные соединяются с магистралями и обычно считаются средствами обслуживания здания или кампуса, предназначенными для выполнения телекоммуникационных функций.
Основные требования стандарта к аппаратным:
• аппаратные следует располагать в стороне от источников электромагнитного излучения (ЕМI), в местах, где возможно впоследствии расширение пространства и есть возможность размещения крупногабаритной аппаратуры;
• максимально допустимая нагрузка на пол должна составлять: распределенная нагрузка > 12 кПа; сосредоточенная нагрузка >: 4,4 кН;
• размеры аппаратной должны отвечать требованиям к располагаемому в ней оборудованию или, при отсутствии данных, составлять 0,07 квадратных метров на каждые 10 квадратных метров площади обслуживаемых рабочих мест;
• минимальный допустимый размер аппаратной - 14 квадратных метров;
• аппаратная должна быть соединена с главным электродом системы заземления здания кондуитом размером 1+1/2" (ANSI/TIA/EIA-607);
• требуемая минимальная высота потолка аппаратной должна составлять 2,44 м.
Все требования и рекомендации, относящиеся к телекоммуникационным шкафам и не перечисленные в данном разделе, приложимы к помещениям аппаратных.
Физические характеристики волоконно-оптических передающих сред
Основные элементы оптического волокна
Ядро. Ядро - светопередающая часть волокна, изготавливаемая либо из стекла, либо из пластика. Чем больше диаметр ядра, тем большее количество света может быть передано по волокну.
Демпфер. Назначение демпфера -обеспечение более низкого коэффициента преломления на границе с ядром для переотражения света в ядро таким образом, чтобы световые волны распространялись по волокну.
Оболочка. Оболочки обычно бывают многослойными, изготавливаются из пластика для обеспечения прочности волокна, поглощения ударов и обеспечения дополнительной защиты волокна от воздействия окружающей среды. Такие буферные оболочки имеют толщину от 250 до 900 мкм.
Размер волокна в общем случае определяется по внешним диаметрам его ядра, демпфера и оболочки. Например, 50/125/250 - характеристика волокна с диаметром ядра 50 мкм, диаметром демпфера 125 мкм и диаметром оболочки 250 мкм. Оболочка всегда удаляется при соединении или терминировании волокон.
Тип волокна идентифицируется по типу путей, или так называемых "мод", проходимых светом в ядре волокна. Существует два основных типа волокна - многомодовое и одномодовое. Ядра многомодовых волокон могут обладать ступенчатым или градиентным показателями преломления. Многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления получило свое название от резкой, ступенчатой, разницы между показателями преломления ядра и демпфера.
В более распространенном многомодовом волокне с градиентным показателем преломления лучи света также распространяются в волокне по многочисленным путям. В отличие от волокна со ступенчатым показателем преломления, ядро с градиентным показателем содержит многочисленные слои стекла, каждый из которых обладает более низким показателем преломления по сравнению с предыдущим слоем по мере удаления от оси волокна. Результатом формирования такого градиента показателя преломления является то, что лучи света ускоряются во внешних слоях и их время распространения в волокне сравнивается с временем распространения лучей, проходящих по более коротким путям ближе коси волокна.
Таким образом, волокно с градиентным показателем преломления выравнивает время распространения различных мод так, что данные по волокну могут быть переданы на более дальние расстояния и на более высоких скоростях до того момента, когда импульсы света начнут перекрываться и становиться неразличимыми на стороне приемника.
Волокна с градиентным показателем представлены на рынке с диаметрами ядра 50, 62,5 и 100 мкм.
Одномодовое волокно, в отличие от многомодового, позволяет распространяться только одному лучу или моде света в ядре. Это устраняет любое искажение, вызываемое перекрытием импульсов. Диаметр ядра одномодового волокна чрезвычайно мал - приблизительно 5 -10 мкм. Одномодовое волокно обладает более высокой пропускной способностью, чем любой из многомодовых типов. Например, подводные морские телекоммуникационные кабели могут нести 60000 речевых каналов по одной паре одномодовых волокон.
Горизонтальная кабельная система
Горизонтальная кабельная система
Горизонтальная кабельная система начинается телекоммуникационной розеткой на рабочем месте и заканчивается горизонтальным кроссом в телекоммуникационном шкафу. Она включает в себя: розетку, горизонтальный кабель, точки терминирования и пэтч-корды (кроссировочные перемычки), представляющие собой горизонтальный кросс.
Горизонтальная кабельная система должна иметь топологическую конфигурацию "звезда". Каждое рабочее место соединено непосредственно с горизонтальным кроссом (НС) в телекоммуникационном шкафу (ТС). Максимальная протяженность любого горизонтального кабельного сегмента не должна превышать 90 м независимо от типа используемой передающей среды.
Горизонтальные кабели по своему количеству занимают первое место во всем объеме кабельных сегментов телекоммуникационной инфраструктуры здания. Несмотря на то, что стандарт Е1А/Т1А 568 суживает круг возможных вариантов кабельной продукции, одним из основных моментов при планировании СКС является правильный выбор типа передающей среды для обеспечения поддержки вероятных изменений в будущем. Применяемый тип кабеля должен служить более одного планируемого периода развития телекоммуникационной сети. В горизонтальной подсистеме стандартом 586 разрешается использовать следующие типы передающих сред:
Кабель UTP 4 пары, 100 ом Многомодовое оптическое волокно 62,5/125 мкм Кабель STP-A 2 пары,150 ом Коаксиальный кабель 50 ом
Коаксиальный кабель 50 0м признается стандартом '568 в качестве передающей среды, но не рекомендуется для новых систем. Разрешается монтаж дополнительных коаксиальных розеток. Такие розетки являются дополнением и не могут заменять минимально требуемые стандартом.
Компоненты, предназначенные для поддержки специфических приложений (например, всевозможные типы адаптеров и конверторов), не могут быть использованы в качестве элемента горизонтальной кабельной системы. При необходимости они должны располагаться вне по отношению к телекоммуникационной розетке или горизонтальному кроссу.
Это требование стандарта имеет своей целью обеспечение максимальной универсальности кабельной системы и ее независимость от конкретных приложений и интерфейсов.
Одной из основных проблем "медных" кабельных систем является их подверженность воздействию электромагнитных помех. По этой причине стандарт '568 предписывает при проектировании кабельных систем учитывать расположение потенциальных источников помех. Конкретные спецификации по разделению кабельных инфраструктур и источников помех определены в стандарте ANSI/EIA/TIA-569.
При каблировании открытых офисных пространств часто применяется плоский 4-парный подковровый кабель. Место сопряжения такого кабеля и круглого распределительного кабеля, приходящего от горизонтального кросса, носит название "переходной точки" (ТР -Transition Point). Стандарт допускает применение одной переходной точки между различными формами одного типа кабеля на одном сегменте горизонтального кабеля.
Стандарт запрещает использование в горизонтали шунтированных отводов (то есть появление одних и тех же пар кабеля на нескольких телекоммуникационных розетках, или, говоря простым языком, - запараллеливание линий), а также использование муфт для металлических кабелей. Необходимость использования муфт в горизонтальных сегментах, длина которых не может превышать 90 м, необоснованна, в то время как их наличие может значительно ухудшать рабочие передающие характеристики горизонтальной линии. В случае волоконно-оптических систем установка муфт разрешена, но рекомендуется ограничить их применение телекоммуникационным шкафом. Как правило, муфты в волоконно-оптических системах и применяются в телекоммуникационных шкафах при терминировании распределительных волоконно-оптических кабелей так называемыми шнурами pig-tail. Эта технология позволяет осуществлять переход и подключение распределительных кабелей, содержащих в себе волокна, как правило, небольшого размера (диаметр буфера ~ 250 мкм) с коннекторами, требующими терминирования волокна с буферами большего размера (~ 900 мкм).
Шнур pig- tail представляет собой короткий отрезок волоконно-оптического кабеля длиной около 1-3 м, терминированный в заводских условиях коннектором. Соединение распределительного кабеля и шнура pig-tail осуществляется с помощью, как правило, сварной муфты, обеспечивающей высококачественный переход с низкими потерями порядка 0,01 - 0,1 дБ.
При каблировании рабочих мест стандарт '568 для обеспечения минимального универсального сервиса конечному пользователю предписывает устанавливать, как минимум, две телекоммуникационные розетки на каждом индивидуальном рабочем месте. Число розеток (2) было выбрано на основании среднестатистической конфигурации современного телекоммуникационного сервиса - телефония и приложения передачи данных (ЛВС). Одна из двух розеток по требованию стандарта должна быть совместима с 4-парным кабелем UTP 100 0м (категории 3 или выше), а вторая - или с 4-парным кабелем UTP 100 0м (рекомендуется категория 5), или с 2-парным кабелем STP-A 150 0м или с многомодовым волоконно-оптическим кабелем 62,5/125 мкм.
Если в горизонтальной кабельной системе были применены экранированные компоненты, требующие подсоединения к телекоммуникационной системе заземления, стандарт требует, чтобы эта система заземления отвечала соответствующим строительным нормативам, а также стандарту ANSI/TIA/EIA-607. Поскольку в различных регионах и странах могут действовать местные национальные нормативы по заземлению, приведенное выше требование стандарта можно трактовать следующим образом: "... система заземления должна отвечать соответствующим строительным нормативам, а также местным и национальным нормативам и инструкциям по системам заземления".
Горизонтальные трассы
Горизонтальные трассы, по определению стандарта '569, предназначены для обеспечения пространства для монтажа передающих сред от телекоммуникационного шкафа до телекоммуникационной розетки на рабочем месте. Горизонтальная трасса может состоять из нескольких компонентов, таких как кабельные лотки, кондуиты, фальш-пол, потолок и периметральные системы (пластиковые настенные "кабель-каналы", "короба").
Основные требования стандарта к горизонтальным трассам:
• горизонтальные трассы, способ их соединения между собой должны быть согласованы с соответствующими нормативами электроснабжения и заземления;
• горизонтальные трассы должны быть спроектированы с учетом возможности прокладки всех типов телекоммуникационных кабелей (передача речи, данных, видео);
• при определении размера трассы следует учитывать количество и размер кабелей (с учетом запаса на будущие расширения системы);
• при оборудовании основного пространства офиса размер трасс, проходящих под полом, рассчитывается в предположении, что каждое рабочее место будут обслуживать до 3-х телекоммуникационных устройств и каждое рабочее место занимает 10 квадратных метров полезной площади этажа;
• при монтаже сложной комбинированной системы одним из сервисов является электрическое питание, поэтому трассы для отдельных видов сервиса должны быть полностью секционированы;
• все противопожарные элементы и устройства здания должны оставаться неповрежденными при прокладке через них кабеля, проводов и кабельных каналов.
Горизонтальный кабель UTP
Спецификации и требования, предъявляемые стандартом '568 к горизонтальным кабелям UTP
Горизонтальный кабель: одножильный, 4-парный, 100 0м, диаметр проводника -0,51 мм (0,0201" или 24 AWG). Разрешено использование кабелей с одножильными проводниками диаметром 0,642 мм (0,0253" или 22 AWG) при условии, что их параметры соответствуют спецификациям горизонтальных кабелей UTP. Общий экран является дополнением к основной конструкции. Внешний диаметр кабеля должен быть не более 6,35 мм (0,25 "). Цветовое кодирование проводников в кабеле должно соответствовать следующей схеме:
Пара 1 Белый/Голубой* (White-Blue, W-BL) - Голубой (Blue, BL)
Пара 2 Белый/Оранжевый* (White-Orange, WO) - Оранжевый (Orange, О)
Пара 3 Белый/Зеленый* (White-Green, W-G) - Зеленый (Green, G)
Пара 4 Белый/Коричневый* (White-Brown, W-BR) - Коричневый (Brown, BR).
* Цветная полоса на белом проводнике является дополнением к основной кодировке в случаях, когда шаг витка пары составляет менее 38 мм (1,5 ").
На кабель должны быть нанесены метки с указанием категории рабочих характеристик. Такие метки не должны заменять маркировку класса безопасности.
Все механические и электрические параметры кабелей должны соответствовать требованиям и быть измерены в соответствии с процедурами, описанными в следующих стандартах: ANSI/ICEA S-80-576, ASTM D 4565, ASTM D 4566. Предельное допустимое усилие на разрыв кабеля должно составлять 400 Н минимум. Кабель должен выдерживать радиус изгиба 21,0 мм при температуре 20°С ± 1°С без появления трещин на оболочке или изоляции.
Диэлектрическая прочность кабеля должна составлять по крайней мере 2500 В постоянного тока между двумя проводниками. Сопротивление любого проводника не должно превышать 93,8 0м на 1 км при температуре 20°С (или пересчитанное для 20°С). Различие в сопротивлении между двумя любыми проводниками в любой паре не должно превышать 5% при температуре 20°С (или пересчитанное для 20°С).
Емкость любой пары, измеренная при температуре 20°С (или пересчитанная для 20°С), не должна превышать номинальное значение 46 пф/м.
Характеристический импеданс и структурные обратные потери (SRL). Кабель должен обладать импедансом 100 ± 15% в диапазоне частот от 1 МГц до высшего специфицированного предела. Значение SRL при длине кабеля 100 м должно быть больше или равно следующим значениям :
| Частота МГц | SRL,дБ (наихудшая пара) | ||
| Категория 3 | Категория 4 | Категория 5 | |
| 1 –10 | 12 | 21 | 23 |
| 10 –16 | 12 - 10 lg (f/ 10) | 21-10 lg (f/10) | 23 |
| 16 – 20 | - | 21 - 10 lg (f/10) | 23 |
| 20 –100 | - | - | 23 - 10 lg (f/20) |
| Частота МГц | Затухание (дБ/100 м) | ||
| Категория 3 | Категория 4 | Категория 5 | |
| 0,064 | 0,9 | 0,8 | 0,8 |
| 0,256 | 1,3 | 1,1 | 1,1 |
| 0,512 | 1,8 | 1,5 | 1,5 |
| 0,772 | 2,2 | 1,9 | 1,8 |
| 1,0 | 2,6 | 2,2 | 2,0 |
| 4,0 | 5,6 | 4,3 | 4,1 |
| 8,0 | 8,5 | 6,2 | 5,8 |
| 10,0 | 9,7 | 6,9 | 6,5 |
| 16,0 | 13,1 | 8,9 | 8,2 |
| 20,0 | - | 10,0 | 9,3 |
| 25,0 | - | - | 10,4 |
| 31,25 | - | - | 11,7 |
| 62,5 | - | - | 17,0 |
| 100,0 | - | - | 22,0 |
| Частота МГц | NEXT (наихудшая пара) дБ | ||
| Категория 3 | Категория 4 | Категория 5 | |
| 0,150 | 53 | 68 | 74 |
| 0,772 | 43 | 58 | 64 |
| 1,0 | 41 | 56 | 62 |
| 4,0 | 32 | 47 | 53 |
| 8,0 | 27 | 42 | 48 |
| 10,0 | 26 | 41 | 47 |
| 16,0 | 23 | 38 | 44 |
| 20,0 | - | 36 | 42 |
| 25,0 | - | - | 41 |
| 31,25 | - | - | 39 |
| 62,5 | - | - | 35 |
| 100,0 | - | - | 32 |
Городской ввод
Городской ввод - пространство, являющееся средством обслуживания здания, в котором происходит соединение магистральных сегментов телекоммуникационной системы, расположенных внутри здания, с магистральными системами вне и между зданиями. В помещении городского ввода может также размещаться телекоммуникационная аппаратура.
Городской ввод состоит из служебного телекоммуникационного ввода (включая входную точку через стену здания), и оборудования, расположенного в помещении городского ввода. Городской ввод может содержать в себе магистральные трассы кампуса, антенные входы и служебный вход для местных поставщиков телекоммуникационного сервиса. Типичные служебные трассы ввода: подземные, траншейные, воздушные, туннельные.
Городской ввод может выполнять функции аппаратной. В этом случае требования к его размерам те же, что и предъявляемые стандартом к размерам аппаратной. В остальных случаях размер определяется на основе минимальных значений размера помещения аппаратной, а также площади пола и площади настенного пространства, доступного для монтажа терминационного оборудования. Требования к внутренней конфигурации и средствам обеспечения те же, что для телекоммуникационного шкафа (например, размер двери, освещенность > 540 лк, отсутствие фальш-потолка и так далее).
Хронология развития стандартов на построение структурированных кабельных систем
Хронология развития стандартов на построение структурированных кабельных систем.
До 1984 года здания проектировались практически без учета тех телекоммуникационных сервисов, которые должны были впоследствии функционировать в них. Появлявшиеся приложения передачи данных требовали применения специфических типов кабельных продуктов. Система IBM S/3X работала на твинаксиальных кабелях 100 0м, a Ethernet - на коаксиальных 50 0м. В то время как местные телефонные компании имели возможность монтировать свои кабельные системы для приложений передачи речи на стадии строительства здания, специалисты по установке систем передачи данных получали доступ на объект уже после того, как он был заселен. Инфраструктура подвергалась переделкам, зачастую за счет больших дополнительных затрат, и к неудовольствию конечного пользователя.
В этот период речевые кабельные системы имели минимальную структуру. Типичная система в коммерческом здании строилась на основе неэкранированной витой пары, НВП (Unshielded Twisted Pair, UTP) с рабочими характеристиками, пригодными только для передачи речи, и имела конфигурацию "звезда". Количество пар, приходящих в ключевые точки варьировалось от 1 до 25. Максимальные расстояния передачи сигналов и количество кроссовых коммутационных узлов определялись поставщиком сервиса или изготовителем активного оборудования.
Ранние типы кабельных систем, применявшихся для передачи данных в 60-е годы, основывались, как правило, на передаче несбалансированного сигнала по кабелю "витая пара" между хост-компьютерами и терминалами. Такой тип кабельной системы годился только для низкоскоростных коммуникаций, и, по мере того, как скорости передачи росли, ограничения, связанные с технологией передачи несбалансированного сигнала по кабелям "витая пара", стали слишком очевидными.
В середине 70-х годов компания IBM начала производство мэйнфреймов, которые использовали коаксиальный кабель с сопротивлением 93 0м. Создание несколькими годами позже устройства, часто называемого "балун" (BALUN - BALanced/UNbalanced), позволило использовать активное оборудование с коаксиальными интерфейсами в кабельных системах на основе витой пары.
Адаптер типа "балун" осуществляет конвертацию несбалансированного сигнала, передаваемого по коаксиальной среде, в сбалансированный сигнал, который может распространяться по кабелям "витая пара".
После возникновения технологии Ethernet вначале 80-х годов, коаксиальный кабель с сопротивлением 50 0м начал заполнять коммерческие здания. По мере расширения популярности Ethernet, ведущие производители, такие как Cabletron и Bay Networks (бывшая Synoptics), начали предлагать сетевые интерфейсные карты с модульными разъемами вместо коаксиальных коннекторов. Эта высокоскоростная технология (10BASE-T) требовала применения первоклассного кабеля "витая пара", оптимизированного для передачи данных, который позднее был классифицирован как UTP категории 3.
В середине 80-х годов компания IBM разработала технологию Token Ring, определив в качестве передающей среды двухпарный экранированный кабель "витая пара" (ЭВП) 150 0м (Shielded Twisted Pair, STP). Однако, по мере расширения применения витой пары в сетевых приложениях передачи данных, как альтернатива STP была введена в употребление UTP в качестве передающей среды для приложений Token Ring 4 и 16 Мбит/с.
В течение этого периода пользователи были поставлены перед выбором нескольких типов передающих сред, которые включали в себя UTP, STP, коаксиал, твинаксиал, двойной ко-аксиал и оптическое волокно. Коннекторы, использовавшиеся с вышеперечисленными кабелями - модульные разъемы, универсальные коннекторы передачи данных (UDC), BNC, твинакс, DB9, DB15, DB25 и разнообразные оптические коннекторы. При приобретении конечным пользователем оборудования у нового производителя или при установке новой системы старая система обычно полностью была обречена на замену. Вместо извлечения ненужных теперь кабелей из телекоммуникационных трасс, они часто оставлялись на своем месте и новая кабельная система прокладывалась поверх старой. Зачастую старые кабельные трассы становились настолько захламленными, что приходилось создавать новые.
Для удовлетворения растущего спроса на телекоммуникационные кабельные системы, которые могли поддерживать различные приложения, производители создавали кабельные системы, которые поддерживали речевые приложения и специфические приложения передачи данных. Несмотря на появление таких тенденций, конечные пользователи все еще были вынуждены делать выбор среди множества кабельных систем от различных производителей. В некоторых случаях была возможна совместимость, в других ее не было. Отсутствие однородности и универсальности вынудило промышленность к разработке стандартов, которые бы гарантировали совместимость между продукцией различных производителей. Для удовлетворения этого требования в 1985 году Ассоциация электронной промышленности (Е1А) и Ассоциация телекоммуникационной промышленности (Т1А) организовали работу технических комитетов для разработки однородного семейства стандартов телекоммуникационных кабельных систем. Эти комитеты работали более 6-ти лет в направлении разработки первых упорядоченных стандартов телекоммуникационного каблирования, телекоммуникационных трасс и помещений. Разработанные стандарты получили распространение во многих странах и были выработаны дополнительные спецификации к разделам по администрированию, системам заземления, а также универсальные категории кабельных продуктов и соответствующих коннекторов для среды UTР/STP 100 0м. Работа над стандартами кабельных систем была продолжена новым изданием стандарта ANSI/TIA/EIA-568-A и находящимся в настоящее время на стадии публикации стандартом ANSI/TIA/EIA-568-B, а также выпуском международного стандарта универсальной кабельной системы ISO/IEC 11801 и европейского стандарта универсальной кабельной системы CENELEC EN 50173.
До 1991 года законодателями в телекоммуникационных кабельных системах были компании-производители компьютерной техники. Конечные пользователи зачастую оказывались в неприятном положении из-за противоречивших друг другу требований отдельных производителей по рабочим характеристикам систем и были вынуждены платить большие суммы за монтаж, настройку и эксплуатацию частных систем.
Промышленность средств телекоммуникаций признавала необходимость создания экономичной, эффективной кабельной системы, которая могла бы поддерживать наиболее возможно широкий спектр приложений и оборудования. Е1А, Т1А и представительный консорциум ведущих телекоммуникационных компаний начали совместную работу по созданию стандарта на телекоммуникационные кабельные системы коммерческих зданий ANSI/EIA/TIA-568-1991 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard). Дополнительные нормативные документы, описывающие требования и правила по проектированию и монтажу телекоммуникационных кабельных трасс и помещений, администрированию систем, спецификации кабельных компонентов и коммутационного оборудования, были выпущены вслед за ним. Стандарт ANSI/EIA/TIA-568-1991 был пересмотрен в 1995 году и в настоящее время носит название ANSI/TIA/EIA-568-A.
Целью указанных стандартов является описание структурированного каблирования - телекоммуникационной кабельной системы, которая может виртуально поддерживать любые приложения передачи речи, изображения и данных по желанию конечного пользователя.
В настоящее время по мере того, как все большее количество пользователей переходят к применению открытых систем, выпускаемое активное оборудование проектируется на основе положения, что кабельная часть информационной инфраструктуры соответствует требованиям стандартов, то есть является гарантированно надежной и способной обеспечивать определенные рабочие характеристики. К различным рискам, являющимися следствием нестандартных кабельных систем, можно отнести следующие - сетевые рабочие характеристики ниже определенных стандартами, повышенная стоимость внесения изменений в систему и неспособность системы поддерживать новые технологии. По мере распространения принципов структурированного каблирования стоимость устанавливаемого сетевого оборудования падала, а эффективность передачи данных росла с экспоненциальной зависимостью. Телекоммуникационная инфраструктура переросла в доступный инструмент бизнеса с широкими возможностями.
Структурированная кабельная система (СКС) является основополагающей базой на протяжении всего времени существования информационной сети. Это основа, от которой зависит функционирование всех деловых приложений. Правильно спроектированная, смонтированная кабельная система снижает расходы любой организации на всех фазах своей жизни.
По данным статистики несовершенные кабельные системы являются причиной до 70% всех простоев информационной сети. Монтируя СКС, созданную в соответствии с положениями стандартов, можно эффективно устранять значительную долю времени простоев.
Несмотря на то, что кабельная система, как правило, существует дольше большинства других сетевых компонентов, ее стоимость составляет небольшую часть общих инвестиций в информационную сеть. Таким образом, использование структурированной кабельной систем является весьма убедительным способом инвестирования в производительность любой организации или компании.
Кабельная система является компонентом сети с самым продолжительным временем жизни, дольше которого существует только каркас здания. Кабельная система, созданная на основе стандартов, гарантирует долговременное функционирование сети и поддержку многочисленных приложений, обеспечивая отдачу от инвестиций на всем протяжении ее существования.
Определения основных элементов кабельных систем и принципы разделения активной и пассивной частей в информационных системах
Телекоммуникационная инфраструктура. Сочетание телекоммуникационных элементов, исключая активное оборудование, которые обеспечивают базовую поддержку распределения,всей информации внутри здания или городка (ANSI/TIA/EIA-568-A).
Структурированная универсальная кабельная система. Структурированная телекоммуникационная кабельная система, способная поддерживать широкий диапазон приложений. Создается без предварительного знания тех приложений, которые будут использоваться впоследствии. Оборудование, предназначенное для поддержки конкретного специфического приложения, не является частью структурированной универсальной кабельной системы {ISO/IEC11801).
Кабельная система. Система телекоммуникационных кабелей, проводников, шнуров и пассивного коммутационного оборудования, поддерживающая коммутацию информационного технологического оборудования {ISO/IEC 11801).
Кабель. Сборка (узел), состоящий из одного или более проводников, оптических волокон или их групп одного типа и категории, находящихся внутри общей оболочки с экраном в качестве дополнительного элемента, сконструированный для использования проводников отдельно или группами (ANSI/TIA/EIA-568-A, ISO/IEC 11801).
Коммутационное оборудование. Устройство, обеспечивающее механическое терминирование кабеля (ANSI/TIA/EIA-568-A).
Приложение. Система, метод передачи информации которой поддерживается телекоммуникационной кабельной системой (ISO/IEC 11801).
Канал. Путь передачи сигнала, соединяющий две точки, в которых происходит подключение оборудования, предназначенного для работы с конкретным специфическим приложением. Аппаратные шнуры и шнуры для подключения оборудования на рабочем месте включаются в модель канала (ISO/IEC 11801).
Аппаратный кабель (шнур). Кабель или кабельный узел (или кабель в сборе - кабель, терминированный коннекторами), используемый для подключения телекоммуникационного оборудования к кабельной системе. Аппаратные кабели, как принадлежность активного оборудования, не рассматриваются стандартами на кабельные системы (ANSI/TIA/EIA-568-A, ISO/IEC 11801).
Элементы кабельной системы
Любая универсальная СКС в соответствии с положениями стандарта '568 включает в себя и строится на основании следующих элементов:
• Горизонтальная кабельная система
• Горизонтальный кросс (НС - Horizontal Cross-connect)
• Горизонтальный кабель
• Телекоммуникационная розетка/коннектор (ТО - Telecommunications Outlet/Connector)
• Переходная точка (ТР - Transition Point, дополнительный элемент)
• Магистральная кабельная система
• Главный кросс (МС - Main Cross-connect)
• Промежуточный кросс (IС - Intermediate Cross-connect)
• Внешний магистральный кабель
• Внутренний магистральный кабель
• Рабочее место (WA - Work Area)
• Телекоммуникационный шкаф (ТС - Telecommunications Closet)
• Аппаратная (Машинный зал) (ER - Equipment Room)
• Городской ввод (EF - Entrance Facility)
• Администрирование*.
* Стандарт '568-А содержит замечания и ссылки на элементы администрирования; основные требования и спецификации по администрированию телекоммуникационных кабельных систем содержатся в стандарте ANSI/TIA/EIA-606.
Кабельные системы для скоростной передачи данных
С ростом спроса на более быстрые и сложные сети растет и рынок кабельной продукции. Кабели с высокочастотными характеристиками представляют приблизительно 20% рынка и их доля будет расти с повышением спроса.
Спрос на высокоскоростные приложения, способные к работе в стандартных кабельных системах категории 5, удовлетворяется с помощью мегабитных приложений, таких как, например, АТМ 155 Мбит/с и Gigabit Ethernet (lOOOBaseT), использующих для передачи сигналов все четыре пары. Для обеспечения устойчивой работы подобных систем в последнее время на рынок стали поставляться продукты с частотными характеристиками, расширенными до 350 МГц.
Многие производители предлагают кабельные продукты с расширенными частотными характеристиками, прошедшие тестирование на частотах свыше 100 МГц. Важно помнить о том факте, что не существует признанного промышленностью стандарта для рабочих характеристик кабеля UTP 100 0м на частотах свыше 100 МГц.
Разъем категории 5 будет одинаково хорошо работать как при передаче сигнала по двум, так и по четырем парам, но поскольку при увеличении числа активных пар перекрестные помехи возрастают, только кабельные системы категории 5 с дополнительным частотным "запасом" по рабочим характеристикам могут надежно поддерживать высокоскоростные приложения передачи данных. Самым простым способом определения способности определенного продукта поддерживать приложения "расширенной" категории 5 -это анализ данных, полученных при тестировании рабочих характеристик в высокочастотных областях, например, в области до 350 МГц.
Большинство данных тестирования до 350 МГц приводятся только для кабельной продукции. Эти данные не дают полной информации о той производительности, которую можно от них ожидать в реальных условиях линии или канала. Единственно, что можно принимать в расчет при определении реальной производительности смонтированной системы, это то, как кабель и коннекторы будут вести себя, будучи соединенными вместе. Это именно те данные тестирования, на которые следует обращать внимание.
Существует заблуждение о том, что система, обладающая характеристиками до 350 МГц, обеспечивает рабочую полосу частот аналогичной величины. Хотя такая система и обладает частотными характеристиками, лучшими по сравнению со стандартной категорией 5, реальные рабочие частоты всегда ниже 350 МГц, и отличаются у каждой конкретной комбинации разъемов и кабеля. Таким образом если сравнивать полосу пропускания современных кабелей и кабелей следующего поколения (категории 6), то разница между ними будет незначительной - всего лишь двукратной. Главные усовершенствования в кабельных системах связаны с переходом на использование всех четырех пар кабеля и дуплексную передачу по каждой из них. В связи с этим возникают новые технические требования налагаемые на компоненты структурированных кабельных систем. В настоящее время комитет IEEE 802.3, работающий над стандартами технологии Ethernet, разрабатывает ее гигабитную версию. Согласно этому стандарту, Gigabit Ethernet должна работать на линиях класса D, собранных из элементов категории 5 с использованием всех четырех пар кабеля. Более того, для достижения гигабитной скорости по каждой паре сигналы следует передавать в обоих направлениях одновременно. Вот это и будет самое существенное отличие, ведь до сих пор все сетевые приложения использовали только две пары - одну для передачи, а другую для приема сигнала.
Дуплексная передача
При передаче данных с помощью технологии Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с поток расщепляется на четыре части. На каждую витую пару приходится по 250 Мбит/с. На обоих концах линии происходят передача и прием сигналов. Это не является чем-то новым, ведь обычный телефон работает всего по одной паре, тем не менее собеседники могут говорить друг с другом одновременно.
Перекрестные наводки
Ныне действующие приложения передают сигнал по одной паре, а принимают ответный по другой. В этом случае существенна только одна проблема, связанная с перекрестными наводками, - значительная разница между высоким уровнем исходящего и низким уровнем приходящего сигналов на одном конце кабеля.
Важный параметр, который характеризует этот вид помех, - это перекрестные наводки на ближнем конце линии передачи (NEXT). В новых протоколах значимость параметра NEXT сохраняется, но, как уже упоминалось, поскольку применяется дуплексный способ передачи, то придется учитывать и наводки от передатчика, расположенного на дальнем конце линии передачи, - перекрестные наводки на дальнем конце (FEXT).
Суммарные наводки
При одновременном использовании четырех пар кабеля приходится оценивать влияние трех пар на четвертую, причем не только на ближнем, но и дальнем конце линии. В этом случае появляется понятие "суммарная наводка" (Global crosstalk - GTX). Она равна сумме наведенных шумов от всех пар на обоих концах линии. GTX измеряется в децибелах.
Время прохождения сигнала
Как уже говорилось выше, весь поток данных расщепляется на четыре части. Если время прохождения пакетов данных по различным парам заметно отличается от номинального значения, то пакет, посланный по первой паре, может прийти к месту назначения вторым или даже третьим по порядку. В этом случае восстановить исходный сигнал будет трудно. Конструкция нового кабеля (категории 6) должна учитывать возникновение проблемы такого рода.
Сбалансированность пары
Система с повышенной пропускной способностью должна быть менее чувствительной к внешним помехам. Чтобы обеспечить правильную передачу, степень симметричности пар должна быть очень высокой. Параметры, которые служат мерой симметричности пар, называются потерями на продольное преобразование (LCL) и потерями на продольно-поперечное преобразование (LCTL) и также измеряются в децибелах. Чем больше их значение, тем лучше сбалансирован кабель. Например, если LCL = 40 дБ, внешнее паразитное напряжение 10 В создает в паре дифференциальное напряжение шума, равное 0,1 В. Им уже нельзя пренебрегать, хотя кабель, сбалансированный на 40 дБ, считается хорошим.
Однородность импеданса
Полезно напомнить еще раз, что грядущие приложения будут, вероятнее всего, работать в дуплексном режиме.
Явление неоднородности импеданса в линии передачи аналогично сопротивлению потоку воды на отдельных участках трубопровода с грубой внутренней поверхностью стенок. В этих местах возникает множество завихрений, следовательно, труба оказывает высокое сопротивление потоку воды. То же самое происходит на участках линии, импеданс которых отличается от номинального значения, они создают сигнал, отраженный в сторону передатчика. Если приложение работает в дуплексном режиме, отраженный сигнал будет накладываться на полезный сигнал, идущий с другого конца линии. Поэтому однородность (или регулярность) импеданса становится определяющим фактором при оценке качества двунаправленной передачи и характеризуется двумя параметрами: уровнем обратных (SR) и структурных обратных (SRL) потерь. Оба параметра выражаются в децибелах, более высокое их значение соответствует более однородному импедансу витой пары в кабеле.
Если в соответствии с первоначальными задумками технология Gigabit Ethernet и заработает на каналах класса D, изготовленных из компонентов категории 5, все же целесообразно применять кабели с улучшенными параметрами. Чтобы построенная вами кабельная система прослужила долго, необходимо уже сегодня прокладывать кабели и соответствующие компоненты категории 6. Это действительно новые продукты, которые отвечают техническим требованиям новых приложений и сконструированы с учетом всех новшеств специально для того, чтобы придать вашей сети запас прочности, гарантирующий ее работу в любых условиях.
Каблирование на основе STP-A
Спецификации '568-А по каблированию на основе STP-A заменяют собой проект TSB-53. Передающие характеристики кабеля и коннекторов определены до 300 МГц (предыдущие спецификации STP, определенные до 20 МГц, больше не поддерживаются). Все компоненты и методы монтажа STP-A должны отвечать требованиям соответствующих строительных инструкций и норм безопасности.
Кабель STP-A. 2 пары, проводники диаметром 0,63 мм (22 AWG), 150 0м, каждая пара заключена в индивидуальный экран. Схема цветового кодирования пар кабеля:
Пара 1 - Красный/Зеленый (Red/Green); Пара 2 - Оранжевый/Черный (Orange/Black).
Кабель должен иметь маркировку "150 ohm STP-A" в дополнение к любым идентификаторам класса безопасности, требуемым национальными или местными нормативами.
Одни и те же требования к передающим рабочим характеристикам приложимы как к горизонтальным, так и к магистральным кабелям. Существуют дополнительные требования к кабелям STP-A для внешнего применения.
Коннекторы STP-A. Стандартный розеточный интерфейс и схема разводки должны соответствовать требованиям стандарта ISO 8802-5 Token-Ring Connector (IEC 807-8), за исключением того, что требования к рабочим характеристикам намного более жесткие. Коннектор должен иметь маркировку "STP-A" в дополнение к любым идентификаторам класса безопасности, требуемым национальными или местными нормативами.
Коммутационные шнуры STP-A. Спецификации стандарта требуют для изготовления коммутационных шнуров STP-A использования многожильных проводников размером 0,4 мм (26 AWG). Допускается наличие общего внешнего экрана (как альтернатива индивидуальному экранированию пар). Стандарт предъявляет к шнурам STP-A менее жесткие требования к затуханию и потерям NEXT по сравнению с горизонтальным кабелем STP-A.
Правила каблирования на основе STP-A. Экран кабельной линии или канала STP-A должен быть заземлен на шине телекоммуникационной системы заземления (TGB). Разница потенциалов между экраном и землей не должна быть более 1 В на рабочем месте.
Сопротивление между экраном и землей не должно превышать 3,5 0м на рабочем месте. Для создания магистрали между двумя зданиями с различными потенциалами земли рекомендуется использование волоконно-оптических кабелей.
Классификация рабочих характеристик компонентов UTP. Категории.
В настоящее время широкий диапазон кабелей на основе неэкранированной витой пары UTP, обладающих различными категориями рабочих характеристик, используется для поддержки различных приложений передачи речи и данных. По мере увеличения скоростей передачи в ЛВС и возникновения у конечных пользователей потребности к переходу на более высококачественные кабели UTP, важным является обеспечение промышленностью требований к рабочим передающим характеристикам и определение категорий для высокопроизводительных кабелей UTP. Такие спецификации для кабелей и коммутационного оборудования содержатся в стандарте TIA/ЕIА-568.
Спецификации неэкранированной витой пары (НВП), содержащиеся в ТIА-568, имеют преимущество над спецификациями выпущенных ранее технических бюллетеней TSB-36 и TSB-40-A. Стандартом определены три категории рабочих характеристик для кабелей, коммутационного оборудования и кабельных линий - кабели UTP и соответствующее им коммутационное оборудование: категория 5-до 100 МГц, категория 4-до 20 МГц, категория 3-до 16МГц.
Кабели категорий 1 и 2 не рассматриваются данным стандартом, хотя их использование не прекращается в телефонной промышленности и при реализации речевых и низкоскоростных цифровых приложений. Ниже приводятся основные характеристики категорий (уровней) 1 и 2.
Уровень 1. Определен в качестве передающей среды в кабельных системах для передачи аналоговых речевых приложений, в так называемых POTS (Plain Old Telephone Systems -традиционные телефонные системы).
Компоненты уровня 1: предпочтение отдается монтажу на основе UTP 100 0м, а для реализации многоканальных приложений среда UTP 100 0м становится обязательной; двухпарный кабель не рекомендуется использовать в системах передачи данных и в сетевых приложениях, хотя он может вполне адекватно функционировать в определенных ограниченных ситуациях (например, одноканальные речевые приложения с уже существующей установленной двухпарной базой).
Технические требования к компонентам уровня 1 определены в следующих стандартах: FCC Part 68, ICEA S-80-576, Bellcore 48007.
Критерии рабочих характеристик уровня 1 стандартами не определены. Требования к безопасности компонентов уровня 1 определены следующими стандартами: UL 1459 (Телефония), UL 1863 (Проводники и разъемы), NEC 1993, Article 800-4.
Уровень 2. Undewriters Laboratories определяет уровень 2 в качестве кабельной системы IBM Type 3. Кабели, коннекторы и балуны IBM Туре 3 были разработаны для высокоскоростных систем на основе UTP 100 0м, которые должны были работать с приложениями Token Ring 1 Мбит/с, IBM 5250 и 3270 на укороченных линиях. Приложения с более высокой рабочей частотой, такие как IBM 5250 и 3270, работают в кабельных системах Type 3 несмотря на то, что характеристики кабелей определены только до 1 МГц. Для работы этих IBM-приложений в средах Type 3 необходимо использовать устройства, выравнивающие импеданс. Кроме выше перечисленных, типичными приложениями являются ISDN и передача речи.
Компоненты уровня 2: 100 0м UTP.
Технические требования к компонентам уровня 2 определены в следующих стандартах: FCC Part 68, GA27-3773-1, IBM Cabling System Technical Interface. Требования к безопасности компонентов уровня 2 определены в следующих стандартах: UL 1459 (Телефония), UL 1863 (Проводники и разъемы), NEC 1993, Article 800-4.
Разница между терминами "Мегагерц" и "Мегабит". Термины Мегабит-в-секунду (Мбит/с, Mbps или Mb/s) и Мегагерц (МГц, MHz) часто путают. Термин МГц относится к границе частотного диапазона рабочих характеристик кабельной системы. Например, категория 3 имеет характеристики, определенные до 16 МГц, а компоненты Type 1А STP 150 0м - характеристики, определенные до 300 МГц. Термин Мбит/с относится к скорости передачи цифровой информации между двумя единицами активного оборудования при работе определенного приложения. Граница частотного диапазона при известной скорости передачи цифровой информации зависит от метода кодирования сигнала. Данные о цифровых методах кодирования сигналов приведены в таблице.
Цифровые методы кодирования сигналов
| ПРИЛОЖЕНИЕ | Скорость передачи | Метод кодирования | Рабочая частота |
| ISDN BRI | 160 Кб/с | 2blq | 40 кГц |
| ISDN PRI | 1,544 Мбит/с | Bipolar | 772 кГц |
| IBM System 3X | 1,0 Мбит/с | Manchester | 750 кГц |
| IBM System 3270 | 2,35 Мбит/с | Manchester | 1,76МГц |
| Wang VS/OIS | 4,27 Мбит/с | Manchester | 3,2МГц |
| IBM Token Ring | 4,0 Мбит/с | Manchester | 3,0 МГц |
| IBM Token Ring | 16,00 Мбит/с | Manchester | 12,0 МГц |
| Ethernet | 10,0 Мбит/с | Manchester | 7,5 МГц |
| TP-PMD | 125,0 Мбит/с | MLT-3 | 31,25 МГц |
| ATM | 155 Мбит/с | TBD | 73,0 МГц |
Коммутационное оборудование СКС
Коммутационное оборудование СКС
Коммутационные блоки Основным компонентом, предназначенным для терминирования кабелей и проводников в телекоммуникационных шкафах и на рабочих местах, является коммутационный (терминационный) блок. Коммутационные блоки могут иметь самые разнообразные формы и конструкции и за годы своего развития они превратились в довольно сложный "системный" компонент. Коммутационный блок может быть интегрирован и в пэтч-панель.
Существует два основных типа коммутационных блоков - блок типа 66 и блок типа 110. Оба типа в настоящее время предлагаются большим количеством производителей, и многие версии терминационных блоков интегрированы в такие компонеты, как коннекторы розеток и пэтч-панели. Эти два типа доминируют в установленных системах и на новых развивающихся рынках сбыта, поэтому им будет уделено детальное внимание. Кроме того, рассмотрены пара "частных" терминационных систем, которые производятся только одним производителем и распространены не так широко (BIX и KRONE). На рынке можно найти несколько других типов блоков, но вне зависимости от типа, все они используют один и тот же метод создания контакта путем смещением изоляции - проводник проталкивается между двумя металлическими поверхностями контакта (обычно с помощью специального терминирующего инструмента) и изоляция либо удаляется, либо прорезается, либо смещается.
Наиболее часто применяются четыре типа терминационных блоков - 66, 110, BIX, и KRONE.
Стандарт EIA/TIA-568-А предписывает использование коммутационных блоков с типом контакта IDC - "контакт со смещением изоляции" (IDC - Insulation Displacement Connection). Блоки 110, KRONE и BIX используют контакты IDC. Тип 66, несмотря на соответствие требованиям категории 5, использует более старый тип контакта - технологию разрушения изоляции.
Метод создания контакта путем смещения изоляции (IDC), в общем случае, признается как более быстрый и более надежный способ терминирования проводников по сравнению с методом намотки проводника на штыревой контакт.
При методе IDC изоляция не удаляется с проводника, а сам проводник проталкивается в двухсторонний терминирующий нож с острыми внутренними краями, который прорезает изоляцию и создает прочное электрическое и механическое соединение. Проводник плотно сидит между двумя металлическими контактами и, таким образом, формируется вакуумно-плотная изоляция места соединения. Большинство систем IDC требует применения специальных терминирующих инструментов.
Вакуумно-плотное IDC-терминирование исключает вероятность биметаллической коррозии, возникающей при использовании резьбовых контактов, когда оголенный медный проводник и контактный винт, изготавливаемый из другого материала (обычно оцинкованного), соединяются в присутствии атмосферного кислорода.
Все IDC-типы разработаны для применения относительно постоянных соединений. Если требуется внесение изменений в систему, проводник должен быть сначала удален, коннектор очищен от всех остатков металла и пластика, а затем проводник подрезается и перетерминируется.
Коммутационные блоки типа 66М. Самым первым терминационным блоком, нашедшим применение в телекоммуникационных системах, был коммутационный блок типа 66. Этот вид конструкции использовался на протяжении десятилетий и на сегодняшний день его роль в телефонной промышленности весьма значительна.
Существует несколько видов блоков 66, но наиболее распространенным является 66М 1-50. Этот блок имеет 50 горизонтальных рядов контактов для терминирования проводников. Каждый ряд состоит из четырех вилкообразных контактных ножей. Каждый такой контакт, носящий название "вилка", штампуется из одного куска металла. Четыре вилки в каждом ряду сгруппированы в две группы 1-2 и 3-4, в котором каждая пара контактов соединена механически и электрически. Некоторые варианты блоков 66М имеют все четыре контакта соединенными, а некоторые - все четыре независимыми друг от друга.
Горизонтальные или магистральные кабели прокладываются под монтажными рамами блоков 66, а затем выходят на внешнюю сторону через специальные проемы в монтажных рамах.
Внешняя оболочка кабеля удаляется. Пары разводятся в соответствии с цветовой кодировкой и укладываются в щели, расположенные на боковых сторонах блока и соответствующие определенному контакту. Как правило, проводники пары проходят через щель, расположенную выше контакта, а затем заходят в его нож. Контакт оборудован крюком для облегчения фиксации проводника во время терминирования. Боковые щели служат только для позиционирования проводников - они не обеспечивают ни крепления, ни ослабления натяжения проводников. После раскладки и фиксации проводников они терминируются в коннекторах с помощью специального терминирующего инструмента.
Блок 66 имеет маркировку "ВЕРХ" ("ТОР") для ориентации при монтаже. Все проводники кабеля должны быть терминированы вне зависимости от их дальнейшего использования. Если же по каким-либо причинам необходимо терминировать число пар меньшее, чем число пар в кабеле, лишние пары должны быть подрезаны до уровня края внешней оболочки кабеля или немного глубже.
Блоки 66 предназначены для терминирования одножильных медных проводников размером от 20 до 26 AWG в пластиковой изоляции. Использование многожильных проводников не рекомендуется. При терминировании проводник запрессовывается в щель между двумя лезвиями контакта с помощью специального терминирующего инструмента, изоляция разрезается (смещается) и создается вакуумноплотный контакт между медным проводником и коннектором из фосфорной бронзы. Пружинное действие луженого коннектора удерживает проводник. Терминирующий инструмент также удаляет и излишек проводника. Допускается терминирование только одного проводника в одном коннекторе. После удаления проводника из контакта контакт может быть использован повторно при условии, что вновь терминируемый проводник будет такого же или большего размера. Использование проводников размером меньше допустимого, многократное использование коннектора и терминирование двух проводников в одном коннекторе рано или поздно приведет к деградации качества контакта.
Технология развития пары при терминировании и длина развития пары создают проблему использования высших категорий рабочих характеристик, таких как категория 5. Коммутирующие клипсы, представляющие из себя (с точки зрения технологий высокочастотной передачи сигнала) довольно крупные металлические объекты, также могут вносить значительный вклад в деградацию согласования импеданса и переходного затухания на высоких частотах. По этой причине стандартные блоки 66М не пригодны для работы с категориями выше категории 3.
Некоторые производители предлагают блоки 66 с низкими уровнями NEXT, способные работать в системах категории 5. Стандартный метод разводки проводников "один проводник на щель" создает высокие уровни перекрестных помех даже на специальных блоках категории 5. Для обеспечения соответствия требованиям высокоскоростных технологий пары укладываются в щели целиком без развития проводников и укладки их в две щели. Этот метод позволяет поддерживать пары неразвитыми на минимальное расстояние от точек терминирования. Единственным незначительным недостатком такой технологии является затрудненное чтение цветовой кодировки терминированных проводников.
Существует версия блока 66, подобная блокам с telco-коннекторами, но выполненная на основе 8-позиционных модульных гнезд. Гнезда монтируются на боковых сторонах блока группами по 4. Такой тип блока устраняет необходимость использования дополнительной пэтч-панели для подключения к кабельной системе активного оборудования с однопортовыми модульными коннекторами. При использовании таких систем нужно удостовериться в том, что конкретный блок специфицирован для работы с высокоскоростными приложениями. Проводники и пары, соединяющие модульные гнезда и контакты блока, могут не обладать достаточным уровнем рабочих характеристик. В этом случае блок не может быть использован в системах категорий 4 и 5.
Для монтажа блоков 66М используются несколько методов. Наиболее распространенным является непосредственное крепление на специальных настенных панелях.
Обычно такие панели изготавливаются из листа фанеры или ДСП размерами 2,5 м х 1,5 м х 2 см, крепятся к стене и покрываются огнеупорными красителями светлого цвета. Блок 66, как правило, состоит из двух частей - передней, содержащей контакты и монтажные щели, и монтажной рамки, крепящейся на стенной панели. После монтажа рамки на стене блок 66 устанавливается на нее и фиксируется с помощью защелок, являющимися частью рамки. В блоках с подсоединенными конекторами коннекторы, как правило, монтируются на рамке и блок может быть установлен только как единое целое.
Кроме монтажа на стенных панелях, блоки 66 могут устанавливаться на монтажных металлических рамах. Рамы затем могут монтироваться на настенных панелях или в стандартных аппаратных стойках размером 19".
Цветовое кодирование блоков 66 следующее: общая цветовая схема разбита на пять 5-парных групп. Каждая группа имеет собственный первичный цвет, одинаковый для всех пар в группе. Первичные цвета по порядку - белый, красный, черный, желтый и фиолетовый (или пурпурный) имеют сокращенные обозначения W, R, ВК, Y, V (или Р). Могут встречаться и такие сокращения - WHT, RED, BLK, YEL и VIO или PUR. Например, первая труппа проводников имеет проводник белого цвета в каждой паре; второй проводник окрашен во вторичный цвет. Вторичные цвета - голубой, оранжевый, зеленый и серебристо-серый имеют сокращенные обозначения -BL, О, G, BR и S (или ВШ, ORG, CRN, BRN и SLT). Следует отметить, что в соответствии с TIA 568-А используются сокращенные аббревиатуры (первая буква цвета или две буквы, где это необходимо).
Каждый проводник в паре имеет спиральную или кольцевую полоску на оболочке цвета парного ему проводника. Пары идентифицируются по их первичному и вторичному цветам. Таким образом, первая пара в первой группе - W/BL ("бело-голубая" или "white-blue") и состоит из белого проводника с голубой полосой и голубого проводника с белой полосой.Проводник, окрашенный первичным цветом, всегда терминируется первым (в блоке 66 сверху вниз).
Коммутационные блоки типа 110 Широко используемый терминационный блок типа 110 применяется сравнительно недавно - около двух десятилетий. Как альтернатива старым системам, система 110 была разработана для высоких плотностей терминирования проводников и лучшего разделения "входящих" и "выходящих" кабелей. Кроме этого, система 110 имеет большое значение, потому что ее 4-парные коннекторы используются в большинстве пэтч-панелей и розеточных модулях, выпускаемых различными производителями.
Система 110 состоит из двух базовых компонентов - коммутационного блока 110 и коннектора 110С. Коммутационный блок 110 - это штампованный монтажный пластиковый узел с горизонтальными индексированными гребенками, на каждой из которых укладываются и фиксируются 25 пар проводников. Блоки изготавливаются различной емкости - 50, 100, 200 и 300 пар. 100-парный блок имеет четыре горизонтальные гребенки, ЗОО-парный - 12. Блок 110А имеет свободное пространство глубиной 80 мм под монтажной рамкой для укладки кабелей и используется в стандартных приложениях. Блок 110D выпускается в низкопрофильном исполнении со свободным пространством глубиной 30 мм для специальных приложений. Блок 110Т с размыкателем линии обеспечивает возможность разрывать линию при тестировании ее в любом направлении. Между гребенками оставлено пространство для аккуратной раскладки терминируемых проводников. Сам коммутационный блок не создает электрического контакта с проводником, а только надежно фиксирует его. После распределения и фиксации пар кабеля они терминируются с созданием электрического контакта путем посадки коннектора 110С в гребенку блока.
Коннектор 110С представляет собой цельнопластиковый узел, в котором расположены луженые металлические контакты, предназначенные для терминирования проводников размером 22, 24 и 26 AWG с помощью технологии IDC. Коннекторы изготавливаются в 3-, 4-и 5-парных конфигурациях и крепятся на коммутационном блоке с помощью замкового механизма. Верхний край коннектора 110С используется для терминирования кроссировочных проводников или, иногда, других кабелей, или для подключения адаптеров.
Коннектор имеет систему цветового кодирования, облегчающую раскладку проводников и их терминирование.
Кроссировочные проводники представляют собой пары в изоляции без внешней оболочки. Система 110 предназначена для работы с изолированными проводниками размером от 22 до 26 AWG, Коннекторы 110 предназначены для терминирования только одножильных проводников.
Система 110 используется для терминирования многопарных станционных кабелей и создания кросс-соединений с другими точками терминирования. В типичной ЛВС-инсталляции может быть смонтировано несколько настенных или стоечных блоков 110, соединенных с пэтч-панелями кроссировочными кабелями. Существуют рамные узлы 110 с заранее терминированными 25-парными кабелями. На другом конце этих кабелей установлены 50-контактные telco-коннекторы, с помощью которых можно осуществлять подключение к активному сетевому оборудованию, телефонным коммутаторам и другим устройствам с многопортовыми выходами.
В общем случае, система 110 может работать в сетях категории 5. Это свойство обеспечивается за счет небольших размеров коннектора 110 и возможности поддерживать целостность витков пары практически до самой точки терминирования,
Коммутационный блок 110 является важной составной частью многих розеточных модулей и пэтч-панелей. Он обладает преимуществами простоты использования в дополнение к способности создавать высококачественный контакт. Главным недостатком блока 110 является расположение контактов в одном ряду, что делает его шире некоторых других систем IDC. Это мешает близкому расположению гнезд на одной плате розетки. Некоторые производители пэтч-панелей решают эту проблему расположением гребенок 110 в два ряда, от которых пары расходятся к гнездам,
Система цветового кодирования блоков 110 аналогична схеме для блоков 66. К преимуществам блоков 110 можно отнести наличие цветовых маркеров, нанесенных на верхний край гребенки коннектора 110, что значительно облегчает раскладку проводников и снижает вероятность ошибок при терминировании.
Прочие коммутационные системы Две коммутационные системы используются во многих инсталляциях. Это - система BIX от NORDX/CDT (бывший Nortel Northern Telecom) и KRONE. Обе обеспечивают функциональность, эквивалентную системе 110, и значительно более лучшую, чем старая система 66.
Коммутационные блоки BIX. Коммутационная система BIX является основой СКС категории 5 производства компании NORDX/CDT, и носящей название IBDN (Integrated Building Distribution Network). Несмотря на то, что коннектор был создан в 1980 году, все современные коннекторы BIX соответствуют спецификациям категории 5.
Система NORDX/CDT BIX весьма сходна по своей концепции с системой 110. Это -двухсторонний 50-контактный коннектор, монтируемый горизонтально на монтажной раме. В отличие от системы 110, магистральные или горизонтальные кабели терминируются непосредственно на задней стороне коннектора. Матрица коннекторов BIX, установленных на 50-, 250- или 300-парные рамы, формирует "модуль". Модули могут монтироваться непосредственно на стенах, на настенных панелях или в аппаратных стойках при использовании комплекта для монтажа в стойках. Модули также могут быть установлены на специальных рамах, формируя таким образом готовый распределительный щит.
Конструкция коннектора BIX обеспечивает отличные характеристики по переходному затуханию. Кроссировка осуществляется с внешней стороны коннектора BIX. Коннекторы маркируются с 4- или 5-парными интервалами, 4-парные версии, как правило, применяются для большинства приложений ЛВС, а 5-парные версии хорошо подходят для терминирования кабелей с 25 и большим количеством пар.
Все соединения выполняются с помощью специального инструмента, функционально аналогичного инструментам, используемым для терминирования блоков 66 и 110. В комплекты насадок стандартных инструментов часто включаются насадки для терминирования коннекторов BIX. Кабели при терминировании заводятся либо с
двух сторон монтажной рамы, либо сверху или снизу коннектора. Монтажные рамы оборудованы маркировочными линейками, устанавливаемыми между парами коннекторов В1Х, Для коммутации двух позиций вертикально расположенной смежной пары коннекторов предусмотрены специальные коммутационные клипсы.
Коммутационные блоки BIX используются также в качестве коннекторов в модульных телекоммуникационных розетках и в пэтч-панелях. Розетки и пэтч-панели поставляются несколькими производителями, но сами блоки изготавливаются только NORDX/CDT.
Коммутационные блоки KRONE. Коммутационная система KRONE существует в 8-, 10- и 25-парном исполнении базовых коннекторных модулей, монтируемых в различных сочетаниях. 8- и 10-парные коннекторы могут устанавливаться в отдельные монтажные рамы общей суммарной емкостью 20 коннекторов. Такие рамы в итоге способны к терминированию 160 или 200 пар проводников, 8-парный коннектор обычно используется для терминирования двух горизонтальных 4-парных кабелей. Монтажные модульные рамы могут устанавливаться по отдельности на стене или тройками в аппаратных стойках 19 дюймов. Для 25-парных приложений существуют 25-парные коннекторы и монтажная рама. 25-парный коммутационный модуль по конструкции аналогичен системе 110 - он состоит из передней и задней частей. Как и в случае 8- и 10-парных коннекторов, 25-парный коннектор устанавливается горизонтально на монтажной раме. Можно использовать специальный узел из двух 25-парных модулей с монтажной рамой такого же размера, как у стандартного блока 66. Такие узлы, как и блоки 66, позволяют терминировать 50 пар и идеально подходят для тех случаев, когда необходимо заменить старые системы на новые, более производительные. Для многих компаний-контракторов технология терминирования с помощью блоков KRONE является наиболее предпочтительной при работе с рапределительными панелями. Наибольшую популярность приобрела система KRONE в телефонной промышленности. Уникальный серебреный IDC-контакт KRONE, врезающийся в проводник под углом к его оси 45°, обеспечивает надежное, вакуумноплотное соединение одножильных или многожильных проводников размером 22-26 AWG. Зажимы фиксирующие изоляцию надежно удерживают проводник и изолируют место контакта от воздействий вибраций и механических сил. Осевые и крутящие силы позволяют поддерживать долговременное соединение.
Утопленные контакты и проводники обеспечивают защиту цепей от аварий и коротких замыканий. Для терминирования блоков KRONE требуется специальный инструмент.
Коммутационные панели (пэтч-панели)
Пэтч-панели (или панели переключения) предназначены для обеспечения гибких соединений между горизонтальными или магистральными кабелями и портами активного оборудования в телекоммуникационных шкафах. Пэтч-панели имеют модульные гнезда, аналогичные гнездам телекоммуникационных розеток или активного оборудования. В качестве портов активного оборудования ЛВС наиболее часто используются 8 -позиционные модульные гнезда, поэтому удобно соединять порт активного оборудования и порт пэтч-панели с помощью модульного аппаратного шнура (или пэтч-корда).
Пэтч-панели более удобны для использования по сравнению с технологией терминирования, используемой в коммутационных блоках, особенно для конечных пользователей, поскольку каждое гнездо на пэтч-панели однозначно соответствует розетке на рабочем месте. Коннекторы на пэтч-панелях располагаются в соответствии с проектом производителя, и можно встретить как коннекторы, расположенные через одинаковые интервалы, так и расположенные группами по 4 или 6. Как правило, нумеруются коннекторы в соответствии с порядком их следования на пэтч-панели, но почти всегда предусматривается возможность альтернативной маркировки портов.
Пэтч-панели поддерживают стандартные схемы разводки (Т568А и Т568В). Можно использовать пэтч-панель со схемой разводки Т568А для реализации схемы B, но в таком случае необходимо произвести реверсирование пар на коннекторе и, кроме того, при таком подходе резко возрастает вероятность ошибок в коммутации вследствие внесенной путаницы.
Стандартные пэтч-панели, в общем случае, используют один из видов контакта со смещением изоляции (IDC) на задней части панели для терминирования магистральных или горизонтальных кабелей. Существует две основные конструкционные версии пэтч-панелей. Первая - панели, использующие или группы коннекторов с общим терминационным блоком или индивидуальные коннекторы с собственными точками терминирования, расположенными на обратной их стороне.
Вторая - панели с многопортовыми коннекторами, предназначенные в основном для специальных приложений.
Технология терминирования пэтч- панелей идентична терминированию коннекторов телекоммуникационных розеток на рабочем месте или коммутационных блоков. Существуют пэтч-панели, использующие отдельные контакты IDC, блоки 110, блоки 66, блоки BIX и блоки KRONE. Каждый метод обладает своими преимуществами и недостатками и, как правило, выбор зависит от личного отношения компании-монтажника. Следует отметить, что использование стандартных блоков 66, в общем, не рекомендуется в высокоскоростных кабельных системах, в особенности в системах с характеристиками выше категории 3. Использование современных блоков категории 5 можно рекомендовать при условии наличия сертификата UL.
Пэтч-панели, с точки зрения стандартов, относятся к разряду коммутационного оборудования и должны обладать определенным категорийным рейтингом рабочих характеристик для обеспечения функционирования соответствующих приложений. Большинство современных панелей специфицированы для работы с компонентами категории 3, 4 или 5. Стандарт TIA 568-А и другие кабельные стандарты требуют, чтобы все коммутационное оборудование имело маркировку категории его рабочих характеристик. В качестве маркировки определены следующие обозначения "Category п" или "Cat п", где п - номер категории, 3, 4 или 5. Допускается обозначение "С" с расположенным внутри номером категории. При отсутствии маркировки можно считать панель не категорийной и не пригодной для высокопроизводительных кабельных систем.
К числу наиболее вероятных проблем, связанных с использованием пэтч-панелей, можно отнести организацию терминируемых кабельных потоков и подключаемых пэтч-кордов. Для решения подобных проблем существует огромное разнообразие специальных приспособлений для управления кабельными потоками, так называемых кабельных органайзеров. Некоторые пэтч-панели выпускаются с интегрированными органайзерами и устройствами компенсации натяжения кабелей, как с обратной, так и с внешней стороны.
На боковых сторонах аппаратных стоек могут монтироваться боковые вертикальные органайзеры, упрощающие организацию кабелей и пэтч-кордов, проходящих от одной пэтч-панели к другой. Для организации кабелей между стойками используются кабельные лотки и лестницы (открытые лотки с поперечными перекладинами), соединяющие верхние части стоек. В крупных телекоммуникационных шкафах и аппаратных могут быть использованы телекоммуникационные трассы под фальш-полами.
Пэтч-корды Пэтч-корд представляет собой короткий отрезок гибкого кабеля, терминированный с обоих концов 8-позиционными модульными вилками. Пэтч-корд аналогичен пользовательским шнурам на рабочем месте и в телекоммуникационном шкафу. В общем, все эти кабельные шнуры упоминаются под разными названиями, отражающими в большей степени их назначение, а не конструкцию. Например, шнур, коммутирующий две точки подключения (patch) называется пэтч-кордом или шнуром переключения, а идентичный ему шнур, коммутирующий точку подключения и хаб носит название аппаратный шнур или шнур активного оборудования. Шнур, соединяющий рабочую станцию с коннектором телекоммуникационной розетки также называется аппаратным шнуром. Аппаратные шнуры иногда носят название пользовательских шнуров, поскольку они в основном подключаются конечным пользователем, а не монтажником. И, наконец, все эти шнуры иногда называют кабелями. Единственной условной чертой, отличающей пэтч-корд от пользовательского шнура, является его меньшая длина.
Основной характеристикой пэтч-корда является его гибкость. Это означает, что он должен быть изготовлен из многожильных проводников и иметь гибкую пластиковую внешнюю оболочку. Как правило, пэтч-корды состоят из четырех медных многожильных пар 100 0м с размером проводника 24 AWG в пластиковой изоляции и в общей пластиковой оболочке. Разрешается использовать проводники размером 22 AWG, но применяются они редко. Пластиковая изоляция - это обычно PVC (ПВХ) или компаунд со сходными характеристиками. Поскольку пэтч-корды используются на рабочих местах и в телекоммуникационных шкафах, не являющихся пространствами категории plenum, они не требуют применения специальных материалов оболочки.
Цветовая кодировка проводников пэтч- кордов может быть самой разнообразной, но, в основном, применяется стандартный 4-парный код. Стандарт TIA 568-А, кроме основного, предлагает альтернативный цветовой код, в который входят восемь уникальных сплошных цветов.
Для пэтч-кордов существует отдельная система требований к рабочим характеристикам, которые несколько отличаются от характеристик горизонтального кабеля. Большинство требований к передающим свойствам такие же, за исключением допущения увеличения затухания на 20% (TIA 568-А) по сравнению с одножильными проводниками и некоторых требований к конструкции. Это требование более жесткое по сравнению с требованием ISO 11801, в котором допустимое отклонение значений затухания определено в 50%. Пределы затухания различны для трех категорий рабочих характеристик и определены для длины 100 м. При приобретении готовых пэтч-кордов необходимо удостовериться, что они сертифицированы производителем на соответствие требованиям стандарта TIA 568-А к определенной категории рабочих характеристик. Сертификационное тестирование независимой организацией, такой как, например, UL, является показателем качества и гарантий. Тестирование пэтч-кордов представляет собой довольно сложную задачу для конечного пользователя и для производителя. Стандарты содержат детальные спецификации требований к рабочим характеристикам кабельных компонентов и коммутационного оборудования, но на настоящий момент не существует спецификаций для пэтч-кордов в сборе. Кроме этого, некоторые тесты, такие как тест NEXT, дают не достоверные результаты для линий короче 15 м вследствие явления, называемого резонансом. Многие тестеры не способны измерять характеристики кабеля короче 6 м. Производители телекоммуникационных компонентов для тестирования пэтч-кордов используют сетевые анализаторы - лабораторные анализаторы частотных характеристик с высокими уровнями точности измерений. Вследствие этого, при изготовлении пэтч-кордов в непроизводственных условиях единственной гарантией качества рабочих характеристик пэтч-корда является использование высококачественных компонентов, и тщательное соблюдение технологических правил.
Качество работы имеет первостепенное значение, поскольку необходимо произвести развитие пары перед присоединением модульной вилки. Если развитие пары не удалось минимизировать, вилка терминированная подобным образом, внесет свой вклад в деградацию рабочих характеристик линии в гораздо большей степени, чем недостатки ее конструкции. Именно по этой причине, вследствие неотвратимого развития пар при терминировании, конструкция модульной вилки до сих пор не имеет спецификаций высокочастотных рабочих характеристик. В Приложении B к стандарту TIA 568-А показаны и описаны детальные процедуры сборки и терминирования пэтч-кордов.
Волоконно-оптическое коммутационное оборудование и пэтч-корды
В волоконно-оптических линиях часто используются пэтч-панели и пэтч-корды в телекоммуникационных шкафах. По своей природе любое волоконно-оптическое межсоединение почти всегда является фактом коммутации, так как требуется поддержание непрерывности пути прохождения светового потока. Оптические кабели, приходящие от рабочих станций или из других телекоммуникационных шкафов, обычно терминируются в специальных боксах, позволяющих защитить оптическое волокно от случайных повреждений. Терминационные боксы могут служить и в качестве точек коммутации небольшого числа соединений, а для крупных систем применяются выделенные коммутационные кроссы, обслуживающие все входящие и выходящие волоконно-оптические кабели.
Оптические пэтч-панели, сконструированные в соответствии с требованиями стандарта TIA 568-А, используют точно такие же пассивные дуплексные адаптеры SC, которые применяются в телекоммуникационных розетках на рабочем месте. Волокна оптических кабелей терминируются непосредственно коннекторами SC (или другим типом) без прохождения через какое-либо промежуточное устройство, такое как, например, коммутационный блок в медном каблировании.
Волоконно-оптическая пэтч-панель состоит из матрицы дуплексных адаптеров SC или гибридных адаптеров. Если во всей системе, включая волоконно-оптические хабы, репитеры или сетевые адаптеры, используются рекомендуемые волоконные коннекторы SC, матрица адаптеров формируется из SC-адаптеров.
Однако иногда требуется конвертирование соединений между различными типами коннекторов. Существуют сотни типов сетевого оборудования с волоконно-оптическими интерфейсами, использующими разнообразные типы коннекторов, такие, как, например, популярные коннекторы ST или SMA. На протяжении нескольких лет еще понадобится конверсия между различными типами коннекторов. В Приложении F стандарта TIA 568-А предписывается переход на систему коннекторов SC. Причиной выбора коннектора SC в качестве рекомендуемого стандартом послужила его прямоугольная конструкция, позволяющая осуществлять быстрое подключение и отключение и легкость компоновки поляризованных пар коннекторов (дуплексных коннекторов).
Для реализации перехода от другого типа коннектора на коннектор SC необходимо использовать гибридный адаптер или конвертирующий кабель. Гибридный адаптер является пассивным переходником, соединяющим два разнородных коннектора, а конвертирующий кабель просто имеет разные коннекторы, установленные на противоположных его концах. Другие типы коннекторов, как правило, не имеют интегрированного свойства поляризации, поэтому при коммутации приходится уделять внимание тому, какой из коннекторов в дуплексной линии должен подключаться к приемнику, а какой - к передатчику.
Эти пэтч-корды обычно изготавливаются из гибкого дуплексного волоконного кабеля, довольно часто носящего название "zip cord", так как они сходны по внешнему виду с бытовыми электрическими шнурами с таким же именем. Так как волокна всегда коммутируются парами, двухволоконная конструкция кабеля создана так, что кабель легко разделяется на две части.
Для соединения двух коннекторов SC в один модуль применяется дуплексный замок. Волоконные коннекторы, соединенные таким образом, ориентированы точно в соответствии с ориентацией адаптеров. Таким образом, коннекторы А и В будут однозначно вставлены в адаптер на свои места. Существует две ориентации коннекторов в волоконно-оптических пэтч-кордах - АВ и ВА. На самом деле, не имеет значения, какая ориентация используется на разных концах пэтч-корда при условии, что она реверсирована и полярность волокна меняется при переходе от одного конца к другому.
Адаптеры и коннекторы могут иметь цветовую кодировку, например, красный или белый цвет, что помогает при монтаже и впоследствии при соединении. Стандарт TIA не определяет специальные цвета. Следует помнить, что позиции А и В не определяют направление распространения оптического сигнала, а просто служат маркировкой, подобной номерам коннекторов в обычном медном коннекторе. Принцип коммутации сегментов в оптической линии заключается в следующем - сколько бы ни было задействовано в линии кабельных сегментов, адаптеров и коннекторов, сигнал, начавший свое путешествии по линии с позиции А на одном конце, должен прийти в позицию В на другом. Это делается для создания переходов передатчик-приемник, обеспечивающих функционирование линии.
Кабельные коннекторы
В данном разделе рассмотрены три основных типа "медных" кабельных коннекторов -модульные коннекторы, коаксиальные коннекторы и коннекторы IBM Data, - и волоконно-оптические коннекторы. Модульный коннектор является наиболее распространенным в современных телекоммуникационных системах вследствие растущего использования кабелей витая пара. Коаксиал в течение продолжительного времени использовался в традиционных системах Ethernet и Arcnet, но постепенно он исключается из большинства инсталляций. Коннектор IBM Data Connector является одним из основных компонентов в системах на основе ЭВП и специфицирован для применения стандартом TIA 568-А.
Модульные коннекторы Основой информационной розетки является модульный разъем. Проводники, покрытые пленкой золота, обеспечивают стабильный, надежный электрический контакт с ламелями модульной вилки. Качество контакта также улучшается за счет механизма притирки проводников разъема и ламелей вилки во время ее вставления в разъем. Корпус розетки снабжен интегрированным замком, который после вставления вилки позволяет выдерживать значительные усилия растяжения на стыке розетка-вилка.
Модульный разъем в информационной розетке может быть двух видов - 6- или. 8-позиционным. Контакты во всех разъемах нумеруются слева направо по отношению к передней стороне разъема при ориентированном вниз ключе замка.
Модульные коннекторы, используемые в телекоммуникационных системах, аналогичны коннекторам, применяемым в кабельных системах телефонии. Коннектор существует в нескольких вариантах размеров и конфигураций контактов, начиная с четырех и заканчивая восемью позициями и от двух до восьми контактов. Самым популярным типом разъема является так называемый USOC (Universal Service Order Code), имеющий номенклатурные префиксы "RJ", за которыми следует номер серии. Часто этими названиями пользуются для обозначения приложений, не имеющих к коду никакого отношения. Так, например, обычную 6-контактную телефонную вилку часто называют RJ-11, а 8-контактную модульную вилку - RJ-45. 8-контактная модульная вилка используется в соответствии с TIA 568-А как для телефонии, так и для приложений передачи данных, 8-контактный модульный разъем также служит интерфейсом для таких приложений как 10BaseT, 100BaseT, 100VG-AnyLAN, Token-Ring/UTP.
8-позиционный модульный разъем очень часто неверно называют именем специализированного коннектора RJ-45. Схема разводки интерфейса RJ-45 (включающая в себя интерфейсный программный резистор) настолько радикально отличается от схем Т568А и В, что нет абсолютно никаких оснований для смешивания этих двух названий. Правильное название для разъема - "8-позиционный модульный". В действительности все модульные коннекторы с одинаковым количеством позиций конструкционно одинаковы до момента терминирования. После терминирования возможно называть их по имени схемы разводки. Например, при реализации интерфейса и схемы разводки 10BaseT можно подключить только четыре пары 8-позиционного модульного разъема. В этом случае, он не может называться ни Т568А, ни В, так как обе эти схемы требуют подключения всех восьми контактов. Также он не будет соответствовать схеме RJ-45, так как схема разводки будет неверной, а программный резистор отсутствовать.
8-позиционный модульный разъем, используемый в стандартных кабельных и стемах, описан в стандарте IEC 603-7. Этот же разъем определен в стандарте TIA 568-А и сопутствующих документах, а также в ISO/IEC IS-11801.
Модульные коннекторы, в основном, предназначены для терминирования кабелей с многожильными проводниками. Первоначально коннектор был создан для терминирования плоского кабеля, состоящего из 2-8 многожильных проводников. Его назначение было ограничено аудиочастотами телефонных линий, хотя официально его рабочие частотные характеристики определены до 3 МГц. К сожалению, промышленность не только вынуждена использовать эти коннекторы на частотах намного превышающие специфицированные стандартом, но и использовать их для терминирования витых пар круглых кабелей. Для того, чтобы разрешить использование модульных коннекторов на рабочих частотах кабельных систем от 10 до 100 МГц, TIA просто определяет критерии рабочих характеристик (в основном, затухание и NEXT), которым должен соответствовать коннектор. При условии соответствия конкретного коннектора этим спецификациям, он может быть использован для работы с приложениями до категории 5.
Существуют модульные коннекторы, предназначенные для терминирования одножильных проводников, несмотря на то, что терминирование одножильных проводников даже с помощью специальных коннекторов настоятельно не рекомендуется. Модульный контакт представляет собой плоский контакт с заостренным концом, который при терминировании прорезает изоляцию проводника и создает электрический контакт с медным многожильным проводником. Контакт может создаваться в одной или нескольких точках.
Если применять эту технологию к одножильному проводнику, при терминировании он может сдвинуться в сторону от концов контакта и может образоваться неполноценный контакт или вообще отсутствие контакта. По этой причине контакты для терминирования одножильных проводников имеют три заостренных выступа на нижней стороне. При терминировании проводник центрируется между тремя выступами и удерживается ими с созданием надежного контакта.
Экранированные модульные вилки были разработаны для терминирования экранированных кабелей различных типов. Как правило, вилка состоит из стандартного модульного коннектора с металлическим рукавом, проходящим по внешней поверхности коннектора и повторяющего его форму.
При использовании таких вилок необходимо применять розетки, совместимые с этими вилками для обеспечения правильного функционирования экрана. Иногда заземляющий проводник экрана кабеля может терминироваться на одном из контактов вилки 8-позиционного модульного разъема, но при этом утрачивается возможность стандартного соединения четырех сбалансированных пар. Единственным экранированным коннектором, рекомендованным стандартом TIA, является так называемый IBM Data Connector (STP-A, 2 пары, 150 0м).
Терминирование модульных коннекторов.
Процедура терминирования кабеля модульной вилкой заключается в следующем. Оболочка кабеля удаляется на расстояние как минимум 20 мм от конца проводников. Пары раскладываются в том порядке цветов, который соответствует выбранной схеме разводки (например, 1-2, 3-6, 4-5 и 7-8).
Цвет первых двух пар зависит от выбранной схемы - Т568А или Т568В. Концу оболочки кабеля придается плоская форма для обеспечения возможности расположения пар в один ряд. Пары развиваются вплоть до края оболочки кабеля. Проводники раскладываются таким образом, чтобы формировался плоский слой из параллельно расположенных проводников. Проводник 6 должен пересекать проводники 4 и 5 так, чтобы кроссовер находился на расстоянии не более 4 мм от края оболочки кабеля. Проводники подрезаются на расстояние около 14 мм от края оболочки кабеля. Вилка помещается на проводники так, что они проходят до терминационных каналов в вилке, а оболочка кабеля заходит в вилку по крайней мере на расстояние 6 мм. Вилка обжимается с помощью специального обжимного интрумента. После терминирования обоих концов кабеля, он проверяется на непрерывность и схему разводки.
Волоконно-оптические коннекторы
Данное руководство по волоконно-оптическим коннекторам дает краткое описание наиболее распространенных типов коннекторов, доступных для использования с любым типом волоконно-оптического кабельного узла.
ST-совместимый. Коннектор небольшого размера с замковым байонетом для простого соединения и рассоединения.
Жесткое соединение. Предлагается в многомодовом и одномодовом вариантах. Полностью совместим с существующим ST-оборудованием. Применяется для систем обработки данных, телекоммуникаций и локальных сетей, измерительной аппаратуры и других приложений. Имеет низкий показатель потерь на переходе и при отражении.
SMA. Коннектор небольшого размера с фиксирующей гайкой типа SMA. Жесткое соединение. Используются с многомодовыми кабелями в устройствах связи передачи данных, таких как локальные сети и сети для обработки данных, в измерительной аппаратуре. Имеет низкий показатель потерь на переходе. Полностью совместим с существующим SMA-оборудованием.
Biconic (двухконусный). Коннектор небольшого размера с винтовой резьбой, колпачком и пружинным замковым механизмом. Имеет низкий показатель потерь на переходе и при отражении. Совместим со всем оборудованием Biconic.
Escon (торговая марка IBM). Совместим с оборудованием IBM Escon. Существует в одномодовом и многомодовом вариантах.
FDDI. Дуплексная волоконно-оптическая система коннекторов с керамической манжетой, полностью совместимая с стандартом ANSI FDDI PMD. Применяется в устройствах связи передачи данных, включая магистральные линии связи FDDI, IEEE 802.4. Жесткое соединение, с замковым механизмом. Имеет низкий показатель потерь на переходе.
FC. Модульный коннектор, разработанный для упрощения процедуры терминирования. Совместим с оборудованием NTT-FC и NTT-D3. Жесткое резьбовое соединение. Существует в одномодовом и многомодовом вариантах. Применяется в телекоммуникациях, сетях обработки данных, в измерительной аппаратуре. Имеет низкий показатель потерь на переходе и при отражении.
D4. Совместим с оборудованием NTT-D4. Имеет ключ на манжете для надежного соединения. Износоустойчивая конструкция, дающая возможность продолжительного использования. Имеет низкий показатель потерь на переходе и при отражении.
SC. Квадратный профиль, обеспечивающий высокую плотность конструкции. Функция "тяни-толкай" облегчает соединение.
Существует в одномодовом и многомодовом вариантах. Имеет низкий показатель потерь на переходе и при отражении.
Выбор типа коннектора
Типы коннекторов ST и SC являются двумя типами волоконно-оптических коннекторов, признаваемых стандартом TIA/EIA 568.
Волоконно-оптическое активное оборудование может иметь интерфейс на основе специфического типа коннектора. Поэтому этот тип коннектора должен быть использован на стороне интерфейса оборудования. Однако в главных, промежуточных, горизонтальных кроссах, в телекоммуникационных розетках на рабочем месте и в другом коммутационном оборудовании СКС системы рекомендуется использовать коннекторы типа ST или SC. Для подключения активного оборудования к СКС используются конвертирующие шнуры.
Выбор технологии терминирования коннектора
Технология сушки эпоксида в печках. Коннекторы, предназначенные для сушки в печке, используют эпоксидную смолу для фиксации волокна в фильере манжеты. Этот тип монтажа является одним из наиболее надежных на сегодняшний день, но требует использования печки, и, соответственно, источника питания в помещении монтажа.
Быстрофиксируемые коннекторы
Адгезивная технология с ультрафиолетовым отверженцем. В данном технологическом процессе используется адгезив, затвердевающий при облучении ультрафиолетовым излучением. Время фиксации коннектора составляет менее одной минуты и коннектор после обработки ультрафиолетом не нагревается и готов к полировке. Кроме этих преимуществ, УФ-лампа довольно легкая и может питаться от сети переменного тока и от аккумуляторов.
Адгезивная технология с горячим плавлением. При данной технологии коннектор заранее заполняется адгезивом и нет необходимости готовить и смешивать эпоксидную смолу. Коннектор нагревается, волокно вставляется в него, а затем коннектор охлаждается. После этого производится полировка в один этап.
Анаэробная адгезивная система. Анаэробный адгезив застывает при отсутствии кислорода. Адгезивом заполняется фильера манжеты коннектора, а затем вставляется волокно.
Так как воздух вытесняется из фильеры волокном, адгезив застывает. Технология не требует использования печей, нагревателей, а также источников электропитания. Для завершения процедуры терминирования производится полировка коннектора.
Технология терминирования коннекторов без применения процессов полировки и застывания адгезива
Система CamLite (Siecor). Коннектор CamUte использует при терминировании уникальную - безадгезивную и безполировочную технологию. Отрезок волокна устанавливается в манжете коннектора и конец манжеты полируется в производственных условиях. Другой конец куска волокна прецизионно скалывается и помещается в патентованный позиционирующий механизм. Таким образом, при монтаже в полевых условиях необходимо только сколоть конец волокна и вставить его в муфту. Полировка не требуется и качество контакта гарантировано.
Технология обжима коннекторов
Система LightCrimp (АМР). Коннектор LightCrimp использует при терминировании безадгезивную и безэпоксидную технологию. Волокно в буферной оболочке фиксируется в коннекторе с помощью трех сфер, расположенных в корпусе коннектора. При обжиме сферы деформируются под воздействием инструмента и удерживают волокно на месте. После процедуры обжима волокно, выступающее из манжеты, скалывается, и коннектор быстро полируется.
Система CrimpLok (ЗМ). Коннектор CrimpLok использует при терминировании безадгезивную и безэпоксидную технологию. Волокно без буферной оболочки фиксируется в коннекторе с помощью обжима в прецизионном позиционирующем металлическом элементе. После процедуры обжима волокно, выступающее из Манжеты, скалывается, и коннектор быстро полируется.
Коммутационное оборудование UTP
Магистральное и горизонтальное коммутационное оборудование служит средством коммутации и кросс-соединения частей кабельной системы, кабельной системы с телекоммуникационной системой здания, с активным оборудованием и телекоммуникационными сетями.
Существуют различные типы коммутационного оборудования, такие как, например, телекоммуникационные розетки, переходные точки, кроссовое оборудование и муфты. Все они могут обладать различными рабочими характеристиками вследствие особенностей своих физических конструкций, но, тем не менее, должны отвечать всем требованиям стандарта.
Спецификации стандарта касаются всех типов коннекторов, используемых в кабельной системе, включая телекоммуникационную розетку или коннектор розетки. Стандарт не рассматривает в качестве коммутационного оборудования адаптеры, монтируемые на рабочем месте, адаптеры типа balun, защитные устройства, MAU, фильтры и другие устройства, предназначенные для поддержки конкретных специфических приложений. Коммутационное оборудование, предназначенное для терминирования кабелей UTP, по требованию стандарта должно быть типа IDC, Для коммутационного оборудования стандартом определен температурный рабочий диапазон в пределах от -10°С до +60°С. В дополнение к маркировке класса безопасности на коммутационное оборудование должна быть нанесена маркировка с обозначением рабочих характеристик для идентификации соответствующей категории (например, "Cat 5"). Маркировка должна быть нанесена таким образом, чтобы быть отчетливо видной во время монтажа. Установленные коннекторы должны быть защищены от физических воздействий и влаги.
При терминировании коннекторов коммутационного оборудования точка развития пары кабеля должна быть расположена как можно ближе к точке терминирования. Развитие пары в результате терминирования на коммутационном оборудовании не должно превышать 25 мм для кабелей категории 4 и 13мм для кабелей категории 5. Рекомендуется удалять оболочку кабеля ровно настолько, сколько это необходимо для удобства терминирования. Для кабелей категории 3 количество развития пары не определено, но следует придерживаться разумных пределов.
Магистральная кабельная система
Магистральная кабельная система
Магистральная кабельная система обеспечивает соединение телекоммуникационных шкафов, аппаратных (машинных залов) и городских вводов. Она состоит из магистральных кабелей, промежуточных и главного кроссов, точек терминирования кабелей, а также пэтч-кордов или кроссировочных перемычек, используемых для коммутации сегментов магистрали. Магистраль также может существовать между зданиями в системе кампуса (городка из нескольких близко расположенных зданий). Магистральная подсистема по требованию стандарта должна быть ограничена двумя иерархическими уровнями кроссов (главным и промежуточным). Между любыми двумя горизонтальными кроссами не может существовать более трех кроссов, и между главным кроссом и любым горизонтальным кроссом не может существовать более одного кросса.
Магистральная кабельная подсистема должна иметь топологическую конфигурацию "иерархическая звезда" или просто "звезда". Каждый горизонтальный кросс соединяется непосредственно с главным кроссом или сначала с промежуточным кроссом, а затем с главным кроссом. Магистрали по их иерархическому и топологическому расположению подразделяются на два соответствующих подтипа: магистрали первого и второго уровня и магистрали внешние и внутренние. Магистраль первого уровня всегда начинается в главном кроссе, магистраль второго уровня начинается в промежуточном кроссе. В общем случае, с точки зрения конфигурации кабельной системы магистрали внутренние и внешние ничем друг от друга не отличаются. Дифференциация вводится из-за того, что методы проектирования и монтажа этих двух подтипов магистралей различаются весьма существенно. Стандартом допускается соединение двух ТС (телекоммуникационных шкафов) телекоммуникационным кабельным сегментом при условии, что такое каблирование является дополнением к основной топологии "звезда".
Кроссовое оборудование, используемое для терминирования различных типов кабелей должно располагаться в одном и том же телекоммуникационном помещении.
Признаваемые типы сред могут использоваться индивидуально или в сочетании, как требуется для конкретной инсталляции. Количество пар и волокон, необходимое в отдельных магистральных сегментах, зависит от размеров обслуживаемой площади и определяется проектировщиком системы.
Признаваемые типы магистральных кабелей следующие:
Кабель UTP 4 пары, 100 ом
Многомодовое оптическое волокно 62,5/125 мкм
Одномодовое оптическое волокно
Кабель STP-A 2 пары,150 ом
Коаксиальный кабель 50 ом
Коаксиальный кабель 50 0м в настоящее время разрешен для использования в магистралях, но не рекомендуется при монтаже новых кабельных систем. Предполагается его изъятие из следующей редакции настоящего стандарта.
Максимальные расстояния кабельных сегментов в магистрали зависят от типа используемого приложения. Приведенные в конце страницы значения максимальных допустимых расстояний основаны на передаче речи и данных по кабелям UTP/STP и по оптическому волокну.
Максимально допустимое расстояние между кроссами HC (горизонтальный кросс) и IC( промежуточный кросс) - 500 м, независимо от типа передающей среды. Если расстояние между НС и IC меньше максимального, расстояние между МС (главный кросс) и IС может быть увеличено при условии, что общее максимально допустимое расстояние не превышено. В случае высокоскоростных приложений (рабочие частоты свыше 5 МГц) максимальная длина магистрали определена стандартом в 90 м. Это условие приложимо только к непрерывным сегментам магистрали (то есть при отсутствии промежуточного кросса). На практике вышеуказанное требование стандарта означает следующее: при использовании магистральных кабелей UTP категорий 3, 4 и 5 для работы с приложениями, диапазон частот которых находится в пределах 5-16 МГц, 5-20 МГц и 5-100 МГц соответственно, суммарная их длина не должна превышать 90 м. При использовании магистрального кабеля STP-A 150 0м в приложениях с полосой спектра от 5 до 300 МГц суммарная длина сегмента также не должна превышать 90 м. Во всех остальных случаях при работе низкоскоростных приложений (рабочие частоты ниже 5 МГц) длина магистральных кабелей может достигать 800 м.
Ограничение расстояния магистрали в 90 м предполагает, что на каждом конце кабельного сегмента для подключения активного оборудования к магистрали могут быть установлены аппаратные шнуры длиной до 5 м каждый. Длина пэтч-кордов и кроссировочных перемычек в МС и IС не должна превышать 20 м, а длина кабелей, соединяющих активное оборудование с магистральной кабельной системой, должна быть не более 30 м.
Так же как и в случае горизонтального каблирования, стандарт требует принимать во внимание близость магистальных кабелей к источникам электромагнитных помех. Требования к соответствующим расстояниям определены в стандарте ANSI/EIA/TIA-569.
Использование шунтированных отводов в магистрали запрещено.
| Предельные расстояния в магистрали (низкоскоростные соединения) | |||
| Тип среды | MC-HC | IC-HC | IC-MC |
| UTP | 800 м. | 500 м. | 300 м. |
| STP-A | 90 м. | ||
| Многомодовое оптическое волокно 62,5/125 мкм | 2000 м. | 500 м. | 1500 м. |
| Одномодовое оптическое волокно | 3000 м. | 500 м. | 2500 м. |
| Предельные расстояния в магистрали (высокоскоростные соединения) | |||
| Тип среды | MC-HC | IC-HC | IC-MC |
| Многомодовое оптическое волокно 62,5/125 мкм | 2000 м. | 500 м. | 1500 м. |
| Одномодовое оптическое волокно | 3000 м. | 500 м. | 2500 м. |
| Многопарный кабель UTP категории 3,4,5 и многопарный кабель STP-A, 300 мГц. | 90 м. |
Магистральные трассы
В пределах одного здания может находиться одна или более магистральных трасс. Магистрали обычно формируются с помощью вертикально установленных друг над другом телекоммуникационных шкафов, соединенных с помощью отверстий в межэтажных перекрытиях между ними. Трассы должны соединять шкафы на одном и том же этаже.
Основные требования стандарта к магистральным трассам:
• магистральные трассы, способ их соединения между собой должны быть согласованы с соответствующими нормативами по электроснабжению и заземлению;
• трассы внутри здания обеспечивают прокладку и размещение магистральных кабелей между помещениями аппаратной, городского ввода и телекоммуникационных шкафов, расположенных в пределах одного здания. Они могут состоять из следующих типов трасс: кондуитов, рукавов или щелей, кабельных лотков;
• трассы не должны располагаться в лифтовых шахтах;
• на каждые 5000 квадратных метров полезной обслуживаемой площади этажа необходимо предусмотреть один рукав или кондуит размером 100 мм и два резервных (всего, как минимум, три рукава);
• все трассы должны иметь соответствующую противопожарную защиту:
• трассы между зданиями обеспечивают средства соединения отдельных сооружений в кампусе (городке). Они могут состоять из следующих типов трасс: подземных, траншейных, воздушных, туннельных;
• на первоначальной стадии планирования для всех помеченных на плане зданий необходимо иметь основной проект проводки телекоммуникаций с включением в него трасс между зданиями.
Магистральный кабель UTP
Магистральный кабель должен отвечать требованиеям стандартов ICEA к многопарным магистральным кабелям. Кабель должен быть занесен в реестр, и иметь маркировку соответствия национальным и местным строительным нормативам. На кабель должны быть нанесены метки с указанием категории рабочих характеристик. Такие метки не должны заменять маркировку класса безопасности.
Признаваемый стандартом магистральный кабель: многопарный, 24 AWG, 100 0м UTP (категории 3, 4 или 5). Магистральные кабели UTP состоят из одножильных проводников и содержат более 4-х пар (обычно число пар кратно 25). Допускается наличие общего экрана.
Схемы цветового кодирования проводников в магистральном кабеле следующие: Tip-проводники обладают цветом изоляции, соответствующим цвету группы пар. Ring-проводники имеют цвет изоляции, соответствующий цвету пары.
Рабочие характеристики магистральных многопарных кабелей эквивалентны характеристикам горизонтальных кабелей за исключением того, что потери NEXT определяются на основе модели суммарной мощности (PowerSum), а не на основе модели наихудшего случая влияния пар друг на друга, что позволяет передавать различные возмущающие сигналы под одной оболочкой. Приложения с несовместимыми уровнями сигналов должны разделяться в отдельные группы пар.
Медные кабели на основе витой пары
| Медные кабели на основе витой пары
Размеры (калибр) проводников. Размер (диаметр) медных проводников витых пар определяется специальным калибром. Наиболее широко используется американский стандарт American Wire Gage (AWG). В таблице представлены сравнительные данные по калибрам и физическим размерам проводников. Меньшим значениям диаметров проводников соответствуют большие значения калибра. Городские телефонные станции, как правило, используют проводники калибра 24 или 26; на междугородних линиях может применяться калибр 19 или 22. Проводники большего размера обладают меньшим удельным сопротивлением на единицу длины. В приложениях ЛВС на высоких частотах наибольшее влияние на затухание сигнала оказывают емкостные факторы, поэтому в таких приложениях применяют проводники небольших размеров. Кроме того, уменьшение диаметра проводника позволяет уменьшить стоимость телекоммуникационного кабеля. При высоких частотах (таких как, например, используемых в ЛВС) ток сигнала концентрируется на внешней поверхности проводника. Это явление носит название скин-эффекта. В многожильном проводнике, вследствие формирования сложной проводящей поверхности несколькими проводниками, затухание увеличивается. По этой причине стандарты, как правило, ограничивают длину используемых в канале многожильных проводников. Обычно стандарты предписывают использование в кабельных системах медных одножильных проводников калибра 24, обеспечивающего наилучшее соотношение стоимости и характеристик затухания. Соотношение размеров некоторых одножильных проводников
Изоляция. Для изготовления оболочек кабелей обычно применяются два типа материалов - поливинилхлорид (ПВХ, PVC) и фторуглеродные полимеры.
Коды NEC для металлических коммуникационных кабелей
Цветовые коды для 4-парного кабеля показаны в таблице. Каждая пара в кабеле имеет общий цвет для обоих проводников - например, в первой паре один из проводников голубого цвета, другой - белого с голубой полосой. В 4-парном кабеле белые проводники нумеруются и терминируются первыми. Полярность каждой пары обычно обозначается с помощью терминов для каждого проводника - tip (штырь) и ring (манжета), которые происходят от названий двух электродов на штекере телефонного коммутатора. Первичный цвет присвоен проводнику ring, а вторичный - проводнику tip. Цветовая кодировка 4-парного кабеля
Схема цветового кодирования 25-парного кабеля
Группы из четырех и более пучков могут быть в свою очередь обернуты лентой и помещены под общую оболочку для формирования более крупных кабелей, и так далее. Внешняя оболочка кабеля должна быть четко промаркирована производителем с указанием уровня рабочих характеристик. Маркировка, как правило, состоит из трех индикаторов характеристик - категория по EIA/TIA или класс по ISO/IEC, код UL/NEC, число и размер проводников. Кроме того, должны присутствовать имя производителя и его номенклатурный номер. Экранирование. Экранирование кабелей на основе витой пары иногда используется для обеспечения лучшей невосприимчивости к шуму и снижения излучения в окружающую среду. Обычно применяются два типа экранов в кабелях STP - фольга и сетка. При экранировании с помощью фольги используется заземляющий проводник, находящийся в контакте с экраном и обеспечивающий электрический контакт экрана с элементами системы заземления. Сеточные экраны могут быть оборудованы заземляющим проводником или использоваться в качестве него непосредственно. Некоторые кабели сочетают в себе и фольгу и сетку или могут иметь двойные экраны. |
Основные группы спецификаций
Стандарт '568 рассматривает следующие спецификации структурированных кабельных систем:
• признаваемые передающие среды;
• топология;
• расстояния в каблировании;
• пользовательские интерфейсы;
• рабочие характеристики кабельных компонентов и коммутационного оборудования;
• правила монтажа;
• рабочие характеристики линии.
Ранее ассоциация TIA разработала два документа, содержащих требования к горизонтальным кабелям UTP и коммутационному оборудованию. Первый из них, - бюллетень EIA/TIA-TSB-36, - регламентирует рабочие характеристики высокоскоростных кабелей UTP. В нем содержатся спецификации кабелей категорий 3, 4 и 5. Второй бюллетень, - EIA/TIA-TSB-40А, - определяет дополнительные спецификации для коммутационного оборудования и коммутационных шнуров, а также дает описание правил монтажа. Последняя редакция стандарта '568 включает в себя техническое содержание бюллетеней TSB-36, TSB-40, TSB-40-A, и проект бюллетеня TSB-53 - дополнительные спецификации кабелей и коннекторов STP-A 150 0м. При публикации новый кабельный стандарт получает преимущественное значение над техническими бюллетенями.
В TIA/EIA-568 описаны шесть подсистем телекоммуникационной кабельной инфраструктуры:
• Horizontal Cabling. - Горизонтальная кабельная подсистема (Горизонталь);
• Backbone Cabling - Магистральная кабельная подсистема (Магистраль);
• Work Area (WA) - Рабочее место;
• Telecommunications Closet (ТС) - Телекоммуникационный шкаф;
• Equipment Room (ER) - Аппаратная (Машинный зал);
• Entrance Facilities (EF) - Городской ввод.
Передающие физические среды, используемые в структурированных кабельных системах
Передающие физические среды, используемые в структурированных кабельных системах.
Коаксиальные передающие среды
Коаксиальный кабель является наиболее распространенной средой, используемой для передачи радиочастотных сигналов. Конструкционно он состоит из одножильного или многожильного проводника, окруженного диэлектрическим материалом, как правило, плотным или мягким пенополимером. Диэлектрик помещается в непрерывный алюминиевый экран, ламинированный полистером, а затем в луженую медную сетку. Вся конструкция помещается в оболочку из поливинилхлоридного или огнеупорного полимерного материала.
Для коаксиального кабеля качество передачи сигнала определяется четырьмя электрическими параметрами, относящимися к материалу диэлектрика и геометрическим размерам кабеля - импедансом, затуханием, емкостью и временной задержкой распространения сигнала или скоростью его распространения в передающей среде.
Импеданс. Импеданс (или характеристический импеданс) - сопротивление (0м) волне вой передающей среды переменному электрическому току. Величина импеданса прямо завысит от отношения размеров внутреннего и внешнего проводников и связана обратной зависимостью с диэлектрической постоянной кабеля. В отличие от сопротивления проводника импеданс не изменяется при изменении длины кабеля.
Для того, чтобы система могла работать с максимальной эффективностью, номинальные импедансы передатчика, приемника и кабеля должны очень точно совпадать. Значения импеданса для кабелей определяют электрические требования к коммутационному оборудованию.
Затухание - потери или уменьшение уровня сигнала при прохождении его по передающей среде. Существует два типа потерь, определяющих величину затухания сигнала собственные потери в проводниках (центральном проводнике и экране) и диэлектрические потери. Оба типа потерь растут с увеличением частоты.
Емкость - отношение величины электрического заряда двух проводников к разнице потенциалов между ними или, говоря другими словами, - энергия, накапливаемая кабелем.
Емкость измеряется в пФ на единицу длины. Как и импеданс, емкость коаксиального кабеля зависит от размеров внутреннего и внешнего проводников и диэлектрической константы диэлектрического материала. Емкость и импеданс обратно пропорциональны друг другу.
Время задержки распространения сигнала по длине кабеля прямо пропорционально квадратному корню диэлектрической константы. В вакууме электромагнитные волны распространяются со скоростью света. В кабеле волна распространяется несколько медленнее - со скоростью, обратно пропорциональной диэлектрической константе кабеля. Чем меньше диэлектрическая константа, тем ближе скорость распространения сигнала к скорости света. Более низким значениям диэлектрической константы соответствуют более высокие скорости передачи.
фазовая задержка обусловлена тем, что более высокочастотные сигналы распространяются в передающей среде быстрее по сравнению с низкочастотными. В широкополосной сети информация обычно передается в виде цифрового кода, в котором низкочастотный тон определенной длительности представляет двоичную "1", а высокочастотный тон представляет "О". Вследствие того, что низкочастотные сигналы распространяются медленнее, они обладают тенденцией к отставанию от более быстрых высокочастотных сигналов и приходят к концу линии с фазовым сдвигом.
Передающие среды на основе витой пары проводников
В идеальном случае линия передачи представляет собой, как минимум, два проводника, разделенных диэлектрическим материалом и имеющих равномерный зазор на всем своем протяжении. К двум проводникам прикладывается сбалансированное напряжение равное по амплитуде и противоположное по фазе. В каждом проводнике текут равные по величине и противоположные по направлению токи. Токи производят концентрические магнитные поля окружающие каждый из проводников. Напряженность магнитного поля усиливается в промежутке между проводниками и уменьшается в пространстве, где концентрические поля находятся за пределами обоих проводников. Токи в каждом из проводников равны по величине и противоположны по направлению, что ведёт к уменьшению общей энергии, накапливаемой в результирующем магнитном поле.
Любое изменение токов генерирует напряжение на каждом проводнике с результирующим электрическим полем с направлением вектора, ограничивающим магнитное поле и поддерживающим постоянный ток.
Характеристический импеданс соответствует входному импедансу однородной линии передачи бесконечной длины то есть линии передачи предельной длины, терминированной нагрузкой со значением ее собственного характеристического импеданса. В общем случае, характеристический импеданс - это комплексное число с резистивной и реактивной компонентами. Он является функцией частоты передаваемого сигнала и не зависит от длины линии. При очень высоких частотах характеристический импеданс асимптотически стремится к фиксированному резистивному сопротивлению. Например, коаксиальные кабели обладают импедансом 50 или 75 0м на высоких частотах. Типичное значение импеданса для кабелей "витая пара" - 100 0м при частотах свыше 1 МГц.
Затухание сигнала - это отношение в децибелах (дБ) мощности входного сигнала к мощности сигнала на выходе при соответствии импедансов источника и нагрузки характеристическому импедансу кабеля. Значение входной мощности может быть получено путем измерения мощности при непосредственном подключении нагрузки к источнику без прохождения сигнала по кабелю. В случаях, когда в местах терминирования импедансы не идеально соответствуют друг другу, отношение входной мощности к выходной носит название вносимых потерь или вносимого затухания.
Переходное затухание на ближнем конце (Near End Crosstalk, NEXT) - параметр, характеризующий затухание сигнала помехи, наведенного сигналом, проходящим по одной паре проводников, на другую, расположенную поблизости. Измеряется в дБ. Чем выше значение NEXT, тем лучше изоляция помехам между двумя парами проводников.
Обратные потери (потери при отражении). Когда импеданс кабеля и нагрузки не совпадает, сигнал, распространяющийся по кабелю, частично будет отражаться в точке интерфейса кабель-нагрузка. Мощность отраженного сигнала носит название потерь при отражении или обратных потерь.
Чем лучше совместимость импедансов, тем меньше отражаемая мощность и тем ниже обратные потери.
Временная задержка распространения сигнала. Сигнал, распространяющийся от входной точки к выходной, приходит с временной задержкой, величина которой является отношением длины кабеля к скорости распространения сигнала V в передающей среде. В случае идеальной линии передачи, состоящей из двух проводников в вакууме, скорость распространения сигнала равна скорости распространения света в вакууме с. На практике скорость распространения сигнала в кабеле зависит от свойств диэлектрических материалов, окружающих проводники.
Отношение сигнал-шум (SNR) - это соотношение между уровнем принимаемого сигнала и уровнем принимаемого шума, причем уровень сигнала должен значительно превосходить уровень шума для обеспечения приемлемых условий передачи.
Отношение затухания к переходному затуханию (ACR). Соотношение между сигналом и шумом может быть выражено в форме отношения затухания к переходному затуханию (ACR). ACR - это разница между ослабленным сигналом на выходе и вредным наведенным сигналом ("шумом") NEXT.
Пэтч-корды и кроссировочные перемычки UTP
Пэтч-корды и кроссировочные перемычки UTP должны отвечать минимальным требованиям к рабочим характеристикам горизонтальных кабелей за исключением допущения затухания на 20% большего для многожильных кабелей по сравнению с одножильными. Дело в том, что в многожильных проводниках (как правило, для изготовления кабелей для пэтч-кордов используются 7-жильные проводники) возникает несколько токовых каналов, между которыми устанавливаются индуктивно-емкостные связи, которые и увеличивают полное волновое сопротивление пары в среднем на 20%. В отношении этого параметра стандарт '568 предъявляет более жесткие требования по сравнению с международным стандартом ISO 11801, спецификации которого допускают отклонения затухания до 50%. Для изготовления пэтч-кордов стандартом признается использование только многожильных кабелей для обеспечения длительной эксплуатации.
Цветовое кодирование кроссировочных перемычек: один проводник должен быть белого цвета, другой должен иметь четко различимый сплошной цвет, например, красный или синий.
Вследствие идентичной группировки пар, пэтч-корды, терминированные в соответствии со схемами Т568А или Т568В, взаимозаменяемы при условии, что оба конца одного пэтч-корда терминированы по одной и той же схеме.
Кабели, используемые для изготовления пэтч-кордов, и кроссировочные перемычки должны отвечать всем требованиям к рабочим и механическим характеристикам стандарта '568-А. Внешний диаметр изолированных многожильных проводников должен составлять от 0,8 мм до 1мм для обеспечения прохода их в каналы модульной вилки.
Правила монтажа компонентов и систем на основе UTP
Наиболее серьезной проблемой в реализации структурированных кабельных систем для работы высокоскоростных приложений (категория 3 и выше) является качество монтажа. По данным BICSI (Building Industry Consulting Service International) - международной ассоциации профессионалов телекоммуникационной промышленности, - 80% всех структурированных кабельных систем в США, построенных на компонентах категории 5, не могут быть квалифицированы как системы категории 5, вследствие нарушения правил монтажа.
Существует специальная система требований и рекомендаций по монтажу кабельных систем, выполнение которых гарантирует сохранение исходных рабочих характеристик отдельных компонентов, собранных в линии, каналы и системы.
Стандарт '568 устанавливает несколько основных правил монтажа в качестве требований:
1. Для избежания растяжения кабеля во время монтажа сила натяжения не должна превышать 110 Н для 4-парных кабелей. При протяжке кабелей в сложных условиях, при протяженности непрерывного кондуита более 30 метров или наличии в нем более двух поворотов с углами в 90 и более градусов, рекомендуется использовать динамометр.
2. Радиусы изгиба установленных кабелей не должны быть менее следующих значений: 4 внешних диаметров кабеля для горизонтальных кабелей DTP и 10 внешних диаметров кабеля для многопарных магистральных кабелей UTP. Необходимость поддержания небольших радиусов изгиба кабеля обусловлена тем, что при резких изгибах пары внутри кабеля деформируются, и нарушается однородность сбалансированной симметричной передающей среды. Это ведет в первую очередь к серьезной деградации такого параметра, как NEXT. Последующее выпрямление изгиба может не только не восстановить форму пары, но и привести к еще худшим результатам.
3. Следует избегать негативных воздействий на кабель, вызываемых следующими явлениями:
перекручиванием кабеля во время протягивания или монтажа; растягиванием кабельных пучков под действием собственного веса на кабельных подвесках; туго затянутыми кабельными хомутами; резкими изгибами кабеля.4.
Горизонтальные кабели должны использоваться в сочетании с коммутационным оборудованием и пэтч-кордами ( или кроссировочными перемычками) той же, или более высокой, категории рабочих характеристик.
Следует помнить, что смонтированная кабельная система UTP классифицируется в соответствии с наихудшими рабочими характеристиками компонента линии!
Преимущества волокна
Волоконно-оптические коммуникации имеют ряд преимуществ по сравнению с электронными системами, использующими передающие среды на металлической основе.
В волоконно-оптических системах передаваемые сигналы не искажаются ни одной из форм внешних электронных, магнитных или радиочастотных помех. Таким образом, оптические кабели полностью невосприимчивы к помехам, вызываемым молниями или источниками высокого напряжения. Более того, оптическое волокно не испускает излучения, что делает его идеальным для соответствия требованиям современных стандартов к компьютерным приложениям. Вследствие того, что оптические сигналы не требуют наличия системы заземления, передатчик и приемник электрически изолированы друг от друга и свободны от проблем, связанных с возникновением паразитных токовых петель.
При отсутствии сдвига потенциалов в системе заземления между двумя терминалами, исключающим искрения или электрические разряды, волоконная оптика становится все более предпочтительным выбором для реализации многих приложений, когда требованием является безопасная работа в детонирующих или воспламеняющихся средах.
Цифровые вычислительные системы, телефония и видео-вещательные системы требуют новых направлений для улучшения передающих характеристик. Большая ширина спектра оптического кабеля означает повышение емкости канала. Кроме того, более длинные отрезки кабеля требуют меньшего количества репитеров, так как волоконно-оптические кабели обладают чрезвычайно низкими уровнями затухания. Это свойство идеально подходит для широковещательных и телекоммуникационных систем.
По сравнению с обычными коаксиальными кабелями с равной пропускной способностью, меньший диаметр и вес волоконно-оптических кабелей означает сравнительно более легкий монтаж, особенно в заполненных трассах. 300 метров одноволоконного кабеля весят около 2,5 кг. 300 метров аналогичного коаксиального кабеля весят 32 кг - приблизительно в 13 раз больше.
Электронные методы подслушивания основаны на электромагнитном мониторинге. Волоконно-оптические системы невосприимчивы к подобной технике. Для снятия данных к ним нужно подключиться физически, что снижает уровень сигнала и повышает уровень ошибок - оба явления легко и быстро обнаруживаются.
Рабочее место
Рабочее место - это та часть здания, где обычно конечный пользователь работает с активным телекоммуникационным оборудованием. Телекоммуникационная розетка на рабочем месте - точка, в которой оборудование конечного пользователя "подключается" к телекоммуникационной распределительной системе здания.
Основные требования стандарта к рабочему месту:
• телекоммуникационный шкаф и аппаратная должны быть соединены выделенными прямыми трассами с такими сложными и ответственными рабочими местами, как центры управления, пульты операторов и приемные секретарей;
• на каждом рабочем месте должна быть установлена, по крайней мере, одна розеточная коробка. Для участков здания, где позднее будет трудно установить дополнительную розетку, следует предусмотреть, как минимум, две отдельных розеточных коробки. Розеточные коробки следует располагать так, чтобы обеспечить максимальную гибкость при внесении изменений в конфигурацию рабочих мест;
• расположение телекоммуникационных розеток должно быть согласовано со схемой размещения мебели. Розетку питания следует устанавливать вблизи телекоммуникационной розетки.
Кабели и шнуры, используемые для подключения активного оборудования, не рассматриваются стандартом в качестве элементов кабельной системы. Максимально допустимая суммарная длина всех пэтч-кордов и аппаратных шнуров на обоих концах линии -10м.
Разрешается использовать только оборудование, соответствующее требованиям стандартов. Телекоммуникационные шкафы должны быть спроектированы и оборудованы в соответствии с требованиями стандарта ANSI/EIA/TIA-569.
Подключение активного оборудования в телекоммуникационном шкафу разрешается осуществлять с помощью двух типов соединений - "межсоединения" и "кросс-соединения".
Кросс-соединение - применяется для коммутации кабельных подсистем между собой и для подключения активного оборудования с многопортовыми коннекторами. Многопортовыми коннекторами называются конструкции, узлы, с помощью которых реализуется одновременное подключение более одного .(нескольких) адресного телекоммуникационного порта. Типичным образцом многопортового коннектора является так называемый Telco-коннектор (коннектор "телефонной компании", Telephone Company connector) - 25-парный коннектор, нашедший массовое применение в телефонии для подключения офисных АТС или РВХ, а также иногда используемый для подключения активного сетевого оборудования. Метод кросс-соединения в отличие от описанного ниже метода межсоединения позволяет гибко переконфигурировать кабельную систему во всех случаях, но в то же время и требует наличия в кроссе, как минимум, двух единиц коммутационного оборудования, что повышает стоимость системы. Если понятие "кросс" (cross-connect) используется для определения средства, позволяющего осуществлять терминирование кабелей и их межсоединение или кросс-соединение (или оба) с помощью пэтч-кордов, кроссиро-вочных перемычек или кабелей активного оборудования, то понятие "кросс-соединение" (cross-connection) относится к конкретной конфигурации, в которой кабели и пэтч-корды или перемычки используются для коммутации отдельных распределительных полей, обслуживающих горизонтальную и магистральную кабельные системы и оборудование телекоммуникационных помещений.
Межсоединение - разрешается использовать только для подключения активного оборудования с однопортовыми коннекторами. В противоположность многопортовым коннекторам однопортовые позволяют осуществлять коммутацию между собой только двух адресных портов. Метод межсоединения полезен в тех случаях, когда производиться подключение к кабельной системе активного оборудования с однопортовыми (модульными) коннекторами, которое само по себе как бы является единицей коммутационного кроссового оборудования, такого, например, как пэтч-панель. В этом случае появляется возможность неограниченного переключения адресных портов и, за счет исключения второй единицы коммутационного оборудования из конфигурации кросса, снижение затрат на подключение.
Полевое тестирование кабельных систем на
|
Руководство TIA/EIA TSB-67: Полевое тестирование кабельных систем на основе неэкранированной витой пары - спецификации передающих рабочих характеристик Завершающим моментом проекта по монтажу кабельной системы является ее полевое тестирование и сертификация. Кабельные системы категории 5 являются ключевой технологией, позволяющей реализовывать высокоскоростные сетевые приложения вплоть до уровня настольного компьютера. Для удостоверения в высокоскоростных свойствах каждого канала категории 5 в кабельной системе необходимо проводить тестирование рабочих характеристик в полевых условиях. Спецификации стандарта TIA TSB-67 полевого тестирования определяют функции тестирования, конфигурации и минимально необходимую точность измерений полевого тестера, необходимые для сертификации кабельной системы на соответствие требованиям категории 5 в полевых условиях. TSB-67 определяет два уровня точности измерений и параметры конструкции измерительных приборов, требуемые для соответствия этим общим требованиям к точности измерений. Спецификации, содержащиеся в Приложении A к TSB-67. определяют математическую модель соотношения между полной точностью измерений полевого тестера и показателями погрешности измерений инструмента. Используя эту модель, можно получить полную точность измерений полевого тестера на основании данных измерений, проведенных в лабораторных условиях. Телекоммуникационный бюллетень 67 был принят в сентябре 1995 года. Работа над созданием TSB-67 началась в конце 1993 года после обнаружения несоответствия между результатами, полученными с помощью полевых измерительных приборов и с помощью лабораторных сетевых анализаторов. В некоторых случаях при тестировании полевыми приборами линии категории 5 не проходили тест, несмотря на то, что были тщательно смонтированы и были применены компоненты категории 5. После двух лет исследований стало ясно, что некоторые из применявшихся устройств не обладали достаточной точностью измерений, допускались ошибки в процедурах измерений и в интерпретации результатов. Кроме того, на результаты измерений влияют следующие факторы: - несбалансированные компоненты, в особенности модульные 8-позиционные коннекторы; - неправильно проводимые процедуры сравнительных тестов. Сетевой анализатор подключается непосредственно к тестируемому сегменту. При подключении полевого тестера к сети с помощью дополнительного шнура изменяются потери NEXT системы и, следовательно, невозможно получение одинаковых результатов; - отсутствие стандартов рабочих характеристик адаптеров; - сканирование частотного диапазона с логарифмическим или линейным шагом при измерении потерь NEXT. При увеличении шага растет вероятность пропуска узкого пика потерь NEXT; - тестирование при пониженных уровнях сигнала по сравнению с реальными, существующими в "живой" сети. Результаты, полученные вблизи порога шума и экстраполированные до нормальных рабочих уровней сигнала, где точность измерений значительно выше, могут быть неверно интерпретированы. Данный бюллетень касается спецификаций полевого тестирования рабочих характеристик инсталлированных кабельных систем, спроектированных в соответствии с TIA/EIA-568-А. Компоненты, подлежащие тестированию: определены в TSB-67 - UTP и STP (за исключением экрана и элементов системы заземления); не определены в TSB-67 - волоконно-оптические компоненты. TSB 67 определяет и описывает: - методы тестирования; - интерпретацию результатов тестирования; - критерии оценки результатов тестирования (Pass/Fail); - характеристики полевых тестеров. Тестирование проводится на соответствие требованиям к категориям: CAT 3 UTP; CAT 4 UTP; CAT 5 UTP. Соответствие требованиям. Конечный пользователь должен иметь возможность проверять тестер на соответствие заданным требованиям. Воспроизводимость. Результаты всех тестов, проведенных на одном кабеле, должны находиться в пределах диапазона точности тестера. Коннекторы и шнуры. Для изготовления всех аппаратных шнуров тестирующего оборудования требуется многожильный кабель CAT 5. Пэтч-корды и перемычки. Пэтч-корды или перемычки, входящие в тестируемую схему, должны быть сертифицированы ТОЛЬКО для использования в ДАННОМ канале. Тестируемые конфигурации В соответствии с требованиями TSB-67 тестированию подлежат канал и базовая линия. Канал включает в себя все элементы базовой линии, а также — кроссировочные перемычки, пэтч-корды и аппаратные кабели, за исключением точек подключения на обоих концах. Следует особо отметить, что пэтч-корды, с помощью которых конечный пользователь будет осуществлять подключение активного оборудования к системе не могут являться шнурами тестирующего оборудования - это должны быть реальные пользовательские шнуры. Причиной необходимости определения модели канала является следующее. Важно знать рабочие характеристики суммы всех компонентов между активным сетевым оборудованием и компьютером для уверенного прогнозирования качества связи от одного конца до другого. В случаях, когда заранее неизвестна конфигурация рабочих мест, применяется модель базовой линии. Базовая линия. Следует отметить, что базовая линия представляет собой минимальную линию, имеющую только по одному разъему на каждом конце, в то время как канал - по два. Кроме того, базовая линия может иметь длину не более 90 м, а канал не может быть длиннее 100 м. Как следствие этого, значения затухания и потерь NEXT у канала хуже, чем у базовой линии. Тестируемые параметры В соответствии с требованиями TSB-67 обязательному тестированию подлежат следующие четыре параметра: - схема разводки; - длина; - затухание; - потери NEXT. Схема разводки. Проверка физического контакта на каждом конце кабеля; определяются - открытые концы, короткие замыкания, перекрещенные проводники, разбитые пары, реверсированные пары и прочие ошибки в схеме разводки. Схема разводки должна быть одинаковой для всех конфигураций (базовая линия и канал). Длина. Физическая длина - рассчитывается на основе маркеров длины, нанесенных на кабель; максимальная физическая длина базовой линии - 90 метров; максимальная физическая длина канала - 100 метров. Электрическая длина - расчет основан на использовании времени задержки прохождения сигнала по паре проводников: измерения выполняются с помощью TDR (Time Domain Reflectometer - рефлектометр с временным доменом); расчет выполняется на основе номинальной скорости распространения (Nominal Velocity of Propagation, NVP) сигнала по тестируемой паре. Затухание - потеря мощности сигнала при прохождении по кабельной паре, измеряется в дБ. Затухание увеличивается с увеличением несущей частоты. Оценка результата тестирования всех пар производится на основании наихудшего показания. Промежуток между тестовыми замерами затухания минимально должен составлять 1 МГц. Пределы затухания приведены в таблице.
С повышением температуры затухание увеличивается. При температуре, отличной от 20' С, затухание возрастает на 1,5% на каждый 1° С для кабелей 3 категории и 0,4% для кабелей 4 и 5 категории. Результаты измерений, проведенных при температурах, отличных от 20° С, должны быть пересчитаны для определения истинных значений. Переходное затухание на ближнем конце (Near-End Crosstalk - NEXT) Переходное затухание на ближнем конце - наведение части сигнала от одной пары на другие. Максимально допустимое значение определяется по формулам, приведенным в TSB-67. Должны быть проверены все комбинации пар, измерения должны проводиться с обоих концов линии. Пределы NEXT Предельные допустимые значения потерь NEXT по TSB-67 приведены в таблице:
В любом случае должны указываться частота и пределы тестирования при наихудшем варианте. Уровни точности измерений Вследствие того, что Базовая линия и Канал представляют собой две различные модели линий, TSB-67 определяет два различных уровня точности измерений - Level II (относительно высокая точность) и Level I (относительно низкая точность). При тестировании Канала измерения практически всегда проводятся без учета потерь NEXT на модульном интерфейсе полевого тестера. Непредвиденные потери NEXT в этой точке заставляют устанавливать предел достижимой точности измерений. В противоположность Каналу, при тестировании Базовой линии можно использовать интерфейсы производителя тестера с очень высокими характеристиками потерь NEXT. Эта разница и отражается в описании TSB-67 двух уровней точности измерений полевых тестеров. TSB-40A определяет наихудший случай рабочих характеристик NEXT любого модульного 8-позиционного соединения в 40 дБ на частоте 100 МГц. Несмотря на то, что многие соединения могут достигать значений в 42 или 43 дБ, можно рассчитывать только на 40 дБ. Технология определения точности измерений по TIA TSB-67 Спецификации TIA TSB-67 определяют несколько методов проверки точности измерений полевых тестеров. Наиболее критической из них является модель погрешности измерений, описанная в Приложении А. Модель определения погрешности Приложения А предназначена для проверки соответствия наиболее строгим требованиям к точности измерений Уровня 2 (Level II). Другая техника оценки точности измерений предоставляет несколько степеней проверки достоверности техники Приложения A. В Приложении B описана техника сравнения данных измерений полевым тестером с соответствующими данными, полученными при измерениях с помощью лабораторных сетевых анализаторов. К другим техникам проверки достоверности результатов измерений относятся методы проверки тестера в полевых условиях с целью проверки калибровки и правильного функционирования. Модели оценки точности измерений Динамическая точность измерений. Этот параметр описывает точность работы центрального детектора полевого тестера и измеряется с помощью сравнения сигнала на выходе детектора тестера с калиброванным эталонным источником. Идеальный тестер не должен иметь динамической погрешности измерений (0 дБ). Для более точного анализа параметр должен быть измерен на различных частотах в пределах рабочего диапазона и при разных уровнях входного сигнала в диапазоне, перекрывающем динамически диапазон инструмента. Обратные потери представляют собой ошибки измерений вследствие несоответствия импедансов полевого тестера и тестируемой нагрузки. Идеальный тестер должен иметь бесконечно высокие обратные потери (бесконечно высокое значение дБ). Этот параметр должен быть измерен на каждой паре при режимах приема и передачи сигналов. Измерения должны быть проведены во всем диапазоне рабочих частот. Остаточные потери NEXT. Этот фактор представляет собой ошибку измерений вследствие наличия собственных потерь NEXT в полевом тестере. Идеальный тестер не должен иметь остаточных потерь NEXT (бесконечно высокое значение дБ). Этот параметр должен быть измерен для всех шести комбинаций пар во всем диапазоне рабочих частот. Баланс сигнала на выходе. Этот фактор представляет собой ошибку, обусловленную любым дисбалансом дифференциальных сигналов, передаваемых полевым тестером. Идеальный тестер должен обладать абсолютным балансом (бесконечно высокое значение дБ). Этот фактор должен быть измерен для каждой пары во всем диапазоне рабочих частот. Игнорирование недифференциальных сигналов. Этот фактор представляет собой ошибку измерений, обязанную с любым сбоем полевого тестера в игнорировании недифференциальных сигналов, присутствующих на тестируемой кабельной системе. Идеальный тестер должен иметь абсолютную невосприимчивость к недифференциальным сигналам (бесконечно высокое значение дБ). Этот параметр должен быть измерен на всех парах во всем диапазоне рабочих частот. Средний уровень шума. Средний уровень шума определяет вклад ошибки, связанной с близостью уровня измеряемого сигнала к фоновому уровню шума измерительного прибора. При уровнях сигнала, близких к порогу шума прибора, тестер не в состоянии отличить сигнал от фонового шума. Идеальный тестер не должен иметь фонового шума (бесконечно высокое значение в дБ). Данный параметр должен измеряться для всех пар во всем рабочем диапазоне частот. Требования к точности измерений Уровень 2 (Level II) TSB-67 требует, чтобы тестеры, соответствующие требованиям level II, отвечали как требованиям к общей точности, так и дополнительным требованиям к каждому из шести параметров погрешности, входящих в модель расчета полной точности измерений потерь NEXT и затухания. Требования к полной точности измерений level II базовой линии: • точность измерения потерь NEXT - 1,6 дБ; • точность измерения затухания - 1,0 дБ. Дополнительные тесты, выполняемые полевыми измерительными приборами Сопротивление постоянному току Измерение сопротивления петли кабеля. Обеспечивает эффективную проверку целостности кабеля и коннекторов. Предоставляемая информация: результаты измерений сопротивления петли каждой кабельной пары; сравнение результатов с максимально допустимым значением для определенного типа кабеля (для типичного кабеля CAT 5, 100 метров - около 16 0м) Емкость Измерение взаимной емкости между двумя проводниками каждой пары в кабеле. Предоставляемая информация', позволяет определить некачественное терминирование коннекторов, растянутый кабель. Характеристический импеданс Определяется аппроксимированный характеристический импеданс кабеля. Предоставляемая информация: индикация результата Pass/Fail в случае нахождения измеренного характеристического импеданса в рамках выбранного для тестирования стандарта (тест TDR даст сообщение о всех точках и величинах изменения импеданса). Средний импеданс Импеданс - характеристика кабельной системы, которая должна соответствовать системному импедансу ЛВС. Предоставляемая информация: средний импеданс каждой пары; должен быть равен системному импедансу ЛВС - 100, 120 или 150 0м ± 15 0м. Обратные потери (Return Loss - RL) Измеряется разница между амплитудой принимаемого сигнала и амплитудой отраженного сигнала. Предоставляемая информация: производится оценка того, насколько хорошо характеристический импеданс кабеля соответствует импедансу нагрузки. Для витой пары значение 20 дБ является нормальным, а 10 дБ или меньше указывает на наличие дефекта в паре. Задержка во времени распространения сигнала, смещение задержки Задержка в распространении сигнала - время, необходимое сигналу для прохождения от передатчика до приемника по 4-парному кабелю 100 0м. Смещение задержки - разница во времени распространения сигнала по разным парам в одном кабеле (Максимально допустимое значение смещения задержки - 50 нс/100 м). Предоставляемая информация: величина задержки в наносекундах; многие приложения ЛВС чувствительны к времени задержки распространения (номинальное значение - 1 миллисекунда). TDR Выявляет аномалии импеданса в кабельной паре. Предоставляемая информация: открытые концы, короткие замыкания, некачественные контакты, рассогласования в типах кабелей. Локатор потерь NEXT (Time Domain Crosstalk - TDX) Отображает положение точки в кабеле, в которой произошло превышение допустимого значения NEXT. Предоставляемая информация: положение точки запредельного значения NEXT используется для локализации источника потерь в кабеле Тестирование в расширенном диапазоне частот (155 МГц) Измерение параметров до 155 МГц. Замечание: не существует стандарта, определяющего рабочие характеристики свыше 100 МГц. |
Стандарт администрирования телекоммуникационных инфраструктур коммерческих
|
Стандарт администрирования телекоммуникационных инфраструктур коммерческих зданий ANSI/TIA/EIA-606 Современные здания требуют применения эффективных коммуникационных инфраструктур, позволяющих поддерживать работу различных сервисных систем на основе передачи информации в электронном виде. Такую инфраструктуру можно рассматривать как комбинацию ее компонентов (телекоммуникационных помещений, кабельных трасс, элементов системы заземления, кабелей и терминационного оборудования, которые обеспечивают базовую поддержку по распределению всей информации в здании или кампусе). В администрирование телекоммуникационной инфраструктуры входит документирование (маркировка, составление записей, отчетов и нарядов на работу, изготовление чертежей) кабелей, терминационного оборудования, коммутационных и кроссировочных элементов, кондуитов и других кабельных трасс, телекоммуникационных шкафов и прочих телекоммуникационных помещений. Рассматриваемый стандарт содержит в себе спецификации, касающиеся администрирования кабельных систем, трасс, помещений, а также систем заземления и соединений, связанных с телекоммуникационными функциями. Вопросы администрирования касаются как традиционных телекоммуникаций для передачи речи, данных и изображений, так и других систем передачи сигналов в здании, включая охранные системы, аудиотрансляцию, аварийную сигнализацию и системы распределения энергии. Стандарт призван обеспечить единообразную схему администрирования телекоммуникационных систем, независимо от работающих в них приложений. Кроме того, в стандарте содержатся инструкции по документированию и администрированию телекоммуникационной инфраструктуры, которые могут быть полезны для владельцев зданий, конечных пользователей, консультантов, подрядчиков, проектировщиков, монтажников и управляющих-хозяйственников. Стандарт содержит требования и инструкции по двум типам административной документации: бумажной и компьютерной (электронные базы данных). Стандарт определяет требования к администрированию телекоммуникационной инфраструктуры в пределах новых, уже существующих и реконструируемых зданий или кампусов. Система администрирования состоит из трех основных компонентов: Идентификаторы: Используются для связи конкретного элемента с его записью. Записи: Подробная информация, связанная с конкретным элементом. Ссылки: Связь между идентификаторами и записями. Идентификаторы и записи применяются по отношению к следующим элементам кабельной инфраструктуры: • кабели; • коммутационное оборудование; • коннекторы коммутационного оборудования; • трассы; • помещения; • элементы системы заземления. Концепция администрирования Идентификаторы. Идентификаторы должны быть присвоены трассам, помещениям, кабелям, коммутационному оборудованию, коннекторам коммутационного оборудования и элементам заземления. Идентификаторы должны присваиваться каждому элементу, подлежащему администрированию. Идентификаторы, используемые для доступа к набору записей одного типа, должны быть уникальными. Например, каждый кабель, используемый в кабельной системе, должен иметь собственный идентификатор. Рекомендуется уникальная идентификация всех типов телекоммуникационных записей - например, ни один идентификатор в записях кабелей не должен совпасть с каким-либо идентификатором в записях трасс. Примеры идентификаторов: Сххх - Кабель (Cable), Jxxx - Разъем (Jack), Cdxxx - Кондуит (Conduit), Ctxxx - Кабельный лоток (Cable tray), где "xxx" относится к буквенно-цифровым обозначениям. Идентификаторы администрирования могут быть кодированными (несущими в себе какую-либо дополнительную смысловую нагрузку), либо некодированными и всегда должны служить первичным средством идентификации элемента в записях. При использовании кодированных схем особое внимание следует уделять полному документированию схемы кодирования, так, чтобы она была понятна любому, желающему ознакомиться с системой администрирования. Нанесение идентификаторов (маркировка) на элементы кабельной системы должна выполняться одним из следующих способов: метками, прикрепляемыми к элементу или маркировкой непосредственно самого элемента. Записи представляют собой "паспорт" каждого элемента кабельной системы, в котором содержится минимально необходимая информация. Стандарт '606 требует наличия в записях следующих полей: идентификатор элемента, тип элемента - общее описание элемента (например, кабель, 4-парный, кат. 5). Кроме основных полей в записях, стандарт предписывает фиксирование так называемых ссылок (зависимых идентификаторов). Ссылки служат для связи данной записи с другими записями. Например, для такого элемента, как кабель, стандарт требует создания в записях следующих ссылок: ссылки на записи коннекторов коммутационного оборудования (с двух концов); на записи трасс и помещений, непосредственно поддерживающих или связанных с рассматриваемым элементом; на записи муфт (если применялись); на записи элементов системы заземления (в случае экранированных кабельных систем). Кроме обязательных для записи полей основной информации и ссылок, стандарт '606 рекомендует хранить дополнительную информацию, которая в некоторых случаях может быть полезна при администрировании кабельной системы. Так, например, дополнительная информация может содержать имя изготовителя, универсальный код элемента (Universal Price Code, UPC), длину кабеля, идентификатор пользователя, дату монтажа и комментарии. Дополнительные ссылки могут быть сделаны на записи соответствующего элементу здания, системы, оборудования и пользователя. Ссылки возникают тогда, когда идентификатор в одной записи указывает на идентификатор в другой записи. Записи элементов инфраструктуры могут быть связаны с другими записями, находящимися вне сферы трасс, кабельной системы и помещений. Примером подобной ссылки может быть так называемый код пользователя, который стандарт рекомендует заносить в записи. Код пользователя связывает запись о коннекторе коммутационного оборудования с записями зданий, систем, оборудования или пользователей. Код пользователя помогает в таких административных действиях, как устранение неисправностей и внесение изменений в конфигурацию системы. К примерам кода пользователя относятся телефонные номера или номера электрических схем, связывающих пользователя с элементами телекоммуникационной инфраструктуры. |
Стандарт ISO/IEC 11801:1995(E): Информационные технологии
Стандарт ISO/IEC 11801:1995(E): Информационные технологии. Универсальные кабельные системы зданий
Международный стандарт ISO/IEC 11801: "Generic Cabling for Customer Premises".
Международные организации по стандартизации ISO и IЕС, наряду с другими национальными организациями, занимающимися разработкой стандартов, участвовали в разработке Международных телекоммуникационных стандартов (International Telecommunications Standards) через специальные технические комитеты, учрежденные соответствующими организациями по конкретным видам деятельности.
ISO/IEC JTC 1 - объединенный технический комитет в области информационных технологий. Проекты, принятые JTC, передаются для голосования в национальные организации. Стандарт ISO/IEC 11801 был подготовлен техническим комитетом ISO/IEC JTC 1/SC 25, Interconnection of Information Technology Equipment. Назначение стандарта ISO/IEC 11801:
- определение не зависящей от типа приложений универсальной кабельной системы (УКС);
- обеспечение конечных пользователей гибкой схемой каблирования, легко и экономично позволяющей выполнять модификацию системы;
- обеспечение строителей-профессионалов (архитекторов) инструкциями, позволяющими проектировать и строить кабельные системы еще до того, как станут известными конкретные требования пользователей;
- определение кабельной системы, использующей кабельную продукцию, отвечающую требованиям IЕС/ТС 46, коннекторы, отвечающие требованиям IЕС/ТС 48, волоконно-оптические кабели и коннекторы, отвечающие требованиям IЕС/ТС 86.
Назначение УКС, определенной в данном стандарте, - работа в среде офиса на протяжении более 10 лет. Данный стандарт оптимально подходит для помещений, максимальное расстояние между удаленными точками которых составляет до 3000 м, площадь офисного пространства достигает 1000000 квадратных метров, а количество персонала составляет от 50 до 50000 человек. Эти принципы также могут быть применены и к системам, не соответствующим данным параметрам.
Данный стандарт определяет структуру и минимальную конфигурацию УКС, требования к конфигурациям, требования к рабочим параметрам линий и требования на соответствие и процедуры проверки.
Структура универсальной кабельной системы
В состав универсальной кабельной системы стандарта 11801 входят следующие подсистемы и элементы:
Распределитель кампуса (группы зданий) [CD - Campus Distributor]
Магистральный кабель кампуса
Распределитель здания [BD - Building Distributor]
Магистральный кабель здания
Распределитель этажа [FD - Floor Distributor]
Горизонтальный кабель
Переходная точка (дополнительно) [ТР - Transition Point]
Телекоммуникационная розетка [ТО - Telecommunications Outlet]
Кабельные подсистемы
В универсальной кабельной системе имеются три подсистемы:
• Магистраль кампуса;
• Магистраль здания;
• Горизонтальная кабельная система.
Кабельная подсистема Магистраль кампуса проходит от распределителя кампуса (CD) до распределителя здания (BD), расположенных обычно в разных зданиях. Подсистема включает в себя магистральные кабели кампуса, точки механического терминирования магистральных кабелей кампуса (как на CD, так и на BD), а также кросс-соединения на CD.
Кабельная подсистема Магистраль здания. Эта подсистема проходит между BD и FD и включает в себя магистральные кабели здания, точки механического терминирования магистральных кабелей здания (как на BD, так и на FD), а также кросс-соединения на BD. Магистрали здания не должны содержать переходных точек (ТР). Медные магистральные кабели не должны иметь муфт.
Горизонтальная кабельная подсистема проходит от FD до ТО и включает в себя горизонтальные кабели, точки их механического терминирования в FD, кросс-соединения в FD и ТО. Горизонтальные кабели должны быть непрерывными на всем протяжении от FD до ТО. Если необходимо, между FD и ТО допускается наличие одной ТР. Кабельная система рабочего места соединяет ТО с терминальным оборудованием. Эта система не является постоянной и представляет собой специфическое приложение, поэтому она не рассматривается в данном стандарте.
Общая структура. Универсальная кабельная система имеет иерархическую структуру "звезда", фактическая топология определяется пространственным расположением и размерами кампуса или здания.
Размещение распределителей. Распределители размещаются в аппаратных или в телекоммуникационных шкафах. Из них по соответствующим трассам расходятся кабели.
Интерфейсы универсальной кабельной системы. Средства сопряжения с УКС располагаются на концах каждой подсистемы. В этих точках может быть подключено оборудование, поддерживающее специфические приложения. Любой распределитель может иметь интерфейс с внешним сервисным кабелем и использовать для подключения к различным сегментам системы модели межсоединения и кросс-соединения.
Интерфейс сети общего пользования. Требования к местоположению интерфейса сети общего пользования (если он есть) и к необходимым средствам обеспечения интерфейса должны выполняться в соответствии с национальными, региональными и местными нормативами и правилами.
Размеры и конфигурация
Этажный распределитель. На каждые 1000 квадратных метров площади пола, зарезервированного для офисов, должен быть предусмотрен, как минимум, один этажный распределитель. На каждом этаже должен иметься, по крайней мере, один FD.
Телекоммуникационные розетки (ТО) могут располагаться на стене, полу или в другой точке рабочего места и должны быть легко доступны на всей полезной площади пола. На каждом рабочем месте должна быть предусмотрена, по крайней мере, одна ТО, обслуживаемая симметричным кабелем 100 0м или 120 0м (предпочтение отдается кабелям 100 0м). Другие ТО должны обслуживаться либо также симметричным, либо волоконно-оптическим кабелем.
Если ТО обслуживается симметричным кабелем, для терминирования на каждой ТО должны быть предусмотрены 2 или 4 пары; все пары должны быть терминированы. Если предусмотрено менее четырех пар, розетку следует четко маркировать. Требуется постоянная маркировка розетки; маркировка должна быть видна пользователю. Следует обращать внимание на то, чтобы регистрировалось первоначальное назначение пар, а также все последующие изменения.
Если используются такие устройства, как балуны и адаптеры для согласования различных передающих сред, они должны находиться вне по отношению к розетке.
Телекоммуникационные шкафы и аппаратные. Телекоммуникационный шкаф (ТС) должен обеспечивать наличие всех средств (пространство, электропитание, HVAC) для расположенных внутри него пассивных компонентов, активных устройств, а также интерфейсов сети общего пользования. Каждый ТС должен иметь прямой доступ к магистрали здания.
Аппаратная - пространство в пределах здания, где размещается телекоммуникационное оборудование, и могут находиться (или нет) распределители. В аппаратной может находиться более одного распределителя. Если телекоммуникационный шкаф (ТС) содержит более одного распределителя, его следует считать аппаратной (ER).
Городской ввод здания. Средства городского ввода необходимы в тех местах, где в здание входят магистраль кампуса, кабели частной сети и сети общего пользования (включая антенну) и создается переход к внутренним кабельным сегментам.
Электромагнитная совместимость. Кабельная система помещений считается пассивной системой и не может быть протестирована на соответствие требованиям ЕМС индивидуально. Активное оборудование должно отвечать требованиям соответствующего стандарта ЕМС.
Заземление. Элементы системы заземления должны отвечать требованиям соответствующих норм и правит.
Правила построения системы
Кабели и коммутационное оборудование различных категорий могут сосуществовать в пределах подсистемы и/или кабельной линии, но передающие рабочие характеристики линии будут определяться категорией наименее производительного звена. Кабели с различными номинальными характеристиками сопротивления, а также оптические волокна с различными диаметрами ядра не разрешается соединять в пределах одной кабельной линии. Многократное появление одного и того же проводника или проводников, проходящих за точку терминирования (шунтированные отводы), не может являться частью кабельной системы.
Горизонтальная кабельная система
Расстояния в горизонтали. Максимальная длина горизонтального кабеля должна составлять 90 м, независимо от типа среды. Это длина кабеля от точки его механического терминирования в FD до ТО на рабочем месте.
При определении максимальной длины любого горизонтального сегмента общая механическая длина кабелей на рабочем месте, пэтч-кордов или кроссировочных перемычек, а также кабелей активного оборудования в ТС должна составлять не более 10 м.
Настоятельно рекомендуется использование кабелей активного оборудования, рабочие характеристики которых совпадают или превышают характеристики пэтч-кордов, поскольку может потребоваться, чтобы эти кабели соответствовали требованиям к рабочим характеристикам приложений, планируемых к эксплуатации на этих кабелях. Длина кроссировочных перемычек или пэтч-кордов в FD не должна превышать 5 м.
Выбор типа кабеля. Для использования в горизонтальной кабельной подсистеме рекомендуются кабели двух следующих типов:
Предпочтительные: симметричный кабель 100 0м и многомодовое оптическое волокно 62,5/125 мкм.
Альтернативные: симметричный кабель 120 0м, симметричный кабель 150 0м, многомодовое оптическое волокно 50/125 мкм.
Для обслуживания более одной ТО возможно применение гибридного и композиционного кабелей.
Конфигурация телекоммуникационных розеток (ТО). При конфигурировании двух ТО в соответствии с данным стандартом одна розетка должна обслуживаться симметричным кабелем категории 3 или выше (предпочтительно 100 0м), а вторая - симметричным кабелем категории 5 (предпочтительно 100 0м) или волоконно-оптическим кабелем.
Магистральная кабельная система
Физическая топология. В магистральном каблировании не должно быть более двух уровней в иерархии кроссов, что позволяет ограничить деградацию сигнала в пассивных системах и упростить администрирование. На пути от FD до CD кабель должен проходить не более чем через один кросс.
Единственный кросс магистральной кабельной системы способен удовлетворить потребности всей магистральной подсистемы. Кроссы магистральной кабельной системы могут располагаться в телекоммуникационных шкафах или аппаратных. К элементам передающей среды, таким как индивидуальные волокна или пары, применима топология звезды.
Выбор типа кабеля. Стандарт определяет пять типов передающей среды; в магистральном каблировании возможно использование более одного типа: многомодовое и одно-модовое оптическое волокно (предпочтение отдается многомодовому волокну 62,5/125 мкм) и симметричный кабель 100 0м, 120 0м или 150 0м (предпочтение отдается симметричному кабелю 100 0м). Расстояния магистрали для всех высокоскоростных приложений на медных компонентах должны быть ограничены горизонтальными расстояниями.
Расстояния в магистрали. Расстояние между CD и FD не должно превышать 2000 м. Расстояние между BD и FD не должно превышать 500 м. Максимальное расстояние в 2000 мот CD до FD может быть увеличено при использовании одномодового волоконно-оптического кабеля. Расстояние между CD и FD, превышающее 3 км в случае применения одномодового оптического волокна, выходит за рамки действия настоящего стандарта. Длина перемычек и пэтч-кордов в BD и CD не должна превышать 20 м. Значения длин, превышающие 20 м, вычитаются из максимально допустимой длины магистрального кабеля. Приведенные максимальные расстояния применимы не ко всем комбинациям кабельных сред и приложений. До выбора магистральной среды рекомендуется проконсультироваться с производителями оборудования, прикладными стандартами и поставщиками систем.
Внешний сервис. Внешний сервис (например, централизованное вещание, принимаемое антенной) может входить в кампус или здание в местах, удаленных от распределителей. Расстояние между точками ввода внешнего сервиса и распределителем, с которым они соединены, должно учитываться при определении максимальных длин кабеля. На определение величины расстояния имеют также влияние нормативы и правила, регулирующие местоположение интерфейса сети.
Подключение активного телекоммуникационного оборудования. Предполагается, что длина кабелей, напрямую соединяющих телекоммуникационное оборудование с CD или BD, не превышает 30 м. Если используются кабели большей длины, магистральные расстояния должны быть соответственно уменьшены.
Классификация приложений
Данным стандартом определено четыре класса приложений, использующих медные кабельные компоненты и один класс для волоконно-оптических компонентов. Этим гарантируется относительная гибкость в выборе различных систем передачи информации.
Классы приложений, использующих медные компоненты:
Класс A - речевые и низкочастотные приложения. Рабочие характеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса A, определены до 100 Кгц.
Класс B - приложения со среднескоростной цифровой передачей данных. Рабочие характеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса B, определены до 1 МГц.
Класс C - приложения с высокоскоростной цифровой передачей данных. Рабочие характеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса C, определены до 16 МГц.
Класс D - приложения со сверхвысокой скоростью передачи данных. Рабочие характеристики кабельных линий, поддерживающих приложения Класса D, определены до 100 МГц,
Класс приложений, использующих оптическое волокно
К этому классу относятся приложения с высокой и сверхвысокой скоростью цифровой передачи данных. Рабочие характеристики волоконно-оптических кабельных линий определены для частот 10 МГц и выше. Ширина полосы обычно не является ограничивающим фактором в системах на территории конечных пользователей.
Классификация линий
Универсальная кабельная система, смонтированная для поддержки конкретных приложений, содержит одну или более линий. Линии определенного класса поддерживают все приложения более низкого класса. Класс A считается самым низким. Оптические параметры задаются для одномодовых и многомодовых волоконно-оптических линий. Линии классов C и D соответствуют полной реализации горизонтальных кабельных подсистем категорий 3 и 5 соответственно.
Стандарт телекоммуникационного каблирования коммерческих зданий ANSI/TIA/EIA-568-A
Стандарт специфицирует универсальную телекоммуникационную кабельную систему, способную поддерживать приложения передачи речи и данных, а также среду, построенную на основе различных типов и видов активного оборудования, изготовленного различными производителями.
Стандарт служит нормативным документом, в котором описаны правила проектирования телекоммуникационного оборудования и кабельной продукции, предназначенных для обслуживания коммерческих предприятий и организаций.
Для компаний, проектирующих и монтирующих кабельные системы, стандарт дает описание правил планирования и монтажа СКС в коммерческих зданиях, способных поддерживать изменяющиеся нужды пользователей в телекоммуникационном сервисе.
Кроме вышеперечисленных функций, стандарт служит для установления технических критериев и критериев оценки рабочих характеристик различных типов кабельной продукции и коммутационного оборудования, а также технических критериев проектирования кабельных систем и их монтажа.
Сфера действия стандарта. Стандарт EIA/TIA-568 имеет своей целью регламентирование общих правил построения кабельных систем коммерческих зданий. Его создание было обусловлено необходимостью обеспечения поддержки широкого диапазона телекоммуникационных приложений, типов устройств и оборудования различных производителей.
Стандарт описывает гибкую систему каблирования, которая позволяет планировать и устанавливать коммуникационные кабели без предварительного знания конкретных нужд конечного пользователя. Это особенно ценно при строительстве новых зданий и реконструкции существующих, когда монтаж универсальной кабельной системы до въезда в помещения конечных пользователей обходится намного дешевле и проходит без создания помех работающим людям.
Спецификации, входящие в стандарт, относятся к телекоммуникационным системам, ориентированным на "офисное окружение". Требования разработаны для СКС с рабочим временем жизни, по крайней мере, 10 лет.
создан для обеспечения возможности
|
Стандарт телекоммуникационных помещений и трасс коммерческих зданий ANSI/TIA/EIA-569 Стандарт телекоммуникационных трасс и помещений ANSI/EIA/TIA- 569 создан для обеспечения возможности проведения многочисленных структурных и конструкторских изменений, производимых в коммерческих зданиях в соответствии с возрастающими потребностями работающих в них людей. Стандарт разработан для регламентирования требований к телекоммуникационным трассам и пространствам, поддерживающим широкое разнообразие телекоммуникационных сервисов (а не только передачу речи и данных). Данные требования направлены на поддержание телекоммуникационной среды, в которой функционирует оборудование различных производителей и различные типы компонентов. Требования стандарта рекомендуется учитывать на подготовительной стадии архитектурного проектирования при строительстве зданий или реконструкции. В настоящее время стандарт '569 пересматривается рабочей группой TIA TR41.8.3 по телекоммуникационным трассам и помещениям (текущий проект, TIA PN-2950). Стандарт предназначен для стандартизации конкретных методов проектирования и строительства трасс и помещений коммерческих зданий, в которых устанавливаются телекоммуникационные кабельные системы и оборудование. Стандарт может быть использован в качестве справочника владельцами зданий и работающими в них людьми при составлении заявок на ценовые квоты, при составлении спецификаций и заключении контрактов, касающихся всего комплекса телекоммуникационных средств. Стандарт '569 содержит информацию, полезную для архитекторов, инженеров и специалистов строительной промышленности, по направлениям в проектировании и строительстве телекоммуникационных инфраструктур зданий, которые могли бы адаптироваться к изменениям потребностей конечных пользователей в течение всего срока своего функционирования. Сфера действия стандарта '569 ограничена телекоммуникационным аспектом проектирования и строительства зданий и охватывает вопросы, связанные как с пространством внутри зданий, так и между ними. Стандартом детально рассматриваются правила проектирования трасс для монтажа передающих сред, помещений и пространств, используемых для терминирования кабеля и монтажа телекоммуникационного оборудования. Стандарт затрагивает принципы проектирования других сервисов здания, таких как электрическое питание и HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning - система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха), а также распределительных пространств здания, влияющих на эффективность поддержки полномасштабной телекоммуникационной инфраструктуры. Стандарт '569 включает в структуру телекоммуникационных трасс и помещений (пространств) и описывает спецификации и требования к следующим элементам инфраструктуры коммерческого здания: - горизонтальные трассы; - магистральные трассы; - рабочие места; - телекоммуникационные шкафы; - аппаратные; - городской ввод. Технологии построения, компоненты, стандарты, классификация
ОГЛАВЛЕНИЕ   
Телекоммуникационная розетка/коннектор UTPСпецификации 8-позиционного модульного разъема определены в IЕС 603-7 (все восемь контактов должны быть соединены с проводниками кабеля). Стандарт '568 признает только две схемы разводки - Т568А и Т568В. Различие между ними заключается только в нумерации пар. Основной схемой считается Т568А, а схема Т568В допускается для применения в системах, где существует необходимость поддержки приложений, построенных по схеме Т568В. Единственным ограничением в данном случае является запрет стандарта '568 на одновременное использование двух схем в одной системе. Как минимум, две телекоммуникационные розетки/коннектора должны быть установлены на каждом индивидуальном рабочем месте в соответствии с требованием стандарта. Одна из них может быть ассоциирована с речевыми приложениями, другая - с приложениями передачи данных. Первая розетка/коннектор должна быть терминирована 4-парным кабелем UTP 100 0м (категория 3 или выше). Вторая розетка/коннектор должна быть терминирована, как минимум, одной из перечисленных сред: 4-парным кабелем UTP 100 0м (рекомендуется категория 5), 2-парным кабелем STP-A 150 0м, 2-волоконным оптическим кабелем 62,5/125 мкм. Розетка должна иметь запас прочности, рассчитанный, как минимум, на 750 циклов подключения аппаратных шнуров. Телекоммуникационные шкафыТелекоммуникационный шкаф по определению стандарта - этажное устройство, предназначенное для размещения телекоммуникационного оборудования, кроссов и точек терминирования передающих сред. Шкаф является точкой перехода между магистральной и горизонтальной трассами. Основные требования стандарта к телекоммуникационным шкафам: • шкафы должны быть предназначены только для телекоммуникационных приложений и сопряженных с ними средств поддержки; • на каждом этаже требуется наличие, по крайней мере, одного шкафа; • несколько шкафов на одном этаже следует соединять, как минимум, одним кондуитом (калибра 3 или эквивалентным); • уровень освещенности в телекоммуникационном шкафу должен составлять не менее 540 лк на высоте 1 м над уровнем пола; • наличие фальш-потолков в телекоммуникационном шкафу не допускаются; • минимальный размер двери: ширина 910 мм, высота 2000 мм. Дверь должна открываться наружу или раздвигаться, не должна иметь порожка и центрального упора; • необходимо наличие по крайней мере двух выделенных, неотключаемых дуплексных электрических розеток, каждая из которых подключена к отдельному фидеру; • должен быть предусмотрен доступ к главному электроду системы заземления здания. Основные рекомендации по проектированию телекоммуникационных шкафов: • не рекомендуется расположение в помещении шкафа распределительных устройств электропитания, за исключением тех, которые нужны для работы телекоммуникационных устройств; • телекоммуникационный шкаф рекомендуется располагать ближе к центру обслуживаемой им зоны; • по крайней мере, две стены рекомендуется покрыть панелями (фанера или ДСП) для настенного монтажа оборудования; • необходимо обеспечить наличие дополнительных шкафов на этаже, если площадь этажа превышает 1000 квадратных метров или расстояния в Горизонтали превышают 90 м. Трассы, помещения и источники электромагнитных помех (ЕМI)Изложенные ниже рекомендации стандарта '569 гарантируют, что нарушение телекоммуникационного сервиса, вызываемое электромагнитным излучением от линий питания и оборудования, будет минимальным. При планировании телекоммуникационных трасс и помещений следует учитывать их близость к источникам ЕМI. К таким источникам могут относиться: системы электропроводки, источники радиочастот, электродвигатели и генераторы, индукционные нагреватели, сварочные аппараты, фотокопировальная техника, флуоресцентные светильники. При монтаже телекоммуникационных кабельных систем в открытых или неметаллических трассах должны соблюдаться следующие правила: минимальное расстояние от флуоресцентного светильника должно составлять 120 мм: минимальные расстояния между телекоммуникационными трассами и силовой электропроводкой с напряжением 480 B и ниже приведены в таблице.
|
Универсальные кабельные системы зданий
| Стандарт ISO/IEC 11801:1995(E): Информационные технологии. Универсальные кабельные системы зданий
Спецификации кабельных компонентов Все компоненты должны соответствовать требованиям безопасности, определенным в соответствующих местных нормативах и правилах. Вследствие неизбежных ограничений, связанных со спецификой некоторых телекоммуникационных приложений, использование рассматриваемых кабельных компонентов для поддержки некоторых приложений не всегда обеспечивает приемлемые рабочие характеристики. Общие спецификации для симметричных кабелей 100 и 120 0м включают механические и электрические характеристики. Учет дополнительных потерь crosstalk для симметричных кабелей Данный раздел относится к случаям построения кабельных систем, когда в одном кабеле под одной оболочкой осуществляется передача нескольких разнородных сигналов. Требования основаны на концепции использования только одного приложения для одной телекоммуникационной розетки. В магистральной кабельной подсистеме табели, содержащие более двух пар или одной четверки, должны соответствовать специальным требованиям. Требования основаны на передаче только одного типа приложения по одной кабельной единице. В случае, когда в горизонтальной кабельной подсистеме один кабель обслуживает несколько телекоммуникационных розеток, потери crosstalk кабельных элементов, приходящих на любые две или более розетки, должны соответствовать специальным требованиям к гибридным и многопарным кабелям. Указанные спецификации применимы к кабелям, используемым как в горизонтальной, так и в магистральной подсистемах. Модель суммарной мощности. К типам кабелей, охватываемым настоящим разделом, относятся кабельные конструкции или узлы, используемые в магистральных подсистемах и имеющие два или более элементов в пределах одного узла. При определении рабочих значений потерь NEXT с помощью модели суммарной мощности Crosstalk кабель должен соответствовать требованиям данного раздела. Потери crosstalk в соответствии с моделью суммарной мощности определяются для каждой пары проводников при наведении помех от всех остальных пар одновременно и при определенной частоте. Потери crosstalk в соответствии с моделью суммарной мощности рассчитываются на основе значений crosstalk сигналов приложений одного типа (в частности, сигналы с одинаковой спектральной энергией). Кабели, используемые для поддержки приложений с различными схемами сигнализации, должны отвечать требованиям данного раздела. Многомодовые волоконно-оптические кабели Спецификации многомодовых волоконно-оптических кабелей (далее ВОК) можно разделить на три части: спецификации оптического волокна, спецификации рабочих характеристик кабеля и физические спецификации кабеля. Спецификации оптического волокна. Волокно должно представлять собой многомодовый световод с градиентным показателем преломления, с номинальным диаметром ядра 62,5 мкм и демпфера 125 мкм, или 50 и 125 мкм соответственно, что соответствует типам волокна A1b или А1а, определенным в стандарте IEC 793-2. Спецификации передающих характеристик кабеля. Каждое волокно в кабеле должно соответствовать следующим спецификациям градиентных рабочих характеристик (при комнатной температуре): При длине волны 850/1300 нм максимальное затухание – 3,5/1,0 дб/км, а минимальная модальная ширина полосы – 200/500 Мгц-км соответственно. Затухание должно измеряться в соответствии с требованиями стандарта IEC 793-1. Произведение модальной ширины полосы на расстояние должно измеряться в соответствии с требованиями стандарта IEC 793-1. Физические спецификации кабеля. Механические спецификации и спецификации окружающей среды для многомодовых ВОК, предназначенных для применения внутри и вне помещений, определяются в соответствии с требованиями стандартов IEC 794-1 и IEC 794-2. Одномодовые волоконно-оптические кабели Спецификации одномодовых ВОК делятся на три части: спецификации оптического волокна, спецификации рабочих характеристик кабеля и физические спецификации кабеля. Спецификации оптического волокна Волокно должно соответствовать требованиям стандарта IEC 793-2 к типу оптического волокна B1 и требованиям стандарта ITU-T G.652. Спецификации рабочих характеристик кабеля Затухание. Значение затухания для каждого волокна должно составлять менее 1 дБ/км на длинах волн 1310 нм и 1550 нм. Затухание должно измеряться согласно требованиям стандарта IEC 793-1. Предельная длина волны одномодового волокна в кабеле, измеренная в соответствии с требованиями стандарта IEC 793-1, должна составлять менее 1280 нм. физические спецификации кабеля. Механические спецификации и спецификации окружающей среды для одномодовых ВОК, предназначенных для применения внутри и вне помещений, определяются в соответствии с требованиями стандартов IEC 794-1 и IEC 794-2. Требования к коммутационному оборудованию UTP Общие требования. Считается, что коннектор состоит из устройства или комбинации устройств, используемых для соединения двух кабелей или кабельных элементов. Подобное описание не определяет требований к адаптерам различных сред или другим устройствам с пассивной или активной электронной схемой (например, трансформаторам, согласующим общее сопротивление, нагрузочным резисторам, оборудованию ЛВС, фильтрам и устройствам защиты), основное назначение которых - обслуживать конкретное приложение или обеспечивать согласование с дополнительными требованиями. В случае необходимости применения подобные устройства не считаются частью кабельной системы и могут в значительной степени ухудшать рабочие характеристики сети. Поэтому важно, чтобы еще до применения была учтена их совместимость с кабельной системой и активным оборудованием. Данные требования приложимы только к индивидуальным коннекторам и устройствам, построенным на основе коннекторов, например - к телекоммуникационным розеткам, пэтч-панелям, переходным коннекторам (адаптерам) и кроссировочным коммутационным блокам. В определении рабочих характеристик этих компонентов не учитывается влияние кроссировочных перемычек или пэтч-кордов. Коммутационное оборудование устанавливается: • в CD - соединения с магистралью здания, магистралью кампуса и активным оборудованием; • в BD- соединения с магистралью здания и активным оборудованием; • в FD- кросс-соединения между магистралью и горизонталью и соединения с активным оборудованием; • в переходной точке горизонтальной кабельной системы (если она есть); • в телекоммутационной розетке. Коммутационное оборудование должно быть спроектировано для надежной работы в диапазоне температур от -10°С до +60°С. Коммутационное оборудование должно быть защищено от физического повреждения и прямого попадания влаги и других коррозирующих веществ. Такую защиту можно обеспечить при монтаже внутри помещений или применением внешних корпусов, технические характеристики которых соответствуют условиям окружающей среды. На протяжении всей кабельной системы необходимо поддерживать совместимость кабелей, используемых в одной и той же линии. Не допускаются соединения кабелей с различными значениями номинальных характеристических импедансов. Правила монтажа. Поскольку под правилами монтажа понимают методы и аккуратность, с которыми выполняются соединения компонентов и организация кабельных потоков, правила каблирования являются значительным фактором, влияющим на производительность системы и облегчающим администрирование установленных кабельных систем. К мерам предосторожности, соблюдаемым при монтаже и организации кабельных потоков, относится предотвращение различных механических напряжений в кабеле, вызываемых натяжением, резкими изгибами и чрезмерным стягиванием пучков кабеля. Коммутационное оборудование должно быть установлено с выполнением следующих правил. Уменьшение искажения передаваемого сигнала достигается путем использования специальных методов подготовки кабеля и его терминирования в соответствии с инструкциями производителя, а также хорошей организацией кабельных потоков. Расположение и монтаж телекоммуникационного оборудования, обслуживающего кабельную систему, подчиняются специальным правилам. Аппаратные стойки и шкафы должны иметь достаточные проходы спереди, сзади и сбоку для доступа к кабелям. Трассы должны быть спроектированы и смонтированы так, чтобы обеспечивать соблюдение требований к радиусу изгиба кабеля. Некоторые соединения могут использоваться для выполнения функций кроссовера между двумя элементами при специальном конфигурировании кабельных линий прием-передача. Кроме влияния на качество сигнала, неправильная практика терминирования элементов и экранов симметричного кабеля может создавать эффект рамочной антенны, приводящий к возникновению уровней излучаемых полей, превышающих нормативные требования. Маркировка и цветовое кодирование. Для поддержки правильности и постоянства соединений в кабельной системе должны использоваться средства, гарантирующие правильность размещения точек терминирования с учетом расположения коннекторов и соответствующих им кабельных элементов. Такими средствами могут быть: цветовая маркировка, алфавитно-цифровые идентификаторы или другие средства, разработанные для обеспечения уверенности в том, что на протяжении всей системы кабели соединены требуемым образом. Когда в одной и той же подсистеме используются два физически аналогичных типа кабеля (например, симметричные кабели 100 0м и 120 0м разных категорий рабочих характеристик или оптические волокна 62,5 мкм и 50 мкм), они должны быть маркированы так, чтобы была обеспечена четкая идентификация каждого типа кабеля. Коммутационное оборудование для кабелей 100 0м и 120 0м Желательно, чтобы оборудование, используемое для непосредственного терминирования элементов кабелей 100 0м и 120 0м, было типа IDC (контакт со смещением изоляции). Коммутационное оборудование, предназначенное для использования с кабелями 100 0м или 120 0м, должно иметь маркировку, обозначающую рабочие характеристики. Если маркировка имеется, она должна быть хорошо видна в процессе монтажа. Маркировка рабочих характеристик является дополнением, а не заменой других меток, определенных или требуемых национальными или местными инструкциями и нормативами. Особое внимание следует уделить совместимости кабелей, диаметр проводников которых достигает 0,4 мм и 1,6 мм (если такие применяются), и коммутационным оборудованием, с которым они используются. Использование модульного вилочного коннектора, определенного в стандарте 1ЕС 603-7, обычно ограничивается кабелями, диаметр изолированных проводников которых составляет от 0,8 до 1,0 мм. Если предполагается применение экранированных кабелей, особое внимание следует уделить тому, чтобы коммутационное оборудование было спроектировано для терминирования экрана. Возможна несовместимость между коммутационными блоками, спроектированными только для терминирования симметричного кабеля с общим экраном, и кабелями, имеющими как индивидуально экранированные элементы, так и общий экран. Коммутационное оборудование, предназначенное для использования в кабельных системах 100 0м или 120 0м определенной категории, должно соответствовать требованиям к следующим рабочим характеристикам: надежность контакта, максимальное допустимое затухание, минимальные потери NEXT, сопротивление и максимальное сопротивление передачи (только при наличии общего экрана). Спецификации телекоммуникационной розетки (ТО). Каждый горизонтальный кабель 100 0м и 120 0м должен быть терминирован на ТО с бесключевым гнездом. Переназначение пар в ТО не должно вызывать изменений в терминировании горизонтального кабеля. Если в ТО выполняется переназначение пар, конфигурация терминирования розетки должна быть четко маркирована. Когда в одной и той же кабельной системе используются две физически аналогичные кабельные линии (например, с различными категориями рабочих характеристик или табели с различными номинальными сопротивлениями), особое внимание следует уделить тому, чтобы линии были надлежащим образом идентифицированы. Для обеспечения правильной схемы разводки следует убедиться, что пары терминированы в ТО и FD последовательно. Если пары терминированы на разных позициях с двух сторон линии, сквозная связность будет потеряна. Правила монтажа. Величина развития пар в кабельном элементе, в результате терминирования на коммутационном оборудовании должна быть как можно меньше. Удалять оболочку кабеля следует лишь на столько, на сколько требуется для удобства терминирования. Для линий с компонентами категории 4 рекомендуется, чтобы развитие пары не превышало 25 мм, а для линий с компонентами категории 5 - 13 мм. Соблюдение приведенных рекомендаций должно минимизировать воздействие терминирования на рабочие характеристики. Рабочие характеристики линии, в которую входят компоненты с различными категориями рабочих характеристик, следует классифицировать по наименее производительному компоненту в линии. Коммутационное оборудование для терминирования кабеля 150 0м Желательно, чтобы оборудование, используемое для непосредственного терминирования кабелей 150 0м, было типа IDC (контакт со смещением изоляции). Коммутационное оборудование, предназначенное для использования с кабелями 150 0м, должно иметь маркировку, обозначающую рабочие характеристики. Если маркировка имеется, она должна быть хорошо видна в процессе монтажа. Маркировка рабочих характеристик является дополнительной и не заменяет собой другие метки, определенные или требуемые национальными или местными инструкциями и нормативами. Ниже перечислены специфицируемые стандартом электрические характеристики коммутационного оборудования, предназначенного для использования в кабельных системах 150 ОМ: надежность контакта, максимальное допустимое затухание, минимальные допустимые потери NEXT, сопротивление и максимальное допустимое сопротивление передачи. : Величина развития пар в результате терминирования на коммутационном оборудовании должна быть как можно меньше. Удалять оболочку кабеля следует лишь на столько, на сколько требуется для удобства терминирования. Рекомендуется, чтобы величина развития пары не превышала 13 мм. Волоконно-оптическое коммутационное оборудование Маркировка и цветовое кодирование. Для предотвращения возможности соединения волокон различных типов, необходимо правильно кодировать коннекторы и адаптеры, например, с помощью цветовой маркировки. Возможно использование ключей и идентификации позиций волокон, что должно обеспечивать сохранение правильной полярности в дуплексных линиях. Идентификационная маркировка является дополнительной и не должна заменять собой другие метки, требуемые национальными и местными инструкциями и нормативами. Требования к телекоммуникационным розеткам. В новых системах и системах, не имеющих установленных волоконно-оптических коннекторов, волоконно-оптические кабели на рабочем месте должны подключаться к горизонтали с помощью дуплексного SC-коннектора (SC-D), соответствующего спецификациям стандарта IEC 874-13. В системах, имеющих установленную базу коннекторов и адаптеров, определенных стандартом IEC 874-10 (BFOC/2.5), разрешается оставлять коннекторы и адаптеры BFOC/2.5 как для поддержки существующих приложений, так и для внесения будущих изменений в волоконно-оптическую сеть. Идентификация компонентов в волоконно-оптических системах. При всех вариантах схемы разводки следует использовать цветовое кодирование и маркировку для разделения типов оптического волокна. Коннекторы и адаптеры рекомендуется маркировать цветом для разделения одномодовых и многомодовых оптических волокон. Для разделения типов многомодовых оптических волокон, требуются дополнительные цвета идентифицирования или метки. Идентифицирование полярности с помощью позиций A и B должно сохраняться на протяжении всей кабельной системы при соблюдении правильной конфигурации Горизонтали или Магистрали, и должны быть нанесены метки, указывающие на полярность установленного сегмента. Для сохранения на протяжении всей кабельной системы правильной полярности, коннекторы пэтч-кордов должны быть помечены метками позиций A и B Правила экранирования Правила, приведенные в данном разделе, применимы в случаях использования экранированных кабелей или кабелей с экранированными элементами. Процедуры, необходимые для осуществления заземления системы экранов с целью обеспечения электрической безопасности и рабочих характеристик электромагнитной совместимости (ЕМС), должны подчиняться национальным и местным нормативам. Качество их выполнения зависит от квалификации монтажников, так как подобные процедуры могут включать в себя специфические методы монтажа. Неправильное экранирование может снизить производительность и уровень безопасности системы. Электромагнитная совместимость и электромагнитные помехи. Для обеспечения эффективности экранирования необходимо, чтобы все кабельные компоненты были экранированы и соответствовали требованиям к сопротивлению передачи. Система экранирования должна быть непрерывной на любой линии передатчик-приемник. Изложенные требования касаются как кабелей на рабочем месте, так и шнуров активного оборудования, не принадлежащих универсальной кабельной системе, но являющихся частью передающей линии (канала) передатчик-приемник. Кабельные компоненты (включая кабели рабочего места и шнуры активного оборудования) должны быть тщательно выбраны, правильно установлены и подключены. Особое внимание следует уделять выбору коммутационного оборудования и правилам терминирования элементов системы экранирования и системы заземления. Система заземления. Стандарт требует соблюдения правил безопасности, связанных с заземлением экранов кабелей и других металлических компонентов кабельных систем. Соединения должны выполняться в соответствии с требованиями электрических нормативов. Экраны всех кабелей должны быть заземлены на телекоммуникационной системе заземления. Путь к "земле" должен быть постоянным и непрерывным. Экран кабелей должен обеспечивать непрерывный путь к "земле" во всех частях экранированной кабельной системы. Для снижения полного сопротивления передачи рекомендуется соединять металлические кондуиты с проводниками системы заземления, проходящими в них, на обоих концах кондуита. Стойки активного оборудования следует соединять с электродом заземления, который используется для защиты систем подачи электропитания в здание. Все электроды заземления различных систем в здании должны быть соединены в одной точке для уменьшения влияния разности потенциалов земли. Система заземления здания должна соответствовать ограничениям на разность потенциалов в 1 B и на сопротивление между любыми двумя элементами системы заземления. Если вышеупомянутое требование не может быть выполнено, для уменьшения риска возникновения сильных блуждающих токов в телекоммуникационной системе следует использовать волоконно-оптический кабель. Администрирование Администрирование является важным аспектом создания и эксплуатации универсальной кабельной системы. Гибкость универсального каблирования может быть проявлена полностью только при правильном администрировании кабельной сети. Администрирование состоит из точной идентификации и ведения записей всех компонентов, составляющих кабельную систему, а также кабельных трасс, телекоммуникационных шкафов и других помещений, в которых монтируется система. Все изменения, вносимые в кабельную систему, при выполнении должны регистрироваться – это необходимо для сохранения гибкости системы. Настоятельно рекомендуется проводить администрирование с использованием компьютерных технологий. Сфера действия администрирования. Требования по администрированию, описанные в данном разделе, применимы к универсальной кабельной системе, а также к трассам и помещениям, в которых она монтируется. Настоятельно рекомендуется применять описанные ниже принципы администрирования к любой кабельной системе, поддерживающей специфические приложения, и к активному оборудованию. Идентификаторы. Каждый элемент универсальной кабельной системы, а также трассы и помещения, в которых она монтируется, должны быть легко идентифицируемы. Каждому кабелю, распределителю и точке терминирования должен быть присвоен уникальный идентификатор (например, название, цвет, номер или строка символов). Подходящие идентификаторы должны быть также присвоены трассам и помещениям, в которых монтируется кабельная система. Элементы, которым присваиваются идентификаторы, должны быть каким-то образом четко маркированы. Кабель должен быть маркирован с обоих концов. Записи. Записи в системе администрирования должны сохраняться в архиве. Должны быть сохранены результаты тестирования системы, если таковое проводилось. Для облегчения устранения неисправностей рекомендуется установить связь между списком поддерживаемых приложений и записями системы. Документирование. Для процесса администрирования необходим надлежащий контроль над ведением записей. Для своевременного обновления документации нужно следовать соответствующим процедурам. Технический документ, содержащий подробные требования к администрированию, будет разработан комитетом ISO/IEC JTC 1/SC 25. |
Волоконно-оптическая кабельная система
Волоконно-оптическая кабельная система
Приведенные ниже спецификации по волоконно-оптическому каблированию состоят из одного признанного типа кабеля для горизонтальных подсистем и двух типов кабеля для магистральных подсистем. Горизонтальные - многомодовое волокно 62,5/125 мкм (два волокна на одну розетку). Магистральные - многомодовое волокно 62,5/125 мкм или одномодовое волокно. Все компоненты волоконно-оптических систем, а также методы монтажа должны отвечать требованиям соответствующих строительных нормативов и нормативов безопасности.
Волоконно-оптические кабели. Горизонтальные кабели должны содержать не менее 2-х волокон. Это требование связано с необходимостью обеспечения минимальной конфигурации линии приемник-передатчик, так как современные технологии передачи информации по оптическому волокну используют симплексный метод. Обычно в магистральном каблировании используются кабели с числом волокон, кратным 6 или 12 (американский стандарт), или 4 (европейский стандарт).
Многомодовое волокно 62,5/125 мкм должно обладать градиентным показателем преломления.
Для одномодового волокна спецификации стандарта определяют диаметр ядра от 8,7 до 10 мкм и внешний диаметр демпфера 125 мкм. Номинальный полевой модальный диаметр должен составлять от 8,7 до 10,0 мкм с допуском ± 0,5 мкм на длине волны 1300 нм при измерении в соответствии с требованиями стандартов ANSI/EIA/TIA-455-164 (Far Field Scanning) или ANSI/EIA/TIA-455-167 (Variable Aperture Method in the Far Field).
Кабель должен быть маркирован в соответствии с применимыми электрическими нормативами.
Соединение волоконно-оптических кабелей. Рекомендуемый стандартом тип адаптера и коннектора - 568SC (дуплексный SC). С кабельной стороны пэтч-панели и телекоммуникационной розетки допускается использование как симплексного, так и дуплексного коннекторов. Если применяются коннекторы типа SC, пользовательской стороной пэтч-панели и телекоммуникационной розетки должен быть адаптер 568SC. Применение коннекторов ST допускается там, где уже существует ранее установленная база ST.
Коннекторы и адаптеры типа ST считаются устаревшей технологией и не рекомендуются для использования в новых системах.
Для двухволоконных приложений требуются пэтч-корды, терминированные коннекторами 568SC (дуплексные SC). Идентификация типов волокна в коннекторах 568SC по требованию стандарта должна быть следующей: многомодовые коннекторы и адаптеры должны быть бежевого цвета: одномодовые коннекторы и адаптеры должны быть голубого цвета. Две позиции в дуплексном коннекторе обозначаются как "позиция А" и "позиция В". Адаптер 568SC обеспечивает логический кроссовер позиций А и В двух коннекторов.
Стандарт регламентирует некоторые эксплуатационные свойства волоконно-оптических коннекторов и адаптеров. Минимальное число циклов коммутации коннектора 568SC должно составлять 500. Волоконно-оптическая розетка должна обеспечивать следующее: защиту оптических волокон от внешних воздействий; средства укладки кабеля, гарантирующие поддержание минимального радиуса изгиба 30 мм; механизм для хранения запаса волоконно-оптического кабеля не менее 1 м. Нетерминированные волокна должны храниться в монтажной коробке телекоммуникационной розетки.
Монтаж волоконно-оптического коммутационного оборудования. Коммутационное оборудование для оптического волокна должно обладать способностью к терминированию не более 144 оптических волокон на 14 rms (rms - rack mount space, единица измерения монтажного пространства в аппаратных стойках, 1 rms = 1+3/4" или 44,45 мм) в стойках или на участке стены площадью 0,6 м х 0,6 м. Должно быть обеспечено место для размещения 12 или более волокон на 1 rms в стойках. Коннекторы должны быть защищены от физического повреждения и влаги.
Волоконно-оптические пэтч-корды должны быть изготовлены из двухволоконного кабеля того же типа, что и сегменты волоконной кабельной системы, которые они коммутируют, должны обеспечивать простое соединение и рассоединение и гарантировать сохранение полярности волоконно-оптической линии. Для сохранения полярности линии пэтч-корды должны выполнять логический (а не физический) кроссовер волоконных позиций А и В.
Если используется двойная симплексная конфигурация, на концах волокна коннекторы должны иметь метки "А" и "В".
Волоконно-оптический кабель
Волоконно-оптический кабель
Особенности строения кабеля. При создании волоконно-оптического кабеля важными являются следующие факторы: прочность на растяжение, жесткость, долговечность, гибкость, размер, сопротивляемость воздействиям окружающей среды, устойчивость к пламени, температурный диапазон и внешний вид.
Первый уровень защиты волокна. Оптическое волокно по своей физической природе является очень маленьким волноводом. В среде, свободной от напряжений и внешних сил, этот волновод будет проводить свет, инжектированный в него с минимальными потерями, или затуханием. Для изоляции волокна от таких внешних сил были разработаны два вида первых уровня защиты: свободный буфер и плотный буфер.
В конструкции со свободным буфером волокно расположено в пластиковой трубке с внутренним диаметром, который значительно больше, чем само волокно. Внутреннее пространство трубки обычно заполняется гелем.
Свободный буфер изолирует волокно от внешних механических сил, воздействующих на кабель. Для многоволоконных кабелей количество таких трубок, каждая из которых содержит одно или несколько волокон, сочетается с элементами жесткости для предотвращения напряжения волокон и для уменьшения растяжения и взаимного влияния. С помощью изменения количества волокон в трубке во время производства, можно управлять степенью усадки в зависимости от температуры, и, таким образом, уменьшать степень затухания в рабочем диапазоне температур.
Другая техника защиты волокна - плотный буфер, - использует непосредственную экструзию (выдавливание) пластика вокруг базового покрытия волокна. Конструкции с плотным буфером способны выдерживать намного более сильные ударные и давящие нагрузки без повреждения волокна.
Однако конструкции с плотным буфером обеспечивают более низкую защиту волокна от напряжений и изменений температуры. Будучи относительно более гибким, по сравнению со свободным буфером, плотный буфер, если установлен с резкими изгибами и перекручиванием, вызывает оптические потери, превышающие номинально допустимые вследствие микроизгибов.
Более совершенной конструкцией с плотным буфером является "гибридный" или "композитный" кабель (кабель типа break-out или fan-out). Термин "композитный" является более предпочтительным, так как определение "гибридный" устойчиво закрепилось за многопарными "медными" кабелями. В композитном кабеле волокно в плотном буфере окружено арамидным волокном и оболочкой, обычно PVC. Такие одноволоконные элементы затем покрываются общей оболочкой, которая и формирует композитный кабель. Такой "кабель внутри кабеля" имеет преимущества при терминировании коннектора и монтаже.
Каждая из описанных конструкций имеет свои преимущества и недостатки. Свободный буфер обеспечивает более низкое затухание сигнала при распространении его по кабелю вследствие минимальной концентрации микроизгибов и высокий уровень изоляции от воздействия внешних сил. При длительном механическом напряжении свободный буфер обеспечивает более стабильные передающие характеристики.
Конструкция с плотным буфером обеспечивает меньшие размеры, более легкий вес при одинаковой конфигурации волокна и, в общем случае, дает более гибкий, изломоустойчивый кабель.
Механическая защита. Превышение нормальных нагрузок для кабеля при монтаже может' поставить волокно в состояние растяжения. Уровни механического напряжения могут вызывать потери на микроизгибах, что приводит к увеличению затухания и всевозможным эффектам усталости. Для обеспечения выдерживания подобных нагрузок, что обеспечивает простоту и скорость монтажа, а также длительную эксплуатацию, к конструкции волоконно-оптического кабеля добавляются различные внутренние элементы жесткости.
Такие элементы жесткости обеспечивают свойства нагрузки, сходные с механическими характеристиками электронных кабелей, и предохраняют волокна от напряжения, минимизируя растяжение и взаимное влияние. В некоторых случаях они служат и как термостабилизирующие элементы.
Запас растяжения у оптического кабеля очень небольшой до момента облома волокна, поэтому элементы жесткости должны обладать низкой степенью растяжимости при ожидаемых силах растяжения.
Сопротивляемость ударам и давлению, гибкость и скручиваемость являются другими механическими факторами, влияющими на выбор элементов жесткости. Элементы жесткости, которые наиболее часто используются в волоконно-оптических кабелях - это арамидное волокно, стекловолоконные эпоксидные пруты (FGE) и стальные проволоки. Относительно единицы веса арамидное волокно в пять раз прочнее стали. Оно и стекловолоконные эпоксидные пруты часто являются выбором, когда требуется полностью диэлектрическая конструкция. Следует выбирать сталь или FGE, когда требуется работа при низких температурах, так как они обладают лучшей температурной стабильностью.
Количество волокон. Определение количества волокон в кабеле требует от проектировщика тщательного рассмотрения развития в будущем требований к сети. В зависимости от числа и типа приложений в сети и уровня избыточности, количество волокон может составлять от 2 до 100 и больше в магистрали или к каждому телекоммуникационному шкафу.
В настоящее время вследствие высокой стоимости мультиплексирующего оборудования отдельные выделенные волокна в общем случае используются для каждого приложения. Для обеспечения требований к расширяемости системы рекомендуется устанавливать количество волокон, по крайней мере, в два раза больше, чем в действительности запланировано для магистрали.
Выбор волокна. Различные параметры волокна, такие как затухание, числовая аппертура (NA), диаметр ядра, рассмотрены ранее. Для определения условий инжектирования оптической мощности в волокно необходимо учитывать величину NA и диаметр ядра. Определенные типы волокна подходят для специальных приложений. Выбор для большинства ЛВС или систем передачи данных, например, в настоящее время сосредоточен на цельностеклянных волокнах. Существуют различные конструкции ядро/демпфер с выбором оптимального соотношения по производительности, цене истандартизуемости. Чаще всего рассматриваются три размера приведенные в таблице:
Ширина рабочей полосы частот многомодовых волокон
|
Размер ядра мкм |
Размер демпфера мкм |
Полоса МГц-км | |
|
Длинна волны 850 нм |
Длинна волны 1300 нм |
||
| 50 | 125 | 500 | 500 |
| 62,5 | 125 | 160 | 500 |
| 100 | 140 | 100 | 200 |
Цветовое кодирование и маркировка. Волоконно-оптические кабели для внешнего применения обычно имеют внешнюю оболочку черного цвета. Для кабелей, используемых для монтажа внутри зданий, существует несколько вариантов цветового кодирования. Волоконно-оптические пэтч-корды часто имеют ярко-оранжевый или желтый цвет. Как и для медных кабелей, для волоконно-оптических должны соблюдаться определенные правила маркировки - на оболочку кабеля должна быть нанесена маркировка уровня рабочих характеристик и уровня безопасности по системе UL.
Коды NEC для волоконно-оптического кабеля
| Статья NEC | код | Значение | Допустимые замены |
| 770 | OFNP | Волоконно-оптический кабель, Plenum, непроводящий | нет |
| OFNR | Волоконно-оптический кабель, Riser, непроводящий | OFNP | |
| OFNG | Волоконно-оптический кабель, общего назначения, непроводящий | OFNR | |
| OFN | Волоконно-оптический кабель, общего назначения, непроводящий | ||
| OFCP | Волоконно-оптический кабель, Plenum, проводящий | OFNP | |
| OFCR | Волоконно-оптический кабель, Riser, проводящий | OFCP OFNR | |
| OFCG | Волоконно-оптический кабель, общего назначения, проводящий | OFNR OFCR OFN | |
| OFC | Волоконно-оптический кабель, общего назначения, проводящий |
Это - пэтч- кордовый кабель, многоволоконный кабель для монтажа внутри зданий, композитный многоволоконный кабель (fan-out или breakout) для монтажа внутри зданий, и кабель для внешней прокладки со свободным буфером (трубкой).
Пэтч-кордовый кабель имеет четыре типа конструкции: симплексный, дуплексный "зип корд", двухэлементный дуплексный, и круглый дуплексный.
Многоволоконный кабель для внутреннего применения построен на основе обычной буферной оболочки размером 900 мкм с интегрированными элементами жесткости. Вследствие этого возможно исключение процедуры кримпования (обжима) при монтаже коннектора. Таким образом, коннектор может быть установлен непосредственно на волокно с плотным буфером. Некоторые коннекторы оснащены дополнительными фитингами, хорошо подходящими для такого вида монтажа. При этом следует выбирать тип коннектора и его размеры, предназначенные для терминирования только волокон с плотным буфером.
Композитный многоволоконный кабель имеет волоконные элементы с индивидуальными внешними оболочками и элементами жесткости. Каждый из таких элементов практически является самостоятельным кабелем.
Кабель для внешней прокладки со свободным буфером содержит оптические волокна внутри буферных трубок, окруженных внешними оболочками.
Затухание
Собственные потери оптического волокна. Свет является электромагнитной волной. Скорость света уменьшается при распространении по прозрачным материалам по сравнению со скоростью распространения света в вакууме. Волны инфракрасного диапазона также распространяются различно по оптическому волокну. Поэтому затухание, или потери оптической мощности, должны измеряться на специфических длинах волн для каждого типа волокна. Длины волн измеряются в нанометрах (нм).
Потери оптической мощности на различных длинах волн происходят в оптическом волокне вследствие поглощения, отражения и рассеяния. Эти потери зависят от пройденного расстояния и конкретного вида волокна, его размера, рабочей частоты и показателя преломления.
Величина потерь оптической мощности вследствие поглощения и рассеяния света на определенной длине волны выражается в децибелах оптической мощности на километр (дБ/км).
Волокна оптимизированы для работы на определенных длинах волн. Например, можно достичь потерь в 1 дБ/км для многомодового волокна 50/125 мкм на длине волны 1300 нм, и менее 3 дБ/км (50%-е потери мощности) для того же волокна на 850 нм. Эти два волновых региона, - 850 и 1300 нм, являются областями наиболее часто определяемыми для рабочих характеристик оптических волокон и используются современными коммерческими приемниками и передатчиками. Кроме того, одномодовые волокна оптимизированы для работы в регионе 1550 нм.
В коаксильном кабеле чем больше частота, тем больше уменьшается амплитуда сигнала с увеличением расстояния, и это явление называется затуханием. Частота для оптического волокна постоянна до тех пор, пока она не достигнет предела диапазона рабочих частот. Таким образом, оптические потери пропорциональны только расстоянию. Такое затухание в волокне вызвано поглощением и рассеиванием световых волн на неоднородностях, вызванных химическими загрязнениями, и на молекулярной структуре материала волокна. Эти микрообъекты в волокне поглощают или рассеивают оптическое излучение, оно не попадает в ядро и теряется.
Затухание в волокне специфицируется производителем для определенных длин волн: например, З дБ/км для длины волны 850 нм. Это делается потому, что потери волокна изменяются с изменением длины волны.
Потери на микроизгибах. Без специальной защиты оптическое волокно подвержено потерям оптической мощности вследствие микроизгибов. Микроизгибы - это микроскопические искажения волокна, вызываемые внешними силами, которые приводят к потере оптической мощности из ядра. Для предотвращения возникновения микроизгибов применяются различные типы защиты волокна. Волокна со ступенчатым показателем относительно более устойчивы к потерям на микроизгибах, чем волокна с градиентным показателем.
Полоса пропускания (ширина спектра) - это мера способности волокна передавать определенные объемы информации в единицу времени. Чем шире полоса, тем выше информационная емкость волокна. Полоса выражается в МГц-км. Например, по волокну с полосой 200 МГц-км можно передавать данные с частотой 200 МГц на расстояния до 1 км или с частотой 100 МГц на расстояния до 2 км. Благодаря сравнительно большой полосе пропускания, волокна могут передавать значительные объемы информации. Одно волокно с градиентным показателем преломления может с легкостью передавать 500 миллионов бит информации в секунду. Тем не менее, для всех типов волокон существуют ограничения ширины полосы, зависящие от свойств волокна и типа используемого источника оптической мощности.
Для точного воспроизведения передаваемых по волокну данных световые импульсы должны распространяться раздельно друг от друга, имея четко различимую форму и межимпульсные промежутки. Однако лучи, несущие каждый из импульсов, проходят разными путями внутри многомодового волокна. Для волокон со ступенчатым показателем преломления лучи, проходя зигзагообразно по волокну под разными углами, достигают приемника в разное время.
Это различие во времени прибытия импульсов в точку приема приводит к тому, что импульсы на выходе линии искажаются и накладываются друг на друга.
Это так называемое модальное рассеивание, или модальная дисперсия, или уширение светового импульса ограничивает возможную для передачи частоту, так как детектор не может определить, где заканчивается один импульс и начинается следующий. Разница во временах прохождения самой быстрой и самой медленной мод света, входящих в волокно в одно и то же время и проходящих 1 км, может быть всего лишь 1 -3 нс, однако такая модальная дисперсия влечет за собой ограничения по скорости в системах, работающих на больших расстояниях. Удваивание расстояния удваивает эффект дисперсии.
Модальная дисперсия часто выражается в наносекундах на километр, например, 30 нс/км. Также она может быть выражена и в частотной форме, например 200 МГц-км. Это означает, что волокно или система будут эффективно работать в пределах частот до 200 МГц, прежде чем рассеивание начнет сказываться на пропускной способности на расстояниях более одного километра. Эта же система сможет передавать сигнал с частотой 100 МГц на расстояние в два километра.
Дисперсия делает многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления наименее эффективным по ширине полосы среди всех трех типов волокна. Поэтому оно используется на более коротких участках и низких частотах передачи. Типичным значением ширины полосы ступенчатого волокна является 20 МГц-км.
Размеры ядра одномодового волокна малы - от 8 до 10 мкм, что позволяет проходить по волокну только одному лучу света. Так как модальная дисперсия в данном случае полностью отсутствует, полоса пропускания у такого волокна гораздо больше, чем у многомодового, что позволяет достигать рабочих частот свыше нескольких сотен гигагерц на километр (ГГц-км).
Оптические волокна обладают еще одной разновидностью дисперсии, возникающей вследствие того, что разные длины волн распространяются в среде с разной скоростью. Такую "спектральную дисперсию" можно наблюдать, когда белый свет распадается на семь цветов радуги, проходя через стеклянную призму. Волны, представляющие разные цвета, движутся в среде с разной скоростью, что приводит к различию в траекториях распространения лучей.
Если бы оптический источник волоконной системы излучал свет одной частоты, спектральная дисперсия или материальная дисперсия (или хроматическая дисперсия, как ее еще часто называют) была бы устранена. В действительности, абсолютно монохроматических источников света не существует. Лазеры обладают определенным, хотя и очень небольшим, уширением спектра излучаемого света. У источников света на основе LED (полупроводниковые светодиоды) спектральный диапазон в 20 раз шире чем у лазера, и спектральная дисперсия, в свою, очередь намного выше. Дисперсия в стеклянном волокне минимальна в регионе около 1300 нм, позволяя одномодовым волокнам иметь значительную полосу на данной длине волны.
Одномодовое волокно обычно используется с лазерными источниками благодаря своей высокой спектральной чистоте. Для обеспечения эффективного функционирования таких систем требуются прецизионные коннекторы и муфты. Благодаря своим низким потерям и высоким пропускным характеристикам, одномодовые волокна, как правило, являются наилучшим и, как правило, единственным выбором для монтажа протяженных высокоскоростных линий, таких как междугородние телекоммуникационные системы.
Между одномодовым волокном и волокном со ступенчатым показателем преломления располагаются волокна с градиентным показателем преломления. Для уменьшения эффекта модальной дисперсии лучи в таких волокнах постепенно перенаправляются назад к оси ядра. Волокна с градиентным показателем преломления имеют гораздо большую полосу, чем волокна со ступенчатым показателем преломления. По волокну с градиентным показателем преломления с полосой 600 МГц-км можно передавать сигнал с модуляцией 20 МГц на расстояние до 30 км. Стоимость такого стеклянного волокна является одной из самых низких. Малые потери мощности передаваемого сигнала плюс большая полоса позволяют использовать его для монтажа локальных сетей.
