Вопросы проектирования кабельной инфраструктуры одноэтажного здания, в том числе анализ потребностей, планирование помещений и подготовка среды.
На первый взгляд одноэтажное здание проще многоэтажного. Однако многие из подходов к проектированию в обоих случаях одинаковы. К сожалению, готовых рецептов на все случаи жизни не существует, потому что всякая сеть отличается не только кабельной средой, но и конфигурацией.
В настоящее время мы можем параллельно наблюдать две тенденции. Во-первых, пропускная способность сети выходит за пределы 100 Мбит/с. Это ставит новые задачи перед проектировщиками, так как им уже сегодня приходится подготавливать высокопроизводительную кабельную структуру для поддержки технологий следующего поколения. Во-вторых, пользователи ожидают, что очередная кабельная система станет последней, которая им потребуется, и что их кабельная инфраструктура будет способна поддерживать как существующие, так и пока неизвестные технологии, когда они появятся.
Если эти две тенденции сопоставить с жизненным циклом сетевых продуктов, составляющим от полугода до года, то ясные перспективы затуманятся, как небо перед дождем. В то же время некоторые меры принять можно и нужно — и состоят они в создании базовой инфраструктуры, способной послужить в качестве основы для сети. На Рисунке 1 приведена графическая схема структурированной кабельной системы (Structured Cabling System, SCS), состоящей из компонентов базовой инфраструктуры.
Рисунок 1. Базовая инфраструктура структурированной кабельной системы.
Очевидно, что функционирование ПК в сети невозможно без поддержки со стороны других компонентов. Физический уровень модели OSI состоит из магистральной проводки, образующей основные артерии сети, и горизонтальной проводки, связывающей устройства или ПК с магистралью. Кабели, блоки, панели, шнуры и разъемы формируют связующие пути для сетевых технологий. Каждый компонент должен обладать требуемыми характеристиками, быть правильно установлен, протестирован в составе проложенной линии и размещен таким образом, чтобы перемещения, добавления и изменения можно было производить просто посредством перетыкания перемычек или шнуров. Если СКС установлена неправильно, то это может обернуться необходимостью дорогостоящей прокладки инфраструктуры заново.
Стандарт на телекоммуникационную систему офисных зданий ANSI/TIA/EIA 568A определяет в деталях структуру модели, а TIA/EIA 569 дополняет его рекомендациями относительно прокладки кабельных трасс. Эти два стандарта в сочетании с TIA/EIA 607 на систему заземления и TIA/EIA 606 на документацию и администрирование, а также с национальными и местными электрическими кодексами образуют базис для планирования инфраструктуры одноэтажного здания.
Входное оборудование (Entrance Facility, EF), главный кросс (Main Cross-connect, MC), промежуточный кросс (Intermediate Cross-connect, IC) и телекоммуникационный кросс (Telecommunications Cross-connect, TC) являются критическими компонентами архитектуры, потому что они составляют источники и магистрали для потоков данных (см. Рисункок 2). Однако прежде чем реализовывать проект в жизнь, вам потребуется разрешить несколько вопросов.
Рисунок 2. Стандарты ANSI/TIA/EIA на проводку Категории 5.
ПЕРВООЧЕРЕДНЫЕ ВОПРОСЫ
Прежде всего вы должны ответить на вопрос, какие технологии или комбинации технологий потребуется поддерживать. Ответ на него можно получить после анализа существующей сети и потребностей ее развития. Использование комбинации топологий может лучше подойти для решения ваших текущих задач, например 10BaseT Ethernet для отделов продаж и маркетинга, с последующим их переводом на высокоскоростные технологии типа 100BaseT Fast Ethernet при повышении требований к пропускной способности. Одна и та же кабельная система может поддерживать обе технологии, если кабельная инфраструктура Категории 5 установлена в соответствии со стандартами. Между тем некоторые из отделов могут продолжать использовать прежнюю технологию. В частности, бухгалтерия может иметь мини-компьютер IBM AS/400. Кабельная система Категории 5 пригодна и в этом случае, но вам потребуются специальные переходники (balun) с биаксиального кабеля на неэкранированную витую пару. Переходники (см. Рисунок 3) служат для адаптации импеданса оборудования на базе коаксиального, биаксиального и STP-кабеля для работы по витой паре.
Рисунок 3. Переходник для биаксиального кабеля.
Таблица 1. Эмпирические правила планирования площадей. | |
| Число рабочих станций | Площадь аппаратной (кв. м) |
| 1—100 | 13,5 |
| 101—400 | 36 |
| 401—800 | 72 |
| 801—1200 | 108 |
Отдел ИС вашей компании может рассматривать возможность применения 1000BaseT Gigabit Ethernet на магистрали, а так как стандарт еще не принят, то существует опасность, что СКС не будет его поддерживать. Gigabit Ethernet специфицируется таким образом, что он должен быть совместим с кабельными системами Категории 5. Прогресс в этом отношении достигнут, но ничего пока нельзя гарантировать.
Здравый смысл подсказывает необходимость проектировать инфраструктуру таким образом, чтобы любую технологию можно было сменить целиком, не затрагивая при этом другие технологии, используемые в сети. Некоторые называют это отверточной модернизацией. На практике это означает, что вы должны будете иметь отдельную кабельную систему и связующие компоненты для данных и голоса, если только у вас не достанет мудрости и средств для установки кабелей и компонентов Категории 5 для того и другого. УАТС начинают во многих отношениях все больше напоминать ПК, так что вы поступите в соответствии с общей тенденцией, если установите продукты Категории 5 в рамках всей инфраструктуры. Это позволит немедленно перейти к высокоскоростным технологиям. Кроме того, производители продают усовершенствованные кабельные системы и компоненты Категории 5, намного превосходящие определенные стандартом требования, так что вы не прогадаете, если установите самую лучшую из этих систем, какую только можете себе позволить.
АНАЛИЗ ПОТРЕБНОСТЕЙ
Оцените число необходимых подключений для телефонов, факсов, компьютеров и планируемых мультимедийных приложений. Какой бы ни оказалась итоговая цифра, не забудьте предусмотреть достаточный запас для последующего роста. Пользователям ПК также требуются телефоны, поэтому кабели имеет смысл прокладывать вдоль одних и тех же трасс до того места, где они расходятся на кроссовом оборудовании. Что касается меня лично, я предпочитаю стойки для данных и настенные терминалы для голоса. Конкретные кабели разделяются между двумя входными точками, поддерживающими соответствующие приложения. Кабельный стандарт TIA/EIA 568A (см. Рисунок 4) не разрешает передавать данные и голос внутри одной оболочки, потому что будущим технологиям типа Gigabit Ethernet потребуются все четыре пары для поддержки 1000 Мбит/с.
Рисунок 4. Кабельные стандарты TIA/EIA.
ПЛАНИРОВАНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ
Планирование помещений касается размера комнат, размещения щитов и стоек, прокладки кабельных каналов и подготовки несущих элементов. При выборе места для щита или стойки помните, что оно должно быть закреплено за ним постоянно. После создания инфраструктуры двигать центральные щиты и стойки с места на место крайне нежелательно. Стена помещения должна быть несущей, так как перегородки могут быть со временем передвинуты для изменения планировки. Несмотря на то что они являются капитальными, внешние стены — не лучший выбор из-за наличия окон или стальных структурных элементов. Другая проблема — доступ к трассам для входящих и исходящих кабелей, так как они обычно проходят вдоль коридоров.
TIA/EIA 569 дает рекомендации относительно минимального размера комнат, однако вам следует помнить, что они оговаривают лишь необходимый минимум. Входная дверь должна открываться наружу, иметь размер по крайней мере 0,9х2,1 м и запираться на замок. Области, к которым требуется доступ, должны иметь хотя бы метр свободного пространства вокруг. Многие проектировщики считают, что установка стоек перпендикулярно к стене экономит место, необходимое для доступа к ним. Если вы придерживаетесь подхода с раздельными кабельными средами, то пожнете плоды такого решения, когда одну из них потребуется заменить. Последние веяния предусматривают установку концентраторов и коммутаторов для рабочих групп в нижней части стоек, панелей переключения UTP — в средней, а оптических магистралей — в верхней.
ОКРУЖАЮЩАЯ ОБСТАНОВКА
Для освещения аппаратная должна иметь по крайней мере две силовые розетки от различных силовых линий (одна из них в качестве резервной). Для улучшения видимости маркировка должна наноситься люминесцентной краской. Монтажные шкафы с кросс-панелями и сетевой электроникой нуждаются в защите двадцать четыре часа в сутки семь дней в неделю. Это означает поддержание температуры на уровне 18—24оC, а влажности — 30—55%. Помещения должны располагаться в стороне от источников электромагнитных помех типа трансформаторов, моторов, индукционных нагревателей, сварочных аппаратов, рентгеновских излучателей, радиопередатчиков и радаров. Ориентировочно приемлемой величиной электромагнитных помех можно считать уровень менее трех вольт на метр во всем рабочем диапазоне частот. Кроме того, помещения должны выбираться так, чтобы они не подвергались риску затопления или протекания воды ни при каких условиях.
Taблица 2. Минимальная длина стены для оконечного оборудования | |
| Общая площадь обслуживаемых помещений (в кв. м) | Длина стены (в мм) |
| 1000 | 990 |
| 2000 | 1060 |
| 4000 | 1725 |
| 5000 | 2295 |
| 6000 | 2400 |
| 8000 | 3015 |
| 10 000 | 3630 |
Taблица 3. Минимальная площадь пола для оконечного оборудования | ||
| Общая площадь обслуживаемых помещений (в кв. м) | Размеры аппаратной (в мм) | |
| 10 000 | 3660x1930 | |
| 20 000 | 3660x2750 | |
| 40 000 | 3660x3970 | |
| 50 000 | 3660x4775 | |
| 60 000 | 3660x5600 | |
| 80 000 | 3660x6810 | |
| 100 000 | 3660x8440 | |
Что касается площади аппаратных, мы рекомендуем вам в качестве ориентира статистические данные из Таблицы 1. В качестве общего правила каждым ста квадратным метрам площади рабочих помещений должны соответствовать 0,75 квадратных метра площади аппаратной.
TIA/EIA 569 дает некоторые рекомендации относительно минимального размера площади служебного помещения для поддержки внешних линий. Основное терминальное помещение служит для размещения входящих кабелей от провайдера услуг, а также кабелей внутри здания. Если площадь здания не превышает 10 000 квадратных метров, то вы можете ограничиться настенным оконечным оборудованием; если же площадь больше, то вам могут потребоваться отдельно стоящие щиты для терминирования кабеля.
Настенное оконечное оборудование должно быть сделано из 3/4-дюймовой фанеры, предпочтительно без пустот, а в высоту иметь 2,5 метра. Стандарт TIA/EIA 569 налагает ограничения на минимальную длину стен и площадь пола для такого оборудования (см. Таблицы 2 и 3).
Очевидно, что они дают только рекомендации, так как многие приложения требуют рассмотрения специальных обстоятельств, например выделения дополнительных площадей в случае нескольких арендаторов в одном здании.
Рисунок 5. Разновидности крепежа.
КАБЕЛЬНЫЕ КАНАЛЫ И ОПОРНЫЕ СИСТЕМЫ
Правильное планирование кабельных каналов и опорных систем улучшает характеристики и устраняет напряжения, способные привести к повреждению кабелей. Типичные опорные системы состоят из лотков, стоек, панелей, колец, крепежа и закрытых каналов. Три кита защитных опорных систем для кабеля — это надежный крепеж, удобство инсталляции и экономическая целесообразность. Пленумные воздушные пространства требуют применения соответствующих компонентов, а это ограничивает вас в выборе продуктов. Кабели следует прокладывать по каналам, а затем разводить по адресатам. Помните, что кабели Категории 5 лучше поддерживаются широкими основаниями, не пережимающими изоляцию, такими, как кольца. Стандарт TIA/EIA 569 требует размещения опорных элементов для телекоммуникационных кабелей не далее 1,2-1,5 м друг от друга, причем радиус изгиба должен быть как минимум в четыре раза больше диаметра кабеля Категории 5.
Лотки для кабеля, J-образные крюки и крупные поддерживающие элементы для пучков следует иметь в запасе в достаточном количестве. Лотки и трассы требуется маркировать как предназначенные исключительно для телекоммуникационных приложений. Кабелепроводы обеспечивают защиту для кабелей, но иногда они создают проблемы, например приводят к увеличению затухания. Проложенный кабелепровод неудобен с точки зрения добавления и изъятия кабелей. При необходимости в новых кабельных линиях их не так-то просто протащить через кабелепроводы при наличии там других кабелей, поэтому открытые лотки в этом смысле предпочтительнее. Легкие поддерживающие лотки для кабеля (сварные ячеистые лотки) выпускают несколько производителей. Они могут быть установлены с использованием минимума инструментов в углах, подъе-мах, плавных каскадах в вертикальных секциях и на круговых маршрутах вокруг труб (см. Рисунок 6).
Рисунок 6. Сварные ячеистые лотки для кабеля.
Пучки кабеля можно скреплять с помощью стяжек, но их надо использовать с осторожностью, чтобы не повредить оболочку и не вызвать нарушения характеристик NEXT и FEXT. Некоторые производители предлагают крепежи типа Velcro, которые можно подтянуть по необходимости. Многие пользователи предпочитают стойки с подводами кабеля с каждой стороны. Система управления горизонтальной проводкой должна быть установлена между панелями переключений для облегчения упорядочивания хаоса и упрощения внесения изменений. Общепризнанно — тем более, и эстетично, — что кабели следует завершать по порядку с соответствующей стороны панели переключений. Если панель имеет 24 порта и помещается в стандартное посадочное место для одного устройства, то 12 портов будут находиться с левой стороны.
РОЗЕТКИ В РАБОЧЕЙ ОБЛАСТИ
  Рисунок 7. Заменители электрических блоков. |
Тип и стиль лицевых панелей для розеток следует выбрать заранее. Лучше, если вы остановитесь на панелях одного стандартного размера, не забыв предусмотреть место для последующего роста. Часто — и это становится типичным — лицевая панель на шесть розеток предназначается для одного рабочего места, в особенности в сетях с мультимедийными приложениями.
Соединительные шнуры для оборудования должны быть того же качества, что и кабельные каналы (Категории 5 или усовершенствованной Категории 5), потому что бессмысленно прокладывать высококачественный канал только для того, чтобы все его преимущества были сведены на нет в результате использования несоответствующего соединительного шнура. В целях обеспечения гибкости кабеля проводники в проводах шнура скручиваются, в отличие от цельнотельных медных жил в кабелях UTP, укладываемых в горизонтальные кабельные каналы. Переходники или адаптеры не рассматриваются стандартом и являются внешними по отношению к каналу.
Накладные монтажные блоки необходимы, если стены не поддаются обработке и если мебель или перегородки не позволяют устанавливать гнезда и лицевые панели. Накладные блоки бывают всех размеров, цветов и форм. При установке на бетонную или кирпичную стену им могут потребоваться специальный крепеж и подводка проводов. Распространенной практикой при установке на офисные перегородки является использование магнитов. Они не портят фурнитуры и позволяют легко перемещать розетки.
NET Article 300-11 требует, чтобы проводка над подвесным потолком не крепилась и не поддерживалась потолочной арматурой. Очевидно, что это требование вызвано стремлением предотвратить чрезмерную нагрузку на опорную потолочную решетку, так что проводка должна иметь свою собственную опорную конструкцию. Стандарт TIA/EIA 569 разрешает использование опорной потолочной решетки для крепления к ней телекоммуникационных кабелей при соблюдении некоторых ограничений. Разделом 4.6.5.2 допускается использование Т-образных направляющих подвесного потолка. Он обуславливает использование соответствующего крепежа для кабеля, если тот способен поддерживать общий вес до 0,7 кг/м. Конструкция крепежа не должна препятствовать снятию или вставке ячеек подвесного потолка. Кроме того, раздел содержит два замечания.
1. Вес в один кг или 0,7 кг/м при расстоянии между опорами в 1,5 м эквивалентен весу пучка 16 четырехпарных кабелей 24 AWG из неэкранированной витой пары, с учетом веса крепежа.
2. Если к опоре прилагается какое-либо тянущее усилие, например поворот в направлении кабелей, то это может сказаться на уровне Т-образной направляющей.
В одном из ближайших номеров мы рассмотрим проблемы, с которыми приходится сталкиваться при проектировании инфраструктуры многоэтажного здания, включая планирование нескольких аппаратных, заземление, пожаротушение и разнообразие кабелепроводов.
Джон Льюис — cтарший научный редактор журнала Cabling Business. С ним можно связаться по адресу: john@cablingbusiness.com.