В данную группу входят кабели на основе витой пары с медными токопроводяшими жилами в пластмассовой изоляции с пластмассовой оболочкой (также в технической литературе встречается не совсем корректное название "LAN-кабели". Основная масса применяемых в России кабелей дня СКС ориентируются на соответствие международному стандарту ISO/IEC 11801, а также американскому стандарту TIA/EIA-568-A
1 - жила
2 - изоляция
3 - оболочка
Рисунок 2.6.10-1. Конструкция
горизонтального кабеля типа UTP
В основном кабели для СКС на основе витой пары образуют следующие группы:
- так называемые "горизонтальные кабели" для внутренней прокладки;
- кабели для наружной прокладки с конструкцией сердечника, аналогичного "горизонтальным кабелям"
- многопарные кабели днявнутренней и наружной прокладки;
- кабели для шнуров.
В зависимости от типа сетей, в которых используются кабели, стандарты разделяют их на категории (таблица 2.6.10-1). Принятые обозначения данных кабелей в зависимости от степени экранирования приведены в таблице 2.6.10-2.
Наиболее распространены горизонтальные кабели для внутренней прокладки, которые представляют собой четыре витые пары, заключенные в общую пластмассовую оболочку. Они предназначены дня фиксированного монтажа участков систем от кроссового оборудования до розеток рабочих мест. Конструкция такого кабеля типа UTP показана на рис. 2.6.10-1.
Кабели для наружной прокладки имеют конструктивные элементы, обеспечивающие дополнительную защиту сердечника от температурных и механических нагрузок.
Многопарные кабели имеют число пар более четырёх (в основном до 100 пар, но могут иметь и больше). Они используются для магистральных соединений при внутренней и наружной прокладке и могут иметь различную степень экранирования и защитных покровов.
Кабели для шнуров предназначены для изготовления гибких соединительных и оконечных компонентов, допускающих подвижность, и отличаются наличием многопроволочпых токопроводящих жил.
Конкретные марки кабелей, выпускаемых кабельными заводами, приведены в таблице 2.6.10-3.
Тип кабеля | Категория | Обозн. экранирования (таблица 2.6.10-2) | Выпускаемые марки |
---|---|---|---|
Горизонтальные кабели для внутренней прокладки | 5, 5е | UTP | ГВПВ-5, КВП, ККПВ-5, КПВ-ВП, КССПВ, НВП, НВПп |
FTP | ГВПВЭ-5, КССПЭфВ, НВПЭ, КПВЭ-ВП | ||
S/STP | ГВПВЭ/Э-5, ККПЭВ-5, КПВЭО-ВП | ||
6 | UTP | ГВПВ-6, КПВ-ВП | |
Кабели для наружной прокладки с усиленной пластмассовой оболочкой | 5, 5е | FTP | КПВу- ВП, КССПВэп |
Кабели для наружной прокладки с несущим тросом | 5, 5е | UTP | ГВПВ -5 с тросом, КППт-ВП |
FTP | ГВПВЭ -5 с тросом, КППЭт-ВП | ||
S/STP | ГВПВЭ/Э-5 с тросом | ||
Кабели для наружной прокладки бронированные | 5 | UTP | ВГЗБШп-5 |
FTP | МВПЗБШпЭ-5 | ||
S/STP | МВПЗБШпЭ/Э-5 | ||
Многопарные кабели | 3, 5, 5е | UTP | ТПВ-КатЗ, МВГВ-5, КПВ-ВП |
FTP | ТПВэ-Кат3, МВПВЭ-5, КПВЭ-ВП | ||
S/STP | МВПВЭ/Э-5 | ||
Кабели для шнуров | 5, 5е | UTP | ШВПВ-5 |
FTP | ШВПВЭ-5 |
Основные технические параметры горизонтальных кабелей постандарту ISO IEC 11801 приведены в таблице 2.6.10-4. Параметры многопарных кабелей и кабелей для шпуров восновном аналогичны.
Приведенные параметры кабелей достигаются за счет выполнения медных проводников и изоляции с максимально близкими геометрическими и электрическими параметрами. Как правило на практике диаметры токопроводящих жил для лучшего соединения с разъемами выполняются диаметром 0.52 мм (AWG 24), 0,57 мм (AWG 23), 0,64 мм (AWG 22). При этом изоляция кабелей выполняется из сплошного полиэтилена (полипропилена) или пленко-пористой конструкции. Шаг скрутки каждой пары по всей длине кабеля должен поддерживаться предельно стабильно, а шаги скрутки каждой пары должны отличаться друг от друга и быть не кратными. В конструкции кабелей 6-й категории используется крестообразный сепаратор, увеличивающий расстояние между отдельными парами и соответственно переходное затухание.
Внешние оболочки кабелей могут выполняться из различных материалов, в том числе и негорючих.Наиболее типовая оболочка для горизонтальных кабелей для внутренней прокладки представляет собой трубку из поливинилхлоридного пластиката серого цвета с добавкой мела для лучшего обламывания при разделке. Наружные оболочки кабелей для наружного применения обычно выполняются из полиэтилена.
Параметры передачи для кабелей категорий 5,5е на различных частотах при величине 100 м по стандарту TIA/EIA-568-A приведены в таблице 2.6.10-5.
Навнешней оболочке кабелей обязательна маркировка, в которой кроме информации о типе кабеля и производителе требуется нанесение футовых или метровых меток длины.
Особые требования предъявляются к упаковке горизонтальных кабелей. Кроме поставки кабеля на катушках, большинство потребителей требует поставки кабеля в картонных коробках, где кабель стандартной длины 1000 футов (305 м) располагается на бобине или в виде самонесущей бухты и имеет возможность свободной вытяжки из коробки за внешний конец через специальную втулку.
Западные стандарты регламентируют эксплуатацию большинства типов кабелей при температуре окружающей среды от -20 до +60°С. Кабели для наружного использования на территории РФ рассчитаны на эксплуатацию при температуре окружающей среды как минимум от -40°С. Срок службы кабелей зависит от конструктивного исполнения и применяемых материалов, и для наиболее широко используемых марок составляет не менее 15 лет.
Порядок цветового счёта пар в таких кабелях есть на странице из ГОСТ Р 53246-2008 → Коммутационные и аппаратные кабели на основе витой пары проводников
Структурированная кабельная система (СКС) - это физическая основа инфраструктуры здания, которая объединяет в единый комплекс различные сетевые информационные сервисы.
Такими сервисами являются:
Рисунок 1 - Структурированная кабельная система здания
Структурированная кабельная система обеспечивает передачу сигналов всех типов и является основой локальной вычислительной сети (ЛВС). ЛВС объединяет телефоны, компьютеры и другое оборудование. Каждая точка подключения обеспечивает доступ ко всем ресурсам сети. Поэтому на каждом рабочем месте достаточно двух линий - компьютерной и телефонной. Эти линии могут быть взаимозаменяемы.
Ниже представлены основные принципы построения СКС.
Кабельная проводка и ее составляющие разбиваются на отдельные подсистемы. Каждая подсистема выполняет определенные функции и имеет связь с другими подсистемами и сетевым оборудованием. Каждая подсистема имеет средства переключения, позволяющие легко изменять конфигурацию системы. При построении системы могут использоваться различные виды кабеля и коммутационного оборудования, в зависимости от условий конкретного проекта.
Кабельная система строится по принципам открытой архитектуры с техническими характеристиками, определенными в стандартах. Параметры электрических и оптических кабельных трасс подсистем и их интерфейсов указываются в нормативной документации. Таким образом, кабельная система может использоваться для передачи сигналов различных приложений посредством кабелей всего двух типов - витая пара и оптоволокно.
Коммутация подсистем СКС друг с другом и с активным сетевым оборудованием осуществляется определенным набором шнуров с универсальными разъемами, что облегчает администрирование кабельной системы и адаптацию ее к различным приложениям.
СКС предусматривает возможность расширения - её топология и оборудование обеспечивают возможность увеличить количество подключаемого оборудования и объем трафика. Все оборудование СКС выбирается с резервом по производительности, по возможности установки дополнительных модулей и по расширению функциональности.
Производители СКС гарантируют работоспособность и соответствие кабельной системы стандартам на протяжении всего срока службы. В случае аварии в СКС быстро локализуется неисправный участок, выполняется переход на резервную линию и проводятся ремонтные работы. Восстановление работы СКС осуществляется без остановки работы сети силами администратора СКС, без привлечения сторонних специалистов.
Функционирующая СКС без изменения кабельной системы и без каких-либо дополнительных затрат предоставляет следующие возможности:
Крупные первичные вложения в СКС быстро окупаются за счет меньших затрат на модификацию и поддержку телекоммуникационной инфраструктуры. Срок эксплуатации СКС значительно больше времени жизни других компонентов информационной системы (активное сетевое оборудование, серверы и персональные компьютеры, программные средства, телефонные станции и коммуникационное оборудование и т.д.).
СКС обеспечит постепенный переход к высокоскоростным протоколам, которые будут работать на перспективу, простой заменой активного оборудования, при этом не потребуется реконструкция кабельной системы. Технологический запас характеристик и стандарты СКС гарантируют, что моральное устаревание кабельной проводки случится не раньше срока, когда закончится ее системная гарантия (у большинства производителей он составляет 20 лет).
СКС представляет собой кабельную систему здания (группы зданий) иерархического типа, которая состоит из структурных подсистем. Каждая подсистема выполняет свои функции, имеет определенную топологию и состав компонентов. Для каждого типа подсистем в стандартах определены требования, ограничения и правила.
Кабельные подсистемы СКС:
Рисунок 2 - Подсистемы СКС
ЭРП - этажный распределительный пункт;
ГРП - главный распределительный пункт;
ПРП - промежуточный распределительный пункт.
Магистральная подсистема I-го уровня
Магистральная подсистема I-го уровня расположена между главным распределительным пунктом и промежуточным распределительным пунктом, а также между главным распределительным пунктом и этажным распределительным пунктом.
Данная подсистема включает:
Магистральная подсистема II-го уровня
Промежуточный распределительный пункт разделяет магистральную систему СКС на магистральную подсистему I-го уровня и магистральную подсистему II-го уровня.
Данная подсистема включает:
Горизонтальная подсистема
Горизонтальная подсистема расположена от распределительных устройств этажного распределительного пункта до телекоммуникационных розеток.
Данная подсистема включает:
Структурированная кабельная система создается во время строительства здания или переоборудования помещений и при этом гарантированный срок эксплуатации составляет не менее 10 лет.
СКС включает следующее оборудование:
Выделяют два типа архитектуры СКС:
Распределенная архитектура чаще всего используется для СКС многоэтажных зданий и комплексов зданий. Распределенная архитектура может иметь один или два уровня иерархии. В первом случае главный распределительный пункт соединен с этажным распределительным пунктом с помощью кросса. Во втором случае СКС состоит из трех подсистем: магистральной I-го уровня, магистральной II-го уровня и горизонтальной подсистем.
Рисунок 3 - Распределенная СКС
Преимущества распределенной архитектуры:
Недостатки распределенной архитектуры:
Централизованная архитектура может иметь один уровень иерархии без кросс-соединения горизонтальной или магистральной подсистемы либо вообще не иметь уровней иерархии и состоять только из горизонтальной подсистемы.
Рисунок 4 - Централизованная СКС
Преимущества централизованной архитектуры СКС:
Недостатки централизованной архитектуры СКС:
Что значит СКС? Материал о том, что такое структурированная кабельная система, зачем она нужна. Преимущества СКС для предприятия.
Для эффективной работы любого предприятия, независимо от сферы его деятельности, требуется локальная сеть, которая бы соединяла воедино все компьютеры, телефоны и периферию. На сегодняшний день это продиктовано необходимостью – вряд ли сотрудникам и руководству будет удобно обмениваться файлами на дискетах или флэш-носителях, стоять в очереди, когда требуется принтер или иметь доступ в интернет только с одного компьютера.
Технология, которая позволяет реализовать задачу создания единой телекоммуникационной сети предприятия, называется СКС, или структурированная кабельная система. Внедрение СКС не только повышает эффективность предприятия, упрощает коммуникацию между сотрудниками и отделами и улучшает качество обслуживания клиентов, но и снижает эксплуатационные расходы компании.
Согласно Википедии, структурированной кабельной системой называют законченную совокупность кабелей связи и коммутационного оборудования, которая отвечает требованиям действующих нормативных документов. СКС, по сути, представляет собой локальную сеть, включающую все телекоммуникационное оборудование отдельного здания или комплекса зданий, которая обеспечивает возможность передавать любые сигналы – информационные, видео или речевые.
СКС нередко устанавливается задолго до того, как будет определена скорость передачи данных, количество и требования пользователей и тип сетевого потока. Существуют определенные стандарты СКС, определяющие ее структуру, принципы проектирования, технологию монтажа сетей СКС и прочие ее параметры. Несмотря на то, что является делом трудоемким и финансово затратным, ее организация позволяет при необходимости масштабировать сеть, подключая новых пользователей, а также гораздо проще в ремонте, чем традиционные схемы сетевой инфраструктуры.
Мы разобрались, что означает структурированная кабельная сеть, теперь наверняка вам интересно, в чем выгода установки СКС на предприятии? Ниже мы приведем несколько факторов, подтверждающих выгоду от инвестиций в создание СКС:
Итак, мы рассмотрели понятие структурированная кабельная сеть, что это такое и каковы ее достоинства. В нашей стране проектирование и монтаж СКС производится по международным стандартам.
Действующими категориями кабельной проводки медной неэкранированной витой пары, определёнными международным стандартом ISO/IEC 11801 и американским стандартом ANSI/EIA/TIA 568-В являются категории 3, 5 и 5e, 6, 6а, категории 7, 7а (международный стандарт ISO 11801), а с июня 2016 года кат.8 (кабельный стандарт ANSI/TIA-568-C.2-1). В некоторых сетях до сих пор используются кабели устаревших категорий 1 и 2.
Категория 3 представляет собой 4-парный кабель для построения телефонных и локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 на расстоянии не дальше 100 метров, отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3.
Кабель вита пара категории 4 состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.
На кабеле витая пара категории 6 можно организовать транспорт по сети со скоростью10 Гигабит/сек на расстоянии 30-55 метров.
СКС категории 6А организует передачу данных по сети со скоростью 10 Гигабит/сек, используя технологию 10 Gigabit Ethernet (10GbE), на расстоянии до 100 метров. Кат. 6а поддерживает новый стандарт беспроводных Wi -Fi - IEEE 802.11ac. Это стандарт позволяет увеличить скорость передачи данных до одного Гбит/с.
Витая пара 8-й кат. отличается от стандарта TIA 568-C.2 меньшей длиной и меньшим количеством точек соединения. Конфигурация канала категории 8 включает в себя два модульных гнезда. Максимальная длина фиксированного горизонтального кабеля – 24 м. Суммарная длина модульных аппаратных шнуров калибра 24 AWG – максимум 6 м.
В таких каналах для подключения активного оборудования применяются межсоединения, на концах которых задействовано только по одной единице коммутационного оборудования: порт патч-панели или розетки.
Витая пара 8-й кат применяется для организации физической инфраструктуры ЦОД с топологией «top of rack» (в каждом шкафу устанавливается сетевой коммутатор) и «end of row» (крайний шкаф в каждом ряду играет роль распределителя и оснащен патч-панелями с протяжкой горизонтальных кабелей к остальным шкафам в этом ряду).
Действующий с 2016 года кабельный стандарт ANSI/TIA-568-C.2-1 на категорию 8 (Cat 8) содержит требования к каналу на основе витой пары длиной до 30 м. Традиционный 4-парный кабель оконцован 8-позиционными модульными гнездами RJ-45.
На рассмотрении находятся еще два стандарта витой пары кат. 8.1 и кат. 8.2.
Витая пара кат. 8.1 полностью совместима с кабелем кат.6A, обеспечивает скорость передачи данных до 40 Гбит/с при использовании стандартных коннекторов 8P8C. Кабель этой категории имеет либо общий экран, либо экраны вокруг каждой пары F/UTP или U/FTP. Находится в стадии разработки.
Диапазон частот |
Приложения |
Год принятия стандарта |
|
---|---|---|---|
1 пара, используется только для передачи голоса/ данных при помощи модема (не подходит для современных систем)/ |
Устаревший стандарт |
||
2 пары, 4 Мбит/с в сетях Token ring и Arcnet (не подходит для современных систем). Иногда встречается в телефонных сетях. |
Устаревший стандарт |
||
10BASE-T, 100BASE-T4 Ethernet |
|||
Token Ring 16Мбит/с |
1993, устаревший стандарт |
||
100Base-TX (Fast Ethernet) |
|||
Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T) |
|||
Gigabit Ethernet 2,5 Гбит/с |
|||
10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T) |
спецификация на |
||
10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T) |
спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартом ISO 11801 |
||
1600 - 2000 МГц |
40GBase-T с поддержкой стандарта IEEE 802.3bq |
||
1600 - 2000 МГц |
в разработке |
||
1600 - 2000 МГц |
100 Gigabit Ethernet (40GBASE-T) |
в разработке |
ANSI/TIA-1179 стандарт телекоммуникационной инфраструктуры для учреждений здравоохранения. Стандарт рекомендует применять системы высшей категории для обеспечения максимально возможного срока службы и снижения издержек, связанных с заменой устаревших кабелей. Для новых установок это кабели и разъемы категории 6a.
ANSI/TIA-942-А стандарт телекоммуникационной инфраструктуры для ЦОД. TIA-942-A включает TIA-942 и два дополнения, которые признают коаксиальные кабели и рекомендуют категорию 6a как минимально допустимую для ЦОД.
ANSI/TIA-4966 стандарт телекоммуникационной инфраструктуры для образовательных учреждений. Кат. 5е признается, кат. 6a рекомендуется для расширения функциональных возможностей проводных и беспроводных сетей связи.
Параметр |
||||
---|---|---|---|---|
Частотный диапазон, МГц |
||||
Затухание, дБ |
||||
Возвратные потери, дБ |
||||
Задержка распространения, нс |
||||
Чтобы обеспечить гарантированное качество построения кабельных систем, для компаний-подрядчиков особенно важно точное соблюдение норм проектирования, процедур, которые подразумевает монтаж СКС, процессов подготовки документации, администрирования и эксплуатации систем. В связи с этими приоритетами стандарты СКС условно разделяют на требования к проектированию, монтажу и администрированию.
Нормативы проектирования предписывают кондиции среды передачи и параметры использующихся разъемов, а также качества линии и канала, допустимые длины кабеля, способы подключения проводников, топологию и функциональные элементы структурированной кабельной системы. К особой группе относятся промышленные стандарты построения СКС, в которых определены правила проектирования и эксплуатации кабельных сетей в различных секторах экономики.
Традиционно основные процессы разработки международных отраслевых нормативов ведутся Международной организацией стандартизации (ISO) и Международной электротехнической комиссией (IEC). В настоящее время базовым документом для структурированных кабельных систем считается ANSI/TIA/EIA-568-Аю, стандарт телекоммуникационных кабельных систем коммерческих зданий.
Европейский комитет стандартизации электротехники (CENELEC) действует совместно с Международной организацией стандартизации. Страны, входящие в CENELEC, принимают европейские нормы разработки в качестве национальных требований без каких-либо поправок.
В промышленном секторе экономики существует потребность в специализированных интерфейсах управления и контроля над структурированными сетями. Поэтому для разработки промышленных интерфейсов СКС несколько лет назад объединились международная ассоциация TIA (Telecommunications Industry Association) и комитет IEC (International Electrotechnical Commission). Целью совместной деятельности этой группы является разработка нормативов создания и использования телекоммуникационных инфраструктур промышленных зданий, комплексов и кампусов, коммерческих зданий или сооружений, созданных по уникальному проекту.
Однако надо указать, что принятые нормативные документы всегда соблюдаются при строительстве СКС с поправкой на каждый конкретный объект.
К примеру, международные стандарты (ISO) допускают увеличение длины линий свыше 90 метров и определяют допустимую длину электропроводных каналов в диапазоне от 100 до 3000 метров. Но на практике ограничения длины магистралей носят условный характер. В зависимости от вида объекта, места его расположения и параметров.
Основные отличия между линиями связи различных категорий
Основными действующими категориями кабельной проводки медной неэкранированной витой пары, определёнными международным стандартом ISO/IEC 11801 и американским стандартом ANSI/EIA/TIA 568-В, в настоящее время являются категории 3, 5 и 5e, а с июня 2002 года официально и 6 категория.
Диапазон частот |
Приложения, под которые разрабатывались категории |
Год принятия стандарта |
|
Ethernet, 10Base-T | |||
Token Ring 16Мбит/с | |||
100Base-TX (Fast Ethernet) АТМ 155 | |||
1000Base-TX (Gigabit Ethernet) | |||
Gigabit Ethernet 2,5 Гбит/с | |||
в стадии разработки | |||
в стадии разработки |
Как видно из приведенной таблицы, выбор категории СКС под текущие приложения обеспечивает срок службы не более двух - трех лет. Исключение составляет категория 5, которая продержалась без изменений пять лет.
Следует отметить, что за десять лет сменилось не менее семи поколений компьютеров, три поколения сетевых устройств и три категории СКС. Тенденция развития информационных технологий на рубеже 2001-2002 годов показывает, что темпы увеличения объема передаваемых данных в локальных сетях не уменьшаются, а возрастают.
Стандарты ISO/IEC 11801 и TIA/EIA-568-В помимо кабелей специфицируют по категории также и разъёмы. Категории определяются максимальной частотой сигнала, на которую рассчитаны соответствующие разъемы и кабели. Кабели и разъемы более высоких категорий поддерживают все приложения, которые рассчитаны на работу по кабелям более низких категорий.
ISO/IEC 11801 |
TIA/EIA-568- В |
EN 50173 |
ISO/IEC 11801 |
Кабели и соединители |
Приложения |
||
Параметр | ||||
Частотный диапазон, МГц | ||||
Затухание, дБ | ||||
NEXT, дБ | ||||
PC-NEXT, дБ | ||||
ACR, дБ | ||||
PC-ACR, дБ | ||||
EL-FEXT, дБ | ||||
PC-FEXT, дБ | ||||
Возвратные потери, дБ | ||||
Задержка распространения, нс | ||||
Skew, нс |