Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Структуровані кабельні системи
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра автоматики та телемеханіки
Інформація про роботу
Рік:
2003
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Системи та мережі передавання даних
Група:
КС-42
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти України
Національний університет
“Львівська політехніка”
кафедра автоматики
та телемеханіки
Звіт
про виконання лабораторної роботи№3
на тему: “ Структуровані кабельні системи”
з дисципліни “СИСТЕМИ ТА МЕРЕЖІ ПЕРЕДАВАННЯ ДАНИХ”
Виконав: ст. гр. КС-42
Перевірив:
Львів-2003р.
Мета роботи – ознайомитись з принципами побудови структурованих кабельних систем (СКС), стандартами, які визначають всі вимоги для їх побудови та набути практичні навики при проектуванні СКС.
Основні теоретичні відомості.
СКС, основні положення. Історичні відомості.
До моменту появи СКС практично всі розробники мережних технологій розробляли продукти, що використовували специфічний тип кабеля та специфічний тип з'єднувача, властиві лише даній мережевій технології. Процес міграції при цьому від одної технології до іншої передбачав викидання усієї існуючої кабельної проводки і побудови нової проводки на її місці, яка часом могла коштувати дорожче, ніж саме мережеве обладнання.
Інші витрати, що стосувалися класичних (неструктурованих) кабельних систем, були пов'язані з витратами на переміщення, зміни чи доповнення цих систем після їх первинної установки. Проблеми, описані вище, є загальні для усіх неструктурованих монтажних систем.
У сучасному приміщенні кабельна система є основою інформаційної інфраструктури. Вона об'єднує всі пристрої, між якими відбувається обмін даними і сигналами. У процесі розвитку кабельна система будівлі пройшла шлях від хаотичного нагромадження проводок, що забезпечують функціонування всіляких служб, до структурованих кабельних систем (СКС), побудованих на базі відкритої архітектури. І особливу роль в формуванні ринку СКС зіграли локальні обчислювальні мережі (LAN). СКС зокрема забезпечують функціонування більшості підсистем будівлі, таких як підсистеми моніторингу і управління мікрокліматом, LAN, телефонних мереж, колекторів телевізійних сигналів, систем управління ліфтами, служби часу, моніторингу доступу, системи пожежної сигналізації. Ми зупинимося тільки на підсистемі LAN.
Кабелі
Сучасні СКС є вельми складним комплексом, до складу якого входить всіляке активне і пасивне обладнання. В даній роботі зупинимося лише на пасивному обладнанні, такому як кабелі та кросове обладнання.
В СКС можуть використовуватися кабелі декількох типів:
коаксіальний;
вита пара (екранована і неекранована);
оптоволоконний (Fiber Optic Cable) (FOC).
Коаксіальний кабель майже зовсім витіснений з локальних мереж витою парою. Проте він може використовуватися для прийому телесигналів або, скажімо, для доступу до Internet.
Таблиця 1. Типи кабелів і максимальні відстані в магістралі
Тип кабеля
Максимальна відстань
Призначення
100 Ом UTP (24 або 22 AWG)
800 м
Голос (телефонія)
100 Ом UTP (24 або 22 AWG)
90 м
Дані
150 Ом STP
90 м
Дані
Багатомодовий оптичний кабель 62.5/125 мкм
2000 м
Дані
Одномодовий оптичний кабель 8.3/125 мкм
3000 м
Дані
Примітка: Максимальні довжини магістральних кабелів залежать від застосування. Відстань 90 м для STP вживається для застосувань із спектральною шириною смуги від 20 Мгц до 300 Мгц. Відстань 90 м для UTP вживається для спектральної ширини смуги 5 Мгц - 16 Мгц для категорії 3, 10 Мгц- 20 Мгц для категорії 4 і 20 Мгц - 100 Мгц для категорії 5.
Системи з нижчими швидкостями передачі даних (IBM 3270, AS 400) та асинхронні (RS232, 422, 423 і т.п.) можуть діяти через середовища STP або UTP на значно більших відстанях (типовими є відстані до 330 м). Реальна відстань залежить від типу системи, швидкості передачі даних, специфікацій виробників для системної електроніки та застосованих системних компонент (симетризатори, адаптери, перехідники між лініями тощо).
В STP-кабеля сам кабель і кожна пара вміщені в захисний екран. Кабель STP 1, що використовується в мережах IBM Token Ring, характеризується смугою пропускання 300 MHz, цілком достатньою для підтримки сучасних прикладних задач. Основними його недоліками є висока вартість, складність прокладки, заземлення і з'єднання з кросовим обладнанням. Сьогодні, правда, існує "полегшений варіант" STP – вита пара з захисною оболонкою з фольги (Screened Twisted Pair (ScTP), або Foil Twisted Pair (FTP)). Вона більш завадостійка і забезпечує смугу пропускання 300 MHz.
UTP-кабель містить чотири виті пари. Аж до вересня 1997 р. існувало тільки п'ять категорій кабеля типу UTP. Кабель категорії 1 і 2 взагалі не придатний для цифрових технологій передачі даних. Категорії 3 і 4 підтримують дуже низьку для сучасних додатків частоту, а по вартості практично не відрізняються від UTP 5, смуга пропускання якого становить 100 MHz.
Кабель UTP 5 виявився вельми вдалим продуктом і дозволив без проблем перейти на технологію Fast Ethernet. У зв'язку з симплексним характером обміну даними (одна пара - для прийому і одна - для передачі) для нього сертифікувалися тільки два параметри. Це погонне затухання (Attenuation) і перешкоди на ближньому (відносно передавача) кінці лінії (Near-End CrossTalk) (NEXT), що викликаються високим рівнем вихідного сигналу по відношенню до вхідного (див. рис. 1). Ситуація радикально змінилася з появою стандарту 802.3 ab (1000Base-T), або Gigabit Ethernet по мідному кабелю. В гігабітовій технології істотним виявляється вплив передавача на приймач на дальньому відносно передавача кінці лінії - Far-End CrossTalk (FEXT). Це є наслідком багатопарної двонаправленої передачі (див. рис. 2). Ще один ефект, що виявляється при одночасній передачі по декількох парах, зумовлений неоднаковим часом поширення сигналу від передавача до приймача по різних парах. Він називається перекосом затримки (delay skew) і може вплинути істотним чином на правильність збору даних.
Кросове обладнання
Кросове обладнання є центральним компонентом СКС з точки зору топології, саме до нього сходяться всі канали. Воно забезпечує комутацію проводки з портами активного мережевого обладнання (концентраторів, комутаторів, тощо). Добре спроектована кросова система дозволяє підключити практично будь-який вузол до потрібного сегменту або підмережі без його фізичного перенесення, або виконання додаткових робіт по прокладці кабеля і, навпаки, встановити робочу станцію в будь-якому місці, залишаючи її в тому ж фізичному сегменті.
Комутація портів може виконуватися механічно (вручну) або електронним способом. У разі механічної комутації потрібно розрізняти комутаційні панелі (patch panels) і кросові панелі (cross-connect panels). До перших постійно приєднані тільки кабелі, що йдуть до робочих місць, а активне обладнання підключається за допомогою з'єднувальних шнурів (patch cord). До других постійно підключені також порти активного обладнання, а перемикання виконується за допомогою кросування, тобто перенесення кросувального шнура.
Електронний кросовий комутатор називається комутаційною матрицею (switch matrix). З одного боку матриці підключаються порти активних мережевих пристроїв, а з іншого - проводка від робочих місць користувачів. Не треба плутати кросовий комутатор з комутатором для локальної мережі. У функції першого входить лише забезпечення фізичного з'єднання порта на одній стороні матриці з портом на іншій її стороні.
Структурні компоненти та архітектура СКС
Загальна структура СКС наведена на рис.3.
1. Зовнішня підсистема (Building Entrance).
Складається з кабелів, з’єднуваль-ного обладнання, захисних при-строїв та іншого устаткування, необхідного для під’єднання зов-нішніх засобів комунікаційного обслуговування до будинкової ка-бельної системи. Проектується і встановлюється відповідно до вимог стандарту EIA/TIA-569. За-землення та контур повинні відпо-відати вимогам TIA/EIA-607. За-соби вводу до будинку забезпечу-ють точку, в якій зовнішнє окабе-лювання взаємодіє з внутрішньо-будинковим магістральним окабе-люванням. Фізичні характеристи-ки мережевого інтерфейсу визна-чені стандартом EIA/TIA-569.
2. Приміщення для устатку-вання (Equipment Room).
Аспекти проектування приміщен-ня для обладнання визначені стандартом EIA/TIA 569. Примі-щення для обладнання звичайно поміщає обладнання більшої складності, ніж телекомунікаційна комірка (шафа). Будь-яка або всі функції телекомунікаційної комірки повинні бути передбачені в приміщенні для обладнання.
3) Магістральне окабелювання (Backbone Cabling). Магістральне окабелювання забезпечує взаємне з’єднання між телекомунікаційною коміркою, приміщенням для устаткування і зовнішньою підсистемою. Воно складається з магістральних кабелів, проміжного і головного кросових з’єднань (кросів), механічних закінчень і комутаційних шнурів або перемичок, які застосовуються для перехресних з’єднань магістральних кабелів з іншими магістральними кабелями. Це включає:
вертикальні з’єднання між поверхами (risers);
кабелі між приміщенням для устаткування і зовнішньою підсистемою;
кабелі між будинками (interbuilding).
В таблиці 1 наведені типи кабелів, які використовуються для побудови магістралей і їх максимальні відстані.
Крім того, існують наступні вимоги до проектування магістралей:
топологія - ієрархічна зірка (кожна телекомунікаційна комірка сполучена кабелем з головним кросом, або через проміжний крос до головного кросу) (див. рис.4);
не більше, ніж два ієрархічні рівні перехресних з’єднань;
перемички не дозволяються в жодних місцях, крім кросів;
довжини перемичок або комутаційних шнурів для перехресних з’єднань не можуть перевищувати 20 м;
слід уникати встановлення в місцях з високим рівнем низькочастотних або радіочастотних електро-магнітних завад;
заземлення повинне бути виконане згідно стандарту EIA/TIA 607.
4) Телекомунікаційна комірка (шафа) (Telecommunications Closet). ЇЇ ще часто називають підсистемою управління. Це місце всередині будинку, яке містить обладнання телекомунікаційної кабельної систе-ми. Воно включає механічні закін-чення і/або перехресні з’єднання для горизонтальної і магістральної ка-бельних систем. Для проектної специфікації телекомунікаційної шафи слід використовувати стандарт EIA/TIA-569. За допомогою кросо-вого обладнання підсистеми управ-ління виконується комутація ланок, підключається активне обладнання, організується необхідна топологія мереж.
Основним завданням є забезпечення горизонтальних кросових з’єднань. Може містити проміжні або головні кросові з’єднання. Забезпечує кероване оточення для телекомунікаційного устаткування, з’єднувального обладнання і з’єднувальних муфт.
Телекомунікаційна комірка в ідеальному випадку повинна бути розташована поблизу центру будинку. Однак, якщо багато телекомунікаційних розеток використовуються біля одного кінця будинку, то ефективніше розташувати телекомунікаційну комірку ближче до цього кінця. Телекомунікаційна комірка може бути власне коміркою (маленька кімната), або малим простором у кутку приміщення, відгородженого перегородками. Всі мережеві кабелі, які проходять у будинку, повинні бути підведені до цього приміщення. Бажано, але не обов’язково, щоб у цьому приміщенні було окреме електричне живлення. В телекомунікаційній комірці рекомендується використання комутаційної панелі, до якої провідні кабелі, які приходять у телекомунікаційну комірку, під'єднувалися із зворотнього її боку (див. рис.5). Спереду на панелі розміщені ряди гнізд типу RJ-45. Кожне гніздо нумероване відповідно до номерів настінних розеток, розміщених у будинку. Під'єднання всіх провідників до комутаційної панелі забезпечує простоту і гнучкість при управлінні мережею.
5) Горизонтальна кабельна підсистема (Horizontal Cabling). Зв'язує підсистеми робочих місць з іншими підсистемами відповідно до вибраної архітектури мережі. Горизонтальна кабельна система поширюється від телекомунікаційної розетки (Information Outlet) до телекомунікаційної комірки (підсистеми управління).
Рис.6. Максимальні відстані для горизонтального окабелювання.
Будується по топології типу зірка, тобто кожна телекомунікаційна розетка/з’єднувач має свою власну позицію для механічного під’єднання в горизонтальному кросі, розташованому в телекомунікаційній комірці. Заземлення і з'єднувальний контур з нульовим потенціалом повинні відповідати вимогам TIA/EIA-607.
Горизонтальна кабельна система містить:
горизонтальне окабелювання (Horizontal Cabling);
телекомунікаційні розетки (входи) (Telecommunications Outlet);
закінчення кабелів (Cable Terminations);
перехресні з’єднання (крос) (Cross-connections).
Рис. 5. Використання комутаційної панелі у телекомунікаційній комірці.
Рекомендовані три типи кабелів для горизонтального окабелювання, максимальна довжина кожного з них не перевищує 90 м (див. рис.6):
4-х парний 100-омний UTP-кабель марки 24 AWG;
2-х парний 150-омний STP-кабель;
2-х волоконний 62.5/125 мкм оптоволоконний кабель.
На даний момент, 50-омний коаксіальний кабель також можна використовувати для горизонтального окабелювання, але він не рекомендований для нових інсталяцій кабельної системи. В наступній версії стандарту TIA/EIA-568A коаксіальний кабель використовуватись не буде.
На додаток до 90 метрів горизон-тального кабеля, решта 10 метрів зі 100 метрів дозволяється використовувати для підсистеми робочого місця (3 метри – максимальна довжина патч-корда, що з’єднує телекомунікаційну розетку і комп’ютер) і телекомунікаційної комірки (6 метрів на патч-корди та кабелі-перемички).
Телекомунікаційна розетка для кожного робочого місця повинна мати два інформаційні порти (див. рис.7) – один для голосових і один для звичайних даних.
Перед придбанням будь-яких з'єднувальних апаратних засобів (кросового обладнання), важливо вирішити, який стандарт Ви будете використовувати -T568A чи T568B. Ці стандарти визначають, провідник якого кольору горизонтальної проводки приєднується до якого виводу на роз’ємі RJ-45. Перевагу надають стандарту T568A. Альтернативний стандарт T568B узгоджується з старим стандартом AT&T 258A і є більш широковживаний в США. На ринку доступне обладнання як для стандарту T568A, так і T568B. На рис. 8 наведені схеми підключення горизонтальної проводки до роз’ємів RJ-45 для стандартів T568A і T568B відповідно. Пояснення умовних скорочень наведені в таблицях 2 та 3.
Ви повинні дотримуватись одного і того самого стандарту (T568A чи T568B) від початку і до кінця у Вашій СКС, наприклад, якщо Ви вибрали настінні телекомунікаційні розетки стандарту T568B, то патч-панелі та патч-корди повинні бути також вибрані згідно стандарту T568B. Інакше, у Вас можуть виникнути проблеми з кабельною системою, пов’язані з невідповідністю з’єднань між різними компонентами.
Рис.8. Схеми підключення горизонтальної проводки до
роз’ємів RJ-45 для стандартів T568A і T568B.
6) Підсистема робочого місця (Work Area).Компоненти підсистеми робочого місця розташовані від телекомунікаційної (інформаційної) розетки до обладнання робочої станції (останнє не розглядається стандартом) (див. рис.9). Такими компонентами є: обладнання робочої станції (комп’ютери, термінали даних, телефони, тощо); з’єднувальні шнури (модульні шнури, кабелі адаптерів ПК, оптоволоконні з’єднувачі, тощо); адаптери (симетризатори (baluns), розділювачі (splitters), фільтри середовищ, тощо). Вимагається, щоб адаптери були зовнішні відносно телекомунікаційної розетки.
Монтаж робочого простору проектується так, щоб переміщення, додавання або зміни були максимально простими.
Рис.9. Схема підсистеми робочого місця.
Виконання завдань лабораторної роботи.
1. Приклад СКС будинку.
...
. . . . . .
...
2.Приклад кафедральної мережі.
Prymary Atproxy Backup
...
...
... ...
...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора