Структурированная кабельная система зданий

Структурированная кабельная система (Structured Cabling System, SCS) здания — это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях. Здание само по себе представляет собой достаточно регулярную структуру — оно состоит из этажей, а каждый этаж, в свою очередь, состоит из определенного количества комнат, соединенных коридорами. Структура здания предопределяет структуру его кабельной системы. Структурированная кабельная система здания представляет собой своего рода «конструктор», с помощью которого проектировщик сети строит нужную ему конфигурацию из стандартных кабелей, соединенных стандартными разъемами и коммутируемых на стандартных кроссовых панелях. При необходимости конфигурацию связей можно легко изменить — добавить компьютер, сегмент, коммутатор, изъять ненужное оборудование, поменять соединение между компьютером и концентратором.

Наиболее детально на сегодня разработаны стандарты кабельных систем зданий, при этом иерархический подход к процессу создания такой кабельной системы позволяет назвать ее структурированной. На основе SCS здания работает одна или несколько локальных сетей организаций или подразделений одной организации, размещенной в этом здании. SCS планируется и строится иерархически с главной магистралью и многочисленными ответвлениями от нее (рис. 8.18). Типичная иерархия SCS включает (рис. 8.19):

□ горизонтальные подсистемы, соответствующие этажам здания — они соединяют кроссовые шкафы этажа с розетками пользователей;

□ вертикальные подсистемы, соединяющие кроссовые шкафы каждого этажа с центральной аппаратной здания;

□ подсистема кампуса, объединяющая несколько зданий с главной аппаратной всего кампуса (эта часть кабельной системы обычно называется магистралью).

Использование структурированной кабельной системы вместо хаотически проложенных кабелей дает предприятию много преимуществ. Система SCS при продуманной организации может стать универсальной средой для передачи компьютерных данных в локальной вы­числительной сети, организации локальной телефонной сети, передачи видеоинформации и даже для передачи сигналов от датчиков пожарной безопасности или охранных систем. Подобная универсализация позволяет автоматизировать многие процессы контроля, мониторинга и управления хозяйственными службами и системами жизнеобеспечения предприятия.

Рис. 8.18. Иерархия структурированной кабельной системы

Рис. 8.19. Структура кабельных подсистем

Кроме того, применение SCS делает более экономичным добавление новых пользователей и изменения их мест размещения. Известно, что стоимость кабельной системы определяется в основном не стоимостью кабеля, а стоимостью работ по его прокладке. Поэтому вы­годнее провести однократную работу по прокладке кабеля, возможно, с большим запасом по длине, чем несколько раз выполнять прокладку, наращивая длину кабеля.

Выводы

В зависимости от типа промежуточной аппаратуры все линии связи делятся на аналоговые и цифровые. В аналоговых линиях промежуточная аппаратура предназначена для усиления аналоговых сигналов. В аналоговых линиях используется частотное мультиплексирование. В цифровых линиях связи передаваемые сигналы имеют конечное число состояний. В таких линиях используется специальная промежуточная аппаратура — регенераторы, которые улучшают форму импульсов и обеспечивают их ресинхронизацию, то есть восстанавливают период их следования.

Промежуточная аппаратура мультиплексирования и коммутации первичных сетей работает по принципу временного мультиплексирования каналов, когда каждому низкоскоростному каналу выделяется определенная доля времени (тайм-слот, или квант) высокоскоростного канала. Полоса пропускания определяет диапазон частот, которые передаются линией связи с приемлемым затуханием.

Пропускная способность линии связи зависит от ее внутренних параметров, в частности — полосы пропускания, внешних параметров — уровня помех и степени ослабления помех, а также принятого способа кодирования дискретных данных.

Формула Шеннона определяет максимально возможную пропускную способность линии связи при фиксированных значениях полосы пропускания линии и отношении мощности сигнала к шуму. Формула Найквиста выражает максимально возможную пропускную способность линии связи через полосу пропускания и количество состояний информационного сигнала.

Кабели на основе витой пары делятся на неэкранированные (UTP) и экранированные (STP). Кабели UTP проще в изготовлении и монтаже, зато кабели STP обеспечивают более высокий уровень за­щищенности.

Волоконно-оптические кабели обладают отличными электромагнитными и механическими характеристиками, недостаток их состоит в сложности и высокой стоимости монтажных работ.

Структурированная кабельная система представляет собой набор коммуникационных элементов — кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов, которые удовлетворяют стандартам и позволяют создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей.

Вопросы и задания

1. Синонимом каких терминов является термин «линия связи»? Варианты ответов:

а) звено;

б) канал;

в) составной канал.

2. Назовите два основных типа среды передачи данных.

3. Может ли цифровой канал передавать аналоговые данные?

4. Чем отличаются усилители и регенераторы телекоммуникационных сетей?

5. Какими способами можно найти спектр сигнала?

6. Какое из окон прозрачности оптического волокна имеет наименьшее затухание? Варианты ответов:

а) 850 нм; б) 1300 нм; в) 1550 нм.

7. Какие меры можно предпринять для увеличения информационной скорости звена? Варианты ответов:

а) уменьшить длину кабеля;

б) выбрать кабель с меньшим сопротивлением;

в) выбрать кабель с более широкой полосой пропускания;

г) применить метод кодирования с более узким спектром.

8. Чем отличается опорная мощность от относительной мощности? Варианты ответов:

а) единицей измерения;

б) фиксированной величиной мощности, к которой вычисляется отношение;

в) длиной кабеля, на котором измеряется входная и выходная мощность;

9. Дайте определение порога чувствительности приемника.

10. Проверьте, достаточна ли для устойчивой передачи данных мощность передатчика в 40 дБм, если длина кабеля равна 60 км, погонное затухание кабеля составляет 0,2 дБ/км, а порог чувствительности приемника равен 20 дБм.

11. Что является причиной перекрестных наводок на ближнем конце кабеля?

12. Почему не всегда можно повысить пропускную способность канала за счет увеличения числа состояний информационного сигнала?

13. За счет какого механизма подавляются помехи в кабелях UTP?

14. Какой кабель более качественно передает сигналы, с большим значением параметра NEXT или с меньшим?

15. Какой тип кабеля предназначен для передачи данных на большие расстояния: многомодовый или одномодовый?

16. Что произойдет, если в работающей сети заменить кабель UTP кабелем STP? Варианты ответов:

а) в сети снизится доля искаженных кадров;

б) ничего не изменится;

в) в сети увеличится доля искаженных кадров.

17. Каким будет теоретический предел скорости передачи данных в битах в секунду по линии связи с шириной полосы пропускания 1 мГц, если мощность передатчика составляет 64 дБм, а мощность шума в линии связи равна 2 дБм?