Okablowanie strukturalne
(sieci LAN)
Krzysztof Nowicki
Katedra Teleinformatyki
Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki
Politechniki Gdańskiej
Cel wykładu:
ocena zasadności realizacji w najbliższych latach okablowania sieci
teleinformatycznych w technologiach miedzianych
• O ile, z oczywistych względów (wymagany zasięg dziesiątki/setki kilometrów), w sieciach miejskich i rozległych wykorzystywanym medium są przede wszystkim światłowody,
• o tyle w sieciach lokalnych (centra przetwarzania danych,
serwerownie, sieci biurowe, przemysłowe, lokalne) stosowane mogą być zarówno media światłowodowe jak też miedziane.
Nasuwa się więc pytanie czy obecnie, gdy cena metra światłowodu jest porównywalna z ceną metra kabla miedzianego (np. skrętki), jest sensowne budowanie nowych instalacji miedzianych lub w
istniejących już instalacjach – ich rozwijanie.
systemy okablowania strukturalnego (SOS) - nowoczesne, zintegrowane systemy
okablowania ( instalacje kablowe)
WYKŁAD:
• Co to jest okablowanie strukturalne
• Stan standaryzacji okablowania światłowodowego
• Stan standaryzacji okablowania miedzianego (w tym nowe, inowacyjne standardy:
ANSI/TIA-568-B.2-10 2008, Amendment 1 to ISO/IEC 11801 3nd Ed. 2018, IEEE 802.3af/at/bt PoE 2004/2009/2018, IEEE 802.3ap backplane 2007, autonegocjacje 2018),których stosowanie
umacnia rolę instalacji miedzianych w sieciach
• NORMALIZACJA
Wybór systemu okablowania
Główne cechy systemu okablowania strukturalnego to:
• uniwersalność,
• nadmiarowość
• elastyczność.
Wybór systemu okablowania
Uniwersalność - wykorzystanie SOS dla transferu danych w sieci komputerowej, głosu w sieci telefonii lokalnej, przekazywania informacji wideo lub sygnałów z systemu ochrony. Dzięki temu system okablowania strukturalnego w obrębie danego obszaru (budynku campusu) zapewnia każdemu użytkownikowi sieci możliwość włączenia dowolnego urządzenia i skorzystania z dowolnej usługi telekomunikacyjnej lub teleinformatycznej obsługiwanej przez ten system.
Uniwersalność oznacza zdolność sieci do zaoferowania żądanej usługi o określonej jakości w dowolnym gnieździe przyłączeniowym
Z tego względu wynika konieczność jednolitego okablowania kablami o takiej samej szerokości pasma, niezależnie od później
wykorzystywanych usług
Wybór systemu okablowania
Nadmiarowość SOS - zapewnia użytkownikowi dostęp do sieci praktycznie z każdego miejsca budynku.
Polega ona na instalacji punktów abonenckich w regularnych odstępach w całym obiekcie tak, aby ich zasięg obejmował wszystkie obszary, w których może zaistnieć potrzeba skorzystania z dostępu do sieci (odpowiedniego krosowania w szafie dystrybucyjnej).
Możliwość krosowania czyni SOS elastycznym – ułatwiając
wprowadzanie zmian, rekonfiguracji i zarządzania systemem, a także
możliwość wykorzystania innej linii w przypadku uszkodzenia.
... stąd urządzenia te muszą winny być zgodne ze standardami opracowanymi przez instytucje standaryzujące.
Do instytucji tych należą:
1. ANSI (American National Standards Institute) - amerykańska organizacja standaryzacyjna (prywatna, pozarządowa instytucją typu „non- profit). Zajmuje się normami technologicznymi (kodowanie liter w komputerach).
1a) EIA/TIA (Electronics Industry Association/
Telecommunications Industry Association) - organizacje, które stworzyły wiele standardów dotyczących m.in. okablowania.
2. IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) - organizacja zrzeszająca inżynierów z całego świata (opracowała między innymi
standardy dotyczące Ethernetu).
3. ISO (International Organization for Standarization) - międzynarodowa organizacja standaryzacyjna (opracowała między innymi model sieci ISO/OSI).
4. IETF (Internet Engineering Task Force) - organizacja, która publikuje dokumenty RFC (Reąuest for
Comments), regulujące rozwój internetu.
5. Unia Europejska - publikuje normy europejskie (EN)
Zadaniem okablowania strukturalnego umożliwienie przyłączenie do sieci
dowolnego sprzętu wyprodukowanego przez różnych wytwórców.
... stąd urządzenia te muszą winny być zgodne ze standardami opracowanymi przez instytucje standaryzujące.
Do instytucji tych należą:
6. CENELEC - Europejski Komitet
Normalizacyjny Elektrotechniki. CENELEC jest europejską organizacją
standaryzacyjną odpowiedzialną za publikowanie standardów okablowania strukturalnego (i nie tylko), takich jak seria EN 50173 (Technika informacyjna - Systemy okablowania strukturalnego) lub seria EN 50174 (Technika informacyjna - Instalacja
okablowania).
7. Polska – PN-EN
Zadaniem okablowania strukturalnego umożliwienie przyłączenie do sieci dowolnego sprzętu wyprodukowanego przez różnych wytwórców.
Standardy "EN" tuż po opublikowaniu są przyjmowane przez wszystkich członków CENELEC i stają się narodowymi standardami.
np. EN 50173-6:2014-01 w Polsce opublikowany jest przez Polski Komitet Normalizacyjny w postaci normy PN-EN 50173-6:2014-1.
CAŁY SPIS – patrz https://pzn.pkn.pl/kt/info/published/9000129296
Channel, Permanent Link, …
Definicja okablowania strukturalnego zbudowana jest w oparciu o opis łącza Channel, Permanent Link oraz kabli i elementów przyłączeniowych.
Według norm międzynarodowych ISO i europejskich EN, komponenty
okablowania (np. kable, elementy połączeniowe i kable krosowe) określane są mianem „kategorii”, a
typ łącza (Permanent Link i Channel) nazywany jest „klasą” okablowania.
Podział ten pozwala na wyraźne rozróżnienie systemu po instalacji od elementów systemu przed instalacją.
W normach amerykańskich TIA takie rozróżnienie nie występuje.
Zarówno typ polaczenia jak i standard elementów
systemu określany jest mianem „kategorii”.
Analiza porównawcza SOS odległości
A+B+E <= 10m – łączna długość kabla obszaru roboczego, kabla do urządzenia i kabla krosującego (lub zwieracza) podsystemu okablowania poziomego,
C oraz D <= 20m – kabel krosujący (lub zwieracz) w BD lub CD, F oraz G <= 30m – kable do urządzeń w BD lub CD,
EQP – specyficzne urządzenia do aplikacji sieciowych,
TIA/EIA
ISO/IEC
Normalizacja
NEXT tłumienie (Attenuation) ACR
częstotliwość 11801 TSB67 11801 TSB67 11801 TSB67
MHz klasa D
link kat. 5
channel kat. 5
link klasa D
link kat. 5
channel kat. 5
link klasa D
link kat. 5
channel kat. 5 link
1 54 60 60 2.5 2.5 2.1 57.5 57.9
4 45 50.6 51.8 4.8 4.5 4 40 46.1 47.8
8 45.6 47.1 6.3 5.7 39.3 41.4
10 39 44 45.5 7.5 7 6.3 35 37.0 39.2
16 36 40.6 42.3 9.4 9.2 8.2 30 31.4 34.1
20 35 39 40.7 10.5 10.3 9.2 28 28.7 31.5
25 37.4 39.1 11.4 10.3 26.0 28.8
31.25 32 35.7 37.6 13.1 12.8 11.5 23 22.9 26.1
62.5 27 30.6 32.7 18.4 18.5 16.7 13 12.1 16.0
100 24 27.1 29.3 23.2 24 21.6 4 3.1 7.7
1995 – biuletyn TIA/EIA TSB 67 – Transmission Performance Specification for Field Testing of Unshielded Twisted-Pair Cabling Systems. W TSB67 nie wyspecyfikowano wartości współczynnika ACR – w tabeli (na zacienionym obszarze) podano wyliczone jego
wartości ACR=NEXT - tłumienie [dB]. TSB 67 określił też dokładność pomiarową dla ręcznych przyrządów pomiarowych, dając w ten sposób możliwość porównywania i kontroli rozbieżności wyników.
ACR - parametr wyliczany, określający pośrednio jakość kabla przy określonej
częstotliwości.
Świadczy o jakości sygnału po stronie odbiorczej.
Jeśli ACR jest mniejszy od 0, to odbiornik nie zdekoduje sygnału - szum zostanie
zinterpretowany jako sygnał użyteczny.
PSACR (Power Sum ACR) – ACR
skumulowany dla jednej
pary skrętki
Sposób określania parametru ACR
ACR -asymetria transmisji, stosunek tłumienia do przesłuchu (Attenuation Crosstalk Ratio).
Okablowanie strukturalne-
historia norm SOS - 1995
Niejednoznaczność nazw oraz ich dowolność
doprowadziła do regulacji nazewnictwa.
Usystematyzowanie ich zostało wprowadzone już w normie ISO/IEC 11801 2nd Edition (2002), a
następnie poprzez normę EN 50173 w Europie.
nazewnictwo
Stan normalizacji SOS – 2002
potem dłuuuga przerwa
Zmiany stanu normalizacji 2013 PL
Światłowody zastąpią miedziane kable w nowych budynkach wielorodzinnych Nowo budowane domy wielorodzinne i szkoły muszą być wyposażane w
światłowodowe instalacje telekomunikacyjne.
Taki obowiązek wprowadza nowelizacja rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (23.02.2013) Przewiduje ona, że w nowo budowanych blokach wielorodzinnych obowiązkowo będzie montowana światłowodowa instalacja telekomunikacyjna umożliwiająca cyfrowy odbiór programów telewizyjnych i radiowych, a także korzystanie z szerokopasmowego Internetu. Tak samo będzie w obiektach użyteczności publicznej związanych z oświatą i wychowaniem.
Nowela reguluje również, że w każdym takim obiekcie trzeba będzie wydzielić pomieszczenie lub miejsca na osprzęt i urządzenia do obsługi tej instalacji. Już teraz światłowodowe instalacje mogą być montowane w nowych budynkach, ale inwestorzy wolą kable miedziane, ponieważ są tańsze.
Przepisy będą też stosowanie do starych budynków wielorodzinnych
przebudowywanych, nadbudowywanych lub rozbudowywanych po wejściu w życie noweli. podstawa prawna: nowela rozporządzenia ministra transportu z 6 listopada 2012 r. DzU z 2012 r., poz.1289
Okablowanie miedziane –
klasy i kategorie
12 czerwca 2018 Podkomisja Systemów Okablowania Miedzi TR-42.7 zatwierdziła nowy standard TIA 568.2-D do publikacji
ANSI / TIA 568.2-D zawiera duże zmiany w stosunku do TIA-568-C.2 i jego poprzedników.
1. NAZWA
TIA zmieniła konwencję nazewnictwa, zamieniając ostatnie litery i cyfry (w 568-A, 568-B i 568-C litera wskazywała wersję. Następnie w serii (568-C.1, 568-C.2, 568-C.3) liczby wskazywały składniki. 1 określa ogólne wymagania; 2 jest symetrycznym kablem skrętki; 3 jest dla okablowania światłowodowego.
TIA uznała, że bardziej sensowne jest umieszczanie mediów jako pierwsze (numer) i rewizja jako ostatnia (list).
2. Wprowadzenie kabli 28-AWG (slim)
-kable krosowe 28-AWG, które stają się coraz bardziej popularne w szafach o dużej
gęstości. Kable mają prawie połowę średnicy kabla 24 AWG, co zapewnia więcej miejsca, lepszy przepływ powietrza, łatwiejszą obsługę i lepszy promień gięcia.
Jednak - używanie kabli połączeniowych 28-AWG powoduje, ze nie będziesz w stanie uruchomić standardowego kanału o długości 100 metrów. Więc jeśli użyjesz 10 metrów kabli połączeniowych 28-AWG, pozioma prowadnica kabli będzie musiała zostać
Zadaniem okablowania strukturalnego umożliwienie przyłączenie do sieci
dowolnego sprzętu wyprodukowanego przez różnych wytwórców.
12 czerwca 2018 ANSI / TIA 568.2-D zatwierdzony i zawiera duże zmiany
3. włączenie modułowego łącza zakończonego wtykiem (MPTL- modular plug- terminated links).
Zamiast kończyć kabel poziomy w gnieździe, można go zakończyć na jednym końcu za pomocą wtyczki RJ-45, która łączy się bezpośrednio z urządzeniem. Jest to niezwykle praktyczne w przypadku podłączania kamer bezpieczeństwa IP lub punktów dostępu bezprzewodowego, w których zainstalowanie tradycyjnego gniazdka może być zbyt trudne lub kosztowne
Zadaniem okablowania strukturalnego umożliwienie przyłączenie do sieci
dowolnego sprzętu wyprodukowanego przez różnych wytwórców.
12 czerwca 2018 ANSI / TIA 568.2-D zatwierdzony i zawiera duże zmiany
3. włączenie modułowego łącza zakończonego wtykiem (MPTL- modular plug- terminated links).
Zamiast kończyć kabel poziomy w gnieździe, można go zakończyć na jednym końcu za pomocą wtyczki RJ-45, która łączy się bezpośrednio z urządzeniem.
Standard obejmuje również sposób testowania MPTL.
Zadaniem okablowania strukturalnego umożliwienie przyłączenie do sieci
dowolnego sprzętu wyprodukowanego przez różnych wytwórców.
12 czerwca 2018 ANSI / TIA 568.2-D zatwierdzony i zawiera duże zmiany 4. CAT8
Chociaż okablowanie kategorii 8 zostało ratyfikowane w wersji TIA 568-C.2.1 opublikowanej w listopadzie 2016 r., to teraz ma teraz miejsce obok CAT6A.
CAT8 - opracowana w celu obsługi specyfikacji IEEE 25GBASE-T i 40GBASE-T, ma maksymalną długość kanału 30 metrów z dwoma złączami i jest testowana od 1 MHz do 2000 MHz w przeciwieństwie do 4-złączy, 100-metrowego, 500 MHz kanału dla CAT6A.
5. Wsparcie zasilania
TIA 568-D.2 zawiera również wskazówki dotyczące wspomagania dostarczania energii przez zbalansowane okablowanie skrętkowe
(obsługa przez kable prądu stałego, co jest ważne z punktu widzenia obsługi 4- parowego PoE)
Zadaniem okablowania strukturalnego umożliwienie przyłączenie do sieci
dowolnego sprzętu wyprodukowanego przez różnych wytwórców.
W lipcu 2018 zostały opublikowane nowe wydania serii norm PN-EN 50173-x.
Stan normalizacji SOS – EN 2018
Najważniejsze zmiany zaistniałe w nowych wydaniach to:
1. Aż sześć nowych aplikacji pozycjonowanych w ramach wydajności okablowania strukturalnego tj.:
PoE type 3 & 4, 2,5GBase-T, 5GBase-T,
25GBase-T oraz 40GBase-T)
2. Dwie nowe wydajności kanału transmisyjnego:
tj. Klasa I oraz klasa II
zdefiniowane w paśmie do 2GHz 3. Minimalną wydajność dla podsystemu okablowania poziomego określono jako klasa E/kat.6 zastępując w ten sposób klasę D/kat.5
W lipcu 2018 zostały opublikowane nowe wydania serii norm PN-EN 50173-x.
Stan normalizacji SOS – EN 2018
Najważniejsze zmiany zaistniałe w nowych wydaniach to:
4. Dwie nowe kategorie dotyczące włókien światłowodowych tj. OM5 oraz OS1a 5. Usunięcie wydajności kanałów optycznych klas OF
X X
W lipcu 2018 zostały opublikowane nowe wydania serii norm PN-EN 50173-x.
Stan normalizacji SOS – EN 2018
Najważniejsze zmiany zaistniałe w nowych wydaniach to:
6. wprowadzenie do 3ciej edycji ISO 11801 skali środowiskowej zwanej MICE.
(W poprzedniej edycji normy skala ta nie występowała; skala MICE nie jest nowym tworem, już dawno wprowadzono ją choćby do EN 50173)
MICE jest akronimem pochodzącym od czynników zewnętrznych na jakie narażone może być
okablowanie strukturalne:
M – Mechanical (odporność mechaniczna)
I – Ingress (odporność na wnikanie kurzu i płynów) C – Climatic (odporność na warunki klimatyczne i chemiczne)
E – Electromagnetic (odporność na zewnętrzne promieniowanie EMC)
DOMINACJA na rynku:
• ISO 11801 2
ndedition - klasy systemów miedzianych:
Klasa A do 100 kHz,
Klasa B do 1 MHz,
Klasa C do 16 MHz,
Klasa D do 100 MHz,
Klasa E do 250 MHz,
Klasa F do 600 MHz,
