Normy Molex

Molex Premise Networks Technical Documents

Okablowanie strukturalne, a normy

1) Wprowadzenie

Jeszcze nie tak dawno podstawowymi narzdziami do pracy biurowej byy dugopis, kartka papieru oraz liczydo lub kalkulator. Gwatowny rozwjelektroniki i informatyki spowodowa, e prawie kady wspczesny pracownik umysowy musi by wyposaony w narzdzia uatwiajce mu komunikowaniesi z innymi ludmi (telefon, fax, poczta elektroniczna, Internet) oraz uatwiajce prac biurow (komputer). Jednak poytek z wielu pracownikwwyposaonych w oddzielne komputery jest niewspmiernie mniejszy, ni poytek z tej samej liczby pracownikw uytkujcych swoje komputery spitew sie lokaln LAN (z ang. Local Area Network). atwo wymiany informacji, moliwo dzielenia zasobw sieciowych (danych, drukarek sieciowych)oraz uytkowania oprogramowania do pracy grupowej np. programy dla inynierw do projektowania wspbienego powoduj, e sieci komputerowes obecnie podstawowym wyposaeniem biura. Fakt ten nie umkn uwadze osb zajmujcych si projektowaniem i wznoszeniem budynkw biurowych,ktre oprcz standardowych instalacji, takich jak centralne ogrzewanie, instalacja elektryczna czy klimatyzacja, zaczy wyposaa pomieszczeniaprzeznaczone na biura w instalacje okablowania przeznaczon dla telefonw i sieci komputerowych. Takie sieci okablowania, przeznaczone do przyszychzastosowa teleinformatycznych nazywamy sieciami okablowania strukturalnego, a ich kolebk s Stany Zjednoczone.

1) Po co s normy?

Bardzo szybko pojawili si zwolennicy okablowania strukturalnego, doceniajcy jego niewtpliwe zalety. Moliwo wynajcia biura standardowowyposaonego w sie komputerow, bez koniecznoci kosztownych adaptacji, sprzyjaa rozwojowi tej dziedziny techniki. Jednak wraz z rozwojemokablowania zaczy pojawia si problemy. atwo byo postanowi, e nowo budowane biura bd standardowo wyposaane w uniwersalny systemokablowania, trudniej jednak byo to zrealizowa. Mnogo rozwiza na rynku obejmujcych rne rodzaje kabla (wsposiowy, wsposiowy z dwomaprzewodami wewntrznymi, skrtka ekranowana i nie ekranowana), rne rodzaje sprztu aktywnego wyposaonego w rne typy zcz, posiadajceodmienne wymagania techniczne oraz rne dopuszczalne dugoci toru transmisyjnego powodoway, e bardzo trudno byo wykona sie do zastosowauniwersalnych. Pojawia si potrzeba normalizacji, czyli stworzenia oficjalnych dokumentw zawierajcych pewne oglne ustalenia pozwalajce nawspprac producentw kabli, sprztu aktywnego oraz innych elementw okablowania, dziki czemu mona by czy ze sob elementy rnychproducentw i mie pewno ich prawidowego wspdziaania.

1) Szerzej o normach.

Jak ju wspomniano, kolebk okablowania strukturalnego s Stany Zjednoczone i tam powstay take pierwsze ustalenia legislacyjne. Podstawow dlaokablowania strukturalnego norm jest EIA/TIA 568A (TIA/EIA Building Telecommunications Wiring Standards) wydana w grudniu 1995, ktra powstaana bazie normy EIA/TIA 568 (zcza i kable do 16MHz) po uwzgldnieniu biuletynw TSB 36 (kable do 100MHz), TSB 40 (zcza do 100MHz), TSB40A (zcza i kable krosowe do 100MHz) oraz projektu SP-2840 (zcza i kable do 100MHz ).

Z czasem powstao szereg norm towarzyszcych, z ktrych najwaniejsze to:- EIA/TIA 569 Commercial Building Telecommunications for Pathways and Spaces (Kanay telekomunikacyjne w biurowcach)- EIA/TIA 606 The Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Building (Administracja infrastrukturytelekomunikacyjnej w biurowcach)- EIA/TIA 607 Commercial Building Grounding and Bonding Requirements for Telecommunications (Uziemienia w budynkach biurowych)- TSB 67 Transmission Performance Specification for Field Testing of Unshielded Twisted-Pair Cabling Systems (Pomiary systemw okablowaniastrukturalnego)- TSB 72 Centralized Optical Fiber Cabling Guidelines (Scentralizowane okablowanie wiatowodowe)- TSB 75 Nowe rozwizania okablowania poziomego dla biur o zmiennej aranacji wntrzTSB 95 Additional Transmission Performance Guidelines for 4-Pair 100 W Category 5 Cabling

Na podstawie norm amerykaskich powstaa norma midzynarodowa ISO/IEC 11801 Information technology Generic cabling for customer premises.Z kolei w oparciu o norm midzynarodow stworzono norm europejsk EN 50173 Information technology Generic cabling systems zawierajcjednake wicej unormowa zwizanych ze specyfik rynkw Unii Europejskiej. Inne europejskie normy zwizane, to:

- EN 50167 Okablowanie poziome- EN 50168 Okablowanie pionoweEN 50169 Okablowanie krosowe i stacyjne

Molex Premise Networks Sp. z o.o. Polska Warszawa UI. Newelska 6 01-447 Tel +48 22 36 92 51

Powyej przedstawione normy stanowi aktualnie obowizujce na wiecie unormowania w dziedzinie okablowania strukturalnego budynkw. Jeli chodzio sytuacj w Polsce, to cigle nie ma zatwierdzonej polskiej normy. Powsta projekt takiego unormowanie bdcy wiernym tumaczeniem normy europejskiej(EN 50173), jednake nie doczeka si jeszcze zatwierdzenia. By moe konieczno dostosowania polskich rozwiza prawnych do rozwiza obowizujcychw Unii Europejskiej, bdca warunkiem koniecznym postawionym przez Uni, bdzie okazj do powstania polskiego odpowiednika wspomnianej normy.Pki co, sieci okablowania strukturalnego w Polsce, budowane s w oparciu o waciwe normy zagraniczne.

Wymienione normy okrelaj parametry techniczne torw okablowania strukturalnego przypisujc im kategorie (norma amerykaska) lubklasy (norma midzynarodowa i europejska). Najwysz, dotychczas zdefiniowan kategori bya kategoria pita, zapewniajca przeniesienie sygnaww pamie do 100MHz na odlego 100m, odpowiada to klasie D. Jednak gwatowny rozwj telekomunikacji spowodowa, e dostpne s ju na rynkurozwizania przewyszajce parametrami wymagania kategorii pitej (klasy D), std te rodowisko producentw systemw okablowania strukturalnegooczekuje nowelizacji norm w celu ustalenia nowych kategorii (klas). Istniej pewne propozycje odnonie nowo projektowanych kategorii, ktre dotychczasnie zostay jeszcze zatwierdzone odpowiedni norm (stan na grudzie 1999). Propozycje nowych norm s nastpujce:

- kategoria 5E (z ang. Enhanced - ulepszona ), w ktrej przewiduje si pasmo transmisji, takie samo jak w kategorii 5, czyli do 100MHz, aleprzesuch zbliny mierzony jest metod PowerSum NEXT (Rys 1.), dochodzi pomiar parametru ELFEXT, Return Loss (zgodnie z biuletynem EIA/TIA/TSB95);- kategoria 6 (klasa E) do 200 (250) MHz na zczu RJ45kategoria 7 (klasa F) do 600 MHz na nowym rodzaju zcza kompatybilnym w d z RJ45

Rys 1. Rnice midzy pomiaremparametru NEXTi PowerSum NEXT

1) Podstawowe zaoenia sieci okablowania strukturalnego

Normy traktujce o sieciach okablowania strukturalnego mwi, w jaki sposb naley projektowa i budowa takie sieci, aby mogy by eksploatowanez wykorzystaniem rnego rodzaju sprztu aktywnego. Postaramy si przybliy podstawowe zalecenia na podstawie normy europejskiej (EN 50173).

Istot okablowania strukturalnego jest, aby z kadego punktu w budynku istnia atwy dostp do sieci komputerowej (LAN) oraz usug telekomunikacyjnych.Jedynym sposobem uzyskania tego stanu jest system okablowania budynku posiadajcy o wiele wicej punktw abonenckich, ni jest ich przewidzianychdo wykorzystania w momencie instalacji . Wymaga to instalacji gniazd w regularnych odstpach w caym obiekcie, tak by ich zasig obejmowa wszystkieobszary, gdzie moe zaistnie potrzeba skorzystania z dostpu do sieci. Przyjmuje si, e powinno si umieci jeden podwjny punkt abonencki (2xRJ45)na kade 10 metrw kwadratowych powierzchni biurowej.

Z wielu istniejcych topologii sieci ( gwiazda, piercie, szyna, poczenie wielokrotne) w okablowaniu strukturalnym stosuje si topologi gwiazdy, jakonajbardziej uniwersalnoraz gwiazdy hierarchicznej, w ktrej poszczeglne czci sieci czone s midzy sob tworzc kolejn gwiazd (Rys 2).




Rys 2. Topologie sieci zalecaneprzez norm EN 50173.

W sieci okablowania strukturalnego wyrnia si nastpujce elementy tworzce struktur sieci:

1. Okablowanie pionowe (wewntrz budynku) - kable miedziane lub/i wiatowody uoone zazwyczaj w gwnych pionach (kanaach)telekomunikacyjnych budynkw, realizujce poczenia pomidzy punktami rozdzielczymi systemu.2. Punkty rozdzielcze - miejsca bdce wzami sieci w topologii gwiazdy, suce do konfiguracji pocze. Punkt zbiegania si okablowaniapoziomego, pionowego i systemowego. Zazwyczaj gromadz sprzt aktywny zarzdzajcy sieci (koncentratory, przeczniki itp.). Najczciej jest to szafalub rama 19-calowa o danej wysokoci wyraonej w jednostkach U (1U=45 mm).3. Okablowanie poziome - cz okablowania pomidzy punktem rozdzielczym, a gniazdem uytkownika.4. Gniazda abonenckie - punkt przyczenia uytkownika do sieci strukturalnej oraz koniec okablowania poziomego od strony uytkownika.Zazwyczaj s to dwa gniazda RJ-45 umieszczone w puszce lub korycie kablowym.5. Poczenia systemowe oraz terminalowe - poczenia pomidzy systemami komputerowymi a systemem okablowania strukturalnego.Poczenia telekomunikacyjne budynkw - czsto nazywane okablowaniem pionowym midzybudynkowym lub okablowaniem kampusowym. Zazwyczajrealizowane na wielowknowym zewntrznym kablu wiatowodowym.

Punkty rozdzielcze mona podzieli na:- Midzybudynkowy punkt rozdzielczy (Campus Distributor ozn. CD), bdcy centralnym miejscem danej sieci lokalnej;- Budynkowy punkt rozdzielczy (Building Distributor ozn. BD), bdcy centrum sieci w obrbie budynku;Pitrowy punkt rozdzielczy (Floor Distributor ozn. FD) bdcy miejscem poczenia wszystkich kabli na danej kondygnacji.

Schemat ukadu punktw rozdzielczych wg.EN 50173 przedstawia Rys 3. oraz Rys 4.




Rys 4. Elementy systemu okablowaniastrukturalnego.

Istniej cise zalecenie odnonie dugoci poszczeglnych segmentw okablowania strukturalnego (Rys 5), i tak:

- cakowita dugo okablowania poziomego nie moe przekroczy 90m a sumaryczna dugo kabla krosowego, kabla stacyjnego oraz kablaprzyczeniowego sprztu aktywnego nie moe przekroczy 10m;

dugo okablowania pionowego budynku nie powinna przekracza 500m, a okablowania pionowego midzybudynkowego 1500m, w sumie 2000m.Odlego t mona zwikszy do 3000m, jeli zostanie zastosowany wiatowd jednomodowy.

Rys 5. Dopuszczalne dugoci poszczeglnych segmentw okablowania.




Norma zaleca rwnie, jakiego typu media naley stosowa w poszczeglnych segmentach okablowania (Tabela 1) oraz typy kabli (Tabela 2).

Tabela 1. Zalecane media w poszczeglnych segmentach sieci.

Tabela 2. Zalecane typy kabla w poszczeglnych segmentach sieci.

Ustalono pi klas aplikacji w zalenoci od wymaganej szerokoci pasma przenoszenia (Tabela 3), dla kadej klasy dostpne s rne, maksymalnedugoci okablowania (Tabela 4).

Tabela 3 Klasy aplikacji.

Przewodniki okablowania poziomego musz by zaterminowane zgodnie z zalecan sekwencj, czyli je naley przycza do pinw zcza w odpowiedniejkolejnoci. Norma europejska nakazuje jedynie odpowiedni rozkad par w zczu (Rys 6), istniej dwie oglnie stosowane sekwencje (568B i 568A),ktre speniaj to wymaganie (Rys. 7). Producenci okablowania strukturalnego zalecaj stosowanie jednej okrelonej sekwencji (np. firma Molex PremiseNetworks zaleca stosowanie sekwencji 568B).




Tabela 4 Kategorie medium i klasy aplikacji.

Rys 6. Sposb przyczania par do wtyku (widok z przodu).

Norma EN 50173 normuje wikszo zagadnie zwizanych z okablowaniem strukturalnym, poniej zostan wymienione najwaniejsze:

- Okablowanie poziome powinno biec nieprzerwanie od punktu dystrybucyjnego do punktu abonenckiego, norma dopuszcza jednak umieszczeniejednego punktu ( tzw. Punktu Konsolidacyjnego z ang. Transition Point), w ktrym okablowanie poziome jest niecige, ale w ktrym wszystkie pary spoczone mechanicznie 1:1. Punkt ten nie moe by wykorzystywany do administrowania sieci (nie mona dokonywa pocze krosujcych).- Istniej oglne zalecenia, ktre mwi, e na kade 10m2 powierzchni biurowej naley przewidzie jeden punkt abonencki (2xRJ45), na kade1000m2 powierzchni biurowej powinien przypada jeden pitrowy punkt rozdzielczy. Jeden punkt rozdzielczy powinien by przewidziany na kadympitrze. Jeeli na danym pitrze jest mae nasycenie punktami abonenckimi, moe ono by obsuone z innego pitrowego punktu rozdzielczego (np.pooonego pitro niej).- Wszystkie uyte kable powinny by zaterminowane.- Sie okablowania strukturalnego jest systemem pasywnym i jako taka nie wymaga potwierdzenia kompatybilnoci magnetycznej EMC (wg.EN 50173).- W obrbie sieci powinno si uywa kabli o jednakowej impedancji nominalnej (np. 100W) oraz wiatowodw o jednakowych parametrachwkna (jednakowej rednicy).- Dla sieci klasy D maksymalna dugo, na ktrej moe nastpi rozplot par przy zczu wynosi 13mm.- Wszystkie elementy okablowania powinny by czytelnie oznaczone unikalnym numerem, po wykonaniu instalacji nale wykona dokumentacjsieci, ktra powinna by przechowywana i aktualizowana przez administratora sieci.- Naley stosowa wtyki i gniazda niekluczowane.

1) Rnice pomidzy normami

W obecnej sytuacji prawnej, projektujc okablowanie strukturalne naley zdecydowa si na jedn konkretn norm i konsekwentnie opiera si na jejwytycznych. Generalnie w normach opisane jest okablowanie strukturalne, ktrego idea i zaoenia s prawie identyczne, rni si jednak pomidzysob w szczegach, o ktrych warto pamita. W tabeli 5 zebrane zostay rnice pomidzy gwnymi zaoeniami w poszczeglnych normach.


Rys 7. Najczciej stosowane sekwencjew systemach okablowania strukturalnego.



Tabela 5. Rnice midzy standardami ISO 11801 i EIA/TIA 568A

Norma midzynarodowa ISO 11801 i europejska EN 50173 wprowadzaj pewn prb definicji obszaru zastosowa okablowania strukturalnego. Zgodniez nimi o okablowaniu strukturalnym moemy mwi w przypadku sieci o promieniu do 3000m, powierzchni biurowej do 1000000 m2 i dla maksymalnie50000 osb. Jednak wytyczne normy w konkretnych zastosowaniach nie musz by szczegowo przestrzegane. Norma amerykaska TIA/EIA 568A niewprowadza tego typu opisu.Najbardziej widoczn rnic pomidzy normami jest sposb okrelania moliwoci okablowania. W normie amerykaskiej funkcjonuje okrelenie kategoriiokablowania (np. kategoria 5), natomiast w normie midzynarodowej wymienia si klasy okablowania (np. klasa D). W przyszych normach proponujesi, aby ten sposb nazewnictwa zosta ujednolicony. W tabeli 6 zebrana zostaa klasyfikacja okablowania wg rnych norm.

Tabela 6. Nazewnictwo punktw dystrybucyjnych

Z instalacyjnego punktu widzenia najwiksze rnice dotycz odlegoci w poszczeglnych segmentach sieci. Zgodnie ze wszystkimi normami, maksymalnaodlego w okablowaniu pionowym i midzybudynkowym pomidzy midzybudynkowym i porednim punktem dystrybucyjnym, wynosi 2000 metrwprzy uyciu wielomodowego kabla wiatowodowego, natomiast dodatkowo norma europejska EN 50173 dopuszcza, przy wykorzystaniu wiatowodujednomodowego, maksymaln odlego do 3000 m.W okablowaniu pionowym dla linii telefonicznych, norma amerykaska TIA/EIA 568A dopuszcza maksymaln odlego 800 metrw przy wykorzystaniuwieloparowego kabla miedzianego kategorii 3. Okablowanie pionowe wykonane na kablu miedzianym kategorii 5 (klasy D) moe mie dugo maksymalndo 90 metrw.Sumaryczna dugo kabli krosowych w punkcie dystrybucyjnym i przyczeniowych obszaru roboczego dla jednego toru nie moe przekroczy 10 metrw.Zgodnie z norm amerykask TIA/EIA 568A dugo kabla przyczeniowego nie moe przekroczy 3 metrw, natomiast zgodnie z norm midzynarodowISO 11801 i europejsk EN 50173 maksymalna dugo kabli krosowych w punkcie dystrybucyjnym nie moe przekroczy 5 metrw. W zwizku z tymkabel przyczeniowy moe mie dugo do 5 metrw (ISO 11801 i EN 50173).Ponadto normy midzynarodowa ISO 11801 i europejska EN 50173 dopuszczaj stosowanie dodatkowych pocze pomidzy punktami dystrybucyjnymi




tego samego poziomu (np. pomidzy porednimi punktami dystrybucyjnymi jak na rysunku 3).Z ciekawostek technicznych naley doda, e klasa D okablowania strukturalnego odnosi si tylko do czteroparowych kabli miedzianych, zarwnoekranowanych (FTP, STP, SFTP), jak i nieekranowanych (UTP), normy midzynarodowa ISO 11801 i europejska EN 50173 nie specyfikuj wymagadla wieloparowych kabli telefonicznych.

1) Sowniczek

FEXT (z ang. Far End Crosstalk) Przesuchy na odlegym kocu kabla; zakcenie mierzone na przeciwnym kocu kabla ni sygna wywoujcy zakcenie.Jest to parametr atwy do pomiaru, ale trudny do wyspecyfikowania w normach - warto jest zalena od dugoci (a wic tumienia) kanau transmisji.

ELFEXT (z ang. Equal-Level Far End Crosstalk) - przesuchy oraz sygna zakcajcy mierzone s na przeciwnym kocu kabla w stosunku do nadajnika.Warto uwzgldnia dugo kanau i moe by atwo wyspecyfikowana w normach.

NEXT (z ang. Near End Crosstalk) - Najczstszy sposb pomiaru przesuchu zblinego, polega na pomiarze poziomu sygnau zaindukowanego w jednejparze przewodnikw, pochodzcego od sygnau z dowolnej z trzech pozostaych par.

PowerSum NEXT - polega na pomiarze poziomu sygnau indukowanego w danej parze od sumy sygnaw pochodzcych od wszystkich pozostaych par.Przesuch zbliny mierzony w ten sposb jest znacznie wikszy od mierzonego metod tradycyjn i lepiej oddaje charakter rzeczywistych przesuchwwystpujcych w torze transmisyjnym. Bardzo istotny parametr dla instalacji w ktrych bd dziaay protokoy transmisyjne wykorzystujce do transmisjiwszystkie cztery pary przewodnika (np. Ethernet 100VG-AnyLAN, Ethernet 1000Base-T).

Return Loss straty odbiciowe. Parametr ten okrela warto sygnau odbitego, co spowodowane jest niedopasowaniem (odbiciem) impedancji wzdukanau transmisyjnego. Sygna ten moe by rdem zakce dla sygnau uytecznego, co jest bardzo istotne w przypadku transmisji w dwch kierunkachjednoczenie (np. przy Ethernet 1000Base-T).

kabel krosowy jest to gitki kabel zakoczony z dwch stron zczem (RJ45, KATT, ST, SC), sucy do wykonywania pocze w punkcie dystrybucyjnym(np. pomidzy urzdzeniem aktywnym, a panelem z zakoczeniami okablowania poziomego).kabel przyczeniowy - jest to gitki kabel zakoczony z dwch stron zczem (RJ45, ST,SC), sucy do wykonywania pocze pomidzy punktemabonenckim, a urzdzeniem aktywnym uytkownika (kart sieciow, telefonem, drukark sieciow).

Literatura:

1. Norma TIA/EIA Telecommunications Building Wiring Standards.2. Norma ISO/IEC 11801.3. Norma CENELEC EN 501734. Projekt normy prPN 501735. Wydanie specjalne miesicznika Networld Vademecum Teleinformatyka cz.3;6. Materiay szkoleniowe firmy Molex Premise Networks;

Autorzy:Krzysztof Ojdana Asystent Koordynatora ds. Produktu Molex Premise NetworksJacek Browarski Specjalista ds. Wsparcia Technicznego Molex Premise Networks




Normy Molex

Documents

Transcript of Normy Molex