Z czego składa się okablowanie strukturalne?

Na okablowanie strukturalne składają się wszystkie elementy pasywne i aktywne sieci komputerowej. Określenie pasywne odnosi się do komponentów, których zadaniem jest wyłącznie transmisja sygnału: media transmisyjne, czyli kable, panele krosownicze, szafy dystrybucyjne, gniazda abonenckie, organizatory i korytka kablowe. Elementy aktywne sieci to routery, serwery, punkty dostępowe (rozdzielcze) i przełączniki. Ich zadaniem jest wytwarzanie lub przekształcanie sygnału. Całość tworzy wydajne systemy teleinformatyczne, za pomocą których możliwa jest komunikacja pomiędzy urządzeniami.

Okablowanie strukturalne składa się z następujących segmentów:

• okablowanie pionowe;
• okablowanie poziome;
• gniazda abonenckie;
• punkty rozdzielcze;
• połączenia systemowe;
• połączenia międzybudynkowe.

Bardzo ważne jest, aby komponenty do budowy sieci strukturalnej pracowały w tym samym standardzie. Dzięki temu możliwe będzie uzyskanie optymalnej wydajności całej instalacji oraz jej niezawodne działanie.

Okablowanie pionowe

Ta część instalacji ma za zadanie łączyć elementy na kolejnych kondygnacjach budynku. To podstawowy element sieci strukturalnej – jej prawidłowe poprowadzenie będzie mieć duży wpływ na wydajność całego systemu. Warto bardzo dokładnie ją zaprojektować, ponieważ stanowi swoisty szkielet całej sieci w budynku. Szczególnie istotna jest przepustowość okablowania pionowego, ponieważ pionowe kable zbierają cały ruch sieciowy.

Maksymalne długości kabli zostały bardzo dokładnie określone:

• skrętka w standardach FastEthernet i GigabitEthernet – 90 metrów;
• skrętka w standardzie 10GigabitEthernet – 55 metrów;
• światłowód – 2000 metrów.

Okablowanie poziome

Jak sama nazwa wskazuje, okablowanie poziome to sieci przewodów łączących gniazda abonenckie z punktem dystrybucyjnym na tej samej kondygnacji. Kable z każdego gniazda podłącza się do panelu krosowniczego w punkcie dystrybucyjnym.

Okablowanie poziome to nie tylko odpowiednio dobrane przewody sieciowe. Na tę część okablowania strukturalnego składają się również: gniazda abonenckie, panel krosowniczy, kable połączeniowe i kable stacyjne. Dwa ostatnie służą do łączenia przełącznika z panelem krosowniczy oraz gniazda z urządzeniem. Przewody typu patchcord to tzw. kable gotowe do pracy – są już wyposażone w odpowiednie wtyczki. Wykorzystuje się je np. do podłączania komputera do gniazda abonenckiego.

W zależności od tego, jakie kable zostaną wykorzystane do budowania sieci okablowania poziomego, należy ściśle trzymać się maksymalnych długości poszczególnych przewodów:

• skrętka w standardach FastEthernet oraz GigabitEthernet – 100 metrów pomiędzy przełącznikiem a urządzeniem docelowym (90 metrów kabla sieciowego i po 5 metrów na patchcordy);
• skrętka w standardzie 10GigabitEthernet – 55 metrów między przełącznikiem a urządzeniem docelowym.

Gniazda abonenckie

Gniazda (inaczej punkty abonenckie) służą do podłączania urządzeń docelowych do sieci strukturalnej. Zgodnie z obowiązującą normą na każde 10 metrów kwadratowych powierzchni biurowej powinno przypadać minimum jedno gniazdo abonenckie z dwoma portami.

Do tworzenia punktów abonenckich wykorzystuje się zarówno gniazda gotowe, jak i gniazda modułowe.

Dla komfortowej obsługi sieci należy pamiętać o czytelnym oznaczaniu portów w patchpanelu oraz gniazd abonenckich. Powszechnie stosowany i unormowany system oznaczania jest na tyle czytelny, aby odnalezienie odpowiedniego miejsca w patchpanelu, do którego wpięty został kabel z konkretnego gniazda, nie stanowiło dla administratora sieci większego problemu.

Punkty rozdzielcze (dystrybucyjne)

Punkt rozdzielczy jest miejscem, do którego doprowadzone jest okablowanie z każdego z segmentów sieci. W punkcie dystrybucyjnym instaluje się szafę RACK, wewnątrz której montowany jest sprzęt sieciowy.

Miejsc, w których znajdują się punkty dystrybucyjne, nie wybiera się przypadkowo. Sieci systemowe budowane są na konkretnych schematach, które dokładnie odwzorowuje się podczas instalacji okablowania.

W nazewnictwie polskim wyróżniamy pięć typów punktów dystrybucyjnych:

• Punkt centralny sieci (PCS);
• Centralny punkt dystrybucyjny (CPD);
• Budynkowy punkt dystrybucyjny (BPD);
• Kondygnacyjny punkt dystrybucyjny (KPD);
• Lokalny punkt dystrybucyjny (LPD).

Centralny punkt sieci strukturalnej to miejsce, w którym znajdują się serwery, realizowane jest połączenie sieci z Internetem, znajdują się routery. W centralnym punkcie dystrybucyjnym z kolei zbiega się całe okablowanie strukturalne. Bardzo często łączy się dwa powyższe punkty w jednej szafie RACK.

Budynkowy punkt dystrybucyjny to miejsce, w którym zbiegają się kable z całego budynku. Na każdym piętrze powinien znaleźć się kondygnacyjny punkt dystrybucyjny, który zbiera kable wyłącznie z tego jednego piętra. W rozbudowanych sieciach stosuje się również lokalne punkty dystrybucyjne. Są konieczne, gdy nie ma możliwości, aby zmieścić się w normach maksymalnych długości kabli.

Połączenia międzybudynkowe – okablowanie kampusowe

Jak sama nazwa wskazuje, tego typu okablowanie strukturalne to sieć połączeń, która obejmuje więcej niż jeden budynek. Stosuje się je powszechnie na kampusach uczelni lub zespołach biurowców. Stworzona w ten sposób sieć może być wykorzystywana przez użytkowników znajdujących się w różnych lokalizacjach.

Komponenty do budowania sieci strukturalnych

Zbudowanie prawidłowo działającego okablowania strukturalnego wymaga zastosowania wielu komponentów. Nie są to wyłącznie kable, lecz także inne elementy umożliwiające wydajne przekazywanie sygnału oraz komfortowe administrowanie i serwisowanie całości systemu. Każdy z tych elementów jest niezbędny, ponieważ pełni konkretną funkcję w systemie. Muszą być kompatybilne ze sobą, czyli pracować w tym samym standardzie. Konieczne jest również to, aby każdy z komponentów spełniał wymogi obowiązujących norm.

Kable transmisyjne

Do budowania sieci strukturalnych wykorzystuje się kable sieciowe RJ45, przeznaczone do przesyłania sygnału pomiędzy dwoma urządzeniami. To kabel typu skrętka, występujący w trzech podstawowych rodzajach:

• kable UTP (Unshielded Twisted Pair) – to nieekranowana skrętka, najtańsza z dostępnych na rynku;
• kable FTP – zapewniają większe bezpieczeństwo ze względu na ekranowanie folią; najczęściej są stosowane w połączeniach sieciowych;
• STP–S/FTP – skrętka ekranowana folią w całości; dodatkowo ekranowane są poszczególne pary przewodów.

Kable sieciowe mają przypisane również kategorie, które reguluje norma EN 50173. To podział ze względu na przepustowość:

• kategoria 5e – 10/100 Mb/s;
• kategoria 6 – 100/1000 Mb/s;
• kategoria 6a – 10 Gb/s.

Wybór kabli sieciowych powinien zależeć od ich konkretnych parametrów, których znajomość pozwala na dobranie odpowiedniego dla wymagań budowanej sieci medium transmisyjnego. Tylko w ten sposób można uzyskać żądaną wydajność przesyłania sygnału.

• Rezystancja – wyrażona w omach, określa opór, jaki napotyka sygnał sieciowy na tym konkretnym przewodzie.
• Propagacja – wyrażona procentowo prędkość impulsu elektrycznego w stosunku do prędkości światła.
• Typ powłoki – musi być zgodny z wymogami PPOŻ. Kable w powłokach PVC, LS0H i LSFR0H nie wydzielają dymu podczas spalania.
• Tłumienie – wyrażony w decybelach na jednostkę długości stosunek napięcia wejściowego do wyjściowego.
• NEXT (przesłuch zbliżony) – poziom zakłóceń, jakie mogą nastąpić na każdej parze skrętki podczas transmisji na sąsiedniej parze przewodów.
• PS NEXT – zakłócenia, jakie mogą wpływać na jedną parę w momencie transmisji na pozostałych parach przewodów.
• FEXT (przesłuch zdalny) – mierzy się go na przeciwnym końcu przewodu, w którym występuje zakłócenie.

Panele krosowe

Panele krosownicze montowane są w szafach RACK. Stanowią zakończenie okablowania strukturalnego i składają się z określonej liczby gniazd na wtyk 8P8C.

Przy tylnej części paneli krosowniczych na stałe zainstalowane są przewody prowadzące do gniazd 8P8C. Natomiast z przodu gniazda te za pomocą kabli krosowych łączą się z konkretnymi elementami aktywnymi sieci.

Szafy RACK

Szafy serwerowe RACK to urządzenia, za których pomocą lokowane są zarówno aktywne, jak i pasywne elementy sieci strukturalnej. Tego typu szafy pozwalają na bezpieczne przechowywanie urządzeń oraz wygodne zarządzanie siecią. To najlepsze rozwiązanie w sytuacji, gdy sieć jest bardzo rozbudowana – punkty rozdzielcze muszą być umieszczone na każdym piętrze.

Są niezastąpione w przypadku, kiedy jedynym sposobem na prawidłowe rozprowadzenie okablowania jest umieszczenie punktu dystrybucyjnego na korytarzu biurowca. Zapewniają nie tylko bezpieczeństwo, lecz przede wszystkim odpowiedni poziom estetyki. Dostępne są modele szaf RACK wiszące i stojące. Wszystkie mają odpowiednie zabezpieczenia, dzięki czemu osoby nieuprawnione nie mają dostępu do ich wnętrza. W zależności od ilości urządzeń i wielkości sieci wykorzystuje się szafy o różnej pojemności.

Można uzupełnić je o dodatkowe akcesoria w postaci półek i szuflad. Dzięki nim możliwe jest dodawanie nowych podzespołów sieciowych w miarę rozbudowywania sieci o nowe funkcjonalności.

Normy obowiązujące podczas budowania sieci strukturalnych

Normy projektowe, które dokładnie określają, w jaki sposób mają być budowane sieci strukturalne, są bardzo ważne dla prawidłowego funkcjonowania instalacji. Polską normą jest PN-EN 50174.

Zgodnie z jej zapisami każdy kabel wykorzystany do okablowania poziomego ma tworzyć tor transmisyjny 1:1. Za pomocą więc kabla łączymy jedno gniazdo abonenckie z jednym gniazdem w panelu krosowniczym.

Minimalna ilość gniazd abonenckich to jedno gniazdo z dwoma portami na 10 metrów kwadratowych powierzchni biurowej. Na każdym piętrze budynku konieczne jest zainstalowanie punktu dystrybucyjnego. Wszystkie przewody, które wchodzą w skład okablowania strukturalnego, muszą mieć zakończenia. W tym rozumieniu nawet kable niewykorzystane powinny być zakończone wtyczką. Jeśli konieczne jest utworzenie rozplotu na kablu UTP, jego długość nie może przekraczać 13 mm.

Należy pamiętać o stworzeniu dokładnej dokumentacji sieci i opisaniu każdego jej elementu zgodnie z wytycznymi zawartymi w normie. Jest to wymagane przepisami i jednocześnie konieczne dla sprawnego serwisowania i bieżącego obsługiwania sieci strukturalnej. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe są jej modyfikacje i rozbudowy bez ryzyka zaburzenia prawidłowego działania wszystkich pracujących za jej pośrednictwem systemów.