Строительство структурированных сетей СКС

ВВЕДЕНИЕ

 

В середине 80-х годов  компьютерная техника, а вместе с  ней и техника локальных вычислительных сетей быстрыми темпами стала внедряться во все сферы деятельности предприятий и организаций, что резко увеличило объем информации, передаваемой внутри здания или комплекса зданий, компактно расположенных на одной территории, без выхода в сети связи общего пользования. Кабельные системы первого поколения для решения задач информационной поддержки создавались разработчиками средств вычислительной техники. При их разработке не уделялось должного внимания как обеспечению открытости архитектуры создаваемого продукта, так и его универсальности. Это приводило к тому что:

- кабельная проводка получилась  узкоспециализированной и, за  счет небольшого объема производства, дорогой;

- смена технологии практически  со 100-процентной вероятностью приводила  к необходимости смены кабельной  системы.

Процесс перехода на новую  кабельную проводку сопровождается весьма существенными финансовыми  затратами и останавливает работу всей организации или некоторых ее структурных подразделений на довольно продолжительный период. При появлении рабочих мест необходима прокладка новых сегментов кабельной системы, что является проблемой для служб эксплуатации. Удаление ненужных кабелей из кабельных каналов всех типов является нежелательной операцией, так как появляется вероятность повреждения действующих линий связи. На основании этого в процессе перехода на другой тип кабельной проводки новые кабели прокладываются прямо поверх существующих. Это приводит к быстрому исчерпанию резервов емкости кабельных трасс, и организация новых линий проводной связи становилась невозможной.

Рост количества подсистем  обеспечения жизнедеятельности  здания и поддержки трудовой деятельности работающих в нем сотрудников естественным образом также приводил к увеличению количества служб, отвечающих за их эксплуатацию. Эти службы пользуются одними и теми же кабельными трассами, что нередко приводит к возникновению конфликтных ситуаций.

Совокупность перечисленных  выше обстоятельств диктует необходимость создания в офисном здании кабельной системы, которая обладает как минимум следующими свойствами:

  -является универсальной, т.е.  дает возможность использовать  ее для передачи сигналов основных  существующих и перспективных  видов сетевой аппаратуры различного назначения.

  -позволяет быстро и с  минимальными затратами организовать  новые рабочие места и менять  топологию трактов передачи без  прокладки дополнительных кабельных линий;

  -позволяет организовать  единую службу эксплуатации;

  -создается на этапе строительства  здания или переоборудования  его помещений под офис и  имеет гарантированный срок эксплуатации 10 и более лет.

Всем перечисленным  выше требованиям отвечает структурированная  кабельная система. Принцип построения СКС отвечает трем основным признакам и нескольким дополнительным признакам.

Использование СКС дает возможность менять конфигурацию и  производить наращивание комплекса информационно-вычислительных систем офисного здания без изменения существующей проводки, одновременно использовать различные сетевые протоколы и сетевые архитектуры в одной системе, комбинировать оптические и электрические тракты передачи сигналов.[1]

Важно, что СКС устанавливается  в здании один раз по принципу избыточности, который означает, что изначально она проектируется не на основе числа работающих сотрудников, которое может меняться с течением времени, а на основе площади офисных помещений. Если же число сотрудников возросло настолько, что арендуемой площади не хватает и появляется необходимость переезда, СКС и здесь дает преимущества по сравнению с другими решениями: существенно поднимает стоимость аренды офиса, и доходы, полученные за один месяц эксплуатации, могут возместить владельцу средства, потраченные на создание СКС. [вестник св.]

В список преимуществ  системы нужно поставить исчезновение необходимости для системного администратора или его помощников при возникновении неисправности бегать по этажам в ее поиске и для внесения изменений.

Подробнейшую информацию о любом порте информационной системы: имя пользователя, номер комнаты, идентификатор настенной розетки, название модели активного оборудования и идентификатор любого его порта – можно получить из базы данных.[2]  

Более того, возможность  быстрого устранения неисправности  на физическом уровне способствует более эффективной работе и снижению числа сбоев в технологичном процессе с участием компьютеров, в конечном счете, повышает рентабельность предприятия.[3]

Монтируя СКС, созданную  в соответствии с положениями  стандартов, можно эффективно устранять значительную долю времени простоев.

Кабельная система является компонентом сети с самым продолжительным  временем жизни, дольше которого существует только каркас здания.[4]

СКС, по мнению большинства  специалистов по информационным технологиям, является в настоящее время неотъемлемой частью любого современного общественного здания, а их отсутствие существенно снижает стоимость объекта недвижимости и производительность труда работающих в нем сотрудников.[ ]

Таким образом, базой  для создания и обеспечения нормальной работы информационной сети в течение всего времени ее существования является именно СКС – это основа, от которой зависит функционирование всех деловых предложений.[6]

Кабельная система –  носитель оперативной информации. Насколько грамотно будет построена кабельная система, настолько гибкими и надежными могут быть телефонная и компьютерная сети.[5]

 

1 ОБЩИЕ  ПОНЯТИЯ СТРУКТУРИРОВАННОЙ

КАБЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (СКС)

 

1.1 СТРУКТУРА  СТРУКТУРИРОВАННОЙ КАБЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

 

В основу любой структурированной кабельной системы положена древовидная топология, которую иногда называют также структурой иерархической звезды. Если по условиям функционирования телекоммуникационной сети необходима иная топология, к примеру “кольцо”, то в процессе проектирования, для того чтобы обеспечить соответствие требованиям, она все равно приводится к топологии звезды.[6] Обобщенная структурная схема СКС изображена на рисун-

ке 1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                  Рисунок 1.1 – Структурная схема  СКС

 

Узлами структуры являются технические помещения (кроссовые и аппаратные), которые соединяются друг с другом и с рабочими местами электрическими и оптическими кабелями. Все кабели, входящие в технические помещения, обязательно заводятся на коммутационное оборудование, на котором осуществляются переключения в процессе текущей эксплуатации кабельной системы. Это обеспечивает гибкость СКС, возможность легкой переконфигурации и адаптируемости под конкретное приложение.

Основой для применения именно иерархической  звездообразной топологии является возможность ее использования для поддержки работы всех основных сетевых приложений (таблица 1.1).Из данных этой таблицы следует, что топология рассматриваемого вида является той платформой, которая обеспечит поддержку работы современных средств передачи данных.

 

        Таблица 1.1 – Логическая и физическая  топология современных сетей 

                                 передачи данных

Протокол	Логическая топология	Физическая топология
Token Ring	Кольцо	Кольцо, звезда
High Speed Token Ring	Кольцо	Кольцо, звезда
FDDI	Кольцо	Кольцо, звезда
Ethernet	Шина	Шина, звезда
Fast Ethernet	Шина	Звезда
Gigabit Ethernet	Шина	Звезда
АТМ	Виртуальный канал	Кольцо, звезда

 

                             

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОМЕЩЕНИЯ

 

Для построения СКС и информационной системы предприятия в целом необходимы технические помещения двух видов: аппаратные и кроссовые.

Аппаратной в дальнейшем называется техническое помещение, в котором  располагается сетевое оборудование коллективного пользования (АТС, серверы, концентраторы). Если основной объем установленных в этом помещении технических средств составляет оборудование, его называют серверной, а если учрежденческая АТС и системы внешних телекоммуникаций – узлом связи. Аппаратные оборудуются фальшполами, системами пожаротушения, кондиционирования и контроля доступа.

Кроссовая представляет собой помещение, в котором размещается коммутационное оборудование СКС, сетевое и другое вспомогательное оборудование. Желательно ее размещение вблизи вертикального стояка, оборудование телефоном и системой контроля доступа. При этом уровень оснащения кроссовой оборудованием инженерного обеспечения ее функционирования в целом является более низким по сравнению с аппаратными. Кроссовые на практике достаточно часто называют просто (этажными) техническими помещениями, а иногда – хабовыми.

Аппаратная может быть совмещена  с кроссовой здания. В этом случае его сетевое оборудование может  подключаться непосредственно к  коммутационному оборудованию СКС. Если аппаратная расположена отдельно, то ее сетевое оборудование подключается к локально расположенному коммутационному оборудованию или к обычным информационным розеткам рабочих мест. В кроссовую внешних магистралей сходятся кабели внешней магистрали, подключающие к ней КЗ. В КЗ заводятся внутренние магистральные кабели, подключающие к ним кроссовые этажей (КЭ). К КЭ горизонтальными кабелями подключены информационные розетки рабочих мест. В качестве дополнительных связей, увеличивающих гибкость и живучесть системы, допускается прокладка внешних магистральных кабелей между КЗ и внутренних магистральных кабелей между КЭ (пример на рисунке 1.1).   

  

 

 

 

 

Рисунок 1.2 - Пример структуры  СКС с привязкой к зданиям

 

Во всей СКС может быть только одна КВМ, а в каждом здании может присутствовать не более одной КЗ. Допускается объединение КВМ с КЗ, если они расположены в одном здании. Аналогично, КЗ может быть совмещена с КЭ, если они расположены на одном этаже. Если плотность рабочих мест на этаже или его части мала, то в качестве исключения допускается их подключение к КЭ горизонтальных кабелей смежных этажей. Пример структуры СКС с привязкой к зданиям приведен на рисунке 1.2.

 

2. ПОДСИСТЕМЫ СТРУКТУРИРОВАННЫХ

КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

 

В самом общем случае СКС включает в себя три подсистемы (рисунок1.3):

• подсистема внешних магистралей, или по терминологии некоторых СКС европейских производителей, первичная подсистема, состоит из внешних магистральных кабелей между КВМ и КЗ, коммутационного оборудования в КВМ и КЗ, к которому подключаются внешние магистральные кабели, и коммутационных шнуров и/или перемычек в КВМ. Подсистема внешних магистралей является основой для построения сети связи между компактно расположенными на одной территории зданиями (кампус). На практике эта подсистема достаточно часто имеет физическую кольцевую топологию, что дополнительно обеспечивает увеличение надежности за счет наличия резервных кабельных трасс. Из этих же соображений подсистема внешних магистралей иногда реализуется по двойной кольцевой топологии. Если СКС устанавливается автономно только в одном здании, то подсистема внешних магистралей отсутствует.
• подсистема внутренних магистралей, называемая в некоторых СКС вертикальной, или вторичной, подсистемой, содержит между КЗ и КЭ внутренние магистральные кабели, подключенное к ним коммутационное оборудование в КЗ и КЭ, а также коммутационные шнуры и/или перемычки в КЗ. Кабели рассматриваемой подсистемы фактически связывают между собой отдельные этажи здания и/или пространственно разнесенные помещения в пределах одного здания. Если СКС обслуживает этаж, то подсистема внутренних магистралей может отсутствовать.
• горизонтальная, или третичная, подсистема образована внутренними горизонтальными кабелями между КЭ и информационными розетками, коммутационным оборудованием в КЭ, к которому подключаются горизонтальные кабели, и коммутационными шнурами и/или перемычками в КЭ. В составе горизонтальной проводки допускается использование одной точки перехода, в которой происходит изменение типа прокладываемого кабеля (например, переход на плоский кабель для прокладки под ковровым покрытием с эквивалентными передаточными характеристиками).

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3 – Подсистемы СКС

Рассматриваемое деление СКС на отдельные подсистемы применяется  независимо от вида или формы реализации сети, то есть оно принципиально будет одинаковым, например, и для офисной, и для производственной сети.

Иногда из соображений удобства проектирования и эксплуатационного  обслуживания применяется более мелкое дробление оборудования СКС на отдельные подсистемы. Так, например, элементы подключения сетевого оборудования к СКС в кроссовой выделяются в отдельную административную подсистему, шнуры, адаптеры и другие элементы, необходимые на рабочих местах, образуют отдельную подсистему рабочего места и т.д.