СКС: от локальной сети до интеллектуального здания
Ростислав Сергеев
Структурированная кабельная система (СКС) — основа информационной инфраструктуры любого предприятия, позволяющая свести в единую систему множество информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т.д. Именно поэтому так велика роль СКС при построении корпоративной информационной системы: от того, насколько грамотно выполнена СКС, зависят надежность и безопасность различных операций, без которых невозможна деятельность современного предприятия.
Однако, несмотря на столь большое значение СКС, рынок кабельных систем традиционно развивался медленнее компьютерного рынка и рынка активного сетевого оборудования. Несколько лет назад многие не придавали должного значения кабельной системе и, устанавливая мощные дорогие серверы, не задумывались о том, что надежность и безотказность их работы во многом определяются надежностью кабельных соединений. Сегодня ситуация явно меняется к лучшему — практически все крупные заказчики требуют, чтобы надежность СКС подтверждалась гарантией производителя, а также чтобы система имела запас производительности и масштабируемости.
Структурированная кабельная системаСКС представляет собой иерархическую кабельную систему здания или группы |
Особенности и тенденции
Что характерно для российского рынка СКС на сегодняшний день? В первую очередь — увеличение доли оптических компонентов, главным образом за счет увеличения количества и доли кабельных систем, в состав которых входят кабельные линии fiber to the desk — волокно до рабочего места. Оптоволокно становится дешевле, в то время как медный кабель высоких категорий дорожает; как следствие, критерий стоимости перестает быть определяющим при выборе решения. Роль оптики усиливается еще и потому, что все большую популярность завоевывают решения категории 5Е и 6, для которых стандартами предусматривается использование оптических компонентов. В то же время при выборе между оптоволокном или медным кабелем скорость передачи информации по СКС перестала быть определяющим фактором, поскольку и на оптике, и на меди в горизонтальной части СКС достигаются одинаковые скорости. Не так критичен и параметр дальности доставки сигнала: несмотря на то, что по волокну сигнал можно передавать на большое расстояние, в горизонтальной подсистеме стандарт ограничивает его величиной 90 м, так что этот параметр становится сопоставимым с показателями дальности доставки сигнала по медному кабелю.
Наибольшее значение при выборе имеют стоимость и надежность передачи данных. По оптике возможна передача в сильно загрязненных электромагнитным излучением зданиях; кроме того, оптические кабели обеспечивают большую безопасность передаваемой информации. Но стоимость активного оборудования при использовании оптики выше в сравнении с медью. Для российских заказчиков это решающий критерий. Поэтому в настоящее время более распространены смешанные сети: в новых инсталляциях для горизонтальной разводки используется преимущественно медь (категории 5Е и 6, экранированная и неэкранированная витая пара), а оптоволокно применяется для вертикальной разводки и магистральных кабелей.
Вторая отрадная тенденция российского рынка СКС — это увеличение доли компонентов российского производства. В России освоено и налажено производство отдельных компонентов и аксессуаров СКС (коммутационных шнуров, концентраторов, панелей, шкафов и т.д.), причем отечественная продукция уже не уступает по качеству зарубежным аналогам, позволяя при этом значительно снизить стоимость СКС.
Интересна и тенденция роста предложений СКС для предприятий малого и среднего бизнеса, которым для эффективного функционирования требуется жизнеспособная инфраструктура. Эта тенденция сближает российский рынок СКС с западным, где на сегодняшний день практически все строящиеся здания, будь то крупное предприятие или небольшая компания, имеют в своей инфраструктуре СКС.
Еще одна тенденция, набирающая силу в последнее время, — это ввод в состав СКС отдельных видов сетевого оборудования. Сейчас российский рынок СКС ощущает потребность в интегрированном решении, которое позволило бы предоставлять пользователям полный комплекс услуг, в частности многоканального телевещания, стереофонического радиовещания, телефонной связи, компьютерной сети. Поэтому сейчас активно используется принцип cable sharing — передача по одному кабелю сигналов нескольких информационных источников.
Среди последних тенденций на рынке СКС можно отметить совершенствование и упрощение технологии монтажа оптических элементов, а также повышенное внимание к вопросам администрирования СКС, что особенно актуально для крупных сетей.
Помимо этого, возросли требования к современным СКС в том, что касается стандартизации системы и ее совместимости с оборудованием практически любого производителя. Все это ведет к тому, что рынок СКС от решений «самосбора» постепенно движется в сторону решений, предлагаемых профессиональными поставщиками в виде качественных сертифицированных систем, полностью соответствующих имеющимся стандартам.
Стандарты и категории
В настоящее время действуют три основных стандарта, имеющих отношение к СКС:
- EIA/TIA — 568 A Commercial Building Telecommunications Wiring Standard (американский
стандарт); - ISO/IEC IS 11801 Information Technology. Generic cabling for customer premises
(международный стандарт); - CENELEC EN 50173 Information Technology. Generic cabling systems (европейский
стандарт).
По критерию пропускной способности подводка на медном кабеле в соответствии
со стандартами делится на категории и классы — начиная с категории 1, класс
А (таблица).
Категории кабелей и классы приложений
| Категория кабеля | Класс линии и приложения | Типовые приложения | Максимальная частота сигнала, МГц |
| 1 | А | Телефонные каналы и НЧ-обмен данными | 100 кГц |
| 2 | B | Приложения со средней скоростью обмена | 1 |
| 3 | C | Приложения с высокой скоростью обмена, локальные сети 10Base-T | 16 |
| 4 | — | Локальные сети 10Base-Т | 20 |
| 5 | D | Приложения с очень высокой скоростью обмена, локальные сети FastEthernet |
100 |
| 6 | Е | Локальные сети со скоростью передачи до 155 Мбит/c, АТМ | 200 |
| 7 | F | Сети со скоростью передачи до 1000 Мбит/с, GigabitEthernet, АТМ, КТВ |
600 |
В стандарте 568-А и для кабельной проводки в целом, и для компонентов (кабелей
и разъемов) фигурирует пять категорий, из которых наиболее интересны категория
3, пропускающая сигнал в полосе частот до 16 МГц, и категория 5 — в полосе до
100 МГц.
В стандарте ISO 11801 и EN 50173 определены классы для кабельной проводки: полосе частот 16 МГц соответствует класс С, а полосе 100 МГц — класс D.
Вопреки расхожему мнению, значение скорости передачи данных конкретного сетевого приложения, измеряемое в Мбит/с, не совпадает с требуемой полосой частот, измеряемой в МГц.
В отсутствие общепризнанного стандарта для категории, превышающей 5, на рынке были широко распространены различные кабели «расширенной» категории 5; они обычно предлагались в качестве продукции, удовлетворяющей специфическим требованиям технологии передачи данных Gigabit Ethernet. Однако продукция этой категории представляет собой частное решение. Точно так же категория 4 была быстро вытеснена категорией 5, и такое «расширение» вряд ли будет иметь перспективу. По этой причине органы стандартизации приняли к рассмотрению новую категорию 6.
До середины 1997 года единственным стандартом, идущим следом за категорией 5, был немецкий стандарт DIN 44312-5, который ввел в обращение термин «категория 6» и «класс F» для систем, специфицированных до частоты полосы пропускания 600 МГц. Для достижения такой широкой полосы пропускания необходимо поместить каждую витую пару проводников за индивидуальный экран из металлической фольги. Такой кабель часто называют STP (экранированная витая пара) или PiMF (пары в металлической фольге). Хотя такая продукция широко используется на немецком рынке, в США и остальной части Европы были более популярны кабели из неэкранированных витых пар (UTP) и кабели в общем экране из фольги (FTP).
По этой причине потребовалось добавить в существующую систему стандартизации категорию, которая, с одной стороны, обладала бы функциями нового международного стандарта, а с другой — отражала реальное повышение производительности СКС для кабелей UTP и FTP, сохраняя при этом обратную совместимость с существующими разъемами (RJ-45).
ISO как международный орган по стандартизации предложил категорию 6 в качестве решения для полосы пропускания 200 МГц, которое можно получить при использовании кабелей UTP, FTP и STP. Немецкий стандарт DIN 44312-5 для частоты полосы пропускания 700 МГц был принят в качестве базы категории 7.
На разрабатываемых стандартах СКС сильно сказывается развитие технологий и оборудования. Например, введение категории 5Е было связано с появлением Gigabit Ethernet. С развитием технологий WDM, DWDM пропускная способность волоконных линий возрастает на порядки. Разрабатываются новые технологии и для медных линий — HPNA, LRE, позволяющие передавать данные со скоростями 1-10 Мбит/с по обычной телефонной линии на сотни метров.
В целом по поводу стандартов для СКС, категорийности кабеля, использования оптоволоконных или медных компонентов в последнее время ведется много споров. Наличие широкого круга производителей и поставщиков, предлагающих как отдельные стандартные компоненты, так и законченные СКС, позволяет в каждом конкретном случае строить системы, оптимальные по своим технологическим и экономическим характеристикам, а задаваемый действующими стандартами технический уровень элементной базы гарантирует работоспособность устанавливаемой кабельной системы и поддержку ею работы существующих и перспективных приложений на протяжении как минимум 15-20 лет. Более длительную гарантию давать не имеет смысла, поскольку программно-аппаратное обеспечение современных офисов меняется очень быстро и проложенная СКС за большой промежуток времени неизбежно морально устареет.
Сертификация и гарантии
Безусловно, всякий индивидуальный проект предполагает некоторую свободу на этапе проектирования и внедрения, но при этом следует отдавать себе отчет в том, что установленная система известной марки станет сертифицированной только тогда, когда в ней будут соблюдены все существующие на данный момент стандарты. К преимуществам сертифицированной СКС относятся эксплуатационная надежность, гарантия совместимости компонентов и соответствие компонентов стандартам для заявленной категории.
Для некоторых предприятий сертификация не имеет принципиального значения, и они устанавливают у себя СКС, не утруждая себя подготовкой необходимых для сертификации документов. Однако следует понимать, что гарантия производителя распространяется только на сертифицированную систему. Главное требование для предоставления гарантии — работы по проектированию и монтажу системы должны быть выполнены сертифицированным партнером производителя. После установки системы специалисты компании, выполняющей проект, предоставляют на сертификацию ее описание и результаты тестирования.
Говоря о сертифицированности, необходимо четко представлять себе разницу между СКС и обычной кабельной системой, или, как говорят, кабельной системой «под заказчика». Обычно происходит подмена понятий, и любую кабельную систему специалисты называют структурированной, забывая о том, что основные черты СКС — это избыточность, универсальность и структурированность. Благодаря этим особенностям она позволяет с минимальными затратами организовывать дополнительные рабочие места, оперативно изменять их расположение и конфигурацию. Остановимся чуть подробнее на различиях между структурированными системами и так называемым самосбором.
Во-первых, для СКС плотность размещения розеток выбирается исключительно исходя из эргономических параметров помещений. Заказчику необходимо только указать помещения, в которых плотность размещения портов должна быть выше, чем указано в стандартах. В случае обычной кабельной системы розетки размещаются в соответствии со схемой расположения рабочих мест на момент создания системы, в результате чего плотность размещения розеток оказывается в 2-6 раз ниже, чем в СКС. Зачастую уже на этапе монтажа СКС заказчик высказывает пожелание провести дополнительные линии в том или ином направлении.
Второй важный момент — это универсальность СКС, которая подразумевает, что при разработке таких систем определяется состав розеток рабочего места, все они выполняются или с одинаковым интерфейсом, или для них устанавливаются сменные модули, а проводка делается одинаковым кабелем для всех розеток. В обычной кабельной системе часто прокладывают только кабельную проводку для локальной сети, а иногда для локальной сети и телефонии используют различные кабели (например, UTP категории 5 для ЛВС и 2-парный кабель категории 3 для телефонии). Универсальность, присущая «настоящим» СКС, дает возможность использовать любую розетку так, как это требуется в данный момент (и для телефонии, и для ЛВС).
В-третьих, структурированность подразумевает четкое деление всей кабельной системы на подсистемы: горизонтальная подсистема этажа, подсистема магистрали здания, подсистема магистрали комплекса зданий. Такое деление обеспечивает гибкое управление всей системой.
В чем же выгода
Даже понимая, что СКС — это неотъемлемая часть любого современного предприятия, подсчитать экономическую эффективность от ее установки непросто, потому что очень трудно определить ущерб от простоев сети, предсказать частоту изменений конфигурации, спрогнозировать, как изменится число сотрудников и их размещение. Тем не менее бесспорно, что, если сеть предприятия проложена по одним и тем же кабельным трассам, она со временем становится перегруженной, а устранение неисправностей превращается в продолжительную и трудоемкую работу. Чаще всего ремонт одной из кабельных сетей сопровождается повреждением действующих кабельных линий. Опыт эксплуатации кабельных систем офисных зданий показывает, что удаление ненужных кабелей из кабельной канализации практически невозможно, и при переводе одной из систем на иной тип кабельной проводки ее прокладывают поверх существующей; в результате резервы емкости кабельных трасс быстро исчерпываются, и организовать новые линии проводной связи становится невозможно. Не удается и нарастить такую систему при увеличении числа сотрудников, не повредив существующие соединения. Любая перестановка мебели в офисе становится проблемой. Если же система переходит в ведение нового системного администратора, то ему приходится изрядно поломать голову, прежде чем он разберется в недокументированной и нестандартизованной сети. Использование СКС устраняет эти проблемы и позволяет при достаточно высоких начальных вложениях обеспечить существенную экономию полных затрат за счет длительного срока эксплуатации и низких эксплуатационных расходов.
Иными словами, главный критерий высокой эффективности СКС — ее незаметность при установке активного оборудования. Администратор не должен тратить время на размышления по поводу качества контактов и удобства соединений, у него и так достаточно работы.
Вышеперечисленные особенности сказываются на проблеме определения «порога рентабельности» СКС, которая тесно связана с методикой расчета эффективности систем. Все расчеты эффективности и порога рентабельности СКС довольно приблизительны, и в любом случае их реально сделать только при тесном сотрудничестве разработчика и представителя заказчика. Многие параметры, учитываемые при таких расчетах, невозможно четко определить. Порог рентабельности и эффективность установленных систем зависят от особенностей организации, для которой проектируется СКС. Даже в двух организациях с полностью идентичными СКС рентабельность систем может быть совсем разной. Так, для организации, в которой постоянный коллектив работает на фиксированных местах с постоянной конфигурацией, создание СКС может оказаться менее рентабельным, чем для другой, где периодически добавляются или удаляются рабочие места, изменяется их конфигурация и т.д.
Рентабельность СКС зависит и от критичности бизнеса заказчика к простоям, возникающим при изменении конфигурации. Если сравнить две идентичные СКС: фондовой биржи и, скажем, некоего завода, то рентабельность и эффективность СКС фондовой биржи будет значительно выше, так как убытки от простоя в том и другом случае просто несравнимы.
Если компания располагается в арендованном помещении, вопрос установки СКС требует еще более тщательной проработки. В последнее время на Западе стало популярным сдавать в аренду помещения с уже готовой кабельной системой, которая, таким образом, арендуется вместе с помещением. Вариант, когда СКС в арендуемых помещениях создает арендодатель, практически идеален, но только при условии, что арендодатель предоставляет арендатору нормальную, полнофункциональную СКС, а не некий суррогат. Дело в том, что арендодатели на этапе строительства здания и разработки системы зачастую не могут квалифицированно сформулировать техническое задание, из-за чего кабельная система формируется по остаточному принципу. В результате такая СКС не может удовлетворить потребности арендаторов, причем они об этом узнают, только начав эксплуатацию системы.
Отдельный вопрос — избыточность СКС. Здесь можно говорить, что идеальная ситуация — это та, при которой количество рабочих мест определяется исходя из площади рабочих помещений. Но тратить деньги в расчете на туманную перспективу большинство предприятий не хотя, что вполне понятно. Дальше возможны два сценария: предприятие успешно развивается, набирает новых сотрудников, и тогда избыточность приходится очень кстати, или же предприятие работает стабильно, новых сотрудников нет, и тогда избыточность — выброшенные деньги. Хотя, как показывает практика, 30%-ную избыточность стоит закладывать всегда.
Интеллектуальное здание
Еще одна часто обсуждаемая в последнее время проблема — это СКС в основе интеллектуального здания. Существует множество интерпретаций и определений самого понятия «интеллектуальное здание». Структурированная кабельная система — тот общий элемент, который необходим для интеграции систем обработки голосового сигнала, данных, видеосигнала и системы управления параметрами здания. В интеллектуальном здании многие рутинные работы по изменению параметров его инфраструктуры могут выполняться практически без участия человека. Но для того, чтобы здание было по-настоящему интеллектуальным, в нем должны функционировать более двадцати различных автоматизированных систем управления — энергопитанием, освещением, вентиляцией, кондиционированием, доступом в помещения, водоснабжением, канализацией, лифтами и других, объединенных в единый комплекс. И управление всем этим комплексом должно осуществляться с помощью СКС на базе специализированного ПО. Реализация такой идеологии хотя и повышает начальные расходы на построение кабельной инфраструктуры, но позволяет в дальнейшем экономить человеческие, энерго- и другие ресурсы за счет их оптимального расходования. Однако пока подобные проекты носят единичный характер.
* * *
Потенциал развития у рынка СКС в России весьма значителен. Все больше заказчиков
выбирают СКС в качестве базиса для своей сетевой и телекоммуникационной инфраструктуры,
причем рост заказов на СКС наблюдается не только в крупных городах, но и в регионах.
И хорошо, что в России есть производители, поставщики и интеграторы, способные
осуществлять достойные и качественные проекты.
СКС на российском рынке |
||
| Компания | Тип СКС | Особенности |
| AMP http://www.ampnetconnect.ru |
NETConnect | Широкий набор экранированных и неэкранированных одиночных и двойных вставок с различными типами электрического интерфейса |
| RiT Technologies http://www.rit.ru |
SMART Cabling System, STP | Широкая номенклатура изделий с переключателем, который дает возможность соединить две расположенные друг над другом розетки |
| Panduit http://www.panduit.ru |
PAN-NET | Система PAN-NET состоит из отдельных самостоятельных подсистем, каждая из которых распространяется под отдельной торговой маркой — MOD-COM, MINI-COM, PAN-PUNCH и OPTICOM |
| «АйТи» http://www.it.ru |
АйТи-СКС | ервая отечественная СКС. Все электрические характеристики системы полностью соответствуют требованиям категории 5. Версия «Гигасистема АйТи-СКС обеспечивает характеристики категории 6 |
| ITT Cannon http://www.ittcannon.com |
Неэкранированные LAN Connect 5 и 200, экранированные ISCS и GIGAPATH | Основной элемент всех неэкранированных систем — малогабаритная розетка модульного разъема типа 808. Для облегчения идентификации лицевая панель неэкранированного модуля изготавливается из пластмассы семи цветов |
| Advanced Electronic Support Products http://www.aesp.ru |
SignaMax | Электрическая подсистема, входящая в состав системы HiLink, элементная база которой позволяет создавать кабельную систему с производительностью вплоть до категории 8. В состав HiLink введен и экранированный сетевой кабель для подачи напряжения на силовые розетки. Гарантия до 25 лет |
| Siemon http://www.siemon.ru |
Siemon Cabling System | Разнообразный технологический инструмент для электрической и оптической подсистем, большое число адаптеров для подключения к СКС контрольных приборов и сетевой аппаратуры |
| Nexans (прежнее название Alcatel Cabling System) http://www.nexans.com |
LANmark, GIGAlite | Удобное подключение к телефонной станции с помощью обычных телефонных плинтов и соответствующих комбинированных шнуров. Специализированное управляющее ПО Cabling Management Software |
| Molex http://www.molex.ru |
Mod-Tap | Классическая СКС, состоящая из магистральной и горизонтальной подсистем, а также распределительных пунктов |
| Avaya http://www.avaya.ru |
Systimax (PowerSUM, GigaSPEED и OptiSPEED) | В состав СКС Systimax входит развитой набор адаптеров и балунов, позволяющих гибко использовать возможности электрической кабельной проводки для передачи сигналов сетевой аппаратуры с нестандартным для СКС интерфейсным разъемом. Система беспроводной связи WaveLAN позволяет подключить к локальной сети выделенные сегменты и отдельные рабочие станции Ethernet и Token Ring |
| IBM http://www.imb.com |
ACS | Развитие первой кабельной системы, созданной в основном для поддержки локальной сети Token Ring. Много различных типов розеток для настенной установки и монтажа в короб |
| Krone http://www.krone.ru |
PremisNET | Допускается применение как электрических, так и оптических кабелей. Оптические решения считаются предпочтительными для организации магистральных (первичной и вторичной) подсистем, а решения на основе симметричного электрического кабеля применяются в основном в горизонтальной подсистеме |
| Ortronics http://www.ortronics.com |
GIGAMo | Развитая система цветовых идентификаторов шнуров и розеток портов различного вида. В состав СКС включены оригинальные волоконно-оптические преобразователи среды серии Transoptix |
| Reichle & De-Massari http://www.rdm.ch |
Freenet | Развитая система кодировки электрических разъемов, что заметно удобнее в обслуживании. Набор адаптеров, которые надеваются на вилку и розетку модульного разъема, защищают от неправильного соединения |
| BICC Brand-Rex http://www.brand-rex.com |
MillenniuM | Уникальная технология пневмозаготовки каналов Blolite |