Правила монтажа СКС

Наиболее серьезной проблемой при создании СКС для работы высокоскоростных приложений (категория 3 и выше) является качество монтажа. По данным BICSI (Building Industry Consuling Service International) — международной ассоциации профессионалов телекоммуникационной промышленности, 80 % всех структурированных кабельных систем США, построенных на компонентах категории 5, не могут быть квалифицированы как системы категории 5 вследствие нарушения правил монтажа.

Существуют специальные требования и рекомендации по монтажу СКС, выполнение которых гарантирует сохранение исходных рабочих характеристик отдельных компонентов, собранных в линии, каналы и системы. Стандарты ISO/IEC 11801 и ANSI/TIA/EIA-568A устанавливают в качестве требований несколько основных правил монтажа, предусматривающих методы и аккуратность выполнения соединения компонентов и организации кабельных потоков, которые в значительной степени повышают производительность системы и облегчают администрирование установленных кабельных систем.

Уменьшению искажения передаваемого сигнала способствуют специальные методы подготовки кабеля и его терминирования в соответствии с инструкциями производителя, а также хорошая организация кабельных потоков, расположение и монтаж телекоммуникационного оборудования, обслуживающего кабельную систему. Эти правила особенно касаются высокопроизводительных кабелей, как медных, так и волоконно-оптических. Медные кабели особо чувствительны к внешним аномалиям. Например, развитие пары медных проводников на величину, превышающую максимально допустимую стандартами, негативно влияет на характеристики перекрестных помех пары или пар. Нарушение требований к минимальному радиусу изгиба кабеля также влияет на его рабочие характеристики.

С увеличением частоты передачи возрастает риск того, что неправильно смонтированный кабель окажет влияние на производительность системы. Если полоса частот меньше 16 МГц, а скорость передачи ниже 10 Мбит/с (например, 10BASE-T Ethernet), можно и не заметить, что технология монтажа была нарушена. Однако этот же кабель, работающий при ширине полосы сети более 50 МГц и скорости передачи 100 Мбит/с или выше, может функционировать неправильно.

Для оценки передающих рабочих характеристик компонентов СКС используются следующие параметры: затухание, NEXT (NearEndXtalk — переходные помехи на ближнем конце), обратные потери и сопротивление постоянному току. Хотя все они чувствительны к нарушениям непрерывности волновой среды в точках терминирования и в местах возникновения дефектов, на NEXT особенно влияет развитие пары проводников и другие воздействия, приводящие к нарушению баланса пары и отклонениям импеданса.

Кроме искажения сигнала, неправильное терминирование может привести к возникновению эффекта рамочной антенны, который проявляется в излучении сигнала с уровнями, превышающими нормативные требования к излучению.

В таблице 1.2 приведено несколько примеров того, как качество монтажа может влиять на самый "тонкий" и "чувствительный" параметр — NEXT.

Влияние качества монтажа на рабочие характеристики канала

Таблица 1.2

Общий закон, устанавливаемый стандартами, гласит: смонтированная кабельная система UTP классифицируется в соответствии с наихудшими рабочими характеристиками компонента линии. Ниже перечислены те основные правила, которые необходимо соблюдать при монтаже СКС для обеспечения их функционирования на уровне требований стандартов. Правила разделены по группам наиболее типичных монтажных объектов.

Неэкранированный кабель. Чтобы устранить растяжения кабеля во время монтажа сила натяжения не должна превышать 110 Н для 4-парных кабелей калибра 24 AWG (0,5 мм). При монтаже кабельных систем в сложных условиях (внутри или между зданиями), при протяженности непрерывного кондуита более 30 м или сумме углов поворотов при протяжке, превышающей 180 градусов, рекомендуется применять динамометр, позволяющий контролировать натяжение кабеля с целью не выйти за рамки спецификаций производителя.

Выше приведена лишь общая рекомендация по максимальной силе натяжения 4-парного кабеля. На практике следует соблюдать ограничения по максимальному натяжению, определенные производителем конкретного вида кабеля.

Радиусы изгиба установленных кабелей не должны быть меньше следующих значений: 4 внешних диаметра кабеля для горизонтальных кабелей DTP и 10 внешних диаметров кабеля для многопарных магистральных кабелей UTP. Необходимость поддержания небольших радиусов изгиба кабеля обусловлена тем, что при резких изгибах пары внутри кабеля деформируются и нарушается однородность сбалансированной симметричной передающей среды. Это ведет в первую очередь к серьезной деградации такого параметра как NEXT. Последующее выпрямление изгиба может не только не восстановить, но и ухудшить форму пары. Запрещается помещать кабели в те каналы, кабинеты, корпуса и другие монтажные устройства, у которых радиусы закруглений или краев не соответствуют требованиям производителей кабелей к радиусу их изгиба. К мерам предосторожности, соблюдаемым при монтаже и организации кабельных потоков, относится предотвращение различных механических напряжений в кабеле, вызываемых натяжением, резкими изгибами и чрезмерным стягиванием пучков кабеля.

Следует избегать негативных воздействий на кабель, вызываемых: его перекручиванием во время протягивания или монтажа, растягиванием кабельных пучков под действием собственного веса на кабельных подвесках, туго затянутыми кабельными хомутами, резкими изгибами кабеля. Группируя и связывая свободные кабели необходимо следить, чтобы они не были перетянуты, и использовать специальные мягкие кабельные хомуты. Запрещается крепить кабели металлическими скобами, их следует устанавливать в трассах и пространствах, обеспечивающих защиту от погодных условий и других опасных факторов окружающей среды.

Экранированный кабель. Кроме влияния на качество сигнала, неправильная практика терминирования элементов и экранов симметричного кабеля может создавать эффект рамочной антенны, приводящий к возникновению уровней излучаемых полей, превышающих нормативные требования. Экран кабельной линии или канала должен быть заземлен на шине телекоммуникационной системы заземления (Telecommunications Ground Busbar, TGB). Разница потенциалов между экраном и землей не должна превышать 1 В, а сопротивление между экраном и землей — 4 Ом на рабочем месте. Для создания магистрали между двумя зданиями с различными потенциалами земли рекомендуется использовать волоконно-оптические кабели.

Процедуры, необходимые для заземления системы экранов с целью обеспечения электрической безопасности и рабочих характеристик электромагнитной совместимости (ЕМС), должны подчиняться национальным и местным нормативам. Качество их выполнения зависит от квалификации монтажников, так как подобные процедуры могут включать в себя специфические методы монтажа. Неправильное экранирование может снизить производительность и уровень безопасности системы.

Коммутационное оборудование и точки терминирования. В кабельном элементе величина развития пар в результате терминирования на коммутационном оборудовании должна быть как можно меньше. Удалять оболочку кабеля следует лишь на столько, сколько требуется для удобства терминирования.

Для линий с компонентами категории 4 рекомендуется, чтобы развитие пары не превышало 25 мм, а для линий с компонентами категории 5 —13 мм.

Соблюдение приведенных рекомендаций должно минимизировать воздействие терминирования на рабочие характеристики. Сохранение целостности свития пар как можно ближе к месту терминирования обеспечивает минимальное влияние сигналов друг на друга. Раскрученные во время монтажа кабельные пары не следует скручивать снова. Правильное скручивание контролируется производителем кабеля, неправильное может отрицательно повлиять на рабочие характеристики. В полях терминирования, требующих частого доступа (например, кроссах, используемых для изменений в сети) можно пользоваться патч-кордами и патч-панелями с подсоединенными коннекторами, которые в комбинации соответствуют требованиям к данной категории. Применение патч-кордов для перемещений и изменений может уменьшить отклонения рабочих характеристик, возникающие в результате небрежных или неправильных методов монтажа кабельных компонентов в полевых условиях. Однако, если предпочтительнее использовать перемычки, следует уделить внимание контролю за величиной развития пар, как описано выше.

Если используются кабели с различными категориями передающих характеристик, их следует терминировать на разных терминационных полях. Например, кабели категорий 3 и 5, идущие от одного и того же рабочего места, должны быть терминированы на две различные патч-панели или два разных поля, каждое из которых маркировано подходящим идентификатором.

Телекоммуникационные кабельные трассы, помещения и пространства. Компания-монтажник должна соблюдать требования к радиусам изгиба и усилиям на растяжение для кабелей DTP и волоконно-оптических кабелей во время подготовки и в ходе монтажа.

Кабельные трассы должны монтироваться или выбираться таким образом, чтобы минимальный радиус изгиба кабеля отвечал требованиям его изготовителя, как во время, так и после его прокладки. Кабели должны поддерживаться с помощью приспособлений, спроектированных специально для этих целей и установленных независимо от других структурных компонентов. При каблировании в местах с подвесными или фальш-потолками средства крепления кабеля должны быть структурно независимыми от элементов подвесного потолка, его арматуры или средств крепления. Элементы крепления кабеля должны быть расположены с интервалами 1,2 — 1,5 м.

Средства поддержки кабеля — хомуты, кольца и крючки — должны располагаться друг от друга на расстоянии не более 1,5 м.

Все фабрично изготовленные каналы, используемые для прокладки кабелей, должны устанавливаться с учетом спецификаций их производителя. Кабельные трассы, помещения и медные кабели, проходящие параллельно с флуоресцентными лампами, должны монтироваться с минимальным зазором в 127 мм от флуоресцентных ламп.

В случае, если к внутристеновым пространствам есть свободный доступ, компания-монтажник должна прокладывать кабельные сегменты внутри стен. Если же доступ к стенам затруднен, следует найти другой метод прокладки, например, с использованием металлического кондуита или поверхностных систем распределения. Непрерывные сегменты кондуита, устанавливаемые компанией-монтажником, не должны превышать по длине 30 м или содержать более двух изгибов с углом в 90° без применения протяжных боксов соответствующего размера.

В телекоммуникационном шкафу, в местах использования кабельных лотков и стоек, группы горизонтального кабеля укладываются с помощью цветных кабельных хомутов. Аппаратные стойки и шкафы должны иметь достаточные проходы спереди, сзади и сбоку для доступа к кабелям. Свободно стоящие аппаратные стойки и кабинеты должны иметь проходы для доступа, измеряемые от вертикальных опор/рамы кабинета: односторонние проходы — спереди и сзади по 1 м (отдельные стойки или ряды). Должны выполняться минимальные требования к проходам соответствующих нормативов и инструкций, более жесткие, чем указанные выше. Такие проходы обеспечивают доступ к оборудованию для его обслуживания, а также пространство для организации кабельных потоков. Ряды стоек, расположенные последовательно, должны иметь по одному проходу с каждой стороны, а расположенные параллельно друг другу, могут иметь общие проходы.

Особое внимание следует уделять заполнению кабельных каналов и соблюдению инструкций производителей каналов. Слишком большое количество кабелей в канале может привести к излишнему давлению на нижерасположенные кабели. Кабели, проложенные в каналах кабинетах и т. п., имеющих специально спроектированные ограничители радиуса изгиба, подвержены "пролежням" из-за неправильного проектирования радиусов изгиба и загрузки трасс. "Пролежни" со временем могут привести к образованию перегибов, возникающих под давлением, лежащих наверху кабелей.

Система заземления. Стандарт СКС требует соблюдения правил безопасности, связанных с заземлением экранов кабелей и других металлических компонентов кабельных систем. Соединения должны выполняться в соответствии с требованиями электрических нормативов.

Экраны всех кабелей должны быть заземлены в телекоммуникационном шкафу. Путь к "земле" должен быть постоянным и непрерывным. Экран кабелей должен обеспечивать непрерывный путь к "земле" во всех частях экранированной кабельной системы. Для снижения сопротивления заземления рекомендуется соединять металлические кондуиты с проводниками системы заземления, проходящими в них, на обоих концах кондуита.

Стойки активного оборудования следует соединять с электродом заземления, который используется для защиты систем подачи электропитания в здание. Все электроды заземления различных систем в здании должны быть соединены в одной точке для уменьшения влияния разности потенциалов земли. Система заземления здания должна соответствовать ограничениям на разность потенциалов в 1 В и на сопротивление между любыми двумя элементами системы заземления. Если вышеупомянутое требование не может быть выполнено, для уменьшения риска возникновения сильных блуждающих токов следует использовать волоконно-оптический кабель.

Основные требования по обеспечению электромагнитной совместимости ЕМС. Для обеспечения электромагнитной совместимости необходимо использовать металлические трассы для прокладки силовых линий. Фидер, обслуживающий здание, и проводники локальных сетей, питающих телекоммуникационные системы, должны быть полностью скрыты в металлических кондуитах, проходящих в капитальных стенах. Желательно, чтобы для каждой локальной сети использовался отдельный кондуит. Металлические кондуиты должны использоваться и для телекоммуникационных сетей. Их рекомендуется также использовать при прохождении вблизи от силовых линий. Сигнальные проводники не должны располагаться в одном кондуите с силовыми проводниками. Нельзя использовать изолированные цепи заземления, за исключением случаев, когда это является требованием производителя оборудования. Должно выдерживаться адекватное физическое разделение источников шума и чувствительного телекоммуникационного оборудования и обязательно использоваться устройство защиты от пиковых бросков, происходящих в момент выключения индуктивных приборов. Устройства для защиты от внешних источников пиковых помех следует располагать как можно ближе к этим источникам.

Флуоресцентные лампы рекомендуется помещать в экранирующую сетку, а между лампой и силовым щитком прокладывать экранированный кабель и устанавливать фильтр. Выдерживание приемлемых расстояний от силовых трансформаторов позволяет избежать влияния мощных электромагнитных полей.

1.6 Документирование и администрирование СКС

Современные здания требуют применения эффективных коммуникационных инфраструктур, поддерживающих работу различных сервисных систем на основе передачи информации в электронном виде. Такую инфраструктуру можно рассматривать как смесь телекоммуникационных помещений, кабельных трасс, элементов системы заземления, кабелей и терминационного оборудования, обеспечивающих базовую поддержку распределения всей информации в здании или кампусе. В администрирование телекоммуникационной инфраструктуры входит документирование (маркировка, составление записей, отчетов и нарядов на работу, изготовление чертежей) кабелей, терминационного оборудования, коммутационных и кроссировочных элементов, кондуитов и других кабельных трасс, телекоммуникационных шкафов и прочих телекоммуникационных помещений. Кроме понятия "администрирование" существует еще один, очень редко используемый перевод англоязычного термина administration, который довольно точно отражает суть проблемы - "делопроизводство".

На сегодняшний день существует практически один всесторонне развитый и логически завершенный документ по администрированию инженерных инфраструктур зданий - стандарт ANSI/TIA/EIA-606. Он содержит спецификации по администрированию кабельных систем, трасс, помещений, а также систем заземления и соединений, связанных с телекоммуникационными функциями. Вопросы администрирования касаются как традиционных телекоммуникаций для передачи речи, данных и изображений, так и других систем передачи сигналов в здании, включая охранные системы, аудиотрансляцию, аварийную сигнализацию и системы распределения энергии.

Стандарт содержит требования и инструкции по двум типам административной документации: бумажной и компьютерной (электронные базы данных). Кроме того он определяет требования к администрированию телекоммуникационной инфраструктуры в пределах новых, уже существующих и реконструируемых зданий или кампусов.

Система администрирования состоит из трех основных компонентов:

1. Идентификаторов, использующихся для связи конкретного элемента системы с его записью;

2. Записей, т. е. подробной информации, связанной с конкретным элементом ("паспорт");

3. Ссылок, обеспечивающих связь между идентификаторами и записями.

Идентификаторы и записи применяются по отношению к следующим элементам кабельной инфраструктуры: кабелям; коммутационному оборудованию; коннекторам коммутационного оборудования; трассам; помещениям; элементам системы заземления.

Стандарт призван обеспечить единообразную схему администрирования телекоммуникационных систем независимо от работающих в них приложений. Кроме того, в нем содержатся инструкции по документированию и администрированию телекоммуникационной инфраструктуры, полезные для владельцев зданий, конечных пользователей, консультантов, подрядчиков, проектировщиков, монтажников и управляющих-хозяйственников.