Strukturno Kabliranje

Copyright Link group

Strukturno kabliranje

Mreni kablovi su jedan od tri najvanija inioca u procesu umreavanja i kao takvi su odgovorni za prenos elektrinog ili svetlosnog impulsa od izvora do odredita, odnosno od predajnika do prijemnika. Da bi bilo koja mrea funkcionisala bez ometanja mreni kablovi moraju biti odreenog tipa i kvaliteta. Nije svejedno koji kabl se postavlja i gde. Raunarske mree dananjice rade sa velikim brzinama prenosa elektrinih impulsa i omoguavaju brzu razmenu informacija i podataka ali su istovremeno podloni razliitim spoljnim uticajima kao to su vremenske prilike, elektromagnetna zraenja, fizika dejstva, itd. i koji u velikoj meri mogu uticati na kvalitet i brzinu prenosa signala kroz kablove. Svi tipovi mrenih kablova imaju neke zajednike strukturne osobine, odnosno zajedniko im je da svi imaju: spoljni omota, unutranji omota, zatitni omota i bakarni provodnik ili provodnike. Kada su u pitanju optiki kablovi oni se razlikuju po svojoj strukturi od kablova sa bakarnim provodnicima o emu e biti rei u kasnijem delu teksta. U zavisnosti od ovih parametara i parametara specifinih za odreene tipove kablova (kao to je frekvenca uplitanja parica, kvalitet zatitnog omotaa, itd.) zavisi kvalitet kabla odnosno odreuje se njegova namena u procesu prenosa mrenog signala. Na slici su dati primeri poprenog preseka mrenog kabla sa jednim i sa vie bakarnih provodnika.

Slika 5: Primeri poprenih preseka mreniih kablova Generalno kablovi za raunarske mree dele se na tri kategorije:

1. Twisted pair cables (ili parini kablovi) 2. Coaxial cables (ili koaksijalni kablovi) 3. Fiber-optic cables (ili optiki kablovi)

Twisted pair kablovi (parini kablovi) se koriste u Ethernet tehnologiji sa kojom e te se najee susretati u svom radu. Kabl se strukturno sastoji od etiri para upletenih bakarnih provodnika, osam provodnika ukupno, pri emu svaki bakarni provodnik ima zaseban


unutranji omota. Svi provodnici zajedno su zatieni zajednikim zatitnim omotaem koji spreava ili umanjuje spoljna elektromagnetna zraenja dok ih spoljni omota titi od spoljnih fizikih uticaja, oteenja, itd. Twisted pair kablovi se kategorizuju za razliite brzine. Svaki kabl nosi oznaku kategorije po meunarodnom standardu Cat(n) - gde je (n) broj kategorije kojoj kabl pripada. Kategorije do sada: Cat1, Cat2, Cat3 (za Ethernet mree brzine do 10 Mbit/s), Cat4 (za Token Ring mree brzina do 16 Mbit/s), Cat5 (za Ethernet mree do 100 Mbit/s), Cat5e (za Ethernet mree od 100 i 1000 Mbit/s), Cat6 (za Ethernet mree od 1 Gbit/s) i Cat7 (u razvoju). Danas u najveoj upotrebi su kablovi kategorija Cat5e i Cat6. Twisted pair kablovi se po standardu koriste do 100 metara udaljenosti. U sluaju da je potrebna vea udaljenost na svakih 100 metara mora postojati mreni ureaj koji e vriti pojaanje signala (Hub, Switch). Naravno, ni to proirenje nije neogranieno i maksimalni broj pojaanja po standardu je 5. Sledea podela je na podkategorije definisane nivoima zatite koju poseduju i to: UTP kablovi, STP kablovi i u novije vreme FTP kablovi sa svojim podkategorijama. UTP (Unshielded Twisted Pair) mreni kablovi su fleksibilni (lako savitljivi) i poseduju manji nivo zatite na elektromagnetna zraenja. Parini provodnici se sastoje od vie tankih bakarnih niti meusobno isprepletanih sa ciljem dobijanja odgovarajue fleksibilnosti celokupnog kabla. Moe se desiti da pri upotrebi ovog tipa kablova doe do problema sa tzv. presluavanjem, tj. da se razliiti signali detektuju u kablu zbog njegove slabe zatite od elektromagnetnih zraenja (slino situacijama kada se meaju signali na stabilnim telefonskim linijama). Za konekciju sa raunarima i mrenom opremom koriste standardni prikljuak tip RJ45 (eng. Register Jack). Zbog svoje fleksibilnosti su pogodni za korienje u radnom okruenju korisnika. Duina ove vrste mrenog kabla ne bi trebalo da prelazi 5 do 6 metara. Proizvode se u razliitim bojama: bela, uta, plava, crvena, itd. STP (Shielded Twisted Pair) mreni kablovi su manje fleksibilni od UTP kablova i poseduju vei nivo zatite od elektromagnetnih zraenja. Parini provodnici se sastoje od jednog bakarnog provodnika ponaosob i dodatne elektromagnetne zatite oko svakog para provodnika. Namenjeni su za postavljanje fiksne mrene infrastrukture kao to je kabliranje kroz zidove objekta, provlaenje kroz kablovske kanalice, trajno vezivanje za patch panele i mrene ureaje (Hub, Switch), postavljanje trasa u spoljnom okruenju (ukopavanjem u zemlju, vazduhom, itd.). Poseduju jai spoljni omota otporniji na spoljne uslove (temperaturu, vlagu, habanje, itd.). Za konekciju sa mrenom opremom i ureajima koristi standardni prikljuak tip RJ45. Zbog svoje umanjene fleksibilnosti nije pogodan za esta savijanja i prelamanja jer moe doi do prekida bakarnih provodnika u kablu. Maksimalna duina kabla je 100 metara. Proizvode se u vie boja ali je najee u beloj boji.

FTP (Foil Screened Twisted Pair) mreni kablovi su najsliniji UTP mrenim kablovima stim to poseduju dodatni zatitni aluminijumski omota kao zatitu od elektromagnetnih zraenja i visokog nivoa uma. Najee se koriste u proizvodnim pogonima i postrojenjima gde bi visok nivo uma pravio smetnje (interference). Postoji vie podgrupa ovih kablova.

UTP kabl STP kabl FTP kabl

Slika 6: Primeri Twisted Pair kablova


Coaxial (koaksijalni) kablovi se u dananje vreme ne koriste za lokalne mree (LAN) osim u situacijama postojanja starijih tipova lokalnih mrea. Istovremeno to ne znai da se koaksijalni kablovi ne koriste za neke druge tipove raunarskih mrea. Najtipiniji predstavnik upotrebe ovog tipa kablova je kablovski internet. Struktura koaksijalnog kabla se sastoji od spoljnog omotaa, zatitnog omotaa od velikog broja isprepletanih bakarnih provodnika (tzv. irm), unutranjeg omotaa (izolator) i bakarnog provodnika punog preseka zaduenog za prenos elektrinog impulsa. Spoljni omota je namenjen zatiti od spoljnih fizikih uticaja kao to su temperatura, UV zraenje, vlaga, habanje, sluajna ili namerna fizika oteenja, itd. Zatitni omota je namenjen zatiti od elektromagnetnih zraenja i istovremeno ima ulogu uzemljenja ime se kabl titi od presluavanja i elektrinog uma. U primeni su i koaksijalni kablovi sa dvostrukom ili etvorostrukom zatitom na mestima gde su elektromagnetna zraenja vrlo izraena. Unutranji omota je namenjen odvajanju (izolaciji) bakarnog provodnika od zatitnog irma i najee je od PVC ili teflon materijala. Na slici je dat primer koaksijalnog kabla u primeni.

Slika 7: Primer koaksijalnog kabla Ova kategorija kablova ima nisku cenu, laki su, fleksibilni i jednostavni za upotrebu. Dele se na ThinNet (tanki) i ThickNet (debeli) koaksijalne kablove. ThinNet koaksijalni kablovi su namenjeni za rastojanja do 185 metara dok ThickNet kablovi mogu po standardu premostiti rastojanja do 500 metara. ThinNet koaksijalni kablovi za prikljuenje na ostale segmente mree koriste konektor tip BNC (eng. British Navy Connector). BNC konektora ima u vie varijanti: BNC produni konektor, BNC T konektor, BNC terminator i slino. Najvei problem pri upotrebi ove tehnologije, ne samo kablova, je da kada doe do prekida bilo gde na mrei cela mrea pada! Na krajevima koaksijalnih kablova se postavljaju BNC terminatori da bi se spreila 100% kolizija, tj. kada elektrini signal doe do kraja kabla BNC terminator ga poniti, tako da elektrini signal ne moe da se odbije od kraja kabla i vrati prouzrokujui probleme u radu mree. ThickNet koaksijalni kablovi ne koriste BNC konektor ve N-tip (eng. N-type) konektor koji je veih dimenzija od BNC konektora. Koaksijalni kablovi su namenjeni za maksimalne brzine do 10 Mb/s to je ujedno i glavni razlog prestanka korienja kada su u pitanju lokalne mree jer dananje lokalne mree rade na mnogo veim brzinama. Najveu udaljenost koji ThickNet kabl moe dostii po standardu je 1500 metara pod uslovom da koristi 2 pojaivaa signala. Fiber-optic (optiki) kablovi su kablovi novijeg datuma koji se u svom radu ne oslanjaju na prenos elektrinih impulsa ve za prenos informacija koriste svetlosni signal. Zahvaljujui tome postiu se vrlo visoke brzine prenosa na velike udaljenosti skoro bez ikakvih gubitaka u samom prenosu. Optiki kablovi se naravno i strukturno razlikuju od kablova sa bakarnim provodnicima ali je i njihova finalna cena mnogo vea od predhodnika. Trenutno tehnologija optikih kablova raspolae sa irokim dijapazonom brzina prenosa i razvoj ove tehnologije ide ka mnogo veim brzinama od 150 Gb/s!


Kako radi optika Najjednostavnije objanjenje bilo bi da se elektrini impuls odreene frekvence (broj ponavljanja u sekundi) konvertuje u svetlosni signal korienjem elektrinih izvora svetlosti (laser, specifine LED diode, itd.). Svetlosni impulsi se stvaraju paljenjem tih svetlosnih izvora istom frekvencom koju ima i elektrini impuls. Svetlosni signal zatim prolazi kroz provodnik. Sam provodnik je od materijala (staklo, polietilen, silikon, itd.) velike reflektujue moi pa se zbog toga ponaa kao ogledalo unutar samog provodnika. Samim tim svetlosni signal se reflektuje od te povrine to mu omoguava krivolinijsku putanju i dostizanje mnogo veih udaljenosti bez veeg gubitka inteziteta svetla! Na drugom kraju provodnika se nalazi konvertor sa foto-elijama koji primljene svetlosne signale ponovo konvertuje u elektrine impulse iste frekvence koje dalje prenose informacije do nekog raunara ili mrenog ureaja. Na slici je dat pricip rada optikih kablova odnosno optike tehnologije.

Slika 8: Princip rada optike tehnologije Najvee prednosti optikih kablova su brzina, male dimenzije, prenos velike koliine podataka, ne osetljivost na elektrine smetnje. Najvei nedostatak je cena. Optiki kablovi se koriste u vrlo irokom dijapazonu brzina i udaljenosti koju mogu ostvariti. Udaljenosti mogu biti od nekoliko stotina metara do nekoliko stotina kilometara bez pojaanja signala to najvie zavisi od izvora svetla koje se koristi i od strukture optikog vlakna. Strukturno, optiko vlakno se sastoji od dva koncentrina sloja materijala (staklo, silikon, itd.), unutranjeg koje se naziva jezgro i spoljanjeg koje se naziva omota. Unutranji sloj ima vei indeks prelamanja od spoljanjeg sloja zbog ega i dolazi do refleksije svetlosnog signala, odnosno svetlosni signal se odbija ka centru jezgra. Putanje pod kojim svetlosni signali ulaze u optiki provodnik se nazivaju modovi pa se i optiki kablovi generalno dele na dve klase: Single-mode (SMF) optiki kabl i Multi-mode (MMF) optiki kabl. Ti modovi su podeljeni na nivoe pa u skladu sa tim mod najnieg nivoa ima najkrau putanju dok mod najvieg nivoa ima najduu putanju. Na slici su dati primeri poprenog preseka optikog vlakna i putanje prostiranja svetlosnog signala.


Slika 9: Primeri poprenog preseka optikog vlakna i putanje prostiranja svetlosnog signala

Single-mode optiki kablovi su dizajnirani za prenos samo jednog optikog signala, velikim brzinama, na velike udaljenosti. Ovaj tip optikih kablova sadri po jedno optiko vlakno najmanjeg poprenog preseka to omoguava vrlo niske gubitke i velike brzine prenosa podataka. Oprema za single-mode optike kablova je mnogo skuplja od opreme za multi-mode optike kablove jer se kao svetlosni izvori koriste laseri ali sam singl-mode kabl je obino jeftiniji od multi-mode kabla. Najee se koriste za meusobno povezivanje mrea na velikim rastojanjima, povezivanje mrea u okviru jednog grada, gradova, drava ili kontinenata. Multi-mode optiki kablovi su dizajnirani za prenos vie istovremenih optikih signala, razliito modulisanih, ali za razliku od Single-mode kablova ne mogu premostiti vee udaljenosti, maksimalno do 2 kilometra. Namenjeni su umreavanju na nivou zgrada, naselja, itd. Generalno, sa ovom vrstom optikih kablova se postiu manje brzine prenosa podataka ali koje su i dalje iste ili bre od tehnologija koje za prenos informacija koriste elektrine impulse kroz bakarne provodnike. Brzine prenosa ostvarene kroz ovaj tip kabla se kreu od 10MB/s do 10GB/s na rastojanjima do 600 metara. Klasifikacija je uraena na osnovu njihovih karakteristika po meunarodnom standardu i to: OM1 i OM2 standardi podravaju brzine (u Ethernet tehnologiji) od 10 MB/s do 1 GB/s dok OM3 standard je namenjen brzinama do 10 GB/s. Primena ovih kablova i tehnologije je jeftinija od Single-mode tehnologije jer u svom radu kao izvor svetlosti uglavnom koriste specijalne LED diode koje su mnogostruko jeftinije od laserske tehnologije. Naime, jedan od ograniavajuih faktora brzine prenosa signala kada je u pitanju Multi-mode tehnologija je i to to se u svom radu oslanjaju na LED diode jer po svojoj prirodi rada one ne mogu postii veu brzinu paljenja i gaenja. Za dostizanje brzina od 10 Gb/s kao izvor svetlosti se mora koristiti laser. Na slici su dati primeri Single-mode i Multi-mode optikih kablova:

Single-mode kabl Multi-mode kabl


Slika 10: Primer Single-mode i Multi-mode optikih kablova

Strukturno kabliranje Najednostavnije objanjenje bilo bi da je to skup pravila koja definiu tip i nain postavljanja mrenih kablova. Ali da ponemo ispoetka... Svojevremno sa pojavom lokalnih raunarskih mrea (LAN-ova) nisu postojala nikakva pravila na osnovu kojih bi se vrilo postavljanje mrenih kablova (kabliranje) u okviru neke zgrade, objekta ili izmeu njih. Mreni kablovi su postavljani po svojevoljnom nahoenju i proceni pojedinca obino voenih idejom najlake, najjednostavnije i najkrae putanje. Ovakav nain kabliranja u poetku je bio prihvatljiv za sve. Meutim, nasumice i bez plana postavljeni kablovi sa poetkom rasta lokalnih raunarskih mrea, tj. sa porastom broja raunara u lokalnim mreama, poinju da predstavljaju problem kako za administratore tih lokalnih mrea tako i za sam razvoj te mree. Naime, u haotinoj i neplanski uraenoj mrei vrlo je teko definisati lokaciju kvara i otkloniti ga u to je mogue kraem vremenskom roku. Po uraenim statistikama oko 80% svih padova lokalne raunarske mree uzroci su neispravnosti u kablovskom sistemu. Situacija se dodatno pogorala uvoenjem u primenu novih mrenih tehnologija, koje funkcioniu na razliite naine i sa razliitim kablovima, i sa poveanjem brzina lokalnog mrenog saobraaja. Reenje je naeno u vidu meunarodnih standarda koji definiu ovu oblast sredinom i krajem 1995. godine. Tada je nastao koncept strukturnog ili generikog kabliranja. Sutina dogovorenog koncepta je da se obuhvate i standardizuju ne samo raunarske i telefonske mree ve i razni sistemi prenosa audio-video signala i alarmno-komandni sistemi. Ti koncepti danas su poznati kao koncepti inteligentnih zgrada. Realnu sutinsku prednost strukturnog kabliranja predstavlja upotreba jedinstvenog kablovskog sistema za sve instalacije kojima se prenose bilo kakve informacije u odreenom frekventnom opsegu. Taj sistem obuhvata prenos audio-video signala, komandnih (upravljakih) signala i brz prenos podataka. Koncept strukturnog kabliranja treba da omogui da se posle instalacije kablova cela mrea prekonfigurie na drugaiji nain u zavisnosti od potreba korisnika ali bez ikakve intervencije na samim kablovima dui vremenski period, oko 20 godina. Taj cilj je ostvaren korienjem razdelnika, odnosno namenskih aktivnih ureaja odreene tehnologije (Switch-vi, telefonske centrale, itd.). Neke od glavnih prednosti strukturnog kabliranja bile bi: fleksibilnost sistema, jednostavna i efikasna administracija mree, skalabilnost (lako proirivanje mree u skladu sa potrebama), nezavisnost od tipa aktivnih ureaja raunarske i telefonske mree, prikljuenje opreme koja nema odgovarajue konektore korienjem adaptera, smanjenje trokova odravanja nakon instalacije sistema (nema dodatnih ulaganja sredstava). Sistemi strukturnog kabliranja se realizuju na 3 nivoa:

Horizontalno kabliranje Vertikalno kabliranje Kabliranje kampusa

Horizontalno kabliranje ili kabliranje spratova se odnosi na deo kablovskog sistema izmeu spratnog razdelnika i zidne utinice. Konceptom strukturnog kabliranja je odreeno da se na delu sistema izmeu spratnog razdelnika i zidne utinice koriste (postave/instaliraju) bakarni parini kablovi kategorije 5e ili 6 (Cat5e ili Cat6) ili optiki Multi-mode kablovi pri emu maksimalna duina bakarnih kablova ne sme da pree 90 metara duine. U sluaju da se koriste optiki kablovi sistem nosi naziv FTTD (Fiber To The Desk). Standardi predviaju upotrebu dve vrste Multi-mode optikih kablova i to kablove sa


jezgrom iji prenik je 50 ili 62 m. Horizontalno kabliranje obuhvata najvei broj kablova u celom kablovskom sistemu pa samim tim zahteva i najvei utroak vremena za instalaciju. Vertikalno kabliranje se odnosi na deo kablovskog sistema koji povezuje spratne razdelnike sa razdelnikom zgrade (objekta). Najjednostavnije ga je predstaviti kao kimu mree izmeu spratova objekta koji se umreava pa nosi i naziv kima zgrade. Po standardima pri vertikalnom kabliranju za prenos podataka i video signala se koriste Multi-mode optiki kablovi dok za prenos alarmnih, upravljakih i govornih signala se koriste bakarni parini provodnici kategorija Cat5e i Cat6. Duina kablova za vertikalno kabliranje ne bi trebalo da pree 500 metara duine po standardima. Kabliranje kampusa se odnosi na kabliranje izmeu razdelnika zgrada i kampusa. Ovaj nain kabliranja je vrlo slian vertikalnom kabliranju jer se za prenos podataka i video signala koriste Multi-mode optiki kablovi dok za prenos alarmnih, upravljakih i govornih signala se koriste bakarni parini provodnici kategorija Cat5e i Cat6. Duina kablova za kabliranje kampusa ne sme prei 1500 metara. Na slici je dat primer upotrebe strukturnog kabliranja objekata:

Slika 11: Primer strukturnog kabliranja Bitno je napomenuti da postoje pravila postavljanja kablova. Putanje kojom prolaze kablovi se nazivaju trase. Trase kablova se odreuju na osnovu niza pravila a neki od tih pravila su da svi kablovi moraju imati zatitu od fizikog oteenja (ako je objekat u izgradnji onda se kablovi polau u zidove objekta, ako se radi naknadna instalacija svi kablovi moraju biti u kablovskim kanalicama), da se instaliraju na odreenoj udaljenosti od izvora


elektromagnetnih zraenja (strujni vodovi), da se kablovske trase rade pod pravim uglovima, itd.

Strukturno Kabliranje

Documents

Transcript of Strukturno Kabliranje