Projektowanie sieci LAN WAN

Rozdzielnie kablowe.

1. Rozdzielnia kablowa

W każdej sieci istnieje miejsce stanowiące centrum infrastruktury kablowej. Pomieszczenie to zwane jest główną rozdzielnią (ang. Main Distribution Facility -MDF). W MDF zgromadzone są wszystkie urządzenia warstwy dystrybucyjnej. W tym samym pomieszczeniu można umieścić też centrale telefoniczną, a nawet serwery plików. Jeżeli biuro zajmuje dużą powierzchnie albo też rozmieszczone jest na kilku piętrach, wtedy konieczne jest zainstalowanie rozdzielni pośredniej (ang. Intermediate Distńbution Facility - IDF) na każdym z nich. Każda rozdzielnia pośrednia połączona jest z głównym koncentratorem lub przełącznikiem w MDF. Łącza szkieletowe pomiędzy MDF i IDF są zwykle zbudowane z kabli optycznych. Czasami jednak, w ramach oszczędności, stosuje się okablowanie miedziane.

Rolę MDF może przejąć szafka okablowania stojąca w wydzielonym pomieszczeniu. Powinna być na tyle duża, aby mogła pomieścić cały sprzęt i okablowanie, które zostało w niej umieszczone wraz z zapasem dla potrzeb przyszłej rozbudowy.

2. Mierzenie budynku

W zależności do typu zastosowanych nośników sieciowych, powinniśmy zbadać, czy konieczna będzie instalacja więcej niż jednej rozdzielni na każdym piętrze. Zaczynamy od zlokalizowania na planie budynku miejsca, w którym zamierzamy umieścić MDF. Zakładając, że używamy skrętki 5e, obieramy MDF jako punkt centralny, a następnie wyznaczamy okrąg o promieniu około 50 - 65 metrów. Jeżeli wszystkie pomieszczenia biurowe znajdą się wewnątrz zakreślonego kręgu, oznaczać to będzie, że instalacja IDF jest zbędna. Dystans 65 metrów pozwala zachować zapas długości na ułożenie kabli w narożnikach oraz przeprowadzenie ich przez ściany.

Standard TIA/EIA-568.A mówi o tym, że każde piętro musi dysponować przynajmniej jedną szafką okablowania. Dla każdego 1000 m² powierzchni wymagana jest dodatkowa szafka okablowania. Dodatkowa szafka niezbędna jest również wtedy, kiedy powierzchnia piętra przekracza 1000 m² lub długość okablowania poziomego przekracza 90m.

3. Wybór lokalizacji MDF - specyfikacje środowiskowe

Ponieważ w MDF zainstalowana będzie większość najważniejszego sprzętu sieciowego, lokalizację tej rozdzielni należy wybrać bardzo starannie. Wybrane pomieszczenie powinno spełniać następujące kryteria:

3.1. Wielkość pomieszczenia.

W zależności od rozmiarów firmy i liczby urządzeń, pomieszczenie powinno mieć wymiary od 120 na 180 centymetrów do 3 na 3 metry. Należy pamiętać, że wokół urządzeń musi być na tyle dużo wolnej przestrzeni, by osoba je obsługująca mogła swobodnie się poruszać.

3.2. Parametry budowlane pomieszczenia.

Jeśli w budynku znajduje się tylko jedna szafka okablowania lub jeśli szafka ta służy jako główny punkt rozdzielczy, podłoga w pomieszczeniu, w którym zostanie umieszczona szafka musi wytrzymywać obciążenie określone w instrukcji instalacyjnej dołączonej do sprzętu. Minimalna nośność to 4,8 kPA. Jeśli szafka kablowania służy jako pośredni punkt rozdzielczy, podłoga musi mieć minimalną nośność 1.4 kPA. Jeśli to możliwe, pomieszczenie powinno mieć podłogę techniczną (podniesioną), w której można ułożyć wchodzące okablowanie poziome biegnące z obszarów roboczych. Jeśli nie jest to możliwe, należy zainstalować drabinkę o szerokości około 30 cm, która umożliwi obsługę sprzętu i okablowania podwieszonego pod sufitem. Podłoga powinna być pokryta elementami technicznymi, taflami które można łatwo zdjąć, aby dostać się do okablowania. Jej powierzchnia powinna ułatwiać kontrolę nad kurzem i minimalizować wpływ elektryczności statycznej na sprzęt.

3.3. Zasilanie.

Instalacja elektryczna w wybranym pomieszczeniu powinna być podzielona na kilka obwodów i musi być w stanie zapewnić zasilanie wszystkim zainstalowanym urządzeniom. Te kwestie należy sprawdzić przy współudziale elektryka. Jeśli w budynku znajduje się tylko jedna szafka okablowania lub jeśli służy ona jako główny punkt rozdzielczy, powinna ona mieć przynajmniej dwa dedykowane, dupleksowe gniazda elektryczne prądu zmiennego, każde w oddzielnym obwodzie. Na każdej ścianie pomieszczenia, w którym się znajduje powinno być zainstalowane przynajmniej jedno gniazdo dupleksowe w odstępach co 1,8 m, 15 cm nad podłogą.

3.4. Oświetlenie.

W każdej rozdzielni powinno znajdować się odpowiednie źródło światła. Może to być oświetlenie jarzeniowe, ale trzeba pamiętać, że świetlówki mogą powodować interferencje elektromagnetyczne i dlatego muszą znajdować się w stosownej odległości od urządzeń i kabli sieciowych. Chociaż światło jarzeniowe nie powinno być stosowane w pobliżu kabli, ze względu na generowanie zewnętrznych zakłóceń, właściwie zainstalowane może być używane w szafkach okablowania. Wymogi wobec systemu oświetlenia dla szafki telekomunikacyjnej określają minimum 500 lx oraz mocowanie elementów instalacji oświetlenia na wysokości przynajmniej 2,6 m nad podłogą. Włącznik światła, który steruje głównym oświetleniem pomieszczenia powinien znajdować się tuż obok drzwi.

3.5. Temperatura i wilgotność.

Szafka okablowania powinna znajdować się w pomieszczeniu, w którym panuje temperatura około 21° C podczas normalnej pracy sprzętu. Wilgotność powinna być utrzymywana na poziomie 30 do 50 procent. Nie stosowanie się do tej specyfikacji może spowodować poważną korozje przewodów miedzianych znajdujących się w kablach UTP i STP. Korozja ta zmniejsza efektywne funkcjonowanie sieci.

3.6. Wentylacja i klimatyzacja.

Urządzenia pracujące w rozdzielni wytwarzają bardzo dużo ciepła. Ponieważ sprzęt ten jest wrażliwy na przegrzanie, należy zadbać o właściwą wentylację rozdzielni. Można to rozwiązać na dwa sposoby: instalując wentylator sufitowy lub ścienny, pracujący przez cały czas lub uruchamiany przez termostat. Drugim rozwiązaniem jest instalacja klimatyzatora lub doprowadzenie instalacji klimatyzacyjnej z pobliskiego biura. W MDF musi być zainstalowany niezależny termostat.

3.7. Dostęp do pomieszczenia i sprzętu

Drzwi pomieszczenia, w którym znajduje się szafka okablowania powinny mieć szerokość przynajmniej 90 cm, i powinny otwierać się na zewnątrz, zapewniając pracownikom łatwe wychodzenie. Zamek powinien umożliwiać wyjście z pomieszczenia w każdej chwili. Koncentrator przewodów i panel rozdzielczy powinny być zainstalowane na stelażu rozdzielczym lub zawiasowej, luźnej półce podczepionej do ściany. Zadaniem zawiasów jest łatwy demontaż półki, aby pracownicy mieli łatwy dostęp do tylnej ściany. Panel musi odchylać się o 48 cm od ściany.

Jeśli wybierzemy stelaż rozdzielczy, trzeba zachować 15-centymetrawy odstęp od ściany oraz dodatkowe 35-45 cm dla pracowników. Płyta podłogowa o długości 55,9 cm, używana do montowania stelażu rozdzielczego zapewnia mu stabilność i określa minimalną odległość od ściany dla ostatecznej pozycji stelaża.

Jeśli panel rozdzielczy, koncentrator lub inny sprzęt zostaną zamontowane w szafce wyposażenia, będą wymagały przynajmniej 76.2 cm wolnej przestrzeni z przodu, aby można było otworzyć drzwi na oścież. Szafy te mają zazwyczaj 74 cm szerokości i 66 cm głębokości.

3.8. Dostęp do kabli ich obsługa

Jeśli szafka okablowania służy jako główny punkt rozdzielczy, wszystkie kable biegnące z niej do pośredniego punktu rozdzielczego, komputerów i pomieszczeń znajdujących się na innych piętrach tego samego budynku powinny być chronione szybem bądź rękawem o szerokości 10,2 cm. To samo dotyczy pośrednich punktów rozdzielczych. Dokładną liczbę wymaganych szybów określa liczba światłowodów, kabli UTP i STP, które są obsługiwane w każdej szafce okablowania, komputerze lub pomieszczeniu komunikacyjnym. Szyby powinny być dłuższe ze względu na przyszła rozbudowę. Według tej specyfikacji, z każdego pomieszczenia z szafką okablowania powinny wychodzić przynajmniej dwa oddzielne rękawy lub szyby. Jeśli pozwala na to konstrukcja pomieszczenia, wszystkie szyby i rękawy powinny znajdować się nie dalej niż 15.2 cm od ściany.

Ciągi okablowania poziomego biegnące od obszarów roboczych do szafki okablowania powinny znajdować się pod podłogą „techniczną". Jeśli nie jest to możliwe, powyżej poziomu drzwi powinny być umieszczone rękawy o szerokości 10,2 cm. W celu prawidłowej obsługi, kabel powinien biec z rękawa bezpośrednio do drabinkowego stojaka w pomieszczeniu z szafką okablowania. Stojak powinien być zamontowany w konfiguracji umożliwiającej zainstalowanie sprzętu. Wszelkie wyjścia ściany i sufitu, które zapewniają dostęp do szybu lub rękawa muszą być zabezpieczone materiałami ognioodpornymi, które spełniają wymogi bezpieczeństwa.

3.9. Bezpieczeństwo.

Kwestia zabezpieczenia rozdzielni to ważne kryterium wyboru jej lokalizacji. Nasz projekt sieci powinien umożliwiać dostęp do niej tylko upoważnionym osobom. Dlatego też rozdzielnię należy umieścić w pomieszczeniu z drzwiami zamykanymi na zamek szyfrowy. Wejście do rozdzielni powinno wymagać użycia klucza, natomiast wyjście z niej musi być możliwe bez niego. Sposób działania zamka powinniśmy dostosować do obowiązujących przepisów przeciwpożarowych.

3.10. Instalacja hydrauliczna.

Wszelkiego rodzaju wilgoć może spowodować poważne uszkodzenie sprzętu sieciowego. Dlatego też warto poszukać takiego pomieszczenia, w którego ścianach, podłodze ani suficie nie biegną rury wodociągowe. W ten sposób zabezpieczymy sprzęt przed skutkami pęknięcia przewodu wodnego. Jeżeli obszar, w którym zamierzamy zainstalować rozdzielnię, narażony jest na zalanie, powinniśmy przenieść ją na wyższe piętro. Innym źródłem zagrożenia są spryskiwa-cze przeciwpożarowe. Warto zainwestować w specjalistyczny system rozpryskujący specjalne preparaty chemiczne zamiast wody. Systemy takie są jednak dosyć drogie.

4. Wybór lokalizacji dla struktur złożonych

4.1. Lokalizacja głównego punktu rozdzielczego w wielopiętrowym budynku.

Główny koncentrator lub przełącznik w topologii rozszerzonej gwiazdy (sieć LAN Ethernet) jest zazwyczaj umieszczony centralnie. Centralna lokalizacja jest tak bardzo ważna, że w wielokondygnacyjnym budynku główny punkt rozdzielczy jest zazwyczaj umieszczony na jednym ze środkowych pięter, nawet jeśli POP znajduje się na parterze lub w piwnicy.

Rys.1. Topologia rozszerzonej gwiazdy w budynku wielopiętrowym

Rys.2. Topologia rozszerzonej gwiazdy w kampusie.

Na rysunku widać gdzie używane jest okablowanie szkieletowe i poziome w sieci lokalnej Ethernet w wielopiętrowym budynku. Okablowanie szkieletowe łączy POP z głównym punktem rozdzielczym. Łączy także główny punkt rozdzielczy z pośrednimi punktami rozdzielczymi znajdującymi się na każdym piętrze. Ciągi okablowania poziomego rozchodzą się od pośrednich punktów rozdzielczych na każdym piętrze do różnych obszarów roboczych. Jeśli główny punkt rozdzielczy jest jedyną szafką okablowania na piętrze, okablowanie poziome rozchodzi się od niego do komputerów osobistych na tym piętrze.

4.2. Kampus obejmujący wiele budynków

Innym przykładem sieci LAN, który wymaga więcej niż jednej szafki okablowania jest kampus obejmujący wiele budynków. Na rysunku zaprezentowano lokalizacje okablowania poziomego i szkieletowego w takiej konfiguracji.

W centrum kampusu znajduje się główny punkt rozdzielczy (MDF). W tym przykładzie POP znajduje się głównym punkcie rozdzielczym. Ciągi okablowania poziomego biegną od MDF do każdego pośredniego punktu rozdzielczego (IDF). Pośrednie punkty rozdzielcze znajdują się w każdym budynku należącym do kampusu. Ponadto, główny budynek dysponuje MDF i IDF, dzięki czemu komputery należą do rejonu. Ciągi okablowania poziomego biegną od IDF i MDF do obszarów roboczych.

5. Okablowanie.

5.1. Okablowanie połączeń MDF - IDF.

Standard TIA/EIA-568 zaleca stosowanie okablowania szkieletowego do łączenia szafek okablowania w sieci Ethernet o topologii rozszerzonej gwiazdy. Czasami okablowanie szkieletowe nazywane jest okablowaniem pionowym.

Okablowanie szkieletowe składa się z:

1. Ciągów okablowania szkieletowego

2. Pośrednich i głównych łącznic krzyżowych

3. Mechanicznych zakończeń

4. Przewodów używanych do łączenia krzyżowego szkieletów ze szkieletami

- pionowych mediów sieciowych między szafkami okablowania na różnych piętrach

- mediów sieciowych między MDF a POP

- mediów sieciowych, używanych między budynkami w kampusie obejmującym wiele budynków

5.2. Media szkieletowe

Standard TIA/EIA-568.A określa cztery typy mediów sieciowych, które można użyć do okablowania szkieletowego:

1. 100-omowy kabel UTP (cztery pary)

2. 150-omowy kabel STP (dwie pary)

3. wielomodowy światłowód

4. Jednomodowy światłowód

Chociaż TIA/EIA-568.A uznaje 50-omowy kabel współosiowy, generalnie nie jest on zalecany w nowych instalacjach. Możliwość użycia tego kabla ma zostać wyeliminowana w następnym wydaniu standardu. Najnowsze instalacje okablowania szkieletowego są oparte na 62.5/125- m światłowodzie.

5.3.Wymogi TIA/EIA-568.A wobec okablowania szkieletowego

Jeśli wymaganych jest więcej szafek okablowania, używana jest topologia rozszerzonej gwiazdy przedstawiona na schemacie.

Rys.3. Topologia rozszerzonej gwiazdy.

Ponieważ, bardziej złożony sprzęt znajduje się w centrum topologii rozszerzonej gwiazdy, czasami jest ona nazywana hierarchiczną topologią gwiazdy.

W topologii rozszerzonej gwiazdy możliwe są dwie metody połączenia IDF z MDF. Po pierwsze, każdy IDF można połączyć bezpośrednio z głównym punktem rozdzielczym. W takim przypadku, ponieważ IDF to miejsce połączenia okablowania poziomego z panelem rozdzielczym w szafce okablowania, której okablowanie szkieletowe jest następnie połączone z koncentratorem lub przełącznikiem z MDF, IDF jest czasami nazywany poziomą łącznicą krzyżową (ang. horizontal cross-connect, HCC). MDF jest czasami nazywany główną łącznicą krzyżową (ang. main cross-connect, MCC), ponieważ łączy okablowanie szkieletowe sieci LAN z Internetem.

Rys.4. Okablowanie poziome i szkieletowe

Druga metoda łączenia IDF z centralnym koncentratorem lub przełącznikiem polega la połączeniu „pierwszego" IDF z „drugim" IDF. „Drugi" IDF jest łączony z MDF. IDF połączony z obszarami roboczymi jest nazywany poziomą łącznicą krzyżową. IDF łączący poziomą łącznicę krzyżową z MDF nosi nazwę pośredniej łącznicy krzyżowej (ang. intermediate cross-connect, ICC). Kiedy używana jest tego typu hierarchiczna topologia gwiazdy, obszary robocze i okablowanie poziome nie jest łączone z pośrednią łącznicą krzyżową .

Rys.5. Okablowanie szkieletowe typu B.

W przypadku drugiego typu połączeń, standard TIA/EIA-568.A mówi, że do osiągnięcia MCC nie można przejść więcej niż jedną ICC.

5.4. Maksymalne długości okablowania szkieletowego

Maksymalne długości ciągów okablowania różnią się w zależności rodzaju kabla. W przypadku okablowania szkieletowego, na maksymalną długość ciągu kabla wpływ ma także sposób wykorzystania okablowania. Aby to zrozumieć, załóżmy, że postanowiono użyć kabla światłowodowego. Jeśli media sieciowe mają łączyć HCC z MCC, maksymalna długość okablowania szkieletowego wynosiłaby 3000 m, jak na rysunku 6

Rys.6. Okablowanie typu A oparte na jednodomowym światłowodzie.

Czasami maksymalna długość równa 3000 metrów dla okablowania szkieletowego musi być podzielona na dwie części. Ma to miejsce wtedy, gdy okablowanie szkieletowe łączy HCC z ICC, a następnie ICC z MCC. Wtedy maksymalna długość ciągu okablowania szkieletowego między HCC a ICC wynosi 500 metrów. Maksymalna długość ciągu okablowania szkieletowego między ICC a MCC wynosi 2500 metrów (rysunek 7).

Rys.7. Okablowanie typu B oparte na jednodomowym światłowodzie.

6. Źródła.

1. Patrick Ciccarelli, Christina Faulkner, „Podstawy sieci”, Wydawnictwo MIKOM, Warszawa 2005

2. Frank Derflem. Les Freed, „Okablowanie sieciowe w praktyce”, Wydawnictwo HELION, Gliwice 2000.

3. Praca zbiorowa pod redakcją Krzysztofa Turczyńskiego, „Akademia sieci Cisco, Pierwszy rok nauki”, Wydawnictwo MIKOM, Warszawa 2002.

6

---