Стандарты

Стандарты

В общемировой практике при создании структурированной кабельной системы принято руководствоваться либо национальными, либо стандартами принятыми общемировыми органами стандартизации, такими как Международная электротехническая комиссия (IEC), и Международная организация стандартизации (ISO). В России отсутствуют собственные стандарты СКС и кабельная номенклатура, но она так же является членом организаций ISO и IEC, поэтому обычно используются мировые нормативы. Рассмотрим эти стандарты подробнее.

В 1995 году международной организацией стандартизации была принята первая версия стандарта под названием ISO/ IEC IS 11801-Information Technology. Generic cabling for customer premises(Информационные технологии. Структурированная кабельная система для помещений заказчиков). В последующем времени он модернизировался и дополнялся в 2002 году, последние изменения были введены в 2008 году. Стандарт разбит на разделы, названия и краткий обзор которых приведены ниже :

  • Статья 1 Scope (Маштаб)
  • Статья 2 Normative references (Нормативные ссылки)
  • Статья 3 Definitions and abbreviations (Определения и сокращения)
  • Статья 4 (Conformance (Соответствие)
  • Статья 5 Structure of the generic cabling system (Структура СКС)
  • Статья 6 Implementation (Подсистемы СКС)
  • Статья 7 Link specifications (Спецификация линий)
  • Статья 8 Cable requirements (Требования к кабелям)
  • Статья 9 Connecting hardware requirements (Требования к разъемам)
  • Статья 10 Shielding practice (Правила защитного экранирования)
  • Статья 11 Administration (Администрирование)
  • Приложения А и В (Процедуры тестирования)
  • Приложение В (Надежность разъемов симметричных кабелей)
  • Приложение С (Требования к гибким симметричным кабелям 100, 120 и 150 Ом)
  • Приложение D (Топология)
  • Приложение Е (Классификация симметричных кабелей)
  • Приложение F (Пояснения параметров линии)
  • Приложение G( Поддерживаемые приложения)
  • Приложение Н (Методическое руководство по оптоволоконным разъемам)
  • Приложение J (Библиографические ссылки.)
  • ISO/IEC JTC 1/SC 25 N 487 (PDAM 3)
  • ISO/IEC IS11801 АМ2-1999
  • ПРИЛОЖЕНИЕ 2 МЕЖДУНАРОДНОГО СТАНДАРТА ISO/IEC 11801
  • ВТОРОЕ ИЗДАНИЕ ISO/IEC 11801
  • Литература

Рассмотрим основные требования, описанные в этом нормативном документе применительно к монтажу СКС и необходимому оборудованию, применяемому в процессе.Для начала рассмотрим реализацию кабельной системы.

Горизонтальные кабели в структуре СКС по механической длине от розетки до распределительной панели не должны превышать 90 м для любой среды. Длина коммутационного шнура или провода не должна превышать 5 м. Остающиеся до 100 м "механические" 5 м распределяются между длинами абонентских и сетевых шнуров. Модель горизонтальной системы, используемая при измерении параметров, приведена на рис. 1. Модель определяет понятия канал (channel) и линия (link), к которым относятся последующие таблицы требований. Медная линия включает в себя 3 (без точки перехода) коннектора (рис. 1, а), при схеме непосредственного подключения их становится 2 (рис. 1, б). Если имеется точка перехода ТР (добавляется еще один коннектор), то параметры линии должны быть не хуже, чем для цельного 90-метрового кабеля. В 1999 году было введено понятие постоянная линия (permanent link). Модель постоянной линии удобна для сдаточных испытаний, проводимых инсталлятором кабельной сети. От базовой линии по TSB-67 постоянная линия отличается тем, что в нее не входят испытательные шнуры (их влияние должно быть исключено из результатов измерений).

Макет кабельной системы

Магистральные кабели не могут иметь более двух иерархических уровней кроссировки. Это требование ограничивает деградацию сигналов на соединителях и упрощает администрирование. Возможны варианты и с одноуровневой иерархией - если сеть охватывает лишь одно здание или этажные распределители непосредственно связаны с кампусным распределителем. В качестве магистральных кабелей используется витая пара 100 Ом (как альтернатива - 120), одномодовое или многомодовое оптоволокно (рекомендуется 62,5/125 мкм). Максимальное расстояние от этажного распределителя до домового которое определяет стандарт не должно превышать 500 м, а суммарное расстояние от этажного до кампусного распределителя не должно превышать 2 км. Это ограничение может преодолеваться применением одномодового волокна (с ним дистанция может достигать 60 км, но расстояния >3 км уже не рассматриваются данным стандартом). При любых дистанциях ограничение в числе уровней иерархии магистрали (не более двух) остается в силе.

Внешние сервисы (например, кабели от телефонных станций или антенн теле и радиоприема) могут вводиться в здания в точках, удаленных от распределителей. При этом длина кабеля и его тип должны соответствовать нормативам, принятым для данного типа сервиса. Длина коммутационных шнуров и перемычек в домовых или кампусных распределителях не должна превышать 20 м, а сетевых кабелей - 30 м. В противном случае превышение длины должно вычитаться из допустимых дистанций магистрали. Максимальные расстояния применимы не для всех сочетаний среды передачи и приложений. Ограничения в 500 и 1500 м на длину магистральных кабелей для сетевых технологий подразумевают применение оптоволокна, медные кабели такой длины применимы только для телефонии.

Стандарт определяет пять классов приложений с соответствующей полосой частот и сопротивлением. Этим гарантируется гибкость в выборе различных систем передачи информации.

Классы приложений:

  • Класс A (До 0,1 МГц) 560Ом- речевые и низкочастотные приложения.
  • Класс B (До 1 МГц) 170 Ом- приложения цифровой передачи данных со средней скоростью.
  • Класс C (До 16 МГц) 40ом - приложения высокоскоростной цифровой передачей данных.
  • Класс D (До 100 МГц) 40 Ом - приложения очень высокой скорости передачи данных.
  • Класс оптики (От 10 МГц)- приложения с высокой и очень высокой скоростью цифровой передачи. Ширина полосы обычно не является ограничивающим фактором в системах на территории конечных пользователей.

*Классы E(250 МГц) и F (600 МГц) были добавлены в стандарт во втором издании 2002 года, так же как и 6 и 7 категории.
Приложения классов A-D могут работать на линиях соответствующих или более высоких классов. Линий классов С и D получаются из компонентов категорий 3 и 5 соответственно. В оптическом классе определяются требования для одномодовых и многомодовых: линий. Кабели смежных подсистем могут объединяться в длинные каналы, свойства которых будут, естественно, хуже, чем для отдельных составляющих. Подразумевается, что среда передачи отвечает минимальным требованиям если компоненты имеют лучшие характеристики, то достижима и большая длина. Для медных кабелей здесь учитываются затухание и перекрестные помехи, для оптических - затухание и полоса пропускания. Такие параметры, как задержка распространения и перекос для ряда технологий могут поставить более жёсткие ограничения. Требования к линиям на витой паре (экранированной и неэкранированной) задаются для дискретного ряда частот рабочего диапазона Соответственно предусмотренные стандартом максимально допустимые длинны каналов для каждого соотношения класса и категории проводящей линии приведены в таблице.

Класс приложений
Тип кабель канала
Класс A Класс B Класс C Класс D Класс оптики
Категория 3 2 000 м 200 м 100 м    
Категория 4 3 000 м 260 м 150 м    
Категория 5 3 000 м 260 м 160 м 100 м  
150 Ом 400 м 250 м 150 м    
Многомодовое волокно          
Одномодовое волокно       2 000 м 1) 3 000 м

1) Строго говоря, 2000 метров - это длина двух линий. В соответствии с моделью раздела 6 Подсистемы СКС для создания канала допускается дополнительные 20 метров на коммутационный кабель в РП здания, 30 метров на сетевой кабель в РП комплекса и 5 метров на сетевой кабель в РП этажа.

Далее идет описание характеристик для кабелей и определяются стандарты требований в плане конструктивных характеристик и пропускной способности.

  • Диаметр проводника - 0,4-0,6 мм (включая и 0,35 и 0,649 мм), правда, диаметр менее 0,5 мм совместим не со всякой соединительной аппаратурой
  • Диаметр проводника в изоляции - не более 1,4 мм (в EN 50173 - 1,6) для кабеля 100 и 120 Ом, не более 2,6 мм для 150 Ом (диаметр более 1,4 совместим не со всякой соединительной аппаратурой).
  • Максимальный внешний диаметр кабеля 100 и 120 Ом магистрального - 90 мм, горизонтального - 20 мм, STP 150 Ом - 11 мм (в EN 50173 жестких требований нет).
  • Количество кабельных элементов в кабельной единице - не менее двух пар или одной четверки для горизонтальных кабелей (в EN 50173 - для всех) и не менее четырех пар пли двух четверок - для магистральных.
  • Количество кабельных единиц в кабеле - не менее 1.
  • Экранирование элементов и единиц - не обязательно.
  • Диапазон температур при инсталляции - 0...+50 °Q. Диапазон температур при эксплуатации - -20...+60 °С.
  • Минимальный радиус изгиба при протягивании - 6 диаметров кабеля для магистральных 100 и 120 Ом, 4 диаметра - для горизонтальных 100 и 120 Ом и 7,5 см для STP 150 Ом (в EN 50173 - 8 диаметров для любых кабелей).
  • Усилие при протягивании - согласно спецификации производителя.
  • Пожаробезопасность - согласно местным правилам инсталляции.

Электрические же требования зависят от импеданса и категории кабеля. Стандарт 11801 рассматривает кабели категорий 3, 4, и 5 с импедансом 100 PI 120 и 150 Ом (к последним категории не применяются); в EN 50173 остались только 100 Ом категории 3, 100 - 120 Ом категории 5, и 150 Ом, ими и ограничимся

Параметр Единица измерения Тип кабеля
100 Ом кат. 3 100 Ом кат. 5 120 Ом кат. 5 150 ом
Импеданс на частотах от 1 МГц до границы диапазона (1) Ом 100+15 100+15 120+15 150+15
Максимальное сопротивление петли постоянному току Ом/100 м. 19,2 (2) 19,2 (2) 19,2 (2) 12 (3
Максимальный дисбаланс сопротивлении % 3 3 3 4
Минимальная скорость распространения сигнала с (скорость света в вакууме) 0,4 с па 1 МГц, 0,6 с На 10 МГц 0,65 с на частотах 1, 10 и 100 МГц (4) 0,65 с на частотах 1, 10 и 100 МГц (4) 0,65 с на частотах 1, 10 и 100 МГц (4)
Максимальный дисбаланс емкости пар относительно земли на частоте 0,8 или 1 кГц пФ/км, пФ/100 м 3400 пФ/км (5) 3400 пФ/км (5) 3400 пФ/км (5) 100 пФ/ 100 м
Максимальное передаточное сопротивление экрана на частоте 10 МГц MOм/м 100 100 100 100
Минимальное сопротивление изоляции на постоянном токе МОм/км 150 150 150 1000 (6)
Диэлектрическая прочность изоляции кВ постоянного/ переменного тока 1/0,7 в течение 1 минуты пли 2,5/1,7 в течение 2 с (7) 1/0,7 в течение 1 минуты пли 2,5/1,7 в течение 2 с (7) 1/0,7 в течение 1 минуты пли 2,5/1,7 в течение 2 с (7) 1/0,7 в течение 1 минуты пли 2,5/1,7 в течение 2 с (7)
  1. На частоте 64 кГц для кабелей 100 и 120 Ом импеданс может иметь большее значение.
  2. Если остальные характеристики укладываются в допуски, то сопротивление может достигать и 30 Ом; EN 50173 допускает это при любых условиях.
  3. В EN 50173 - 30 Ом.
  4. В EN 50173 для категории 5 и 150 Ом допускается скорость 0,6 с на частоте 1 МГц.
  5. В EN 50173 - 1600 пФ/км.
  6. В EN 50173 - 150 МОм/км.
  7. В EN 50173 - 0,75/0,5 в течение 1 минуты.

Одной из важнейших характеристик для кабеля используемого в кабельной сети является величина максимального погонного затухания, СКС стандарты устанавливают следующие требования:

Частота, Мгц Тип кабеля
100 Ом Кат. 3 100 Ом кат. 5 120 Ом кат. 5 (1) 120 Ом кат. 5 (2) 150Ом
0,064 0,9 0,8 0,8 0,8 (ffs)
0,256 1,3 1,3 1,3 1,3 (ffs)
0,512 1,8 1,5 1,5 1,5 (ffs)
0,772 2,2 1,8 1,5 1,8 (ffs)
1,0 2,6 2,1 1,8 2,0 1,2
4,0 5,6 4,3 3,6 3,8 2,2
10,0 9,8 6,6 5,2 5,7 3,5
16,0 13,1 8,2 6,2 7,1 4,4
20,0 - 9,2 7,0 8,0 4,9
31,25 - 11,8 8,8 10,0 6,9
62,5 - 17,1 12,5 15,0 9,8
100,0 - 22,0 17,0 19,0 12,3

1) Значения из ISO 11801.
2) Значения из EN 50173.

Соединители

Не стоит забывать, что еще одним необходимым элементом в структуре СКС являются и соединительные элементы, важность качества которых не стоит недооценивать, поэтому данный стандарт определил необходимые характеристики и для этих элементов.
Параметры коннекторов измеряются в соединенном состоянии. Подразумевается, что значения этих параметров измеряются производителем (при +20 °С) и при установке согласно инструкции значительно не изменяются. Соединительная аппаратура устанавливается в распределителях (кампусном, домовом, этажном), в точках переходов горизонтальных кабелей и в абонентских розетках.
Соединительные элементы должны выполнять следующие функции:

  • Средства соединения кабелей с кроссировочными шнурами и шнурами абонентской и коммуникационной аппаратуры.
  • Средства идентификации кабелей для ршсталляции и администрирования.
  • Средства организации (укладки и закрепления) кабелей (cable management).
  • Защиту от физических повреждений.
  • Достаточную плотность оконцовки кабелей не в ущерб удобству инсталляции.
  • Средства соединения экранов и заземления (если используются).

Соединительная аппаратура должна работать в диапазоне температур -10... +60 °С. От прямого воздействия влаги и других коррозионных воздействий ее защищают установкой внутри помещений или в подходящие защитные кожухи (коробки, шкафы). Соединители монтируются на стенах, в стенах, в стойках и т. п. Коммутационные шнуры и перемычки должны соответствовать ограничениям на длину. Соединительная аппаратура должна как можно меньше ухудшать условия передачи сигналов и эффективность экранирования. При установке соединительной аппаратуры должно быть обеспечено удобство монтажа и администрирования. Кабели нужно защищать от резких изгибов, растяжений, передавливания. При монтаже необходимо предусмотреть место для установки коммуникационного оборудования, в этом случае удобен монтаж в стойках и шкафах. Маркировка обязательна, она может быть цветовой и/или алфавитно-цифровой. Если используются похожие по виду кабели с разными свойствами (например, витая пара 100 и 120 Ом (или волокно 62,5 и 50 мкм), маркировка должна обеспечивать их безошибочную идентификацию. Соединительная аппаратура для симметричного кабеля 100 и 120 Ом должна обеспечивать оконцовку по методу IDC (контакт сквозь изоляцию); Коннекторы должны иметь видимую маркировку категории пропускной способности. Они должны обеспечивать оконцовку одножильного кабеля с диаметром жил проводников 0,5-0,65 мм, коннекторы для кроссировочных проводов и шнуров должны поддерживать и многожильный провод. Диаметр изоляции проводника 0,7-1,4 мм (для модульных вилок диапазон 0,8-1,0 мм). Число контактов - 8 для абонентских розеток и не менее 2n (n=1, 2, 3...) для других коннекторов. Механическая прочность должна обеспечивать не менее 200 циклов оконцовки проводников, для разъемных соединений не менее 750 циклов соединений. Каждый горизонтальный кабель 100 или 120 Ом должен оканчиваться модульной 8-контактной телекоммуникационной розеткой. Нумерацию пар стандарты не оговаривают. Если используется двухпарный кабель, по умолчанию задействуются пары на контактах 4-5 и 3-6. Иная раскладка двухпарного кабеля должна быть явно промаркирована.

Соединительная аппаратура для симметричного кабеля 150 Ом отличается большим диаметром изоляции проводника - 1,1-1,9 мм, число контактов для абонентских розеток - 4. Тип коннектора соответствует стандарту, введенному IBM для сетей Token Ring. При оконцовке кабеля защитный чулок снимается на минимально необходимую длину, лишние копчики проводов подрезаются. Расплетение пары категории 5 допускается не более чем на 13 мм. Для соединительной аппаратуры, реализующей бесшнуровую коммутацию, электрические параметры должны быть не хуже, чем у пары коннекторов и шнура длиной 5 м соответствующей категории. Характеристики коннекторов: Номинальный диаметр оболочки - 125 мкм. Максимальное затухание - 0,3 дБ для сплайсов, 0,5 дБ для остальных типов (0,5 - среднее значение, максимум 0,75 дБ). Минимальное ослабление отраженного сигнала - 20 дБ для ММ, 26 дБ для SM. Количество циклов соединений - не менее 500.

Экранирование

В случае если в СКС используется экранированный кабель для него тоже существует несколько предписаний которые оговорил рассматриваемый стандарт .
Если применяемые кабели имеют общий экран или экранированные элементы. Непрерывность экрана должна обеспечиваться по всей длине канала, включая абонентские, коммутационные и шнуры подключения коммуникационного оборудования. Соединительная аппаратура не должна ухудшать эффективность экранирования. Все экраны должны соединяться в каждом телекоммуникационном помещении ТС. Обычно для этого используются металлические каркасы шкафов и стоек. Все металлические части должны соединяться с проводом заземления. Этот провод рекомендуется соединять с заземлителем, используемым для силового электропитания здания. Разность потенциалов заземления по всему зданию не должна превышать 1В. Если этого не удается достичь, рекомендуется применять оптику.

Кроме стандарта ISO в мировой практике, в зависимости от региона проведения работ, принято опираться на другие существующие стандарты СКС, разработанные соответственно для США и Евросоюза.

для США это:

  • EIA/TIA 568A "Создание телекоммуникационных сетей в офисных зданиях"
  • EIA/TIA 569 "Каналы телекоммуникационные в офисных зданиях"
  • EIA/TIA 606 "Администрирование телекоммуникационной инфраструктурой в офисных зданиях"
  • EIA/TIA 607 "Заземление в офисных зданиях"
  • TSB 72 "Создание централизованных оптоволоконных сетей"
  • TSB 67 "Замеры элементов структурированных кабельных систем "
  • TSB 75 "Новые решения горизонтальных кабельных сетей для офисов с возможностями перепланировки внутренних пространств "

для Евросоюза:

  • EN 50173 "Создание структурированных кабельных систем в зданиях "
  • EN 50167 "Горизонтальные кабельные системы"
  • EN 50168 "Вертикальные кабельные системы"
  • EN 50169 "Кроссовые и станционные кабельные соединения"

Стандарт (EN 50173) принятый европейским комитетом по электротехнической стандартизации CENELEC практически полностью основывается на международном стандарте ISO 11801, с незначительными отличиями в содержании и оформлении, и ссылки идут на нормативные документы CENELEC, а не ISO. В качестве примера приведем сравнительную таблицу основных параметров для СКС предусмотренными разными организациями по стандартизации.

 

Стандарт ISO/IEC CENELEC TIA/EIA
Поддерживаемый кабель UTP, FTP, STP UTP, FTP, STP UTP, STP
Кабель с ZB=120 Допускается Допускается Не допускается
Диаметр проводника 0,40-065 мм. 0,40-06 мм. 0,511-0643 мм.
Количество пар в горизонтальном кабеле 2 или 4 2 или 4 только 4
Категория компонентов 3,4,5 3,5 3,4,5
Оптоволокно 62,5/125 Основное Основное Основное
Оптоволокно 50/125 Альтернативное Альтернативное Допускается
Экранированное гнездо Допускается Допускается не допускается