1

Retele de calculatoare – laborator nr. 1 Elemente de cablare structurata a edificiilor La construirea sau renovarea unui edificiu este indispensabila implementarea infrastructurii referitoare la transmiterea informatiei, sub formele ei variate, precum retelele de calculatoare, sistemele video, telefonic, de supraveghere, etc. Luand ca exemplu sediul unei universitati moderne, problema propusa acestui capitol este: cum are loc cablarea, a atator mijloace de transmitere a informatiei, precum: sistemele de siguranta, retele locale si terminale independente, telex/telefax, sistemele de alarma, videoconferencing, controlul ambiental, sistemele de acces, etc. Acest capitol introduce standardele internationale si principalele produse legate de cablarea unei cladiri in care se gasesc si una sau mai multe retele locale. Daca ingineria civila a introdus de mult timp normativele pentru instalatiile electrice, hidraulice, telefonice, doar in anii ’80 au aparut normele pentru ‘implantarea’ instalatiilor destinate transmisiei de date. Primele norme s-au referit la centralele telefonice digitale, folosite apoi si pentru cablarea retelelor de calculatoare. Abia in anii ’90 s-au elaborat standarde dedicate transmisiei informatiei prin intermediul retelelor de calculatoare, aparand conceptul de ‘cablare structurata a edificiilor’. Normativele despre sistemele de cablare (cu referire expresa la retelele locale), definesc metodele pentru a cabla un edificiu sau un grup de edificii apropiate, prezentand descrieri amanuntite ale: - caracteristicilor aparatelor electrice, electronice sau optice folosite - vitezei de transmisie admise - caracteristicilor mediilor de comunicatie folosite si a componentelor pasive necesare (conectori, terminatori, elemente de adaptare, imbinari mecanice, etc.) - topologiei cablajului (stea, inel, bus) si caracteristici precum nivele de ierarhie, distante maxime admise, adaptari intre topologii, etc. - regulilor de instalare. Standardele internationale existente sunt elaborate dupa anii '85 si se bazeaza pe experienta in domeniu a firmelor consacrate, precum IBM (sistemul propriu Cabling System IBM) sau Digital (sistemul propriu DECconnect Digital). Standardele internationale (elaborate de organizatii internationale) au ca exemplificare, la nivel european, standardul EIA/TIA 568A, ce se refera la cablarea edificiilor comerciale, standardul EIA/TIA 570 referitor la cablarea edificiilor rezidentiale si a centrelor ce ofera servicii comerciale, tehnice sau financiare, cladiri prezentand insa dimensiuni constructive reduse. Actualmente, organizatia pentru standardizare ISO dezvolta un standard de cablare, bazat pe experienta internationala, standard ISO/IEC 11801, avand titlul Generic Cabling for Customer Premises Cabling.

2

Se prezinta in continuare principalele elemente componente ale standardului 'clasic' EIA/TIA 568A (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard). Standardul, elaborat in 1991, specifica cerintele minimale pentru cablarea unui edificiu sau grup de edificii de dimensiuni medii. Standardul are drept scop declarat institutionalizarea unui cadru comun pentru cablarea echipamentelor provenind de la diversi producatori, usurand planificarea si instalarea sistemelor de cablare, si stabilind criteriile tehnice si de performanta necesar a fi indeplinite de diversele sisteme de cablare. Specificatiile din standard se refera la:

cerintele minime pentru realizarea cablarii unei cladiri cu un numar de birouri topologia cablarii si distantele permise elementele componente ale cablajului mediile de transmisie folosite si parametrii minim necesari canalele pentru cabluri, sau cablarea pe verticala cablarea pe orizontala modurile de identificarea pentru cablurile folosite normele de instalare si documentatia necesara a fi intocmita.

Standardul defineste un sistem de cablare structurata, compus din sase subsisteme:

subsistemul de la intrarea in cladire camera cu echipamente cablarea coloanei vertebrale a sistemului, cablarea pe verticala dulapul pentru telecomunicatie (telecommunication closet) cablarea pe orizontala componentele zonei de lucru (work area)

Fiecare subsistem este compus la randul sau din elemente, a caror prezentare se face in continuare.

Cladirea ce urmeaza a fi cablata are urmatoarele particularitati de intindere: distanta maxima liniara de 3.000m, suprafata maxima acoperita de edificii de 1.000.000 mp. numar maxim de persoane in edificiu de 50.000; valabilitatea unui proiect de cablare realizat conform standardului trebuie sa fie de minim 10 ani. Topologia

Topologia cablarii este de tip stea, organizata ierarhic; aceasta topologie este aleasa fiindca este foarte flexibila, alte topologii, precum inel sau bus, putand fi realizate printr-o topologie stelara. Centrul topologiei stelare il constituie comutatorul principal (main crossconnect), proiectat pentru intreaga zona ce este cablata. Al doilea nivel ierarhic il constituie comutatorul intermediar, aferent de obicei unui edificiu al zonei (daca se cableaza un singur edificiu, acesta devine comutatorul principal). La nivelul ierarhic de jos se situeaza dulapul pentru telecomunicatii (telecommunication closet), asociat unui etaj sau unui grup de incaperi din edificiul cablat.

3

Elementele cablajului

Elementele constitutive ale cablajului (definite de standard) sunt: - comutatorul principal, ce identifica un centru de distributie (de obicei un singur dulap de distributie), de la care se distribuie cablurile principale catre celelalte edificii sau catre diverse planuri de cablare, daca este vorba de un singur edificiu. - comutatoarele intermediare, locale edificiilor, identificand dulapurile de distributie ale cablurilor catre diverse planuri de cablare - dulapul pentru telecomunicatii, (telecommunication closet) reprezinta elementele (dulapurile) de distributie locale, pentru cablurile la care se conecteaza statiile (posturile) de lucru, sau pentru cablurile aferente cablarii pe verticala. Fiecare dulap de distributie contine panouri pentru conectare (patch panels) alcatuite din blocuri de elemente de conectare. - tronsonul inter-edificii (interbuilding backbone) identifica cablurile principale ce interconecteaza centrul de distributie principal (centrul stelei) de celelalte edificii - tronsonul intern (intrabuilding backbone) conecteaza comutatorul intermediar (al edificiului) cu oficiile de distributie - incaperea cu echipamente (equipment room), aferenta unui plan de cablare, contine aparate pasive din punct de vedere al telecomunicatiei (panouri de permutare, conducte pentru cabluri, aparate indicatoare) sau active (centrala telefonica, concentratoare pentru retelele locale, aparatura audio-video) - infrastructura pentru intrare (interbuilding entrance facility), cuprinde interfatarea sistemului de cablare exterior cu cel al coloanei vertebrale a cablarii interioare; intre acestea se gasesc elementele utilizate pentru asigurarea protectiei electrice, mai ales a impamantarii, pentru componentele tronsoanelor inter-edificii - zona de lucru (work area), identifica posturile (statiile) de lucru (calculatoare, terminale, telefoane), cablurile de conectare ale acestora la sistemul de cablare (patch cables), adaptoarele externe intre cabluri (de tip balun, de exemplu); se identifica astfel toate elementele de conectare externe dulapului de telecomunicatii. Toate aceste elemente trebuie sa fie usor accesibile si sa asigure o interconectare simpla - panouri intermediare (patch panels), identifica panourile de conectare/permutare pentru mediile de transmisie (cabluri coax sau perechi de fire rasucite), sau panourile cu conectorii de trecere (barrel) pentru fibrele optice - blocuri cu terminatori (wiring block), ce reprezinta terminatorii mecanici ai cablurilor - prizele pentru comunicatie (telecommunication outlets), reprezinta prizele de conectare a utilizatorului (statiei de lucru) la sistemul de cablaj, si poate contine doi sau mai multi conectori (o zona de lucru are cel putin doi conectori, unul pentru voce si unul pentru date) - adaptoarele pentru cablaj sunt fie pasive (pentru adaptarea diverselor tipuri de conectori sau cabluri), precum cablurile adaptoare, diversi conectori (adaptorul in “Y”, adaptorul balun), fie active, folosite pentru adaptarea diverselor sisteme de transmisie (convertoare intre interfete de transmisie diferite, precum intre RS232 si RS423, minimodemuri, etc.).

4

Mediile de transmisie specificate de standard sunt: - cablul coaxial de 50ohmi, cunoscut de la retelele Ethernet (mai putin folosit in prezent) - fibra optica multimodala cu dimensiuni 62.5/125 μm si cea unimodala la 8,3/125 - cablurile cu perechi de fire rasucite fara izolatie (unshielded twisted pair) UTP la 100Ω, precum UTP cu patru perechi de fire, sau multi-pereche (cablu cu 25 perechi) - cablurile izolate (shielded twisted pair) STP la 150Ω. Tronsoanele de cabluri Tronsoanele de cabluri pot interconecta edificii diverse (interbuilding backbone) sau planuri (etaje) de cablare diferite in cadrul unui edificiu (intrabuilding backbone), realizand coloana vertebrala a sistemului de cablare a unei cladiri. Standardul specifica valorile maxime ale lungimilor tronsoanelor, fie direct intre comutatorul principal (MC) si oficiul de telecomunicatii (TC), fie intre ele si comutatoarele intermediare (IC) folosite Aceste lungimi variaza functie de mediile de transmisie folosite. Spre exemplificare, pentru cablul coaxial de 50ohm, pentru thick Ethernet, distanta maxima intre comutatorul principal si oficiul de telecomunicatii nu poate depasi 500m, la fel intre doua comutatoare intermediare. Pentru cablul UTP, distanta maxima este de 800m (el este folosit in principal pentru voce), cablul STP folosit pentru date nu poate depasi 150m, fibra optica multimod 62,5/125 poate fi desfasurata pe o lungime de pana la 2.000m, iar cea unimod 8,3/125 pana la 3.000m. Cablajul orizontal Cablajul pe orizontala se refera la conectarea posturilor de lucru la dulapul de distributie local, cablurile folosite trebuind sa asigure serviciile integrate. Topologia cablarii pe orizontala este si ea stelara, elementul de comutare central fiind dulapul de telecomunicatii local TC (telecommunication closet), iar razele stelei fiind legaturile catre statiile finale de lucru, legaturi realizate prin intermediul prizelor de conectare. Distantele maxime statuate se refera la max. 90m intre TC si prize, si max. 3m de la priza la statie (drop cable). Pentru cablarea pe orizontala, cele mai folosite medii sunt: cablu UTP cu patru perechi de fire cablu STP cu doua perechi, cablu coaxial de 50ohm subtire (thin Ethernet), fibra optica multimodala 62,5/125μm. In cazul cel mai intalnit, conectorii mama sunt plantati pe perete, in apropierea statiilor de lucru, de la care sosesc firele de legatura de la echipamente, fire terminate printr-un conector tata. Conectorii folositi pentru diferitele tipuri de cabluri folosite la cablarea pe orizontala si verticala sunt:

conectori RJ45 prntru cabluri UTP cu patru fire conectori hermafroditi pentru cabluri STP cu doua fire conectori ‘N’ pentru cablurile coaxiale montate pe perete conectori ‘BNC’ pentru cablurile coaxiale de distributie pe orizontala conectori pentru fibra optica, de obicei conectori tip baioneta cu cheie (variabila) de

insertie, de tip ‘ST’.

5

Normele de instalare Normele de instalare cele mai importante se refera la:

instalarea cablurilor, ca de exemplu a cablurilor UTP (tensiunea maxima admisa pe fir, modul de conectare mecanic al firelor),

cablarea orizontala mascata (‘sub-mocheta') - se recomanda un acces facil la fire, o distanta minima fata de cablurile de alimentare sau de putere, o izolare mecanica corespunzatoare

legarea la masa, respectiv protectia specifica cablurilor cu fibre optice. Identificarea cablurilor Din ratiuni de intretinere si pentru a usura dezvoltarile ulterioare, metodologia de identificare a cablurilor trebuie sa devina unitara. Standardul statueaza modul de numerotare pentru identificarea unui cablu si modul de construire al identificatorului unui post de lucru si al cablului asociat. Pentru un cablu din cadrul unui tronson, identificatorul consta din doua campuri numerice: unul propriu-zis pentru cablu si unul pentru identificarea numarului de perechi de fire rasucite sau de fibre optice din care este alcatuit. Pentru un post de lucru si cablul de conectare asociat, standardul prevede un sir alfanumeric, cu urmatoarele campuri: - referirea la zona (etajul de ex.) din edificiu unde se gaseste postul de lucru (sir alfanumeric) - referirea la oficiul de distributie unde este legat postul de lucru (numar) - iidentificator numeric pentru postul de lucru. - identificatorul dulapului de distributie local. Un exemplu pentru codul unui post de lucru : “OBS0212F” unde:

OBS indica numele edificiului, cladirea - Observator in acest caz - 02 indica etajul unde este situat postul de lucru 12 este indicativul postului de lucru F reprezinta indicativul dulapului de distributie la care este legat postul de lucru.

Documentatia proiectului Pentru orice proiect de cablare este nevoie a se furniza o documentatie (bazata pe terminologia si prescurtarile standard ), ce cuprinde: - desenul logic al cablarii in interiorul campusului sau a edificiului - tabela pentru identificarea tronsoanelor verticale - tabela pentru fiecare dulap de distributie local, pentru identificarea cablurilor catre posturile de lucru (antetul tabelului va contine campuri precum: identificatorul postului de lucru aferent cablului, identificatorul panoului de conectare din dulap, numarul

6

blocului de conectare in cadrul panoului, pozitia de conectare in cadrul blocului, numarul de identificare pentru perechea (perechile) de fire rasucite sau fibra optica activa, dupa cum este folosit pentru telefon sau date).