Cablare structurata

Cablare structurata

1 Definitii, standarde actuale

Cablare structurata: un set de standarde care reglementeaza modul in care sunt dispuse traseele fizice (cablurile) de date si voce intr-o organizatie comerciala (intreaga suprafata operationala a unei institutii, incluzand si sediile si traseele de interconectare).

Aceste standarde au fost elaborate incepand cu anii ‘90, cand companiile de telecomunicatii au recunoscut nevoia acuta pentru ele. O lucrare de cablare este privita ca o investitie de minim 10 ani si ea trebuie sa constituie o baza solida pentru sistemele actuale si cele viitoare. Pleiada de standarde elaborate (numai enumerarea lor ar consuma cateva pagini) nu impune, nu conditioneaza ci doar recomanda. Specificatiile sunt in mare parte de natura electrica, mecanica si logistica. Ce ne intereseaza pe noi, ca si beneficiar al lucrarii, este ca aceste standarde sa fie respectate. Respectarea standardelor electrice (sau optice, in cazul fibrelor optice) ne asigura ca peste 5 ani vom putea folosi echipamentele de date si voce pe reteaua existenta. Daca aveti un background tehnic, poate va amintiti de cablarile cu cablu BNC 10Base2 sau chiar cele cu UTP Cat3 care suportau fara probleme necesitatile retelei de 10Mbit dar au trebuit inlocuite complet odata cu trecerea la retele FastEthernet (100Mbit). Prin contrast, o cablare moderna, cu cabluri UTP Cat5e suporta trecerea de la FastEthernet la Gigabit Ethernet doar prin schimbarea echipamentelor active. Dar despre diversele categorii de cabluri vom discuta mai tarziu.

Standardele pe care ar trebui sa le aveti in vedere ca si beneficiar sunt elaborate si promovate de TIA (Telecommunications Industry Association) si EIA (Electronic Industries Association). Standardul actual cel mai raspandit este TIA/EIA 568B si reglementeaza cablarile de telecomunicatii pentru cladiri comerciale. Evitati standardul ISO/IEEE 11801 scos in fata de diferite firme; este un standard absolut generic si permisiv. Standardul TIA/EIA 568B (pe care il vom numi in continuare doar 568B) acopera caracteristicile fizice ale echipamentelor pasive de comunicatii si pozitionarea acestora. Scopul respectarii acestui standar 717d33h d este de a putea proiecta o cablare structurata care sa suporte un mediu heterogen din punct de vedere al echipamentelor si furnizorilor.

2 Topologie

Standardele despre care am discutat pana acum recomanda o topologie stea. Prin aceasta se intelege ca toate porturile de voce sau date din organizatie sunt “adunate” in unul sau mai multe concentratoare (spatii special amenajate, cu un cabinet de tip rack care sa gazduiasca activele si pasivele de retea). Aceasta solutie este de preferat cablarilor ad-hoc, cu cate un echipament activ (switch, router) in fiecare birou din mai multe motive:

• cost per port mai mic la echipamentele active. Un switch de 24 porturi costa de doar 2 ori mai mult decat un switch de 8 porturi.
• posibilitate de upgrade si asta chiar la un pret mai mic: daca vrem sa trecem de la FastEthernet la GigabitEthernet, pur si simplu schimbam switch-ul din rack, nu trebuie sa schimbam toate switch-urile micute si penibile de prin birouri.
• managment mai bun al echipamentelor de retea. Ele sunt toate concentrate intr-o singura locatie, pot fi alimentate dintr-o sursa de curent neintreruptibila (UPS)
• si pentru porturile de date si pentru cele de voce se folosesc aceleasi cabluri; toate traseele ajung intr-un patch panel si de aici avem flexibilitatea sa le asignam fie unui echipament de date (switch) fie unuia de voce (centrala telefonica)
• depanare mai usoara: avem doar doua capete implicate, semnalul nu trece prin alte echipamente active.
• performante net superioare: fiecare dispozitiv din retea are propriul sau canal fizic de counicatie cu echipamentele centrale. Nu exista cazuri in care mai multe echipamente impart acelasi traseu.
• aspect estetic: singurele camere in care se aduna zeci sau sute de cabluri sunt incaperile care gazduiesc rack-ul cu echipamente. Astfel, singurii care vad aceste “peisaje” sunt tehnicienii sau administratorii de retea care oricum le apreciaza si le cauta.

Asa cum am mai spus, retelele de date si cele de voce nu trebuie gandite si dezvoltate separat. Ele functioneaza pe acelasi suport fizic (cabluri cu perechi torsadate, nu are relevanta aici explicatia electronica) si pot chiar utiliza aceeasi conectica (despre care vom dicuta mai tarziu). Iata si o schema a interconectarii echipamentelor despre care vom vorbi mai jos.

3 Cabluri “de retea”, metode de cablare

Am discutat pana acum despre topologie, despre standarde. Haideti sa ne indreptam atentia spre cablurile efective si spre traseele acestora. Sa luam exemplul cablarii unui etaj de birouri. Topologia stea va fi de forma:

Traseele din imagine sunt atat pentru date cat si pentru voce (telefonie). Cablurile folosite in acest caz trebuie sa fie de tip UTP CAT 5e sau CAT6. Ambele sunt cabluri cu 4 perechi de fire torsadate suportate de 586B. Cablurile si conectica pentu CAT6 sunt mai scumpe dar au frecventa de operare pana in 250Mhz ceea ce permite upgrade-ul usor al retelei la tehnologii peste Gigabit Ethernet. Daca va permiteti, cereti de la cei care executa lucrarea sa foloseasca CAT6. In figurile de mai jos se poate observa structura interna a

celor doua tipuri de cabluri. Pentru fiecare port de retea si/sau voce trebuie sa existe un asemenea cablu pana la concentratorul de pe acest etaj. Atentie, aici unii furnizori incearca un mic truc pentru a reduce numarul de trasee si implicit pretul lucrarii; asa cum am spus, un asemenea cablu are 4 perechi de fire, dar standardul Ethernet (dupa care functioneaza marea majoritate a retelelor de calculatoare) foloseste numai doua. Apare tentatia astfel de a conecta doua prize pe un singur cablu (pentru a conecta doua calculatoare sau un telefon si un calculator pe acelasi cablu). Nu cadeti in aceasta capcana; perechile neutilizate de fire pot fi folosite pentru alte aplicatii cum ar fi alimentarea dispozitivelor de retea sau a telefoanelor VoIP cu curent prin cablul de date (standardul se numeste Power Over Ethernet). Mai exista si alte aplicatii care folosesc toate perechile de fire dintr-un cablu UTP, deci fiti conformi standardului si utilizati un cablu per traseu. Lungimea maxima a unui traseu (din priza din birou si pana in concentrator) este de 90m. Nu va abateti de la aceasta regula. Daca distantele depasesc aceasta limita, segmentati reteaua in topologii separate interconectate dupa cum se va vedea intr-un paragraf ulterior.

Pe unde intindem aceste cabluri? Una din cele mai spinoase probleme intr-o lucrare de cablare structurata este pozitionarea traseelor de cablu. Daca sunteti abia in faza de constructie a sediului sau tocmai ati trecut la reamenajarea lui, cea mai buna solutie este utilizarea unei podeli tehnologice. Este vorba de o podea “falsa” cu canale si panouri detasabile prin care pot fi aduse in cele mai bune conditii traseele de date/voce si nu numai. Bineinteles solutia poate fi aplicata numai daca structura o permite (inaltime suficienta a camerelor de exemplu). Aceasta solutie, alaturi de cea cu tavan tehnologic este poate cea mai scumpa ca si investitie initiala dar si cea mai buna din punct de vedere a scalabilitatii ulterioare, a usurintei interventiilor si a esteticii sediului.

Daca nu puteti aplica aceasta solutie, singura alternativa ramasa este cea a patului (canalului) de cablu aparent pe pereti. Figurat in imaginea de mai jos, cu siguranta el va este cunoscut, fiind folosit in majoritatea lucrarilor de cablare din Romania.

Este o solutie buna din punct de vedere tehnic si agreata de standarde. Fara indoiala ca estetica este inferioara celorlalte solutii dar si aici avem posibilitatea sa alegem materiale de calitate pentru a putea imbunatati acest aspect. Cele mai mari probleme apar la imbinari si coturi; daca bugetul va permite, insistati pe langa executant sa foloseasca canal de cablu de firma care vine si cu accesorii speciale: colturi, unghiuri drepte etc. Mai aveti in vedere ca nu este neaparat sa fixati aceste canale pe perete cu suruburi; in functie de suparafata se pot folosi canale cu spatele autoadeziv. Standardele au un singur lucru de spus in privinta dimensiunilor acestor canale; gradul de incarcare cu cabluri initial nu trebuie sa depaseasca 30%. Aceasta permite extinderi si interventii ulterioare usoare. Diametrul cablului folosit este usor de aflat, deci se poate estima usor dimensiunea minima a unui canal de cablu. Asigurati-va ca executantul respecta aceasta reteta.

Un aspect mai putin cunoscut este ca stabdardele permit existenta unor asa-numite “puncte de consolidare”. Ele apar in situatiile in care numarul de trasee catre o anumita parte a aceleasi topologii depaseste capacitatea suportului (capacitatea canalului de cablu, a traseelor prevazute in pereti etc). Este permisa utilizarea unor cabluri cu mai multe perechi de fire (multi-pair) care au rolul doar de transport; ele interconecteaza aceste puncte de consolidare. Din punctele de consolidare se pleaca spre prize (working area) sau spre concentrator pe cabluri normale cu 4 perechi. Atentie, exista o conectica speciala pentru punctele de consolidare in care se face trecerea de la multipair la UTP; nu se admit imbinari prin lipituri, rasuciri si alte metode atat de indragite de romani.

4 Conectica

Conectorii, mufele, prizele, patchpanel-ul sunt de o importanta majora pentru buna functionare a retelei. Nu are sens sa investim in proiectarea corecta, in utilizarea de cabluri si trasee de calitate atat timp cat conectorii sunt calitattiv inferiori. Teoretic nici nu ar trebui sa existe aceasta recomandare: e in interesul executantului sa foloseasca numai conectica “de firma” si de buna calitate. Timpii de sertizare (montarea conectorilor pe cabluri) sunt mult mai mici, si atunci cand vorbim de sute de porturi (cifra usor de atins) ei ajung sa conteze foarte mult. In plus, conectica de proasta calitate are o puternica tendinta sa se rupa sau deformeze la sertizare, ceea ce induce costuri suplimentare nedorite si suportate exclusiv de furnizor. Din pacate insa, multi executanti oferteaza conectica ieftina pentru a castiga proiectul, o instaleaza cum pot ei mai bine si beneficiarul este cel care se va lupta timp de ani de zile cu penele de contact, mufe care nu stau bine in priza si alte asemenea “avantaje”. Sfatul esential este sa cereti furnizorului sa foloseasca doar conectica de calitate (printre producatorii buni si rezonabili ca pret amintim AMP, RIT si Panduit).

Sa trecem in revista conectorii despre care vorbim:

• patch-panel: locul sau este in concentrator, in rack-ul cu echipamente. Toate traseele din topologia pe care o deserveste se aduna aici si fiecare traseu este conectat la un port RJ45: E bine sa folositi patch-panel-uri cu porturi RJ45 pentru toate traseele, inclusiv pentru cele de telefonie (in generla, pentru telefonie se folosesc mufe RJ11, pe care le cunoasteti de la orice telefon produs in acest secol). Asa cum am mai spus, aceasta confera flexibilitate retelei. Sa luam un exemplu : avem un birou catre care am tras doua cabluri, terminate in capete cu mufe RJ45. Initial aceste doua trasee deservesc un telefon, respectiv un calculator. Daca ulterior dorim sa deservim doua calculatoare, pur si simplu conectam ambele porturi din patch-panel la switch. Iata cum se face conectarea intre patch-panel si un echipament (in imagine un switch; daca unele porturi ar deservi telefoane, ele ar fi conectate similar la o centrala telefonica)
• firele albastre din imaginea de mai sus se numesc patch-cord. In esenta ele reprezinta un segment de cablu UTP dotat cu mufe RJ45 la capete, care realizeaza legatura dintre patch-panel si echipamentele active (switch, centrala telefonica, router samd). Exista (bineinteles) o mare varietate de patch-cord-uri, in functie de tehnologia de fabricare, de lungime, etc. Cele mai lungi sunt folosite in celalalt capat al traseului, si anume de la priza din perete la echipamentul final (telefon, computer, etc). Asa dupa cum ati ghicit, un patchcord poate fi fabricat pe loc dintr-u segment de cablu UTP si doua mufe RJ45. E bine insa sa folositi patchcord-uri fabricate (turnate din fabrica) atat din motive de fiabilitate cat si estetice (mai ales pentru patchcord-urile din zone de lucru, cele care sunt conectate la calculatoare).
• priza RJ45: Nu sunt foarte multe lucruri de spus aici. Folositi prize de calitate de la producatorii mentionati anterior. Daca va sunt ofertate alte prize, cereti una de test. Vedeti cat de usor se introduce un cablu, cat de bine este prins etc. In general prima impresie nu minte: daca pare ieftina si firava, chiar asa e.
• Mufe RJ45:

5 Interconectari de topologii

Pana acum am studiat cazul in care putem aduce toate traseele din firma intr-un singur concentrator. Ce facem in cazul in care avem nevoie de mai multe asemenea puncte (din motive de lungime a traseelor, de logistica etc). Sau in cazul in care avem mai multe cladiri alaturate. Interconectarea acestor topologii se poate face doar la un nivel logic, deci avem nevoie de echipamente active. In cazul retelei de date vorbim de switch-uri, routere iar in cazul telefoniei module de centrale, module de extensie. Dar acestea fac obiectul altui capitol. Deocamdata ne intereseaza ce trasee fizice (suport) vom folosi intre aceste puncte. Cea mai ieftina optiune este sa folosim cabluri UTP speciale (reglementate de standarde) pentru transport pe verticala sau intre cladiri. Asezarea acestor cabluri si conectorizarea lor a fost acoperita in sectiunile anterioare si sunt similare cu cele folosite in cablarea orizontala din interiorul topologiei.

Cea mai buna optiune, dar mai scumpa ca si accesorii ulterioare este fibra optica. In cazul fibrei optice apar costuri mari si la conectorizari; fiind in esenta un mediu optic in care se transmit facicole de lumina, fibra nu poate fi imbinata prin rasucire, moreste sau alte metode valabile la traseele electrice. Pentru sudare se folosesc echipamente speciale, foarte scumpe (mii de dolari). Cu toate acestea, din experienta practica, recomand aceasta alternativa. Costurile sunt pe deplin justificate de flexibilitatea si performantele obtinute. Despre fibra optica s-ar putea scrie extrem de multe; sa incercam sa trecem in revista doar esentialul. Printr-un cablu de fibra optica  informatia nu este transmisa electric ci optic (socant, nu?) ; avantajele sunt multiple, incepand de la imunitatea la interferente electromagnetice, atenuare mai scazuta a semnalului si pana la existenta a nenumarate forme de impachetare potrivite pentru o instalare in numeroase medii (rezistente la coroziune, socuri mecanice, infiltratii apa samd). Toate acestea se traduc in latime de banda superioara pe distante mai mari decat in cazul conductorilor electrici bazati pe cupru. Fibra optica a fost si va ramane mult timp mediul ideal de transport. Pe scurt, exista doua tipuri de fibra care trebuie sa va retina atentia: multimode si singlemode. Fibra multimode este mai ieftina ca pret pe metru si ca echipemente, dar permite latimi de banda mai mici si functioneaza pe distante mai scurte. Fibra single mode este mai scumpa, are nevoie de echipamente mai scumpe dar permite latimi de banda mari (Gigabit) pe distante mari. Cu alte cuvinte, este acceptabil sa folosim fibra multimode intre punctele de concentrare de la doua etaje, dar pentru a conecta doua sedii aflate la 1Km unul de altul vom folosi singlemode. Despre fibra optica si modul in care se utlizeaza, inslateaza si intretine vom discuta intr-un capitol ulterior.

Concluzii

Ca un rezumat tehnic: urmariti respectarea standardelor prezentate, topologiilor recomandate si insistati asupra utlizarii de componente (cabluri, conectica, rack-uri) de firma.

Ce trebuie sa observati la cei care va vor face o lucrare de cablare structurata:

• inca din faza de oferta: urmariti sa respecte ce am precizat la rezumatul tehnic.
• intrebati de ce scule dispun; o echipa profesionista de cablari are in dotare echipamente de mii de euro. Pe langa echipamentele clasice, cum sunt trusele de scule, scari, rotopercutante si filetante (urmariti si producatorul acestora; o echipa care lucreaza cu scule noname din Metro nu are experienta pentru ca aceste scule nu supravietuiesc unei utlizari indelungate), rotopercutante grele pentru gaurit pereti si plansee, o echipa ar trebuie sa aiba si cateva scule specifice. 1. Testerul de trasee Cat5e/Cat6; este un echipament de masura sofisticat, singurul in masura sa certifice daca un traseu este conform standardului Cat5e respectiv Cat6. Fara un asemenea instrument (si el destul de scump, undeva in zona 2-4000 USD) furnizorul nu va poate garanta ca reteaua este corecta deci nu isi poate indeplini obligatiile contractuale. 2. Daca e cazul, echipamentul de sudat fibra. Daca furnizorul vine fara cele mentionate aici, poate e cazul sa reconsiderati contractul, cat mai este timp. O cablare structurata in adevaratul sens al cuvantului nu se poate face cu cativa clesti si multa sudoare, cum cred majoritatea “specialistilor” in retele.
• urmariti curatenia la locul de munca. Desi cablarea este o operatiune destul de intrusiva, nu exista nici un motiv ca in urma echipei sa ramana gramezi de moloz, pereti sparti si tencuilei cazute. O asemenea dezordine poate reflecta carente si in executarea lucrarii de cablare in sine.