Conceptos básicos de la tecnología de red LAN de tres capas: descripción general del cableado estructurado
Con el rápido desarrollo de la tecnología informática y de comunicaciones, las aplicaciones de red se han convertido en una demanda creciente. El cableado estructurado es la base para la implementación de redes y puede soportar los requisitos de transmisión de datos, voz, gráficos e imágenes, convirtiéndose en un poderoso entorno de soporte para redes informáticas y sistemas de comunicación actuales y futuros.
El sistema de cableado estructurado está estrechamente relacionado con el desarrollo de los edificios inteligentes y es la base de los edificios inteligentes. Los edificios inteligentes tienen las características de confort, seguridad, conveniencia, economía y avanzada, y generalmente incluyen: sistema de control por computadora central, sistema de automatización de edificios, sistema de automatización de oficinas, sistema de automatización de comunicaciones, sistema de automatización de incendios, sistema de automatización de seguridad, sistema de cableado estructurado, etc. A través del diseño de los cuatro elementos básicos del edificio (estructura, sistema, servicio y gestión) y sus conexiones internas, brindamos un edificio con inversión razonable, elegancia, confort y eficiencia. Los sistemas de cableado estructurado son la base para lograr este objetivo.
En segundo lugar, el desarrollo del cableado estructurado
Han pasado más de diez años desde que se implementó por primera vez el cableado estructurado.
En 1984 nació el primer edificio inteligente del mundo. Se renovó un moderno edificio en Hartford, EE. UU., para realizar monitoreo por computadora del aire acondicionado, ascensores, iluminación, sistemas contra incendios y antirrobo, y brindar a los clientes servicios de información como comunicaciones de voz, procesamiento de textos, documentos electrónicos y materiales de inteligencia. Al mismo tiempo, muchas empresas se han dedicado al cableado, pero la compatibilidad de los productos entre los fabricantes es escasa.
A principios de 1985, la Asociación de la Industria de Computadoras (CCIA) propuso la estandarización de los sistemas de cableado de edificios, y la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA) y la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones (TIA) iniciaron el trabajo de estandarización.
En julio de 1991, se lanzó ANSI/EIA/TIA568, junto con estándares relacionados como canales y espacios de cableado, gestión, rendimiento del cable y rendimiento del hardware de conexión.
A finales de 1995, la norma EIA/TIA 568 se actualizó oficialmente a EIA/TI A/568A, y al mismo tiempo la Organización Internacional de Normalización (ISO) emitió la norma correspondiente ISO/IEC. /es 11801.
El propósito del estándar EIA/TIA568A es el siguiente:
*Establecer un sistema de cableado de telecomunicaciones universal que admita un entorno de múltiples proveedores;
*Estar capaz de diseñar e instalar sistemas de cableado estructurado en edificios comerciales;
* Establecer estándares técnicos y de rendimiento para la configuración del sistema de cableado.
Este estándar incluye principalmente el siguiente contenido:
*Requisitos mínimos para cableado de telecomunicaciones en entornos de oficina;
*Topología y distancia recomendadas;
*Parámetros de medios que determinan el rendimiento;
*Asignar funciones de conector y pin para garantizar la interoperabilidad;
*Los sistemas de cableado de telecomunicaciones requieren una vida útil de más de diez años.
En tercer lugar, el concepto de cableado estructurado
1. Definición
Un sistema de cableado estructurado es un sistema de cableado de telecomunicaciones que puede admitir cualquier voz y datos seleccionados por el usuario. , aplicaciones de gráficos e imágenes. El sistema debe poder soportar la transmisión de voz, gráficos, imágenes, datos multimedia, monitoreo de seguridad, detección y otra información, soportar UTP, fibra óptica, STP, cable coaxial y otros portadores de transmisión, soportar la aplicación de múltiples usuarios y múltiples tipos de productos y admite aplicaciones de redes de alta velocidad.
2. Características
El sistema de cableado estructurado tiene las siguientes características:
1) Practicidad: Puede soportar una variedad de comunicaciones de datos, tecnologías multimedia e información. sistemas de gestión, pueden adaptarse al desarrollo de las tecnologías modernas y futuras;
2) Flexibilidad: Cualquier punto de información puede conectarse a diferentes tipos de equipos, como ordenadores, impresoras, terminales, servidores, monitores, etc. .
3) Apertura: puede admitir cualquier producto de red de cualquier fabricante y cualquier estructura de red, como bus, estrella, anillo, etc.
4) Modularidad: todos los conectores son; una pieza estándar modular de fácil uso, gestión y ampliación;
5) Escalabilidad: El sistema de cableado estructurado implementado es escalable, de manera que sea fácil de instalar cuando exista mayor demanda en el futuro. conectar equipos;
6) Economía: inversión única, beneficios a largo plazo, bajos costos de mantenimiento e inversión general mínima.
3. La composición del sistema de cableado
En términos generales, el sistema de cableado estructurado incluye seis subsistemas: subsistema de área de trabajo, subsistema troncal de rama horizontal, subsistema de gestión y subsistema de línea troncal vertical. , subsistemas de equipos y subsistemas troncales de clústeres de construcción.
1) Subsistema troncal del edificio
Proporciona el punto de conexión entre el edificio externo y el cableado dentro del edificio. El estándar EIA/TIA569 especifica las especificaciones físicas para las interfaces de red que permiten conexiones entre edificios.
2) Subsistema de equipos
La norma EIA/TIA569 especifica el cableado de equipos entre equipos. Es el área de gestión más importante del sistema de cableado, donde los datos de todos los pisos se transmiten mediante cables eléctricos u ópticos. Por lo general, este sistema se instala en la sala de computadoras principal del sistema informático, el sistema de red y el sistema informático controlado por programa.
3) Subsistema troncal vertical
Conecta la sala de comunicaciones, sala de equipos y equipos de entrada, incluyendo cables troncales, conmutación intermedia y traspaso principal, terminales mecánicos y terminales para salas troncales. Puentes de intercambio. o enchufes. El cableado troncal debe adoptar una topología en estrella y la conexión a tierra debe cumplir con los requisitos de EIA/TIA607.
4) Subsistema de gestión
Esta parte contiene equipos del sistema de cableado de telecomunicaciones, incluyendo terminales mecánicos y 1 o interruptores de los sistemas de cableado horizontal y troncal.
5) Subsistema troncal de rama horizontal
Conectar el subsistema de gestión al área de trabajo, incluyendo cableado horizontal, tomas de información, terminales de cables e interruptores. La topología especificada es una topología en estrella.
Existen tres medios opcionales para cableado horizontal (cable UTP de 100 ohmios, cable STP de 150 ohmios y cable óptico de 62,5/125 micras), con una distancia máxima de extensión de 90 metros. Además del cable horizontal de 90 metros, la longitud total de puentes y puentes entre el área de trabajo y el subsistema de gestión puede ser de hasta 10 metros.
6) Subsistema del espacio de trabajo
El espacio de trabajo se extiende desde la toma de información hasta los equipos de la estación. Los requisitos de cableado del espacio de trabajo son relativamente simples, lo que facilita mover, agregar y reemplazar equipos.
4. Especificaciones de rendimiento de los medios y hardware de conexión
En los sistemas de cableado estructurado, el hardware de cableado incluye principalmente: marcos de distribución, medios de transmisión, enchufes de comunicación, tableros de enchufes, canales de cables y tuberías.
1) Media
Incluyen principalmente pares trenzados y fibras ópticas. En China, se utiliza principalmente una mezcla de par trenzado sin blindaje y cable óptico. Las fibras ópticas se utilizan principalmente para la transmisión de información de alta calidad y para conexiones troncales. Según el modo de transmisión de la señal, se divide en dos tipos: fibra óptica multimodo y fibra óptica monomodo, con un diámetro de hilo de 62,5/125 micras. La fibra multimodo se utiliza principalmente para conexiones horizontales y la fibra monomodo se utiliza principalmente para troncales verticales. Hoy en día, se ha convertido en un conocimiento el uso de par trenzado sin blindaje de 100 ohmios, que se divide en tres tipos: tipo 3, tipo 4 y tipo 5.
2) Conectores y tomas
Cada zona de trabajo deberá disponer al menos de dos tomas de información, una de voz y otra de datos. Las combinaciones de pines de los enchufes son: 1 y 2, 3 y 6, 4 y 5, 7 y 8.
3) Selección de sistemas blindados o no blindados
Mi país adopta básicamente la estrategia de cableado estructurado de América del Norte, que utiliza un método de cableado híbrido de pares trenzados no blindados y diez fibras ópticas.
(1) El significado de blindaje
El sistema de blindaje tiene como objetivo garantizar el rendimiento de transmisión del sistema en un entorno de interferencia. El rendimiento antiinterferencias incluye dos aspectos: la capacidad del sistema para resistir interferencias electromagnéticas externas y la capacidad del sistema para inyectar interferencias electromagnéticas al exterior. Para este último, Europa adopta estándares EMC para pruebas de compatibilidad electromagnética. El método general para lograr el blindaje es envolver una capa de blindaje metálico alrededor de la capa exterior del hardware de conexión para filtrar ondas electromagnéticas no deseadas. Hay dos estructuras diferentes de cables blindados disponibles, STP y SCTP.
(2) Defectos del sistema de blindaje
A. Problema de conexión a tierra
La capa de blindaje del sistema de blindaje debe estar conectada a tierra. Cuando la frecuencia es inferior a 1 MHz, basta con una ligera conexión a tierra. Cuando la frecuencia es superior a 1 MHz, EMC considera que hay varios lugares conectados a tierra. La práctica común es conectar a tierra a una décima parte de la longitud de cada longitud de onda, y la longitud del cable de tierra debe ser menor que una doceava parte de la longitud de onda. Si la conexión a tierra es deficiente (la resistencia de conexión a tierra es demasiado grande, el potencial de conexión a tierra está desequilibrado, etc.), se producirá una diferencia de potencial que planteará obstáculos y peligros ocultos para garantizar el funcionamiento del sistema de blindaje.
B. Integridad del sistema
Los cables blindados no determinan el rendimiento EMC general del sistema. La integridad de un sistema de blindaje es tan buena como la parte más débil del sistema. Como paneles de puentes, puertos de información de conectores, dispositivos, etc. Por lo tanto, si aparecen grietas en el cable de blindaje durante la instalación, éste constituye el eslabón más peligroso del sistema de subblindaje.
C. Rendimiento antiinterferencias de la subcorriente blindada
La capa de protección del sistema de protección no puede resistir el ruido de baja frecuencia. A bajas frecuencias, un sistema blindado es al menos tan ruidoso como un sistema no blindado.
Y dado que no existe un estándar unificado para enchufes modulares blindados de 8 núcleos, y no existe ningún método para probar soluciones de blindaje efectivas en el sitio, la gente generalmente no usa pares trenzados blindados.
4. Prueba de cableado
La instalación de la red de área local comienza con el cable, que es la base de todo el sistema de red. La prueba de sistemas de cableado estructurado es esencialmente la prueba de cables. Según las estadísticas, más de la mitad de las fallas de la red están relacionadas con los cables, y la calidad del cable en sí y la calidad de la instalación del cable afectan directamente el funcionamiento saludable de la red. Y una vez construido el cable, su mantenimiento es difícil.
Actualmente, cinco tipos de pares trenzados no apantallados son ampliamente utilizados para completar el cableado estructurado. Los entornos de aplicaciones actuales de los usuarios se basan principalmente en redes de 10M. Por lo tanto, es necesario probar el desempeño de los sistemas de cableado estructurado para asegurar su futura aplicación.
Para las pruebas de cables, generalmente se sigue el principio de “instalación y prueba”. Según la definición de TSB67, las pruebas de campo generalmente incluyen: diagrama de cableado, longitud del enlace, atenuación y diafonía en el extremo cercano (NEXT).
1. Diagrama de cableado
Esta prueba verifica que el enlace esté conectado correctamente. Esta no es solo una simple prueba de conexión lógica, sino también para confirmar que cada pin en un extremo del enlace esté conectado al pin correspondiente en el otro extremo. Al mismo tiempo, se prueba el problema del devanado cruzado y cualquier problema se corrige a tiempo. Es importante asegurarse de que los pares de cables estén empalmados correctamente.
2. Longitud del enlace
Según el estándar T1A/E1A606, la longitud de cada enlace debe quedar registrada en el sistema de gestión. La longitud de un enlace se puede estimar mediante mediciones electrónicas de longitud, que se basan en el retardo de transmisión del enlace y el valor NVP del cable. Debido a que la NVP tiene un error del 10%, se deben considerar factores de estabilidad al medir.
3. Atenuación
La atenuación es una medida de pérdida de señal en el enlace. La atenuación cambia con la frecuencia, por lo que la atenuación debe medirse en todas las frecuencias dentro del rango de aplicación, generalmente en pasos de 1 MHz.
TSB-67 define una fórmula de atenuación de enlace y proporciona una tabla de valores de atenuación permitida para dos modos de medición. Define el valor permitido a 20°C.
4. Pérdida por diafonía en el extremo cercano (NEXT)
La siguiente pérdida es la medición del acoplamiento de la señal de un par de líneas a otro par de líneas en un enlace, es decir, cuando la señal se transmite por un par de líneas, una pequeña parte de la señal se inducirá en otros pares de líneas al mismo tiempo. Esto se denomina diafonía.
De acuerdo con el estándar TSB-67, los enlaces de Categoría 5 deben probarse dentro del ancho de banda de 1-10 MHz. Los pasos de la prueba son:
*En el rango de frecuencia de 1-. 31,25 MHz, el tamaño del paso es 0,1 MHz;
*En el rango de frecuencia de 31,26-100 MHz, el tamaño del paso es 0,25 MHz
Todas las pruebas deben realizarse dentro del tiempo especificado. Por ejemplo, se deben dividir 4 pares de cables en 6 grupos para realizar pruebas.
Al mismo tiempo, la prueba NEXT también debe realizarse en ambos extremos. En lugar de medir el valor de diafonía producido por el punto final cercano, el siguiente paso es apreciar el valor de diafonía medido en el punto final cercano. Este valor disminuirá a medida que se atenúe la longitud del cable, la señal en el otro extremo también disminuirá y la diafonía con otros pares será relativamente pequeña. Los experimentos muestran que la siguiente medición dentro de 40 metros es más realista. Si el otro extremo es una toma de información a 40 metros de distancia, se producirá un cierto grado de diafonía, pero es posible que el instrumento de medición no pueda detectar este valor de diafonía. Por tanto, son necesarias pruebas bidireccionales.