Универсальная зонная структура. Решение от CommScope®

Введение

Подход к обустройству рабочего места в последнее время претерпел большие изменения, связанные с изменениями в поведении сотрудников и способами использования рабочих мест. Эти изменения требуют большей гибкости при проектировании рабочих мест, совместно используемых площадей, переговорных комнат и других помещений. Основными причинами этих изменений является все большее распространение как проводных, так и беспроводных технологий. Эффективность использования современного интеллектуального здания все больше зависит от интеграции систем ИТ и систем автоматизации здания.

Изменения в организации рабочего места влекут за собой изменения в организации телекоммуникаций: если раньше архитектура строилась вокруг подключения рабочей станции, то сейчас требуется принимать во внимание возможность включения в инфраструктуру и других устройств, и как следствие, увеличение потолочных коммуникаций. В дополнение к требованиям для подключения рабочего места появились требования для поддержки новых технологий, таких как:

• Беспроводные технологии (в основном Wi-Fi и in-building wireless - технология, обеспечивающая наличие мобильной связи внутри здания, когда прием сигнала с внешних антенн мобильных операторов затруднен или невозможен), которые требуют дополнительных подключений в потолочном пространстве для точек доступа.
• Системы безопасности и контроля доступа, которые всё больше используют точки подключения в потолочном пространстве для видеокамер с питанием по PoE, контроллеров и считывателей карт.
• Системы управления освещением и использованием помещений, которые используют распределенные датчики для оптимизации использования пространства и энергопотребления в зависимости от присутствия людей. Это достигается с помощью интеграции управления светодиодным освещением и системами отопления, вентиляции и кондиционирования в информационную систему предприятия.
• Цифровые информационные дисплеи, которые широко применяются во многих многих системах, начиная от мониторинга использования помещений и потребления энергии и заканчивая отображением свободных комнат и расположения персонала.

С учетом всего вышеизложенного, сотрудникам отделов эксплуатации и ИТ необходимо рассмотреть новые стратегии интеграции растущих требований беспроводных систем и новых сетевых устройств в информационные системы предприятия. Это означает и пересмотр традиционных концепций организации кабельной инфраструктуры в пользу большей однородности и одновременно большей гибкости.

Данный документ рассматривает концепцию «Универсальной зонной структуры», основанную на зонном подходе и предназначенную для поддержки широкого спектра приложений в среде общей сетевой инфраструктуры коммерческих зданий. Также приводятся рекомендации по проектированию и способы облегчить планирование и развертывание инфраструктуры.

Сетевая инфраструктура коммерческого здания

Сетевая инфраструктура внутри коммерческого здания состоит из двух основных сегментов: горизонтального и вертикального. Вертикальный сегмент соединяет телекоммуникационные комнаты (TR) с главной аппаратной комнатой (ER). В вертикальном сегменте используется в основном многомодовый оптический кабель категории ОМ3 или ОМ4, поддерживающий широкополосные приложения. Также может использоваться медный кабель для менее требовательных к полосе пропускания приложений, таких как системы управления зданием (BAS).

Горизонтальный сегмент сети включает в себя соединение между коммутационной панелью в телекоммуникационной (TR) или в аппаратной комнате (ER) и телекоммуникационной розеткой (TO) или многопользовательским блоком розеток (MUTOA) в рабочей зоне, а также соединение между розеткой или блоком и оконечным устройством (рис .1).

Стандарт TIA/EIA 568 устанавливает расстояние в 90 метров (295 футов) (плюс еще максимум 10 метров (33 фута) для коммутационных и аппаратных шнуров) для максимальной длины горизонтального канала как условие для поддержки широкополосных приложений.

Зонная проводка

При альтернативном подходе к реализации горизонтального сегмента, известном как “Зонная проводка”, кабели прокладываются от этажной телекоммуникационной комнаты до выделенных участков здания, или сервисных зон. Точки консолидации (CP) в каждой сервисной зоне, будучи соединенны с TR постоянным пробросом, обеспечивают возможность подключения только необходимых в данной сервисной зоне устройств . Соединение TO и CP производится с помощью зонных шнуров для каждого подключаемого устройства, сервиса или приложения, как показано на рис. 2.

Зонная система предоставляет большую гибкость для реконфигурации офисного пространства, позволяя устанавливать распределенные оконечные устройства или подключаться к сети в необходимых и удобно расположенных местах.

Несмотря на некоторое увеличение капитальных затрат на дополнительное оборудование по сравнению с традиционной схемой, зонная стратегия компенсирует их возможностью использования общей кабельной сети для различных систем. Дополнительным плюсом также является гибкость при выполнении перемещений, добавлений или изменений, что значительно влияет на долгосрочные эксплуатационные расходы по сравнению с традиционным подходом, при котором приходится разбираться с отдельными независимыми кабельными системами. Это особенно актуально для набирающих всё большую популярность помещений с открытой планировкой.

При проектировании зонной проводки стандарты рекомендуют размещение точки консолидации (CP) на расстоянии не менее 15 метров (50 футов) от телекоммуникационной комнаты при условии соблюдения длины канала в 100 метров.

Универсальная зонная структура

Предлагаемый новаторский подход к проектированию СКС по названием «Универсальная зонная структура» предоставляет собой дальнейшее развитие концепции зонной проводки. Он предполагает разделение используемого пространства на одинаковые по размеру сервисные зоны, или ячейки, с точкой консолидации в каждой.

Создание инфраструктуры с нуля или глубокая модернизация предоставляют подходящие возможности для внедрения такой унифицированной инфраструктуры, как УЗС. Использование этого подхода означает значительное упрощение реконфигурации пространства, уменьшение потребности в материалах и работах, а также уменьшение операционных издержек на эксплуатацию системы. Также этот подход сокращает требуемые объемы строительных работ, тем самым минимизируя негативное влияние на производительность труда во время монтажа оборудования или перепланировки рабочих мест.

Таким образом, предоставив единую инфраструктуру для сервисов, использующих низковольтные приложения, можно значительно снизить стоимость создания инфраструктуры и операционные расходы.

Определение размера ячейки УЗС

Максимальный рекомендованный размер ячейки УЗС составляет 18,3 м. на 18,3 м. (60 на 60 футов), по аналогии с рекомендациями стандарта TIA-162-A для сети равномерных ячеек, предназначенных для поддержки установки и модернизации беспроводных точек доступа, как на рис. 4 (похожие рекомендации содержатся в стандарте ISO/IEC TR 24704, и отображены на рис. 5). Ячейки меньшего размера (12,2 м. на 12, 2 м., или 40 на 40 футов) применяются в случае использования Wi-Fi как основного способа доступа к локальной сети, или в случае большой плотности пользователей.

Поскольку размер ячеек УЗС определяется на основе зоны покрытия беспроводных устройств, то УЗС идеально подходит для поддержки разнообразных беспроводных приложений (рис. 6). Также УЗС может быть использована как основа для всех потолочных коммуникаций (рис. 7). В более функциональных проектах УЗС может использоваться как общий подход для проектирования как потолочных коммуникаций, так и проводки рабочих мест (рис.8).

Для поддержки все более требовательных приложений , таких как Wi-Fi, беспроводные сети мобильных операторов внутри здания, и PoE рекомендуется использование кабелей категории 6А в качестве постоянного соединения от телекоммуникационной комнаты (TR) до каждой из зон УЗС.

Горизонтальный сегмент УЗС

Дизайн горизонтального сегмента УЗС основывается на стандартном дизайне 100-метрового канала с 4-мя соединениями, как показано на рис.9. Этот вариант обычно используется для подключения рабочих станций или IP устройств, таких как проекторы или цифровые дисплеи, для которых может потребоваться розетка на стене.

В некоторых случаях потолочные устройства – такие как датчики присутствия, беспроводные точки доступа или камеры видеонаблюдения – могут подключаться непосредственно к точке консолидации, без использования коммуникационной розетки. Тогда оконечное устройство будет использовать не зонный шнур, а будет подключаться к точке консолидации стандартным коммуникационным шнуром, как показано на рис. 10.

При проектировании каналов СКС в УЗС для определения максимальной длины канала необходимо принять во внимание вероятную длину коммуникационного шнура от точки консолидации до розетки в рабочей зоне. Если сумма всех используемых шнуров (коммутационных, зонных и аппаратных) превышает 10 метров, то максимальная длина канала должна рассчитываться по формуле:

• Общая длина шнуров в метрах ≤ (102 – длина горизонтального кабеля)/1,2
• Длина горизонтального кабеля в метрах ≤ 102 – 1,2 (Общая длина шнуров в метрах)

Также при проектировании каналов для УЗС необходимо принимать во внимание более высокое затухание, допускаемое стандартами для коммуникационных шнуров, включая предусмотренный тип и длину зонных шнуров до информационной розетки в рабочей зоне. Для случаев, когда общая длина шнуров (включая аппаратные шнуры, зонные шнуры и коммутационные шнуры) превышает 10 метров, стандартами рекомендуется рассчитывать общую длину тракта по следующей формуле:

Расчет в соответствии со стандартом TIA (для шнуров с превышением затухания на 20%)

• Общая длина шнуров в метрах ≤ (102 – длина горизонтального кабеля)/1,2
• Длина горизонтального кабеля ≤ 102 -1,2(общая длина шнуров)

Расчет в соответствии со стандартами ISO/IEC (для шнуров с превышением затухания на 50%)

• Общая длина шнуров в метрах ≤ (105 – длина горизонтального кабеля)/1,5
• Длина горизонтального кабеля ≤ 105 -1,5(общая длина шнуров)

В соответствии с УЗС для проектирования подключения рабочей станции при решетке 60х60 футов (18,29 х 18,29 метров) длину зонных коммуникационных шнуров можно принять равной 23 метрам. При этом принимается, что самая дальняя точка перехода шнура с потолка на стену или колонну находится в радиусе не более 15 метров от точки консолидации, и дополнительно берется 8 метров до точки подключения. При использовании вышеприведенной формулы из стандарта TIA и принимая суммарную длину коммутационных и аппаратных шнуров в 10 метров (при затухании шнуров на 20% больше чем кабеля) получаем максимальную длину горизонтального кабеля для данной конфигурации равной 62 метра, как показано на рис. 11.

В рамках УЗС для проектирования подключения рабочей станции при решетке 40 х 40 футов (12,19 х 12,19 метров) длину зонных шнуров можно принять равной 20 метрам. При этом принимается, что самая дальняя точка перехода шнура с потолка на стену или колонну находится в радиусе не более 12 метров от точки консолидации, и дополнительно берется 8 метров до точки подключения. При использовании вышеприведенной формулы из стандарта TIA и принимая суммарную длину коммутационных и аппаратных шнуров в 10 метров (при затухании шнуров на 20% больше чем кабеля) максимальная длина горизонтального кабеля для данной конфигурации составит 66 метров.

Интеграция систем автоматизации зданий со специфичной архитектурой в УЗС

При массовом использовании оконечных IP-устройств рекомендуется стремиться обеспечить максимальную гибкость архитектуры. При этом некоторые системы требуют применения шлюзов для интеграции не-IP-устройств в сеть (см. рис. 12), или используют уникальный внекатегорийный кабель (рис.13). В подобных случаях категорийные кабели должны соответствовать требованиям к тракту СКС, однако при этом необходимо учитывать дополнительные требования в зависимости от используемых систем.

Некоторые аудио/видео системы могут использовать кабели стандартных категорий, в то время как другие могут требовать использования трансиверов или специальных устройств конвертации (см. рис. 14).

Точки консолидации

Тип и размер точки консолидации для каждой ячейки определяется исходя из количества устройств, предполагаемых к обслуживанию, легкости доступа, использования шлюзов или иных активных компонентов, а также общих требований к системам здания.

Размер точки консолидации должен отвечать необходимому количеству соединений, требуемых в рамках концепции УЗС для одной ячейки, а также иметь возможность наращивания их количества в будущем. Раздел «Планирование подключений в ячейках УЗС» содержит рекомендации по количеству портов, использующихся различными приложениями. Для возможности дальнейшего расширения в общем случае рекомендуется резервирование от 20% до 50% количества портов.

В случаях использования активного оборудования, такого как IP-шлюзы, необходимо предусмотреть наличие электропитания. Есть два варианта реализации данного требования:

1. Монтаж зонного распределительного устройства электропитания. Оно должно предусматривать необходимое количество розеток и место для размещения шнуров питания активного оборудования.
2. Монтаж распределительного устройства электропитания на границе ячеек/зон. Также возможно аналогичное размещение активного оборудования.

К системам, требующим наличия активного оборудования, относятся аудио/видео системы с медиа-конвертерами и трансиверами, системы автоматизации здания и системы контроля освещения с медиа-шлюзами, пассивные оптоволоконные сети с распределенными терминалами, системы аудио оповещения с локальными и распределенными повторителями и усилителями.

Планирование подключений в ячейках УЗС

Количество точек подключения на одну ячейку УЗС будет варьироваться в зависимости от типов и количества используемых систем, а также от особенностей окружающей среды, таких как расположение мебели, стен и коридоров. Следующие рекомендации являются общими для предварительного планирования количества портов для поддержки распространенных систем в здании для открытого офиса.

В таблицах 1 и 2 указаны рекомендованные количества портов для систем, которые чаще всего используются при построении открытых офисов с размером ячеек 60 х 60 футов (18,29 х 18,29 метров) или 40 х 40 футов (12,19 х 12,19 метров).

В таблице 3 указаны рекомендованные количества портов и определения для планирования систем, которые применяются реже или требуют большего количества портов.

.

Некоторые системы, устанавливаемые в здании, используют оконечные устройства, которые затруднительно привязать к ячейкам УЗС. Установка этих устройств планируется независимо от решетки УЗС, путем привязки их к определенной точке консолидации, находящейся в соотвестующей ячейке. В следующей таблице предлагаются рекомендации по планированию подключения таких устройств.

При планировании портов для ячеек УЗС следует также учитывать тип и предназначение каждого помещения. Нижеследующие рекомендации помогут при планировании подключений в часто используемых типах помещений.

В открытых офисах необходимо придерживаться сетки ячеек для всех потолочных коммуникаций, и по возможности, для подключения рабочих станций.

• В каждой ячейке следует запланировать подключение рабочих станций, точек доступа Wi‐Fi, in-building wireless, низковольтного освещения и датчиков присутствия.
• В отдельных ячейках следует запланировать подключение камер видеонаблюдения, устройств системы автоматизации здания и периферийных устройств (например, принтеров).

В промежуточных пространствах (лобби, атриумы, залы ожидания, коридоры) следует придерживаться сетки ячеек для всех потолочных коммуникаций, и предположить возможность подключений для капитальных помещений (см. ниже).

• В каждой ячейке следует запланировать подключение точки доступа Wi-Fi, in-building wireless, устройств системы автоматизации здания, низковольтного освещения и/или датчиков присутствия.
• В отдельных ячейках следует запланировать подключение камер видеонаблюдения, устройств контроля доступа (считывателей карт, консолей, кнопок открывания) и цифровых дисплеев.

Капитальные помещения могут использовать емкость ближайшей точки консолидации или рассматриваться как отдельные ячейки в зависимости от размера и общего расположения. Если доступ для обслуживания затруднен, то удобнее располагать точки консолидации в соседних промежуточных пространствах.

• В каждом офисе следует запланировать подключения рабочих станций, устройств системы автоматизации здания, низковольтного освещения и/или датчиков присутствия.
• В отдельных капитальных помещениях может потребоваться установка устройств системы автоматизации здания, камер видеонаблюдения или точек доступа (Wi-Fi или in-building wireless).

Небольшие переговорные комнаты могут использовать ближайшую точку консолидации или рассматриваться как отдельные ячейки в зависимости от размера и общего расположения. Если доступ для обслуживания затруднен, то удобнее располагать точки консолидации в соседних промежуточных пространствах.

• В каждой небольшой переговорной необходимо запланировать подключение IP-телефона и/или ПК, точки достпуа Wi-Fi, in-building wireless, проектора или цифрового дисплея (для презентаций и/или системы резервирования помещений), низковольтного освещения и/или датчиков присутствия.

Для больших переговорных следует придерживаться сетки ячеек для всех потолочных коммуникаций. Если доступ для обслуживания затруднен, то удобнее располагать точки консолидации в соседних промежуточных пространствах.

• В каждой большой переговорной следует запланировать подключение IP-телефона и/или ПК, точек доступа Wi-Fi, in-building wireless, устройств системы автоматизации здания, проектора или цифрового дисплея (для презентаций и/или системы резервирования помещений), низковольтного освещения и/или датчиков присутствия.

Для аудиторий и конференц-залов следует придерживаться сетки ячеек для всех потолочных коммуникаций.

• В каждой ячейке следует запланировать подключение точек доступа Wi-Fi, in-building wireless, устройств системы автоматизации здания, низковольтного освещения и/или датчиков присутствия.
• В отдельных ячейках следует запланировать подключение IP-телефона и/или ПК, аудио/видео систем и камер видеонаблюдения.