specifikace strukturované kabeláže

Strukturovaná kabeláž je obecné označení metalických a optických prvků, které umožňují propojení jednotlivých uživatelů v rámci počítačové sítě. Je to univerzální systém, který:

• podporuje přenos digitálních i analogových signálů,
• u něhož se přípojné body instalují i tam, kde momentálně nejsou potřeba,
• který používá datové kabely se čtyřmi kroucenými páry a optické kabely,
• u kterého se předpokládá dlouhá technická i morální životnost,
• jehož správná funkčnost je pro firmu stejně tak důležitá jako fungování elektrických rozvodů a dalších prvků firemní infrastruktury.

V případě klasických metalických vedení, která dnes v oblasti strukturované kabeláže v běžných pracovních prostředích dominují, tvoří rozvody strukturované kabeláže následující komponenty:

Telekomunikační zásuvky

Slouží pro připojení koncových uživatelských zařízení - např. stolní počítač, notebook, analogový nebo ISDN telefon, VoIP telefon či síťová tiskárna. Nejčastěji se tyto zásuvky dodávají v dvouportovém provedení - tj. u jednoho uživatele slouží jeden port pro připojení počítače nebo notebooku, druhý port pak pro připojení telefonu. Telekomunikační zásuvky bývají umístěny přímo v pracovních prostorách (např. kancelářích) každé budovy, a to buď přímo ve zdi, v parapetních žlabech, případně podlahových systémech tak, aby byly lehce dostupné.

Patch panely

Na rozdíl od běžně dostupných zásuvek jsou patch panely umístěny v rozvaděčích v telekomunikační místnosti a nejsou tedy pro běžné uživatele přístupné. Patch panely slouží správci sítě k připojení jednotlivých uživatelů do aktivních zařízení jako jsou switche nebo telefonní ústředny. Pro připojení vodičů do zářezových konektorů se používá narážecí nástroj.

Horizontální kabely

Jedná se o měděné kabely obsahující čtyři kroucené páry, které vzájemně propojují již zmíněné telekomunikační zásuvky a patch panely.

Patch kabely

Jedná se o propojovací kabely, jejichž užití bylo již naznačeno výše; umožňují totiž připojení uživatelských zařízení do počítačové sítě na straně telekomunikačních zásuvek a připojení jednotlivých portů patch panelů do aktivních zařízení na straně rozvaděče.

U všech výše zmíněných komponent je již od roku 1991, kdy vznikl první standard pro strukturovanou kabeláž, přesně definován způsob jejich použití, jsou dány jejich elektrické vlastnosti a je přesně specifikováno fyzické rozhraní, které umožňuje jejich vzájemné propojení do jednoho celku.

Historie

Do začátku 80. let fungovala většina počítačových sítí v režimu host/terminál. Aplikace i data byly uloženy centrálně na hostitelském počítači a uživatelské stanice, tzv. terminály, s nimi tímto centralizovaným způsobem zacházely. Vzhledem ke znakovému charakteru tohoto typu komunikace nebylo potřeba v terminálových sítích budovat speciální vysokokapacitní přenosové cesty. Převaha terminálových sítí skončila v roce 1981, kdy společnost IBM uvedla na trh první osobní počítač. Tento nový typ pracovní stanice, který byl na rozdíl od terminálů vybaven lokální pamětí a vlastními výstupy k připojení periferií, znamenal pro uživatele zcela odlišný - decentralizovaný - způsob práce. Tato větší samostatnost ale přinesla dva zásadní problémy: 1. obtížnou správu pracovních stanic (tj. řešení problémů a instalaci aplikací) a především 2. složitou vzájemnou spolupráci uživatelů. Bylo tedy třeba najít způsob, který by umožňoval vzájemné propojení stále se rozšiřujících osobních počítačů, díky kterému by bylo možné, stejně jako dříve v terminálových sítích, sdílet soubory, aplikace a nákladné periferie.

Na začátku vzniklo několik řešení od různých výrobců. Odlišnosti v použitých technologiích a rozdílnost v komponentech těchto nových systémů ale vedly k jejich vzájemné nekompatibilitě. Řešením bylo navrhnutí univerzálního systému, který by stanovil doporučující standardy určující elektrické a fyzické vlastnosti kabelů i spojovacího hardware. Na začátku 90. let proto požádala americká státní instituce ANSI (American National Standards Institute) organizace TIA (Telecommunications Industry Association) a EIA (Electronic Industries Alliance) o navrhnutí jednotného standardu pro kabelážní systémy. Jako jedna z nejvhodnějších se jevila možnost založit nový kabelážní systém na řešení americké telekomunikační společnosti AT&T, která pro přenos dat využívala vlastních, již existujících telefonních rozvodů v administrativních budovách. Tyto rozvody měly hvězdicovitou topologii a jako hlavní přenosové médium používaly kroucený pár. Výsledkem práce standardizační komise byla první norma pro strukturovanou kabeláž, která byla uveřejněna v červenci roku 1991 s označením ANSI/TIA/EIA 568 a společně s technickými bulletiny TSB-36 a TSB-40 vydanými o něco později definovala základní přenosové požadavky kategorie 3, 4 a 5.

V roce 1995 byla vydána první aktualizace této normy nazvaná ANSI/TIA/EIA 568A a rovněž první verze mezinárodní normy ISO/IEC 11801. O rok později, v roce 1996, byla organizací CENELEC vydána první evropská norma pro strukturovanou kabeláž s označením EN 50173. Od ní je odvozena i norma ČSN EN 50173, která je závazná pro Českou republiku. V důsledku rozvoje nových vysokorychlostních protokolů (např. Gigabitového Ethernetu) byly v roce 2000 a 2002 tyto normy aktualizovány. Aktualizace definují nové parametry, které musí komponenty strukturované kabeláže splňovat, aby bylo možné dostát novým požadavkům. Standardy byly doplněny o další měřené nebo počítané parametry jako jsou PSNEXT, PSACR, PSELFEXT, Delay Skew atd.

Kategorie podle výkonnosti

V případě hodnocení prvků strukturované kabeláže se nejčastěji hovoří o dělení na tzv. kategorie. Těch dnes existuje několik a každá z nich je definována ve standardech. Základní rozdělení prvků strukturované kabeláže je tedy následující:

• Kategorie 3 (Cat. 3) - je nejnižší kategorií. U prvních sítí se komponenty kategorie 3 používaly pro přenos hlasu i dat. Dnes se již prvky kategorie 3 ve většině případů používají pouze pro telefonní rozvody (např. propojovací ISDN panely, kabely k telefonní ústředně či propojovací šňůry k telefonnímu přístroji). Maximální přenosová rychlost, které bylo možné dosahovat na kabelážích kategorie 3, byla 10 Mb/s (protokol 10Base-T).

• Kategorie 4 (Cat. 4) - tato kategorie se již téměř nepoužívá. Byla spojována především se společností IBM a jejími prvky pro sítě Token Ring. Kategorie 4 byla silně zastoupená především v USA, v evropských standardech nebyla nikdy zmíněna.

• Kategorie 5 (Cat. 5) - tato kategorie byla schválena v roce 1995. Nyní je již nahrazena kategorií 5E – tzn. stejně jako v případě kategorie 3 a 4, se jedná již o historickou kategorii. Maximální přenosová rychlost, které bylo možné dosahovat na komponentech kategorie 5 byla 100 Mb/s (tzv. Fast Ethernet, protokol 100Base-T).

• Kategorie 5E (Cat. 5E) – vychází z kategorie 5 a má i stejnou šířku pásma (tj. 100 MHz). Z důvodu cenové dostupnosti je v této chvíli kategorie 5E stále nejrozšířenější kategorií ve strukturované kabeláži. Komponenty kategorie 5E umí přenést i Gigabit Ethernet v podání protokolu 1000BaseT. Nicméně přenosová rychlost 1 Gb/s je limitní rychlostí pro všechny komponenty kategorie 5E.

• Kategorie 6 (Cat. 6) - tato kategorie byla schválena v roce 2002. Pracuje s dvojnásobnou šířkou pásma než kategorie 5E (tj. až 250 MHz). Vyšší kvalita komponent s větší šířkou pásma zajišťuje vynikající spolehlivost přenosu Gigabit Ethernetu (1 Gb/s) u kabelážních systémů kategorie 6 ve srovnání s kategorií 5E a zároveň i podporu dalších protokolů (např. kromě již zmíněného 1000Base-T i 1000Base-TX nebo částečně i nového protokolu 10GBase-T).

• Kategorie 6A (Cat. 6A) – toto je nejnovější kategorie, která vznikla v dubnu 2008. V této chvíli je plně specifikována pouze v americké normě ANSI/TIA/EIA 568B.2-10. S kategorií 6A se počítá především pro plnohodnotný přenos protokolu 10GBase-T na všechny vzdálenosti (rychlost 10 Gb/s), které jsou v metalické kabeláži běžné. Oproti kategorii 6 pracují komponenty kategorie 6A s dvojnásobnou šířkou pásma – tj. 500 MHz, která poskytuje komponentům této nové kategorie již zmíněnou vyšší datovou propustnost. Kompletní schválení těchto nových prvků i v ostatních standardech (tj. ISO/IEC a CENELEC) se očekává ve druhé polovině roku 2009. I když se zpočátku počítalo s nasazením kategorie 6A především v páteřních spojích nebo datových centrech, mnozí výrobci (např. Solarix, Signamax či RiT) nabízí svá 10G řešení i pro kabeláže běžných LAN sítí – tj. až k uživateli na stůl.

• Kategorie 7 (Cat. 7) - tato kategorie byla poprvé zmíněna již v roce 1997, nicméně schválení se dočkala až v roce 2002, a to navíc pouze pro kabel a nikoli pro spojovací hardware (tj. zásuvky, patch panely atd.). Pracovní frekvence kategorie 7 je nyní 600 MHz.

• Kategorie 7A (Cat. 7A) - současná kategorie 7 z důvodu malého odstupu šířky pásma od komponentů kategorie 6A (500 MHz vs. 600 MHz) bude postupně nahrazena touto novou kategorií s dvojnásobnou šířkou pásma - tj. 1000 MHz..

Specifikace strukurovaného kabelážního systému UTP Cat 6

Instalace strukturovaného kabelážního systému musí být provedena instalačním partnerem, který je držitelem certifikátu, vystaveného výrobcem strukturovaného kabelážního systému, který opravňuje instalačního partnera takovýto systém instalovat.

Na instalovaný systém strukturované kabeláže je požadováná příma záruka výrobce systému a to 25-ti letá systémová, tedy taková, kdy výrobce nese garanci jak za produkty, tak i za provedení celé instalace.

Záruka na produkty:

Všechny komponenty certifikované instalace budou pokryty 25-ti letou produktovou zárukou, poskytnutou přímo výrobcem strukturovaného kabelážního systému.

Záruka na systém:

Všechny kanály certifikované instalce budou pokryty 25-ti letou zárukou na parametry kanálů Cat 6, poskytnutou přímo výrobcem strukturovaného kabelážního systému.

Specifikace patch panelů:

Patch panel musí splňovat parametry Cat 6 dle TIA/EIA 568 –B.2-1, nebo třídy E dle ISO 11801:2002 druhé vydání 2002 nebo EN50173 druhé vydání 2002.

Dále by měl patch panel splňovat následující normy:

IEC 60603-7-5

ISO/IEC 61156-5 vydání 2002

Parametry patch panelu dle Cat 6 dle TIA/EIA 568 –B.2-1 by měly být ověřeny nezávislou testovací autoritou (např. ETL SEMKO), a výsledky uvěřovacího nezávislého testu podloženy certifikátem k příslušnému typu patch panelu. Tento certifikát by měl být součástí odevzdávací dokumentace.

Patch panely musí splňovat požadavky na stabilní a dlouhodobě odolné ukončení jednotlivých žil UTP kabelů v zářezových kontaktech a to pomocí KATT IDC (insulation displacement connector). Každý KATT IDC musí být barevně kodován dle sekvence 568 B nebo 568 A.

Patch panely musí splňovat požadavky na kvalitní prachotěsnou ochranu jednotlivých RJ45 zdířek a to tak, že každá zdířka patch panelu bude vybavena prachotěsnou záclonkou, která se zasouvá společně s konktorem do těla zdířky.

Patch panely dále musí být vybaveny mechanizmem, který zabraňuje neúplnému zasunutí konektoru do zdířky patch panelu.  

Panely dále musí splňovat následující konstrukční požadavky:

Robustní kovová konstrukce z plechu o tloušťce 1,5 mm, s povrchovou práškovanou grafitovou ochranou. Panely musí být vybané zadním organizérem kabelu, který slouží ke stabilnímu uchycení přívodního kabelu a to ve dvou místech organizeru pro každý kabel.

Dále musí být patch panel vybaven identifikačními štítky pro každý port (vyměnitelnými).

Patch panely musí splňovat požadavky následujících norem:

TIA/EIA-568-B.2-1, FCB Subpart F 68.5, ISO 60603-7,

ISO 11801:2002, EN 50173:2002, FCC 68.

Požadované elektrické parametry patch panelů:

Odpor: = 20mΩ

Odporová rezerva: = 2mΩ

Izolační odpor: =100MΩ

Požadované přenosové parametry patch panelů:

Vložný útlum [1-100MHz] = 0.02vf dB

NEXT[1-100MHz] = 54-20·log(f/100) dB

FEXT[1-100MHz] = 43.1-20·log(f/100) dB

RL[1=f<31.5MHz] 30 dB

RL [31.5=f=100MHz] = 24-20·log(f/100) dB

LCL[1-250MHz] = 28-20·log(f/100) dB

Požadované mechanické parametry patch panelů:

Zdířka:

Životnost: > 750 cyklů

Kontakty: Fosfor bronz

Pokovení kontaktů: 1.27µm zlata na 2.50µm niklu

Kontaktní přítlačná síla: > 100g

IDC konektor

Životnost: > 200 cyklů

Kontakty: Fosfor bronz

Pokovení kontaktů: slitina Sn 60%/Pb 40%  

Specifikace datových zásuvek:

Datové zásuvky musí splňovat parametry Cat 6 dle TIA/EIA 568 –B.2-1, nebo třídy E dle ISO 11801:2002 druhé vydání 2002 nebo EN50173 druhé vydání 2002.

Dále by měl patch panel splňovat následující normy:

IEC 60603-7-5

ISO/IEC 61156-5 vydání 2002

Parametry datových modulů, které jsou soucástí datových zásuvek, dle Cat 6 dle TIA/EIA 568 –B.2-1 by měli být ověřeny nezávislou testovací autoritou (např. ETL SEMKO), a výsledky uvěřovacího nezávislého testu podloženy certifikátem k příslušnému typu datového modulu. Tento certifikát by měl být součástí odevzdávací dokumentace.

Datové zásuvky musí splňovat požadavky na stabilní a dlouhodobě odolné ukončení jednotlivých žil UTP kabelů v zářezových kontaktech a to pomocí KATT IDC (insulation displacement connector). Každý KATT IDC musí být barevně kodován dle sekvence 568 B nebo 568 A.

Datové zásuvky musí splňovat požadavky na kvalitní prachotěsnou ochranu jednotlivých RJ45 zdířek a to tak, že každá zdířka patch panelu bude vybavena prachotěsnou záclonkou, která se zasouvá společně s konktorem do těla zdířky.

Datové zásuvky dále musí být vybaveny mechanizmem, který zabraňuje neúplnému zasunutí konektoru do zdířky datové zásuvky.

Datové zásuvky musí být vybavený identifikačními štítky.

Datové zásuvky musí splňovat požadavky následujících norem:

TIA/EIA-568-B.2-1, FCB Subpart F 68.5, ISO 60603-7,

ISO 11801:2002, EN 50173:2002, FCC 68.

Požadované elektrické parametry datových zásuvek:

Odpor: = 20mΩ

Odporová rezerva: = 2.5mΩ

Izolační odpor: =100MΩ

Požadované přenosové parametry datových zásuvek:

Vložný útlum [1-100MHz] = 0.02vf dB

NEXT[1-100MHz] = 54-20·log(f/100) dB

FEXT[1-100MHz] = 43.1-20·log(f/100) dB

RL[1=f<31.5MHz] 30 dB

RL [31.5=f=100MHz] = 24-20·log(f/100) dB

LCL[1-250MHz] = 28-20·log(f/100) dB

Požadované mechanické parametry datových zásuvek:

Zdířka:

Životnost: > 750 cyklů

Kontakty: Fosfor bronz

Pokovení kontaktů: 1.27µm zlata na 2.50µm niklu

Kontaktní přítlačná síla: > 100g

IDC konektor

Životnost: > 200 cyklů

Kontakty: Fosfor bronz

Pokovení kontaktů: slitina Sn 60%/Pb 40% 

Specifikace kabelů:

Kabel musí splňovat parametry Cat 6 dle TIA/EIA 568 –B.2-1, nebo třídy E dle ISO 11801:2002 druhé vydání 2002 nebo EN50173 druhé vydání 2002.

Požaduje se profil nestíněného párového kabelu UTP (unshieldied twisted pair) s výstavbou kabelové duše 4x2 kroucené balancované páry dle ČSN EN 50 173.  Kabel musí obsahovat centrální separátor pro eliminaci NEXT and EFEXT.

Přenosovým prvkem jsou páry, které jsou koncentricky stočeny do duše. Páry tvoří 2 sdružené žíly.

Kabelová jádra musí být vyrobena z žíhané tažené mědi s hladkým povrchem. Musí být homogenní a musí mít kruhový průřez. Plný holý E-Cu vodič se požaduje se jmenovitým průměrem 0,51 mm. Jádra musí být v souladu s ČSN IEC 708-1

• Kabel je požadován v provedení LSZH.

Životnost barevného značení musí být stejná jako životnost kabelu. Barevné značení musí zachovat pevné a správné spojení bod-bod v celém průběhu. Barevné značení musí odpovídat ČSN EN 50174-1:

Maximální vnější průměr kabelu nesmí být větší než 6,6 mm.

Kabel musí splňovat mechanické požadavky na snadnou a bezproblémovou instalaci:

Dostatečně poddajná konstrukce pláště kabelu ke snadnému pokládání kabelu a snadnému odizolování kabelu. Požaduje se kabel s nekovovým natrhávacím lankem.

Požadované mechanické parametry:

Teplotní požadavky:

V průběhu instalace: 0-50°C

V průběhu provoznu: -20°C - + 60°C

Požadované  eletrické parametry:

Stejnosměrný odpor žíly: 98 W/km

Přenosové parametry:

Vložný útlum [1-250MHz] = 1.808·vf+0.017·(f)+0.2/vf dB/100m

NEXT[1-250MHz] = 44.3-15·log(f/100) dB

PSNEXT[1-250MHz] = 42.3-15·log(f/100) dB

ELFEXT[1-250MHz] = 27.8-20·log(f/100) dB

PSELFEXT[1-250MHz] = 24.8-20·log(f/100) dB

RL[1=f<10MHz] = 20+5log(f) dB

RL[10=f<20MHz] = 25 dB

RL[20=f<100MHz] = 25-7log(f/20) dB

Delay[1-100MHz] = 534+36/ f ns

Delay Skew[1-100MHz] = 45 ns