Sistema de cableado estructurado.
Garantizar un alto rendimiento de la ruta de transmisión es la cuestión más importante en el diseño e instalación de sistemas técnicos de seguridad.
Es especialmente relevante si es necesario resolver el problema de la transmisión de señales de video, porque los sistemas de videovigilancia son sistemas altamente informativos, el volumen de información y datos transmitidos en ellos es significativamente mayor que, por ejemplo, en los sistemas de seguridad y alarma contra incendios.
Los expertos lo saben: si la ruta de transmisión no proporciona el ancho de banda de red necesario , todas las conversaciones sobre los matices del funcionamiento de equipos de vídeo de alta calidad pueden convertirse esencialmente en palabras vacías.
Cada vez más a menudo se enfrentan a un problema similar: al instalar sistemas de seguridad complejos, los clientes recurren no solo a los proveedores de equipos, sino también a las organizaciones que construyen sistemas de cableado estructurado (SCS) para conectar sistemas de videovigilancia sobre su base.
Allí Hay muchos ejemplos posibles de empresas que inicialmente se especializaron en la creación de SCS y entraron con éxito en el mercado de los sistemas técnicos de seguridad.
Hay otra buena razón para estas notas: recientemente se publicó un nuevo estándar internacional para SCS.
Considero necesario profundizar más en los problemas de la construcción de sistemas de cableado estructurado para sistemas de seguridad.
Quizás esto marque el comienzo de una discusión sobre las soluciones técnicas propuestas en esta área.
SCS: sistema de cable de telecomunicaciones de baja corriente que sirve a todos los sistemas de ingeniería ubicados en el edificio.
El SCS debe cumplir los siguientes requisitos necesarios:
- tener una estructura y topología estandarizadas;
utilizar únicamente componentes estandarizados (cables, dispositivos de distribución, conectores, etc.); - asegurar parámetros electromagnéticos estandarizados (atenuación, ancho de banda, etc.) de las líneas de comunicación organizadas con su ayuda;
- gestionado (administrado) utilizando métodos estandarizados.
Un sistema de cableado estructurado es un sistema de cableado jerárquico de un edificio o grupo de edificios, dividido en subsistemas estructurales.
El sistema de cableado estructurado consta de:
— juego de cables (cobre y/u óptico);
— paneles de conexión;
— cables de conexión;
— conectores de cable;
— enchufes modulares;
— puntos de información (IR);
— equipos auxiliares.
Todos los elementos enumerados están integrados en un único sistema y funcionan de acuerdo con ciertas reglas.
Todos los SCS deben construirse de acuerdo con las mismas reglas, tener los mismos medios para cambiar y conectar equipos y proporcionar parámetros previamente conocidos del medio de transmisión de datos.
Recientemente, el concepto de construir un sistema de cable, es decir. , un dispositivo compuesto por componentes, ha comenzado a tomar forma en una serie estandarizada, construida sobre un principio modular, con características predeterminadas que aseguran la funcionalidad de los equipos conectados al SCS.
Sorprendentemente, estas ideas, aceptadas e implementadas desde hace mucho tiempo, en particular, en la ingeniería mecánica (una gama estándar de conexiones roscadas, cojinetes, etc.), recién ahora han comenzado a ganar posiciones en el campo de las telecomunicaciones [2].
Historia del problema
Principios de los años 50. siglo pasado: fecha de nacimiento de las primeras redes telefónicas.
En los años 80. Aparecieron las primeras soluciones de cable: IBM conectó sus mainframes mediante un cable coaxial RG-62 de 93 ohmios en topología en estrella.
Las primeras soluciones de cable fueron presentadas por los mayores fabricantes de equipos informáticos y telefónicos y se basaban en tecnologías patentadas.
Muchos desarrollos perseguían metas y objetivos exclusivamente privados de una organización en particular.
La El naciente mercado de redes locales padecía una falta crónica de uniformidad, que era inevitable debido a la estructura cambiante de la industria.
1987 — El Comité TR41.8 (Asociación de la Industria Electrónica) comenzó a desarrollar un estándar para cables ubicados dentro de edificios.
1989 — La organización de investigación Underwriters Laboratories, junto con Anixter, desarrolló una nueva clasificación de cables de par trenzado.
1991 — Publicación de la especificación ANSI/EIA/TIA-568. Desarrolladores: Asociación de la Industria Electrónica (EIA) y Asociación de Industrias de Telecomunicaciones (TIA).
Para ser justos, hay que admitir que durante mucho tiempo incluso las empresas occidentales respetuosas de la ley ignoraron las recomendaciones de los comités de normas. Esta fue en parte la razón por la cual la calidad de los servicios brindados en el mercado ha disminuido.
El incumplimiento de los requisitos para la instalación y colocación de SCS, su terminación y prueba era bastante común.
En este sentido, el problema de mejorar las calificaciones de los empleados de la industria se ha agudizado. Y la revisión de las propias normas pronto se convirtió en una necesidad urgente. Han aparecido instituciones serias y de excelente reputación: TIA y CBM.
Estos institutos comenzaron a trabajar activamente para crear conciencia sobre los estándares vigentes y brindar capacitación adecuada a quienes aspiraban a ello.
1995 — Se adoptaron dos documentos reglamentarios y técnicos principales, que describen el SCS como un objeto técnico. Se trata de la norma americana TIA/EIA-568-A y la norma internacional ISO/IEC 11801.
A pesar de que ambos documentos principales describen el mismo objeto técnico, tienen diferencias conceptuales bastante serias, considerando SCS desde diferentes posiciones, y se complementan en gran medida.
Estándar de segunda generación TIA-568 -A (Edificio Comercial Telecommunications Cabling Standard) se diferenciaba significativamente del documento anterior en que no se recomendaba el uso de cable coaxial para la construcción de SCS de nueva creación y al mismo tiempo se permitía el uso de cables de fibra óptica monomodo en subsistemas troncales.
En relación con el rápido desarrollo de las tecnologías de la información y la necesidad de transmitir flujos de información cada vez más grandes, en septiembre de 2002 se publicó la segunda edición de la norma ISO/IEC IS 11801:2002(E), en la que se introdujeron nuevos parámetros y se Se aclararon los valores de los parámetros tradicionales de componentes y trayectos basados en pares trenzados para asegurar la transmisión de flujos de información de interfaces de red Gigabit Ethernet y similares en el subsistema horizontal.
Desde 2002 hasta la actualidad, el desarrollo de las tecnologías de la información no ha seguido el camino de un fuerte aumento en el volumen de flujos de información transmitidos, como se predijo, sino el camino de mejorar la capacidad de fabricación de las propias redes. En este sentido, en 2008 se adoptó una nueva edición de la norma ISO/IEC IS 11801:2008(E).
Esta norma es un documento muy voluminoso y serio que describe todas las características de la construcción. y diseño de SCS.
Desafortunadamente, hoy en Rusia no existe un estándar nacional SCS en el grupo de estándares GOST R 34 «Tecnología de la información». Por lo tanto, los diseñadores, desarrolladores, proveedores, instaladores y propietarios de SCS rusos se ven obligados a basar su trabajo en estándares internacionales.
Componentes de SCS
Si SCS se diseña e instala correctamente, puede durar 25 años o más y por lo tanto es un sistema de capital.
SCS se mantiene de la misma manera que cualquier sistema de capital: inspecciones y controles periódicos, llamados pruebas y certificación del sistema para determinar el cumplimiento de los estándares de una determinada clase. Son posibles reparaciones preventivas de este sistema, mantenimiento de rutina, conmutación, etc.
Solo los especialistas certificados tienen derecho a construir y brindar garantías para un sistema de cableado estructurado.
Poder Para clasificar y certificar sistemas de cableado estructurado es necesario saber que las características electromagnéticas del SCS están definidas por la norma ISO/IEC 11801:2008 (E) para determinadas configuraciones: canal y línea fija.
Una línea fija (Enlace Permanente) es una sección pasiva del SCS entre dos puntos (interfaces) de conexión conectados directamente a él, a través de los cuales se puede transmitir una señal. Es decir, una línea fija es un cable fijo y los conectores en sus extremos (Fig. 1).
Una línea fija está diseñada para probar el rendimiento de un componente fijo del cableado.
El concepto de Enlace Permanente se introduce para definir una configuración de prueba que caracterice con mayor precisión los parámetros de la parte fija del sistema de cableado.
La configuración de Enlace Permanente requiere que las contribuciones de los cables de conexión utilizados para acceder a la línea bajo prueba están excluidos de los resultados de la medición.
Por lo tanto, los valores límite de prueba para Permanent Link difieren de los de Link por la cantidad atribuible al probador que conecta los cables según una estimación a priori. . La longitud total de la línea Enlace Permanente puede alcanzar los 90 m.
La línea fija no incluye los cables utilizados para conectar los dispositivos transmisores y receptores, ni tampoco los cables de conexión.
Un canal es una ruta pasiva capaz de transmitir una señal de un extremo a otro, conectando dos unidades activas de equipos electrónicos, por ejemplo, una estación de trabajo y un conmutador LAN (Fig. 2).
El canal, según el estándar ISO/IEC 11801:2008(E), es una ruta para la interacción entre equipo de red activo.
El concepto se introdujo en 1999
El canal incluye una línea SCS fija y varios cables utilizados para la conexión.
Canal como objeto de medición: este modelo se introdujo para lograr una mejor aproximación de la configuración final del sistema del usuario.
El estándar describe dos objetos de medición fundamentalmente diferentes: una línea fija (Permanent Link) y un canal (Channel). El documento proporciona las normas pertinentes para ambos objetos. Si existen requisitos especiales, en la etapa de pruebas de aceptación, se puede realizar una verificación selectiva o completa de los parámetros del canal o de la línea fija.
Es conveniente trabajar con el modelo del canal durante la operación actual de SCS al solucionar problemas.
Los límites de rendimiento para cables balanceados están estrictamente definidos por los componentes sobre los que está construido el canal (ISO/IEC 11801:2008(E)). Para valores máximos, se trata de 90 m de cable de cobre unipolar, 10 m de varios cables y 4 empalmes (1 empalme es un enchufe y una toma de corriente conectados entre sí).
Para la clase F, en la versión actual del estándar, solo se permiten 2 conexiones.
Como es sabido, los interruptores activos, grabadoras de video y otros equipos similares imponen diferentes requisitos a los canales de transmisión de información en términos de ancho de banda de frecuencia. . Por lo tanto, los canales y líneas eléctricas se dividen en seis clases: A, B, C, D, E, F. Los canales y líneas de estas clases brindan soporte garantizado para las clases correspondientes y todas las clases inferiores.
Los componentes a partir de los cuales se crea un sistema de cableado estructurado (cables, conectores, enchufes, tomas) también se clasifican en la norma ISO/IEC 11801:2008(E) según el ancho de banda de las frecuencias transmitidas y también se imponen diferentes requisitos en cuanto a la calidad; de instalación.
Clases de Aplicación
Clase A: líneas especificadas hasta 100 kHz para transmisión de voz y datos de baja velocidad — transmisión de vídeo.
Clase B: líneas especificadas hasta a 1 MHz para transmisión de datos de velocidad media — velocidad de bits 1 Mbit/s.
Clase C: líneas especificadas hasta 16 MHz para transmisión de datos de alta velocidad — velocidad de transmisión de 10 Mbps.
Clase D: líneas especificadas hasta 100 MHz para transmisión de datos de ultra alta velocidad — 100 Mbit/s — 1 Gbps velocidad de transmisión .
Clase E: líneas especificadas hasta 250 MHz para transferencia de datos de velocidad ultraalta de hasta 1 Gb/s.
Clase F: líneas especificadas hasta 600 MHz para transferencia de datos ultraalta velocidad de transferencia de datos de 1 Gb/s — 10 GB/s.
Es decir, si elegimos cámaras de videovigilancia de alta calidad que generan fotogramas de alta resolución, lo que supone grandes volúmenes, grabadores de vídeo de alta calidad o conmutadores que retransmiten la imagen resultante en modo vídeo en directo a la red, lo que también ocupará un cantidad de tráfico considerable, y organizamos la retransmisión a través de un sistema de cable, evidentemente de menor calidad o mal diseñado, entonces la calidad de la imagen se perderá irremediablemente, y tampoco se podrá conseguir el modo vídeo en directo.
En consecuencia, la inversión en equipamiento no se justificará.
Además del rango de frecuencia, la norma ISO/IEC:2008(E) establece requisitos claros para los parámetros de canales y líneas fijas, tanto basadas en pares trenzados como en cables de fibra óptica. Para sistemas basados en pares trenzados, los canales de las clases D, E, F deben tener una impedancia característica de 100 ohmios; para las clases A, B, C, se prefiere un valor de 100 ohmios, pero también se acepta un valor de 150 ohmios. También se estratifican parámetros como la pérdida de retorno, la pérdida de entrada, la pérdida de retorno estructural, la seguridad del extremo cercano (NEXT), la atenuación total del acoplamiento del extremo cercano (PSNEXT), la atenuación del acoplamiento del extremo lejano (FEXT) y su valor total (PSFEXT). Relación de atenuación de extremo cercano a acoplamiento (ACR), pérdida total de acoplamiento de extremo cercano normalizada (PSARC), pérdida de entrada, pérdida de acoplamiento de extremo lejano normalizada (ELFEXT), pérdida total de entrada de entrada de acoplamiento de extremo lejano normalizada (PSELFEXT), retardo de señal ( PD) y retardo sesgado (DS).
El uso de parámetros de estructura de cable es inevitable durante la instalación de un sistema de videovigilancia. El instalador debe calcular la ubicación de la fuente de alimentación y la cámara.
Según la norma internacional ISO/IEC11801, un cable de par trenzado de categoría 5 (clase D) de 100 MHz con una velocidad de transferencia de datos de 1 Gb/s tiene una resistencia de no más de 20 ohmios por 100 m (en realidad, unos 2 ohmios por 100 m). 100 metros). A lo largo de 300 m de par trenzado, la tensión no cae más de 6 V. Por lo tanto, la fuente de alimentación se puede conectar a una distancia de unos 300 m de la cámara.
Para cálculos más precisos, es necesario probar el sistema de cableado estructurado.
Es Es aconsejable decir algunas palabras sobre SCS basados en cables de fibra óptica. Los principales parámetros estandarizados de las líneas de fibra óptica son la apertura numérica (NA), la atenuación (A) y el coeficiente de banda ancha (K).
En líneas que utilizan cable óptico para transmisión de datos de alta y ultra alta velocidad, el ancho de banda no se considera un limitador.
El valor numérico especificado en el nombre de la clase determina la longitud mínima del canal en metros que una Se garantiza que el canal de esta clase soportará la aplicación correspondiente si el canal se crea de acuerdo con los requisitos de la norma:
Clase OF-300: desde 300 m.
Clase OF-500: desde 500 m.
Clase OF-2000: desde 2 km .
El OF-2000 de primera clase admite aplicaciones que incluyen Gigabit Ethernet 1000Base-LX a través de fibra OS1 monomodo hasta 2000 m con un IL de 4,56 dB en una ventana de 1310 nm.
El OF-500 admite Gigabit Ethernet 1000Base aplicaciones -LX sobre fibra multimodo OM1, OM2 y OM3 hasta 500 m a IL 2,35 dB en la ventana de 1300 nm.
El aumento de la longitud del canal de 550 a 2000 m en la ventana de 1300 nm se logra mejorando el perfil refractivo.
El estándar especifica un ancho de banda (coeficiente de banda ancha) para la entrada de láser de al menos 2000 MHz x km en la ventana de 850 nm para fibras OM3.
En consecuencia, la elección del equipo de transmisión, por ejemplo interruptores activos, para transmitir se debe realizar una señal de video teniendo en cuenta el SCS existente en el sitio, o teniendo en cuenta la extensión territorial del sitio y las reglas para el diseño de un sistema de cable estructurado en líneas de fibra óptica.
En conclusión, es necesario prestar atención al siguiente hecho.
La única empresa que realiza estudios de mercado de SCS en todos los países del mundo es la consultora independiente BSRIA — Building Services Investigación y Information Association, con sede en el Reino Unido.
Según el informe oficial de BSRIA sobre el mercado de SCS de cobre para 2007 en Rusia, Eurolan SCS ocupa el tercer lugar con una cuota de mercado del 8,7%, sólo superado por Typo Electronics ( 10,8%) y Systimax Solution (16,9%).
REFERENCIAS
Redes y sistemas de comunicación, No. 6, 5 de mayo de 2008, p. 11. Samarsky P. A Basics of. Sistemas de cableado estructurado. M.: 2005.