ЦОДы, офисы, общественные пространства
09 апреля 2024 года Москва СТАРТ ХАБ Формат: Офлайн (16+)

Зачем повышать категорию СКС

22.09.2022

Для создания небольших и средних офисных СКС зачастую вполне достаточно кабельной техники категории 5е. Однако все более широкое использование оборудования PoE требует применения более высоких категорий.

Оптимизация стоимости СКС и ее главный парадокс
 
Создание информационной проводки – достаточно затратное мероприятие: с учетом монтажных работ стоимость одного пользовательского порта на основе продукции известных производителей даже среднего ценового диапазона может составлять несколько тысяч рублей. Но практика построения последних метров последней мили сетей доступа на кабелях из витых пар показывает, что столь высокие капитальные затраты можно снизить. Операторы связи в этих случаях используют технические решения, фактически идентичные применяемым в CКC, однако затраты на реализацию сходной по структуре линии оказываются ниже на порядок и более.
 
Столь впечатляющая экономия достигается за счет использования решений, которые зачастую не соответствуют требованиям стандартов СКС даже для категории 5е. Главные из них – применение «омедненки» (кабелей с биметаллическими жилами CCA) вместо чисто медных кабелей, переход на двухпарные тракты, уменьшение диаметра токопроводящей жилы до 0,46–0,48 мм. Фактически основное средство снижения капитальных затрат на реализацию этой части сети доступа состоит в целенаправленном отказе от той скоростной избыточности, которая характерна для кабельных трактов СКС: они даже в наиболее сложной конфигурации при максимальной протяженности обеспечивают скорость 1 Гбит/с. Между тем среднестатистический пользователь информационно-телекоммуникационных систем (ИТС) не в состоянии полноценно воспринимать информацию, поступающую к нему со скоростью свыше 50 Мбит/с.
 
На этом фоне практика реализации СКС демонстрирует, скорее, обратную тенденцию: для построения большинства СКС привлекается более дорогая техника категорий 6 и 6а. Данный факт отражен даже на нормативном уровне. Последняя редакция стандарта ISO/IEC 11802-2, которая описывает наиболее распространенную офисную структурированную проводку, исходит из применения в горизонтальной подсистеме техники категории не ниже 6.
 
В результате увеличивается расход меди на изготовление проводов большего диаметра для витых пар линейных кабелей и шнуров различных типов, применяющихся в составе горизонтальной подсистемы, которая остается наиболее затратной частью проекта ИТС (рис. 1). На первый взгляд, возникает определенное противоречие, которое усиливается ростом доли кабельной проводки в общем объеме затрат на ИТС, обусловленном падением цен на различные активные сетевые устройства вследствие прогресса в области микроэлектроники.
 
Рис. 1. Типовое распределение долей укрупненных статей затрат на элементную базу СКС
 
Базовые системные функции горизонтальных кабельных трактов
 
Однако СКС объекта недвижимости не является полным аналогом сети доступа, в том числе потому, что ее потребительская ценность определяется иными характеристиками. В частности, при создании информационной проводки ее оптимизацию де-факто осуществляют исходя не только из стоимостных, но и из системных технико-экономических характеристик.
 
С этой точки зрения важно, что горизонтальные кабельные тракты СКС решают задачу подключения терминального оборудования к внутриобъектовой ИТС в расширенном смысле, а именно: они должны быть способны обеспечить, во-первых, полноценный информационный обмен между терминальными устройствами и коммутатором локальной или иной по назначению сети с заданным качеством на скорости передачи как минимум 1 Гбит/с и, во-вторых, дистанционное питание терминального устройства по технологиям группы РоЕ при мощности потребления не менее 12,95 Вт (спецификация IEEE 802.3af).
 
В соответствии с фундаментальными подходами электросвязи указанные задачи должны решаться при максимальной протяженности тракта и при его реализации в наиболее сложном четырехконнекторном варианте. Единственное послабление дается в виде рекомендации при температуре +60°С использовать тракты не максимальной 100-метровой протяженности, а более короткие.
 
Заметим, однако, что температура как в технических помещениях, так и в пользовательском пространстве, в пределах которых находится значительная часть линейного кабеля стационарной линии, существенно ниже. В первом случае в соответствии со спецификациями коммутаторов ЛВС и иных активных сетевых устройств в офисном исполнении она ограничена +40°С (реально поддерживается системой кондиционирования на уровне 20–25°С), а во втором, согласно нормам последней редакции СаНПиН, она не должна превышать +28°С. Принимая же во внимание малую вероятность наличия в правильно спроектированной СКС трактов максимальной протяженности, данную рекомендацию следует рассматривать, скорее, как мало полезную на практике.
 
Требование единообразия элементной базы
 
Одно из важных преимуществ структурированной проводки, обеспечивавшее этому техническому направлению устойчивый коммерческий успех на протяжении последних трех десятилетий, – ее универсальный характер. Возможность создания горизонтальных стационарных линий на кабеле одного типа заметно упрощает все стадии жизненного цикла СКС: от разработки различных видов проектной документации до поставки, монтажа и эксплуатации. Применение разных типов кабелей, подводимых к фактическим и потенциальным местам установки терминального оборудования различного назначения, вполне возможно, но не практикуется. Сказываются, в первую очередь, организационные сложности, которые в значительной степени нивелируют достигаемый эффект.
 
В случае необходимости вместо стоимостной оптимизации осуществляется структурная перестройка кабельной системы, а именно:
  • вместо классических кабельных трактов формируются тракты MPTL (modular plug terminated link) или тракты прямого подключения (end to end, рис. 2);
  • универсальные тракты заменяются на специализированные в виде единого комплекса активного и пассивного оборудования (например, активные консолидационные точки, сети PoLAN).
Рис. 2. Варианты реализации горизонтальных трактов
 
Отметим, что эти подходы к повышению потребительской ценности нижних уровней ИТС в рамках требований стандартов опять же требуют витопарной техники как минимум категории 6.
 
Почему же необходимо повышать категорию кабельной техники
 
Рост металлоемкости горизонтального кабеля вследствие увеличения диаметра токопроводящей жилы проводов симметричной цепи – объективное явление, обусловленное чисто техническими причинами, а не стремлением, скажем, производителей СКС к поставкам более дорогостоящего оборудования. Одна из характеристик электропроводного горизонтального кабеля, нормируемая стандартами, – шлейфовое сопротивление витой пары. Важно, что этот параметр в равной мере определяет как качество передачи (поскольку прямо задает затухание сигнала), так и саму возможность функционирования оборудования РоЕ.
 
Анализ конкретных параметров спецификаций сетевого оборудования и стандартной техники РоЕ показывает, что ограничение «по дистанционному питанию» срабатывает гораздо раньше ограничения «по качеству передачи». На практике в этой ситуации единственно возможным способом повысить предельную мощность потребления терминального устройства становится снижение шлейфового сопротивления, которое обеспечивается путем увеличения диаметра токопроводящей жилы проводов витой пары.
 
Для современных ИТС дистанционное питание становится все более важным, поскольку к классическим ЛВС и телефонной сети добавляются сети видеонаблюдения, контроля доступа и аналогичные им. Вновь вводимые сети используют для транспорта данных сетевые интерфейсы Ethernet, одновременно тяготея к централизованным схемам построения с увеличенной протяженностью тракта и организацией питания терминального оборудования по технологии РоЕ. Поэтому для них предпочтительна реализация линейной части канала связи на кабелях с увеличенным диаметром токопроводящей жилы.
 
Можно констатировать, что именно необходимость поддерживать функционирование оборудования РоЕ, которое часто встречается в крупных и средних проектах, – главный драйвер повышения категории техники, применяемой при построении структурированной проводки. Напротив, операторы связи не используют данную технологию, что позволяет им реализовывать последние метры последней мили на бюджетной технике без снижения качества обслуживания потребителя. Более того, отечественный стандарт ГОСТ Р 54429:2011 разрешает строить последние метры последней мили на кабелях, которые запрещены для применения в СКС из-за недопустимо большого шлейфового сопротивления.
 
Сохранится ли техника категории 5е в массовой практике проектов?
 
Согласно статистике, накопленной в процессе построения СКС, распределение числа кабельных систем по количеству портов носит явно выраженный экспоненциальный характер со средним значением 137 портов.
 
Практика построения СКС свидетельствует о том, что стоимость реализации одной стационарной линии структурированной проводки определяется преимущественно выбором производителя кабельной системы и слабо зависит от общего количества портов. В результате распределение дохода всех участников процесса создания СКС – производителя, его дистрибьютора и системного интегратора, непосредственно реализующего структурированную проводку, – описывается графиком, представленным на рис. 3. Из него следует, что получаемый доход в области построения СКС на 80% определяется кабельными системами с сотней и более портов. При этом однако, небольшие проекты количественно составляют примерно половину всех создаваемых систем.
 
Рис. 3. Распределение числа реализуемых проектов структурированной проводки и зависимость получаемого дохода от количества портов кабельной системы
 
Для малых СКС с максимум полусотней типовых двухпортовых информационных розеток характерны следующие особенности:
  • крайне маловероятно наличие стационарных линий протяженностью более 30 м (при условии правильного проектирования);
  • заказчик склонен к реализации СКС по бюджетному варианту и примерно в 85% случаев отказывается от сертификации проекта у производителя «за ненадобностью», заменяя ее гарантией подрядчика;
  • количество терминального оборудования, требующего от системы РоЕ высоких мощностей дистанционного питания, стремится к нулю;
  • шлейфовое сопротивление кабеля стационарной линии не превышает 50% того предельного значения, на основе которого формируются нормы стандартов.
Все это в комплексе означает, что повышение температуры кабелей за счет нагрева под действием токов дистанционного питания будет минимальным вне зависимости от их категории и исполнения и ограничение «по категории» не проявится. Нельзя также сбрасывать со счетов некоторую инерционность мышления заказчиков кабельных систем, которые просто привыкли к тому, что проводка создается на основе техники категории 5е. Поэтому построение СКС на технике категории 5е по-прежнему очень популярно.
 
***
 
Многофункциональный характер СКС объективно формирует устойчивый тренд на повышение ее категории. Главным драйвером повышения категории инсталлируемых СКС становится массовое внедрение во внутриобъектовые информационные системы технологий дистанционного питания группы РоЕ. Однако этот тренд не затрагивает небольшие и отчасти средние кабельные системы с не более чем сотней портов, на которые приходится примерно половина всех проектов. Они создаются и в обозримой перспективе будут создаваться с использованием техники категории 5е.