Тема: Цель курса. Понятие СКС. Основные определения.
Цель: Ознакомиться с понятием СКС, основными определениями, достоинствами СКС.
План.
1. Понятие СКС. Задачи СКС.
2. Базовые принципы построения СКС.
3. Преимущества СКС.
Понятие СКС. Задачи СКС.
Структурированная кабельная система СКС (SCS – Structured Cabling System) — физическая основа инфраструктуры здания, позволяющая свести в единую систему множество сетевых информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т. д. Как правило, эти сервисы рассматриваются в рамках определенных служб предприятия.
Задача СКС - удовлетворение потребностей всех потенциальных пользователей системы СКС весь срок существования здания без переделки или расширения кабельной сети.
Благодаря такому подходу к инфраструктуре здания, особенно на стадии разработки СКС, возможно создание интегрированной системы, полностью прозрачной для пользователей и не зависящей от используемых приложений.
Структурированная кабельная система - это гораздо больше, чем просто кабели или соединение воедино всех компонентов системы. Разнообразные технологии, архитектуры и приложения, голосовые, информационные данные, передача видео изображений и контрольных сигналов - все должно совмещаться и действовать как единое целое.
Помимо трех капитальных основных инженерных систем (энергоснабжения, водоснабжения, вентиляции) современные здания требуют создания четвертой капитальной системы - кабельной.
Термин «система » - слишком распространен и чаще всего имеет следующее толкование. Система - это совокупность объектов или элементов связанных между собой и взаимодействующих друг с другом по определенным правилам таким образом, что формируется единый сложный объект. Чаще всего системы, которые предназначены для выполнения специальных функций, включают в себя компоненты, которые могут заменяться аналогичными или быть взаимозаменяемыми внутри системы.
Термин «кабельная». Кабельная система - это система, элементами которой выступают кабельные компоненты. Под кабельными компонентами принято понимать не только сами кабели, но и все пассивное коммутационное оборудование, служащее для соединения двух активных сетевых устройств (розетки, соединительные шнуры, коммутационные панели и т. Д.).
Термин «структурированная». В общем случае структура - это набор взаимосвязанных и взаимосвязанных составных частей. С одной стороны структурированная означает способность системы поддерживать различные типы приложений (передача данных, голоса, видео), с другой - возможность использования оборудования от разных производителей и реализацию мультимедийной среды (среды, в которой используется несколько типов сред передачи - витая пара, оптическое волокно).
Кроме того термин «структурированная» подразумевает то, что существует определенная архитектура и топология, которые строятся на базе определенных принципов.
Таким образом, рассмотрев три составляющие термина «Структурированная Кабельная Система (СКС)» можно дать определение самой СКС.
Под СКС будем понимать - коммуникационную систему для соединения различных типов оборудования от разных производителей в ограниченной области, с использованием физической среды передачи, что позволяет передавать информацию от различных приложений, с необходимой скоростью и минимальной вероятностью ошибки, созданную по определенным принципам.
Базовые принципы построения СКС.
Рассмотрим главные (базовые) принципы построения СКС. Существует три базовых принципа построения СКС, а именно:
1. Структурирование - данный принцип предполагает распределение системы на ряд независимых (условно независимых) подсистем, каждая из которых предназначена для выполнения строго определенных функций и имеет стандартный интерфейс для объединения в единую систему. Данный принцип позволяет повысить надежность всей системы, подсистемы являются независимыми, выход из строя одной из них никак не влияет на работоспособность других. Использование стандартных интерфейсов позволяет применять оборудование различных производителей, то есть находить оптимальное соотношение цена / качество.
2. Универсальность - СКС создается на принципах открытой архитектуры на базе определенных стандартами технических характеристик, при этом СКС является ориентирована на любую сетевую технологию или применение. Данный принцип обеспечивает гарантию того, что в течение всего срока эксплуатации СКС будет соответствовать требованиям любых существующих технологий.
3. Избыточность - расчет числа точек подключения к СКС (число информационных розеток) зависит от площади и расположения рабочих помещений. Этот принцип позволяет обеспечить возможность быстрого развития (расширения) СКС при увеличении числа сотрудников.
Кроме рассмотренных принципов очень часто применяется так называемый принцип трех «В» - ВСЕ приложения будут работать В любое время Везде (в любой точке дома).
ВСЕ применение означает, что СКС, созданная на базе единых стандартов, сможет обеспечивать работу любых приложений (передача данных, телефония, охранные системы и тому подобное.
Работать В любое время (всегда) - означает, что смонтированная в соответствии со стандартами СКС, которая прошла сертификацию, способна обеспечить работу любых приложений в течение всего гарантийного срока.
Везде - означает, что правильно спроектированная СКС способна обеспечить возможность подключения к инфраструктуре в любой точке дома без проведения дополнительных работ по созданию новых точек подключения. Весь процесс подключения будет заключаться только в подключении абонентского устройства к информационной розетке и коммутации в кроссовой с помощью соединительного шнура.
Преимущества СКС.
Структурированная кабельная система по сравнению с хаотически проложенными кабелями обладает рядом преимуществ: более высокой надежностью (производитель СКС гарантирует качество не только ее отдельных элементов, но и их совместимость), универсальностью (СКС может стать единой передающей средой в ЛКС для передачи компьютерных данных, организации локальной телефонной сети, передачи видеоинформации), большим сроком службы (до 10-15 лет), меньшими затратами при расширении сети с целью добавления новых РС (что объясняется избыточностью СКС), обеспечением более эффективного обслуживания (в СКС отказ одного сегмента не приводит к отказу всей сети, так как сегменты объединяются концентраторами, которые диагностируют и локализуют неисправный участок).
Применение СКС позволяет:
· при относительно высоких начальных вложениях обеспечить существенную экономию полных затрат за счет длительного срока эксплуатации и низких эксплуатационных расходах;
· поднять надежность кабельной системы;
· менять конфигурацию и производить наращивание комплекса информационно-вычислительных систем офисного здания без влияния на существующую проводку;
· одновременно использовать различные сетевые протоколы и сетевые архитектуры в одной системе;
· комбинировать в единую систему оптические и электрические тракты передачи сигналов;
· устранить путаницу проводов в кабельных трассах;
· создать единую службу эксплуатации;
· обеспечить средой передачи информации основную массу действующего перспективного сетевого оборудования различных классов за счет наличия стандартизированного интерфейса;
· обеспечить быструю ликвидацию неисправности, восстановление связи или переход на резервные линии за счет модульного построения системы.
Контрольные вопросы:
1. Объясните термин «Структурированная Кабельная Система».
2. Что означают термины «система», «кабельная» и «структурированная»?
3. В чем заключается отличие структурированной кабельной системы от кабельной системы?
4. Назовите основные принципы СКС.
5. Что означает принцип трех В?
Литература:
1. Семенов А.Б.,Стрижанов С.К., Сунчелей И.Р. Структурированные кабельные системы.-:ДМК Пресс,2012,стр.13-16.
2. Царев Р.Ю., Никитюк Л.А.Резниченко П.И. Структурированные кабельные системы. Одесса ОНАС им.А.С.Попова 2013, стр.10-13
В настоящее время эксплуатируется громадное количество сравнительно небольших локальных сетей (на 10-30 РС), в том числе и тех, в которых передаются большие объемы мультимедийной информации и применяются высокоскоростные технологии (скорость обмена до 1000 Мбит/с). Для них характерно использование одной разделяемой среды, что позволяет реализовать стандартные технологии и приводит к экономичным и эффективным решениям.
Эффективность одной разделяемой среды для небольших ЛКС очевидна:
· возможность использования стандартного набора протоколов, а следовательно, сравнительно дешевого коммуникационного оборудования - сетевых адаптеров, повторителей, концентраторов;
· возможность наращивания (в определенных пределах) числа узлов сети;
· довольно простое управление сетью, чему способствует сама логика разделения среды, не допускающая потерь кадров из-за переполнения буферов коммуникационных устройств.
Однако по мере развития локальных сетей, появления новых технологий и протоколов все в большей степени стали проявляться недостатки ЛКС на одной разделяемой среде. Главные из них следующие:
· невозможность построения крупных сетей (на сотни и тысячи узлов) на основе одной разделяемой среды. Причина не только в том, что все технологии ограничивают количество узлов в разделяемой среде (Token Ring - 260 узлами, FDDI - 500 узлами, все виды семейства Ethernet - 1024 узлами), но и в плохой работе сети на одной разделяемой среде, если количество РС приближается к разрешенному пределу;
· резкое возрастание величины задержки доступа к передающей среде при достижении коэффициента использования сети некоторого порогового значения (коэффициент использования сети, иначе называемый коэффициентом нагрузки сети, - это отношение трафика, который должна передать сеть, к ее максимальной пропускной способности). Для всего семейства технологий Ethernet пороговое значение этого коэффициента равно 40-50 %, для технологии Token Ring - 60 %, и для технологии FDDI - 70 %;
· имеются жесткие ограничения максимальной длины сети: они лежат в пределах нескольких километров, и только для технологии FDDI это несколько десятков километров.
Все эти недостатки и ограничения, возникающие из-за использования общей разделяемой среды, преодолеваются путем разделения сети на несколько разделяемых сред, или отдельных сегментов, которые соединяются мостами, коммутаторами или маршрутизаторами. Следовательно, единая разделяемая среда, созданная концентраторами, делится на несколько частей (сегментов), подсоединяемых к портам моста, коммутатора или маршрутизатора. Такое деление сети, называемое структуризацией сети, обладает рядом преимуществ. К их числу относятся следующие.
1. Повышение производительности сети при том же количестве узлов, составе и характеристиках сетевого оборудования. Это объяснятся разгрузкой сегментов: в пределах данного сегмента циркулируют информационные потоки, создаваемые только "своими" рабочими станциями.
2. Увеличение гибкости сети. Каждая подсеть, т.е. логический сегмент сети, может быть адаптирована к специфическим особенностям рабочей группы пользователей, которую она обслуживает. Этому способствует и то, что каждая подсеть имеет свои средства управления, повышающие степень ее самостоятельности.
3. Повышение безопасности данных, циркулирующих в сети. Это обеспечивается путем запрета доступа определенных пользователей к ресурсам "чужих" сегментов, установления различных логических фильтров на мостах, коммутаторах и маршрутизаторах с целью контроля доступа к ресурсам, чего не позволяют сделать повторители. При работе в широковещательном режиме в сети с общей разделяемой средой информация распространяется по всей кабельной системе, поэтому лица, заинтересованные в расстройстве схемы адресации и приеме не адресованных им передач, имеют для этого большие возможности. В сети с логической структуризацией защищенность информации выше, так как работа в широковещательном режиме возможна только в пределах логического сегмента.
4. Упрощение управления сетью. Это можно рассматривать как побочный эффект уменьшения трафика и повышения безопасности данных. Подсети образуют логические домены управления сетью, поэтому проблемы одной подсети не оказывают влияния на другие подсети.
5. Повышение надежности работы сети: выход из строя одной подсети не отражается на работе других взаимосвязанных подсетей сети, так как коммуникационное оборудование, осуществляющее множественное взаимодействие, изолирует отказавшие подсети.
6. Увеличивается диапазон действия сети, так как коммуникационное оборудование устраняет ограничение по допустимой протяженности кабеля.
7. Возможность использования приоритизации трафика. Эта возможность обусловлена тем, что коммутаторы буферизируют кадры перед их отправкой на другой порт. Для каждого входного и выходного порта коммутатор формирует не одну, а несколько очередей, отличающихся по приоритету обработки. Приоритизация трафика коммутаторами - это один из механизмов обеспечения качества транспортного обслуживания в ЛКС. Она особенно желательна для приложений, предъявляющих различные требования к допустимым задержкам кадров и к пропускной способности сети.
8. Возможность использования полнодуплексного режима работы протоколов локальных сетей. Такая возможность предоставляется коммутаторами ЛКС. В этом режиме отсутствует этап доступа к разделяемой среде, а общая скорость передачи данных увеличивается в два раза (по сравнению с полудуплексным режимом).
9. Отсутствие необходимости в замене уже установленного оборудования - кабельной системы, сетевых адаптеров, концентраторов. К портам коммутаторов можно подключать как конечный узел сети, так и концентратор, организующий логический сегмент.