7.5.1. Strukturno kabliranje

U prethodnom poglavlju prikazan je shematski prikaz načela rad lokalne mreže. Mogu se sagledati uređaji LAN okruženja kao što su poslužitelji, osobna računala korisnika i prikaz njihove povezanosti preko ethernet mrežne infrastrukture. Kako je u posljednjem desetljeću nagli razvoj internet-a doveo do drastičnih povećanja zahtijeva prema vrsti i zadaćama same mrežne opreme te i samom broju opreme, improvizacijama i polovičnim rješenjima u povezivanju pojedinih činilaca lokalne mreže nema više mjesta. Pored telefonskih i računalnih sustava, uz druge instalacije ove skupine, stvarala se je prava zbrka kablova, a cijeli sustav postao je skup, nepregledan, nefleksibilan i vrlo osjetljiv na otkaze. Poštovanje sistematičnosti, koju današnji zahtjevi nameću, nužno je kao se ne bi dogodila situacija koju ilustrira lijeva strana slike 7.5.2b. Stoga su uvedene preporuke kako sve međusobno povezati po načelima STRUKTURNOG KABLIRANJA koje osigurava kvalitetnu mrežnu infrastrukturu višestruke namijene visokih performansi za Internet, video, pohranu podataka, telefonsku komunikaciju i drugo. Strukturno kabliranje podrazumijeva dizajn dvije osnovne skupine uređaja i opreme u LAN-u:

• AKTIVNA oprema - elektronički uređaji koji prihvaćaju i distribuiraju promet unutar lokalne mreže.
• PASIVNA oprema - žični i optički sustav za povezivanje aktivne opreme uz sustav napajanja.

Iako se u osnovi pojam kabliranja odnosi na pasivnu opremu, dizajn pasivne opreme nije moguće kvalitetno realizirati bez sagledavanja zahtijeva po pitanju aktivne opreme. Oba navedena segmenta moraju se pažljivo uskladiti prema trenutnim i budućim zahtjevima korisnika. Naredna slika prikazuje presjek kroz dio zgrade i razmještaj osnovne infrastrukture. Prvo što se može uočiti su prespojni ormari po katovima za AKTIVNU opremu (wiring closet - rack), kojima je veličina, osim u metarskim dimenzijama izražena i u broju osnovnih ugradbenih komponenti (Rack Unit 1U = 1 3/4"), pa tako prespojni ormar ima kapacitet 42U, što bi odgovaralo visini ormara oko 200 cm. Unutar ormara ugrađuje se potrebna aktivna oprema (router, firewall, switch ...), PASIVNA oprema s konektorima za ugrađene UTP i FO kablove (patch panel), kablovi za povezivanje aktivne opreme s konektorima na panelima (patch cord) nadzorna mjerna oprema, izvor besprekidnog napajanja za uređaje (UPS) i sve drugo što se pokaže potrebno.

Slika* 7.5.2 Izvedba LAN u primjeru jedne zgrade. ( + / - )

Strukturno kabliranje je jedinstveni sustav ili više podsustava u jednoj ili više građevina s mogućnošću povezivanja u zajedničku funkcionalnu cjelinu. Bilo da je riječ o sustavu ili podsustavu načelo je isto kako je prikazano na slici 7.5.2. Dakle, prvi sloj OSI modela i nije baš bezazlen projekt. Uvriježeno je strukturno kabliranje promatrati kroz dvije osnovne grupe s podgrupama prema opisu nadalje.

• PROSTORI I ZONE
  • Ulazno / Izlazni prostor - Pristupno mjesto okruženju (Entrance Room - ER)
  • Operativni prostor - Upravljane, administracija, nadzor i potpora (Telecom Room - TR)
  • Računalni prostor - Sva raspoloživa aktivna i pasivna oprema svih zona (Computer Room - CR)
    • Glavna zona distribucije - (Main Distribution Area - MDA)
    • Zona jednog okruženja - Kat, krila kata, odsjek ... (Horizontal Distribution Area - HDA)
    • Zona objedinjavanja - Međuspoj, međuzona (Zone Distribution Area - ZDA)
    • Radna (pristupna) zona i oprema korisnika (Equipment Distribution Area - EDA)
      
      
• SUSTAV KABLIRANJA
  • Okosnica sustava - Vertikalno kabliranje (Backbone cabling - BC)
  • Pristup korisnika sustavu - Horizontalno kabliranje (Horizontal cabling - HC)

MDA je prema svima HDA povezane su vertikalnim kabliranjem (okosnicom - BACKBONE) što je u suštini vrlo brza komunikacija, najčešće realizirana preko optičkih medija. MDA je čvorište svih komunikacija sustava. Za MDA povezani su pristupno mjesto okruženju (ER - davatelj usluga kao CARNet, T-Com ...), upravljane i administracija sustavom te poslužiteljski resursi također s okosnicom. Od HDA u kojem je sva aktivna oprema koja opslužuje korisnika horizontalnim kabliranjem (najčešće UTP) omogućava se korisniku da pristupi sustavu. Ako je sustav veći, u više zgrada, kao kampus, struktura je ista s tim da se razgranava stablo s još međuzona. Novi MDA i ER su neki drugi sustav.

Slika 7.5.3 Topološka shema sustava strukturnog kabliranja.

Osnovna topološka shema prostora i kabliranja prema primjeru prikazanom na slici 7.5.2 prikazana je na slici 7.5.3 na kojoj su hijerarhijski raspoređeni pojedini prostori prema značaju od vrha slike prema dnu. Jednostavnija shema za manje zahtijevan sustav objedinila bi ER i MDA u jedno okruženje kojemu bi se još pridružili svi HDA. Ta nova cjelina tada je dio računalnog prostora i ima ulogu 'pojačanog' MDA. Operativnom centru pridružuje se potpora. Dakle, broj prostora smanjuje se na dva. Proširena shema prikazane slike značila bi dodavanje još jednog sekundarnog ER prostora postojećem primarnom ER prostoru, te dodatno vertikalno kabliranje prema njemu iz MDA i prema po prometu značajnijim HDA. Dakle, pojedinim HDA pristupalo bi se iz dva pravca (MDA i sekundarni ER). Broj prostora se povećava, a shema bi imala elemente topološke isprepletenosti (mesh). Značajno proširena shema bila bi obilježje kabliranja jednog kampusa u kojem je moguća realizacija više povezanih struktura prikazanih na slici 7.5.3 preko jedinstvenog pristupnog U / I prostora. Objedinjavanje pojedinačnih U / I prostora prema pristupnom U / I prostoru vrši se tada specijaliziranom mrežnom opremom upravo za tu namjenu, kao preklopnicima za prihvat cjelokupnog prometa (CORE switch) i preklopnicima za raspodijelu prometa prema prostorima (DISTRIBUTION switch). Navedeni CORE uređaji obično su povezani po načelu 'mesh' topologije i u pravilu znaju raspoređivati promet njegovom obradom u trećem sloju (Network) OSI modela. Uobičajeno je za U / I i MDA uređaje obrada podatka na trećem sloju OSI modela, a za HDA uređaje (ACCESS switch) obrada podataka na drugom sloju (Data Link) OSI modela jer je promet prethodno njima već u velikoj mjeri usmjeren. Prema navedenom, mrežni uređaji načelno bi se povezali kako prikazuje naredna slika.

Slika 7.5.4 Topološka shema povezanosti mrežnih uređaja.

ER (FIREWALL + ROUTER + CORE switch) i MDA (DISTRIBUTION switch) mrežni uređaji povezani su svaki sa svakim i preklopnici koji pripadaju ovim grupama nisu istih osobitosti kao preklopnici za HDA okruženje (ACCESS switch) koji nisu međusobno povezani i opslužuju korisnike preko EDA priključnih mjesta (RJ45 utičnica). Uloga vatrozida je u eri sve većeg nereda na Internetu i zlouporabe pojedinih usluga od sve većeg značaja, i gotovo svaka ozbiljnija firma koristi ga kako bi odvojila unutarnji promet od interneta putem NAT mehanizma. Slika 7.5.4 predstavlja FIZIČKU topologiju mreže, a ako mrežni uređaji podržavaju raspodjelu prometa koristeći VLAN (Virtual Local Area Network) tehnologiju kako bi se promet distribuirao u međusobno nezavisne interne mreže tako da prikazana računala mogu pripadati različitim virtualnim mrežama bez obzira za koji su preklopnik spojena, tada se dobije LOGIČKA topologija mreže koja opisuje distribuciju prometa kroz fizičke resurse. Dakle, nekakva shema slična prikazanoj ali složenija glede međusobnih logičkih veza.

Suština strukturnog kabliranja je korištenje jedinstvenog kablovskog sustava za sve instalacije kojima se prenosi bilo kakva poruka - informacija kao govor, slika, podaci kao digitalni signal kroz jednu jedinu vrst priključka - RJ45. U zidnu utičnicu kod korisnika može se priključiti računalo, pisač, digitalni telefon ili neki po tehnologiji srodan uređaj, a rad s njime prepoznaje odgovarajuća aktivna mrežna oprema (preklopnik na primjer) s kojom je uređaj povezan. Bez intervencije na sustav kabliranja cijela mreža može se konfigurirati na potpuno drugačiji način, prema potrebama korisnika. To omogućava dizajn aktivne mrežne opreme konstruirane za jednostavno i brzo prespajanje prema potrebi. Kada korisnik fizički mijenja lokaciju rada, administrator mreže izvršiti će prespajanje na odgovarajućoj aktivnoj opremi i korisnik će na novom radnom mjestu imati stanje koje je imao i prije.

Strukturno kabliranje definira izvedbu mreže zvjezdaste topologije. Uz zadovoljenje dopuštenih udaljenosti povezivanja i svih opisanih zahtijeva, te dugoročno planiranih aktivnosti, potreba i porasta broja korisnika, osnovna načela koja strukturno kabliranje mora zadovoljiti mogu se definirati sa slijedeće tri točke:

• generičnost - neovisnost o vrsti aktivne opreme
• fleksibilnost - povezivanje aktivne opreme i uređaja preko standardiziranih komponenti
• zasićenost - osiguranje dovoljnog broja priključaka po korisniku

A energetski vodovi (220V-)? Raznorazni potrošači električne energije zahtijevaju za svoj rad energetske vodove kroz koje teče struja i stvara elektromagnetsko polje; izvor elektromagnetske interferencije prema UTP vodovima (EMI - Electromagnetic Interference). Još je nekako podnošljivo kada je u pitanju izrada nove zgrade, ali kad u stariju zgradu s već provedenom računalnom mrežom s UTP kanalicama duž zidova, dođu 'školovani električari' iz 'uspješnih poduzetničkih firmi' montirati dodatne vodove za nekakav potrošač bez 'pardona' će u UTP kanalicu postaviti energetski vod. Da bi se EMI na mrežnu infrastrukturu smanjio na prihvatljivu mjeru, između energetskog i računalnog žičanog razvoda mora postojati nekakav prihvatljivi razmak koji bi bio otprilike prema slijedećoj tablici.

Možda negdje u Hrvatskoj i postoje standardi koji ovo opisuju. Autor ovog teksta navedene podatke preuzeo je iz priručnika firme 'Pressac Structured Cabling Systems' za strukturno kabliranje koji između ostalog sadrži i naputke o otklanjanju neispravnosti uzrokovanih raznolikim razlozima (recimo preveliko gušenje signala duž voda) kao i opise pojedinih standarda, a drži se preporuka 'The European standard for generic cabling systems recommendations' za žične i optičke komunikacije. Naravno, svjetlovod je jako otporan na EMI, ali je vrlo osjetljiv na mehanička oštećenja (ugnječenje, oštro uvijanje ili savijanje), lošu povezanost svjetlovoda za konektor, kao i na prljave konektore. Stoga postavljanje svjetlovoda traži 'nježnije' rukovanje te pravilno održavanje konektora tijekom uporabe. Gušenje u bilo kojoj vrsti komunikacijskog voda vrlo je bitan čimbenik. Za razne kategorije UTP kabela vrlo detaljno su opisani kriteriji koje izrađeni kabel mora zadovoljiti da bi se ostvari deklarirani 'domet' (uobičajeno 100 m). SM i MM optičke komunikacije vrlo se razlikuju prema osobitostima svjetlovoda i izvor svijetla. No gušenje i domet komunikacijskog voda posebna su tema koja možda i ne spada u informatičku abecedu.

Ukratko: Strukturno kabliranje je kabelski mrežni sustav višestruke namjene, izveden kao jedinstveni sustav ili skup međusobno povezanih podsustava. Opće postavke koje u projektiranju treba poštovati su:

Strukturno kabliranje umanjuje mogućnost greške na najosjetljivijem dijelu mrežnog sustava - u kabelskoj infrastrukturi. Bežične mreže su samo jedna krasna osobitost koja poboljšava učinkovitost mreže, ali nikako ne mogu zamijeniti ulogu strukturnog kabliranja ustanove, kampusa, banke ili neke druge ustanove. Nameće se samo jedno pitanje; Kako nadležnima objasniti da je navedeno vrijedno ulaganja i da podrazumijeva stručan i školovan kadar?

Možda nije ovdje mjesto da se navede namjenski mrežni sustav Storage Area Network - SAN, mreža ili podmreža za pohranu podataka, odnosno sustav poslužitelja najčešće međusobno povezanih optičkom tehnologijom i u tu svrhu dizajniranim preklopnicima (višeslojni preklopnici prema OSI modelu) s optičkim modulima, što osigurava veliku funkcionalnost, skalabilnost i fleksibilnost. Mreža ovog tipa može poslužiti u dizajnu cluster-a ili mreže cluster-a, odnosno super-računala. Prema shemi prikazanoj na slici 7.5.3 navedeno bi predstavljalo dodatni pravokutnik u računalnom prostoru, SAN povezan s MDA, ili kao poseban prostor dostupan preko U / I prostora ili izravno na MDA, a po načelima kabliranja okosnice.

SAŽETAK:

Kad se sve lijepo isplanira, postave kablovi pasivne opreme i na kraju aktivna oprema pusti u rad, obično nastanu problemi zbog UZEMLJENJA. Nije za vjerovat ali velika većina građevinskih objekata ima NULOVANU napojnu instalaciju koja je u pravilu traljavo uzemljena. Još je žalosnije kad se ovakva situacija zatekne u novoizgrađenim objektima. Posljedica je da kontakt mase u utičnicama, koje su povezane na različite faze nema ISTI POTENCIJAL i to je najčešći uzrok oštećenja kod elektroničkih uređaja, koje nastaje kad se uređaje želi povezati sa signalnim kabelom koji je oklopljen i time povezuje mase uređaja. U momentu spajanja uređaja mora dođi do električnog izboja da bi se ujednačili potencijali 'uzemljenja' i oštećenje je gotovo sigurno.

Ispravan način rješavanja ovog problema je 'dovođenje u red' cjelokupnog sustava uzemljenja u objektu. Ako to nije moguće treba se koristiti tehnologijama koje po svojoj prirodi nemaju svojstvo da provode električnu struju. Na primjer, ako treba povezati uređaje u dvije susjedne prostorije, u svakoj prostoriji uređaji će se napajati iz samo jedne utičnice, a signalna povezanost između prostorija realizirati će se optičkim vodovima. Nije neobično, osobito u starijim zgradama, kada se malo pogleda povezanost radnih stanica neke bankovne podružnice s pripadnim im poslužiteljem, da se signal između radne stanice i poslužitelja prenosi preko MM svjetlovodnog kabla, odnosno da mrežne kartice imaju optičke konektore, iako udaljenost između uređaja koji se povezuju nije velika. Ovakvom rješenju ne pristupa se radi povećanja brzine protoka podataka, nego radi sigurnosti i povećanja pouzdanosti zbog traljavo izvedenog uzemljenja.

Dakle, prilikom opremanja novoizgrađene ustanove, osobito ako se radi o objektu, odnosno instituciji ili ustanovi, od vrlo značajnog društvenog interesa (fakultet, sudstvo, elektroprivreda, porezna uprava, zdravstvo, policija ...), o svemu navedenom itekako treba voditi računa. Sve mora biti vrlo kvalitetno isplanirano. A ako se planira umrežavanje na nivou regije ili države onda višegodišnji program umrežavanja tipa: '.... za sve ustanove i kućne korisnike u gradskim sredinama omogućiti optičku komunikaciju, a gdje to nije moguće omogućiti brze ADSL komunikacije, te na taj način ekonomizirati nadzor potrošnje vode i energenata, isporuku video sadržaja, raspoloživost mnoštva usluga i servisa kao podmirivanje računa elektroničkim putem za bilo kakve obveze i potrošnju, raspoloživost obrazovnih udžbenika i slične usluge i aktivnosti ....' ima svoju opravdanost i treba ga podržati (načelni program Australske vlade) jer je dobit obrazovanije, uređenije, jeftinije i učinkovitije društvo. Utopija? Što bi onda radili naši PODUZETNICI?