Bankovní institut vysoká škola Praha Návrh provedení strukturované kabeláže do nového objektu zákaznické firmy

Bankovní institut vysoká škola Praha

Návrh provedení strukturované kabeláže do nového objektu zákaznické firmy

Bakalářská práce

Jiří Pleskač

Duben, 2009

Bankovní institut vysoká škola Praha Katedra informačních technologií

Návrh provedení strukturované kabeláže do nového objektu zákaznické firmy

Bakalářská práce

Autor:

Jiří Pleskač, DiS. Informační technologie, Správce informačních systémů

Vedoucí práce:

Praha

RNDr. Miroslav Procházka

Duben, 2009

Prohlášení Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně a s pouţitím uvedené literatury.

V Písku dne 29.6.2009

Jiří Pleskač

Anotace práce Základním a praktickým prvkem celé práce bude doplnění jiţ zrealizované firemní LAN o její Wi-Fi část. Budou zde vymezeny vstupní poţadavky na danou technologii pro zajištění bezpečnosti, vysokého standardu kvality a propustnosti sítě. Všeobecným zadáním bude vyřešit problém, ţe uţší vedení firmy a vybraní zaměstnanci dostali přidělené sluţební notebooky a s nimi přecházejí po pracovištích a je nutné zajistit stálé připojení k firemnímu intranetu. Budu se snaţit zajistit vzájemné bezdrátové propojení přenosných zařízení a dále jejich připojování na lokální (firemní) sítě LAN. Wi-Fi je budována bezdrátová technologie WiMAX, která bude slouţit především k poskytování bezdrátového připojení k síti Internet v rámci rozsáhlých městských lokalit, nebo firem.

Anotation The completion of already implemented LAN network about her Wi - Fi part is going to be a primary and practical element of the whole work. They will be determinated input demands on this specific technology for securing safety, high standard qualities and permeability of this network. General demand is to solve the problem, that the specific leaders of this firm and chosen employees will get official notebooks and with them they walk up and down through workplaces plus there is need to be ensured stable connection to intranet. I'll do my best to ensure mutually wireless connection of mobile equipments and their further connection to local network. Wi - Fi is built wireless technology WiMAX, that shall serve especially to provide wireless connection to Internet in town localities, or firms.

Obsah ÚVOD ........................................................................................................................................ 8 1.

2.

3.

Strukturovaná kabeláţ – uvedení do problematiky ............................................................ 8 1.1

Kabeláţ – základní prvky ............................................................................................ 8

1.2

Kabely UTP, STP, SFTP ........................................................................................... 11

Optické kabely a konektory.............................................................................................. 15 2.1

Optický kabel pro páteřní rozvody ............................................................................ 15

2.2

Optické konektory [4] ................................................................................................ 17

Propojovací panely, zásuvky, kabely a rozvaděčové skříně ............................................ 18 3.1

Propojovací panely a zásuvky [5] .............................................................................. 18

Zásuvka ............................................................................................................................ 19 3.2

Propojovací kabely a rozvaděčové skříně ................................................................. 20

Propojovací kabely ........................................................................................................... 20 19" skříň (RACK) ............................................................................................................ 20 4.

Principy a postupy při návrhu kabelového rozvodu, moţné způsoby vedení kabelů ...... 22 4.1

Principy a postupy při návrhu kabelového rozvodu .................................................. 22

Co od kabeláţe očekáváme .............................................................................................. 22 Technologie kabeláţe ....................................................................................................... 23 4.2

Způsoby vedení kabelů a případná realizace kabelového systému ........................... 24

Realizace kabelového systému ......................................................................................... 25 Doporučení pro instalaci UTP kabelů .............................................................................. 25 Označování kabelových rozvodů a dokumentace ............................................................ 26 5.

Měření kabeláţe, standarty pro kabelové systémy, pouţití pinů konektoru RJ 45, kabeláţ

kategorie 6 a 7 .......................................................................................................................... 27 5.1

Měření kabeláţe ......................................................................................................... 27

Vysvětlení některých pojmů............................................................................................. 28 5.2

Standardy pro kabelové systémy ............................................................................... 30

5.3

Pouţití pinů konektoru RJ45 ..................................................................................... 31

5.4

Nová kabeláţ kategorie 6 a 7 ..................................................................................... 32

Standard Category 7 ......................................................................................................... 32 6.

BEZDRÁTOVÉ SÍTĚ ...................................................................................................... 33 6.1

Bezdrátové sítě – standard 802.11 [12] ..................................................................... 33 5

Architektura ...................................................................................................................... 34 Bezpečnost ....................................................................................................................... 34

7.

6.2

Standard 802.11 – fyzická vrstva .............................................................................. 35

6.3

Standard 802.11 – MAC vrstva ................................................................................. 38

6.4

Dosah bezdrátových vysílačů .................................................................................... 39

6.5

Ztráty na trase a antény bezdrátových sítí ................................................................. 42

6.6

Útlum kabelu a citlivost přijímače u bezdrátových sítí ............................................. 44

Návrh provedení strukturované kabeláţe do nového objektu zákaznické firmy ............. 45 PŘEDMĚT A ROZSAH PROJEKTU ............................................................................. 45 7.1

Návrh řešení strukturované kabeláţe ......................................................................... 45

7.2

Umístění pasivních a aktivních prvků v jednotlivých rozvaděčích ........................... 45

Kabelový RACK .............................................................................................................. 46 HLAVNÍ PRVKY V TECHNOLOGICKÉ MÍSTNOSTI ............................................... 47 NAPÁJENÍ SYSTÉMU ................................................................................................... 47 ROZVODY ...................................................................................................................... 47 7.3

Popis provedení montáţe v dané firmě...................................................................... 48

6.4

Připojení skladu optickým kabelem .......................................................................... 50

Pouţité prvky pro připojení skladu .................................................................................. 50 ST/SC KIT - ST/SC konektorovací sada, pícka, lámačka, mikroskop ...................................... 51 6.5

Ekonomické zhodnocení návrhů ............................................................................... 52

Návrh levnějšího řešení návrhu CAT5E .......................................................................... 52 Návrh draţšího řešení návrhu CAT6 ................................................................................ 53 8.

Zajištění vzájemného bezdrátového propojení přenosných zařízení a dále jejich

připojování na lokální (firemní) LAN ...................................................................................... 54 8.1

Zdůvodnění nasazení technologie WI-FI .................................................................. 54

Výhody a nevýhody WI-FI .............................................................................................. 54 8.2

Volba vhodného poskytovatele připojení k Internetu................................................ 55

Připojení technologií 3.5GHz Wi-MAX .......................................................................... 56 8.3

Provedení návrhu sítě ................................................................................................ 57

WIFI Router ..................................................................................................................... 57 FUNKCE Linksys Wireless-G AP with POE and RangeBooster .................................... 58 Nastavení přístupových bodů ........................................................................................... 60 Provedení montáţe bezdrátového připojení ..................................................................... 60 6

9.

ZÁVĚR............................................................................................................................. 62

Přílohy ...................................................................................................................................... 65 Příloha 1. 1. Patro zákaznické firmy .................................................................................... 65 Příloha 2 2. Patro zákaznické firmy ..................................................................................... 66 Příloha 3. Zapojení kabelového RACKu.............................................................................. 67 Příloha 4. Znázornění zapojení v datovém a kabelovém RACKu. ...................................... 68 Příloha 5. Tabulka technologií, které pouţívají strukturované kabeláţe ............................. 69

7

ÚVOD V této práci čtenáře seznámím se strukturovanou kabeláţí. Dozví se, k čemu se pouţívá, z čeho se skládá, na jakých standardech, doporučeních a normách je výstavba kabeláţe zaloţená. Dále pak jaké zásady je potřeba dodrţet při návrhu a budování strukturované kabeláţe. Budu se také zabývat nasazením technologie Wi-Fi, která je nesmírně zajímavá. Mojí snahou je popsáním výhod a nevýhod bezdrátového připojení. Celkový návrh síťové infrastruktury si bere za cíl zajistit vzájemné bezdrátové propojení přenosných zařízení a dále jejich připojování na lokální (firemní) sítě LAN.

1.

Strukturovaná kabeláţ – uvedení do problematiky

1.1

Kabeláţ – základní prvky Vzhledem k faktu, ţe strukturovaná kabeláţ tvoří základní prvek infrastruktury

moderních lokálních počítačových sítí, je nesmírně nutné věnovat návrhu strukturované kabeláţe patřičný časový prostor. Je všeobecně platné, ţe co bude zanedbáno, se nakonec vrátí v podobě dalších zcela zbytečných nákladů. Cílem této časti je seznámit čtenáře se základními prvky strukturované kabeláţe. Kabelový systém umoţňuje nejenom přenos dat, ale je pouţíván i v propojení telefonních linek, nejčastěji v nových budovách nebo případně po rekonstrukci starých budov a jejich datových rozvodů. Je v moţnostech strukturované kabeláţe prostřednictvím pouţití různých přizpůsobovacích prvků, jako například BALUNI, pouţívat ji i pro jiný komunikační účel, kterým je například přenos videosignálu. Cílem této části práce je základní popis pouţívaných komponent a prvků, včetně principů návrhu strukturovaných kabeláţí a jejich budování. Vzhledem k tomu jiţ bylo řečeno v úvodu, strukturované kabeláţe jsou budovány na základě doporučení a norem, budu pojednávat i o doporučeních a normách. Na obrázku 1. vidíme doporučení TIA II / EIA III -586-A. Dle toho se dělí kabelový systém na dvě základní lokality a to rozvaděč a pracovní oblast.

I

BALUN, je druh elektrického transformátoru, kterým lze převést elektrický signál vyváţený (diferenciální) na

signál který je nevyváţený, a naopak. Je pouţívaný pro připojení odlišných impedancí. Dostupný z www: < http://en.wikipedia.org/wiki/Balun > II III

TIA Telecommunications Industry Association Electronic Industries Alliance

8

Rozvaděč a pracovní oblast jsou spojené horizontálním rozvodem. Vyskytuje-li se v místě více rozvaděčů, jsou rozděleny na centrální rozvaděč MDFIV a podruţné rozvaděče IDFV. Centrální rozvaděč MDF se v síti vyskytuje pouze jeden a jde o nejvýznamnější komponentu kabeláţe, neboť zde jsou většinou soustředěny centrální prvky, jako jsou směrovací přepínače, připojení k Internetu, telefonní ústředna, apod. Podruţných rozvaděčů IDF můţe být v kabeláţním systému blíţe nespecifikované mnoţství. Platí však pravidlo, ţe kaţdé patro by mělo mít vlastní rozvaděč, navíc minimálně jeden na kaţdých 1000 m2. Propojení MDF a IDF je realizováno prostřednictvím tzv. vertikálních (páteřních) rozvodů. Většinou bývají optické, i kdyţ mohou být i metalické. Páteřní kabely jsou nejen v rámci budovy, ale i mezi budovami. V tom případě jsou pro datové komunikace pouţívány výhradně kabely optické. V MDF a IDF jsou umístěné propojovací systémy, často nazývané propojovací panelyVI, připevněné na zdi nebo v 19" rozvaděčových skříních RACKuVII. Zadní část propojovacích systémů slouţí pro ukončení kabelů horizontálních rozvodů – na obrázku jsou označené modře. Přední část propojovacích systémů je osazena buď konektory RJ45VIII pro snadné propojení s aktivními prvky (označeny zeleně) nebo speciálními zářezovými konektory závislými na výrobci – pouţívají se pro moţnost rozebrání kabelu na jednotlivé páry (Alcatel IDC, Lucent typ 110, apod.). Dříve se vyskytovaly přípojky realizované tzv. Telco kabelyIX. Ty však nejsou vhodné pro rychlé přenosové technologie a v moderních kabelových systémech se prakticky nepouţívají.

Horizontální rozvody, viz Obrázek 1 Doporučení TIA/EIA-586-A, jsou metalické, přičemţ mohou být optické. Jak jiţ bylo řečeno, jeden jejich konec je na propojovacím panelu a druhý je ukončen v zásuvce. Zásuvky nabízejí prostřednictvím konektoru RJ45 moţnost připojit prakticky libovolný koncový prvek (telefon, tiskárnu, počítač, apod.).

IV V

Main Distribution Facility Intermediate Distribution Facility

VI

Patch panel - anglický výraz pro propojovací panel

VII

RACK - je standardizovaný systém umoţňující přehlednou montáţ a propojování různých elektrických a

elektronických zařízení spolu s vyústěním kabelových rozvodů do sloupců nad sebe v ocelovém rámu. Dostupný z www: < http://en.wikipedia.org/wiki/19-inch_rack > VIII IX

Konektor RJ45- je dnes nejčastěji pouţívaný typ zapojení pro kabeláţ v síti LAN.

Telco kabel – dřive pouţívaný pro propojení více hlasových a datových linek ve vnitřní síti LAN.

9

Pro připojování koncových prvků k zásuvce a propojování portů aktivních prvků s propojovacím panelem se pouţívají propojovací kabely (patch cable nebo patch cord).

Obrázek 1 Doporučení TIA/EIA-586-A

Propojovací panely i zásuvky mají moţnost popisu. Popis by měl být v rámci jednoho kabelu na koncích totoţný. Systém popisování je většinou spojen s číslováním místností v rámci budovy a s pořadím zásuvky. Spojit číslování přípojných míst s číslem místnosti je nejvhodnější, neboť v mnoha případech dochází, ve snaze o úspory, k poddimenzování počtu přípojných míst a tím i k pozdějšímu dodělávání nových přípojných míst. Narušení posloupnosti čísel zásuvek je pak zbytečně matoucí.

Obrázek 2 RACK

10

19" skříň RACK s aktivními prvky viz Obrázek 2 RACK, propojovacími panely a poměrně důleţitou součástí skříní. Jsou jí vodící lišty pro propojovací kabely, nejen horizontální (skryta za plechy se čtyřmi rychloupínači), ale i vertikální (dobře viditelné po okrajích panelů, drţící oranţové propojovací kabely). Součástí skříně můţe poměrně široká škála doplňků. Tím nejběţnějším je ventilační jednotka s termostatem řízenými ventilátory. Jedním z nejdůleţitějších je hlídací systém, vybavený sirénou, majákem a pagerem schopným vyvolat poplach v případě, ţe neoprávněná skříň je otevřena neoprávněnou osobou. Kabely horizontálních i vertikálních rozvodů se umisťují do ţlabů (plastových nebo kovových), trubek, podhledů, vodící můstky. Ţlabů existuje poměrně široká škála. V rozsahu od jednoduchých se zásuvkami montovanými na zdi poblíţ nich aţ po ozdobné ţlaby se zapuštěnými zásuvkami. Ozdobné ţlaby jsou z plastu, plechu nebo z eloxovaného hliníku s výběrem barvy a mnoha doplňky parapetního systému. Ve sloţitějších (komorových) ţlabech lze dokonce vést napájecí kabely s datovými rozvody v souběhu (pakliţe, jde-li o stíněné kabelové systémy).

1.2

Kabely UTP, STP, SFTP

Obrázek 3 UTP Kabel

Jako základní médium se pouţívá uvnitř budov pro připojení zásuvek ve strukturovaných kabeláţích čtyř-párová kroucená dvojlinka, viz Obrázek 3 UTP Kabel. Vyrábí se v několika kvalitativních třídách, které se liší maximální přenosovou rychlostí. Podle poţadovaných přenosových rychlostí, které jsou jedním z limitujících faktorů při výběru prvků, se kromě kabelu volí také další prvky sítě (zásuvky, propojovací panely, opakovače, atd.).

11

Výhodou strukturované kabeláţe je její univerzálnost a bezpečnost. Pokud se přeruší jeden kabel, má to vliv pouze na činnost stanice připojené k danému kabelu, na činnost ostatních stanic nemá tato závada vliv. Nevýhodou je velká celková délka kabelu a nutnost budování kabelových tras s větším průřezem. Pro budování horizontální kabeláţe platí následující základní omezení: fyzická délka horizontálního kabelu (například od zásuvky k propojovacímu panelu) nesmí překročit 90m fyzická délka kanálu (od výstupu aktivního prvku ke vstupu do počítače, tzn. fyzická délka horizontálního kabelu plus délky propojovacích kabelů) nesmí překročit 100m Podle kvality přenosové cesty se kanály (přípojky a propojky mezi centry) dělí do následujících tříd: Třída A - do 100kHz Třída B - do 1MHz Třída C - do 16MHz Třída D - do 100MHz Třída E - do 250MHz Třída F - do 600MHz Kabel je tvořen 4mi páry krouceného drátu. Kaţdý pár má barevné kódování definované doporučením TIA/EIA-586-A. Páry jsou odlišeny těmito barvami: modrá zelená oranţová hnědá V páru je vţdy druhý drát bílý s doplňkovým potiskem odpovídající barvy. Důvodem barevného odlišení je usnadnění osazování zásuvek a panelů, neboť jejich konektory mají odpovídající barevné značení. Kroucení zajišťuje vyšší odolnost proti rušení s okolními vlivy. Pokud dojde k jeho narušení například nevhodným způsobem pokládání kabelu nebo jeho ukončení v panelu nebo zásuvce, můţe dojít ke zhoršení přenosových vlastností spoje. 12

Kabely vyrábějí v několika provedeních, viz Obrázek 4 UTP Kabel.

Obrázek 5 FTP

Kabel. Obrázek 6 STP Kabel, které se odlišují stíněním a impedancí. Však nejpouţívanější verzí nestíněný kabel typu UTPX. Jeho impedance je 100 ohm. Druhým nejpouţívanějším typem kabelu, který nalezl uplatnění, je kabel s nejednoznačným označováním. Různí výrobci pro něj mají různá označení, ale v principu jde o ten samý typ. Kabely označené jako FTPXI nebo ScTPXII, viz Obrázek 4 UTP Kabel.

Obrázek 5

FTP Kabel, mají stejnou impedanci jako kabely UTP a to 100 ohm, ale v porovnání s nimi mají navíc fólii, kterou jsou obaleny všechny kroucené vodiče. Fólie zajišťuje stínění. Mezi kroucenými vodiči se nachází neizolovaný drát, který usnadňuje uzemnění kabelu.

Obrázek 4 UTP Kabel.

Obrázek 5 FTP Kabel.

Obrázek 6 STP Kabel

Někteří výrobci kabelů pouţívají pro výraz Screened Twisted Pair matoucí zkratku STP. Jsou pouţívané i plně stíněné kabely. Dnes je jiţ jejich pouţití omezeno na doţívající kabeláţe pro Token RingXIII, ale zdá se, ţe plně stíněné kabely najdou v moderní úpravě nové vyuţití. Plně stíněné kabely jsou označovány jako STPXIV, viz Obrázek 6. Vyznačují se tím, ţe není stíněn pouze celek, ale stínění mají všechny dílčí kroucené páry kabelu. Klasické STP kabely mají impedanci 150 ohm a příkladem je například kabel IBM Type 1 zakončovaný populárním konektorem, známým i pod pojmem Hermaphrodit. Protoţe je kabel s impedancí 150 ohm nepouţitelný pro dnes nejrozšířenější technologii EthernetXV, budou mít nové typy

X

UTP - Unshileded Twisted Pair

XI

FTP - Foiled Twisted Pair

XII XIII

ScTP - Screened Twisted Pair Principem sítě Token ring je předávání vysílacího práva pomocí speciálního rámce (tzv. tokenu) mezi

adaptéry, zapojenými do logického kruhu. XIV XV

STP - Shielded Twisted Pair Ethernet je stochastická technologie na které je postavené budování počítačových sítí.

13

STP kabelů impedanci 100 ohm a budou pouţívat speciální typy konektorů například GG45XVI. V současné době se nové kabeláţe budují tak, aby splňovaly parametry poţadované pro třídu D, nebo E. Ovšem pro označení kvality kabeláţních prvků se obvykle pouţívá pojem kategorie. Nejpouţívanější třídě D odpovídají přibliţně parametry prvků kategorie 5 (dříve 5e), třídě E prvky kategorie 6 a třídě F prvky kategorie 7.

XVI

GG45 je speciální typ konektoru pro vysokorychlostní přenosy dat zpětně kompatibilní s konektorem RJ45.

14

2.

Optické kabely a konektory

2.1

Optický kabel pro páteřní rozvody Optická vlákna [3] jsou tvořena dvěma vrstvami sklaXVII. Jeden typ skla je pouţit pro

jádro vlákna a jiný typ skla pro obal vlákna. V jádře vlákna je veden optický paprsek, který se postupně odráţí od rozhraní mezi dvěma druhy skla. Díky tomu, ţe je sklo velmi odolné vůči rušení, ke všemu lze jen velmi těţko odposlouchávat je pouţívání optických vláken čím dál častějším jevem. Sklo má nízký optický odpor pouze pro tři vlnové délky světla: 850 nm, 1300 nm a 1500 nm, proto se vţdy k buzení optického signálu pouţívá jedna z těchto vlnových délek. Protoţe optické vlákno je vţdy simplexní spoj, tj. na jedné straně je vysílač a na druhé straně přijímač je nutné pro duplexní spoje dvojice vláken, pro kaţdý směr jedno vlákno. Z principielního hlediska dělíme optická vlákna do dvou skupin a to jedno-vidová a vícevidová. O průměru 50 μm (resp. 62,5 μm), lze hovořit o více-vidovém vlákně (multi mod). Více-vidová vlákna se budí pomocí LEDXVIII, avšak v poslední době se například u gigabitového Ethernetu jiţ setkáváme také s buzením laserem. O průměru 9 μm, se jedná o jedno-vidové vlákno (single mod). Jedno-vidová vlákna mají jiţ tak úzké jádro, ţe paprsek se šíří jádrem vlákna rovnoběţně, tj. neodráţí se od rozhraní mezi oběma druhy skel. Jedno-vidová vlákna se zásadně budí laserem. Jedno-vidová vlákna jsou určena pro spoje na velmi velké vzdálenosti cca desítky kilometrů. Kvůli své ceně a propustnosti je vyuţíváno jedno-vidové vlákno pro přenos dat na úrovni páteře sítě. Tabulka 1Srovnání optického a metalického kabelu

dosah technologie

cena řešení

UTP/STP

100 m

Nízká

Multimode

do 2 km

Niţší

Singlemode

min. 3 km (aţ desítky km)

Vyšší

Šíření paprsků ve více-vidovém kabelu: XVII XVIII

Někdy se pouţívá termín dielektrikum pro vrstvu optického kabelu. LED - Světlo vyzařující dioda, téţ elektroluminiscenční dioda, je elektronická polovodičová součástka

obsahující přechod P-N.

15

Obrázek 7 Více-vidové vlákno

Šíření paprsků v jedno-vidovém kabelu:

Obrázek 8 Jedno-vidové vlákno

Optické kabely jsou stejně jako metalické kabely ukončovány na panelech a v zásuvkách. Pro spojení mezi panely (zásuvkami) a aktivními prvky (uzly) se stejně jako v případě metalických rozvodů pouţívají propojovací kabely (patch cable/patch cord). Pro ukončení vlákna je pouţívána poměrně široká škála konektorů – například ST, SC, MTRJ) Útlum v optických kabelech lze bez měření odhadnout podle následujících údajů: (informace je samozřejmě pouze orientační a nelze se na ni úplně spolehnout; její význam je v tom aby si bylo moţné si uvědomit, ţe na celkový útlum má podstatně větší vliv počet spojů na trase neţ délka kabelu) cca 1 aţ 2 dB na 1000 m 0,5 aţ 2 dB na spoj Příklady útlumů: 100Base-FX - 62,5/125 - 11 dB 10Base-FL - 13.0 dB nebo menší pro 50/125 - 16.0 dB nebo menší pro 62.5/125 - 19.0 dB nebo menší pro 100/140

16

2.2

Optické konektory [4] Fakt ţe maximální délka optického vlákna, které je moţno dosáhnout z výroby je cca

5 km, na sebe váţe nutnost existence různých spojek a konektorů. Zejména pak jejich vlastnosti jsou klíčovými prvky váţené při výběru těchto optických prvků. Svou povahou se řadí optický konektor mezi pasivní prvky optické trasy, neboť u nich nedochází k zesílení nebo regeneraci optického signálu, ale pouze k jeho zeslabení. Mezi pasivní optické prvky dále řadíme elementy jak pro montáţ kabelové sítě (například spojovací moduly, vláknové děliče) tak i součástky pro ovládání optického signálu (například filtry, vlnové de-multiplexy). Poţadavky na spojení optickými konektory jsou značně vysoké a rostou sklesajícím průměrem jádra vlákna Aby na spojení nedocházelo ke ztrátám energie, měla by spojovaná vlákna leţet v jedné společné ose, a to v těsném kontaktu obou vstupních stýkajících se plošek, jejichţ povrch musí být opticky upraven. Základní poţadavky na optické konektory jsou nízké ztráty, snadná manipulovatelnost a opakovatelnost spojení bez podstatného sníţení vazební účinnosti. Základními charakteristickými veličinami optického spojovacího prvku jsou vloţný útlum (insertion loss) a útlum odrazu (return loss). Vloţný útlum optického konektoru je mírou ztrát optického výkonu způsobený zapojením prvku do optické trasy. Útlum odrazu se uplatní při dopadu optického záření na rozhraní dvou dielektrik s různým indexem lomu, nastává kromě transmise záření přes rozhraní také odraz na tomto rozhraní. Odrazy degradují přenášený signál jak na vysílací, tak na přijímací straně.

Obrázek 9 MT-RJ konektor

Obrázek 11 MT-RJ konektor

Obrázek 10 VF-45 konektor

Obrázek 12 MRV (OptiJack) konektor

17

3.

Propojovací panely, zásuvky, kabely a rozvaděčové skříně

3.1

Propojovací panely a zásuvky [5] Nezbytnými komponentami strukturovaných kabelových systémů jsou propojovací

panely a zásuvky. Propojovací panely, viz Obrázek 13 Propojovací panel, jsou v podstatě propojovací pole s centrálním ukončením horizontálních rozvodů v místě rozvaděče. Zásuvka, viz Obrázek 14 Datová zásuvka, je umístěna na zdi nebo ve zdi, případně v zásuvkové krabici zapuštěné v podlaze nebo ve ţlabu poblíţ předpokládaného pracoviště. Propojovací panely, se pouţívají v místě rozvaděče. Panely bývají připevněny na zeď nebo jsou umístěny v 19 palcových rozvaděčových skříních nebo rámech. Mají příslušné mnoţství portů, z nichţ kaţdý má dvě části. Jednu pro ukončení kabelu horizontálního rozvodu a druhou pro připojení k zařízení. Část pro připojení k horizontálním rozvodům je řešena zářezovým konektorem většinou vybaveným barevným kódem odpovídajícím barevnému kódu kabelu.

Obrázek 13 Propojovací panel

Část portu slouţící pro připojování k zařízení (většinou aktivní prvky) má konektor RJ45. Panely pouţívané zejména pro připojení telefonních ústředen pouţívají i speciální konektory, které umoţňují zapojovat jednotlivé páry kabelu odděleně (panel typ 110 nebo IDC). Panely jsou dostupné v provedení nestíněném i stíněném. Je-li panel ve stíněném provedení, je stínění propojeno s kostrou rozvaděče a ten je uzemněn. 18

Zásuvka Prostor, v němţ je zásuvka umístěna viz Obrázek 14 Datová zásuvka, se nazývá pracovní oblast. Zásuvka je umístěna na zdi, ve zdi případně v zásuvkové krabici zapuštěné v podlaze nebo ve ţlabu poblíţ předpokládaného pracoviště. Kaţdé pracoviště by mělo mít minimálně dvě připojovací místa, tedy dvě zásuvky jednoduché nebo jednu dvojitou. Jedno z míst se pak většinou pouţívá pro data, druhé pro telefon. Je-li zásuvka dvojitá, bývá většinou označena jedním číslem a rozlišení konektorů se provádí písmeny A, B. Připojovací body jsou přístupné na vnější části zásuvky prostřednictvím konektorů RJ45. Na některých typech zásuvek jsou tyto konektory opatřené krytkou, která konektor při jeho nevyuţívání zakryje. Chrání tak konektor před prachem a dalšími druhy poškození.

Obrázek 14 Datová zásuvka

Kabel horizontálních rozvodů se připojuje na zářezové konektory skryté uţivateli pod pláštěm zásuvky. I zde je barevné kódování usnadňující osazení kabelu. V minulosti byly vedle zářezových konektorů pouţívány šroubovací konektory, ale příliš se neosvědčily a bylo od nich upuštěno. Je-li zásuvka připevněna na povrch, provádí se to buď přišroubováním, nebo přilepením. Protoţe kabel horizontálních rozvodů obsahuje 4 páry kroucených vodičů, které většina aplikací nevyuţije, je v určitých případech moţné prostřednictvím jednoho kabelu propojit více zařízení. V tom případě se rozebrání příslušných párů pro jednotlivé spoje provádí speciálním pasivním prvkem. Zásuvky jsou v provedení stíněném a nestíněném.

19

3.2

Propojovací kabely a rozvaděčové skříně Propojovací kabely se pouţívají jak v místě rozváděcích panelů, tak v pracovní oblasti.

19" standardizovaná skříň určená pro montáţ komunikačních rozvaděčů a aktivních prvků má definovaných několik základních rozměrů, které umoţňují montáţní kompatibilitu s poměrně širokou škálou produktů. Základním rozměrem je rozteč montáţních rámů o velikosti 19".

Propojovací kabely Propojovací kabely se pouţívají jak v místě rozváděcích panelů, tak v pracovní oblasti. Standardní propojovací kabely jsou na obou koncích osazené konektory RJ-45. Pro spojování koncových stanic s aktivními prvky se pouţívají kabely průchozí, zapojené 1:1. Pokud jsou pouţity speciální panely, jsou propojovací kabely voleny podle účelu propojení. Jde-li o spojení dvou panelů stejného typu, oba konce mají speciální konektor pro příslušný počet párů. Jde-li o propojení speciálního panelu s aktivním prvkem, jeden konec má ukončení RJ45 a druhý má speciální konektor. Pro vzájemné propojování dvou koncových uzlů (a občas i dvou aktivních prvků stejného logického typu - DCE) je potřeba pouţít kabel kříţený.

19" skříň (RACK) Standardizovaná skříň viz Obrázek 15 určená pro montáţ komunikačních rozvaděčů a aktivních prvků má definovaných několik základních rozměrů, které umoţňují montáţní kompatibilitu s poměrně širokou škálou produktů. Základním rozměrem je rozteč montáţních rámů o velikosti 19". Druhým základním rozměrem je rozteč mezi otvory pro matice umístěných na montáţních rámech. Výška rozvaděčové skříně je uváděna v jednotkách U. Jednotka U odpovídá zhruba 4,46 cm. 19" rozvaděče jsou vyráběny v mnoha provedeních. Například jako: jednoduchý nebo dvojitý stojan bez opláštění, vhodný do uzamčených místností, učeben, laboratoří a k demonstračním účelům; uzavřená skříň postavená na zem (s pojízdnými kolečky nebo bez nich); uzavřená skříň pro zavěšení na zeď (jednoduchá nebo s výklopnou částí pro snadnější přístup k zadní části panelů).

20

Obrázek 15 Rozvaděčová skříň

Obrázek 16 Detail vodící lišty

V jednotlivých provedeních jsou další odlišnosti, například v: vnějších půdorysných rozměrů rozvaděče – například 600 x 600, 800 x 800, 600 x 800; výšce; typu materiálu pouţitého na dveře bývá sklo nebo plech. Vodící lišty většiny výrobců pouţívají stejný typ matek, viz Obrázek 16, lišící se velikostí závitu – většinou jde o M6. Tyto matky, viz Obrázek 17, jsou umístěny ve speciální kleci, která umoţňuje jejich přichycení do vodící lišty (viz detail) - rozteč mezi otvory pro přichycení matky je standardizovaná. Výjimkou jsou některé rozvaděče společnosti Knűrr, které pouţívají speciální typ matek. Vyuţití 19" rozvaděčů není jiţ nějakou dobu omezeno pouze na umístění komponent strukturovaných kabeláţí, aktivních prvků a pobočkových ústředen, ale rozvaděče jsou pouţívány i pro umístění serverů a diskových polí (například Compaq ProLiant).

Obrázek 17 M6 závit, matka a úchytný šroub

21

4.

Principy a postupy při návrhu kabelového rozvodu, moţné

způsoby vedení kabelů 4.1

Principy a postupy při návrhu kabelového rozvodu Během tvorby návrhu kabelového systému je zapotřebí dodrţet několik základních

výchozích předpokladů. Dodrţení maximální délky kabelu mezi panelem a zásuvkou do devadesáti metrů. Zajištění co nejméně rušeného prostředí pro vedení kabelů (například vyhnutím se souběhu s napájecími rozvody, zejména jsou-li pouţity pro zářivková svítidla). Co nejpřesnější odhad mnoţství přípojných míst lépe raději předimenzovaný, kaţdé dodělání je draţší neţ prvotní instalace. Postup vytváření návrhu strukturované kabeláţe má několik konkrétních kroků. Důleţitými parametry strukturované kabeláţe jsou, k jakému účelu bude slouţit, k jakému účelu bude budována a provozována a jaký se dá předpokládat vývoj v nasazování nových technologií. Jakou bude technologie, kterou budou rozvody realizovány. Je potřeba vytvořit si plánek patra s vyznačením přípojných míst. Na základě plánku je potřeba vytipovat vhodné místnosti pro rozvaděč, to se provádí na základě kritérií doporučení místnosti a topologického hlediska. V závislosti na tom, kudy budou kabely vedeny, je nutné zvolit vhodnou technologii pro jejich vedení. Na základě uvedeného vznikne hrubý rozpočet kabeláţe, plánek rozmístění komponent a vedení kabelů, plus představa postupu realizace kabeláţe s harmonogramem.

Co od kabeláţe očekáváme Očekáváme, ţe strukturovaná bude řešit infrastrukturu pro mnoho typově odlišných způsobů komunikace. Jejím prostřednictvím budou být realizovány datové přenosy v poměrně široké škále technologií (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, ATM, ISDN), telekomunikační přenosy (připojení telefonů a faxů), ale i speciální přenosy jako například videosignál z klasických kamer. Kaţdá ze jmenovaných (i nejmenovaných) technologií má určité nároky na parametry kabeláţe. Protoţe je budování strukturované kabeláţe poměrně náročný invazivní proces, který můţe v extrémním případě dokonce ovlivnit budovu po statické stránce, je vhodné věnovat výběru komponent pozornost a zvolit takový systém, který bude slouţit mnoho dalších let, je nutné případně konstrukční zásahy do budov konzultovat s odborníkem. Z těchto důvodu je vhodné volit sice draţší, ale certifikované kabelové systémy renomovaných výrobců, které mají fyzickou i systémovou záruku. 22

Technologie kabeláţe Na trhu existuje poměrně široká škála výrobců komponent i kabeláţních systémů. Rozdíl je v tom, ţe zatímco například Alcatel, AMP nebo Lucent se zabývají návrhem a výrobou všech potřebných komponent a poté poskytují jako jeden výrobce systémovou záruku na kabeláţ jako na celek. Jiní výrobci, například Belden nebo Panduit, se zabývají výrobou pouze určitých částí (v prvním případě kabely, ve druhém případě propojovací panely a zásuvky) a ostatní části doporučují. V tom případě je jejich systémová záruka na celek skládající se z komponent minimálně dvou výrobců diskutabilní. Kvalitou komponent jsou dány jejich vlastnosti umoţňující přenos dat určitou frekvencí. Podle několika základních parametrů se kabelové komponenty zařazují do tzv. kategorií. Dnes je nejrozšířenější standard Cat 5. Sítě splňující jeho parametry mohou být pouţity pro přenos signálu poměrně široké škály technologií, počínaje telefony, přes 10BaseT aţ k vysokorychlostním technologiím Fast Ethernet (100Base-TX), CDDI a ATM OC-3. Standard Cat 4 byl v podstatě přeskočen, neboť kvalitativně tvořil mezistupeň mezi Cat 5 a Cat 3. Důvodem jeho nepouţívání je zejména to, ţe Cat 4 nesplňuje poţadavky na vysokorychlostní přenos (například 100Base-TX) a nejrozšířenější technologii své doby 10Base-T vyhovovaly jiţ kabeláţe Cat 3. Kategorie s lepšími parametry (Cat 5e, Cat 6 a Cat 7) jsou v procesu standardizace. Společně s poklesem cen komponent a technologií se objevují kabelová řešení určená pro lokální sítě, která jsou zaloţená na optických kabelech. Většinou jsou nazývána jako „Fiber to Desk―. Protoţe jsou však optické technologie stále ještě draţší neţ metalické kabely a hlavně jsou draţší i ostatní komponenty (aktivní prvky, adaptéry), není jejich rozšíření nijak běţné. Technologie kabeláţe tedy znamená kromě výběru poţadovaných parametrů a provedení (stíněné/nestíněné) i volbu systému (jeden výrobce/kombinace min. dvou výrobců). Systémy, u nichţ je technologická záruka, mají logicky vyšší pořizovací náklady neţ kabeláţ, postavená na produktech malých výrobců s omezeným portfoliem produktů. Zrovna tak jsou draţší kabeláţe stíněné neţ nestíněné.

23

4.2

Způsoby vedení kabelů a případná realizace kabelového systému Kabely jsou nataţeny mezi rozváděcím panelem a zásuvkou v pracovním místě.

Způsob vedení je závislý především na tom v jakém období "ţivota" budovy se k budování kabeláţe přistupuje, viz Obrázek 19. Ideální je realizace kabeláţe v rámci výstavby nebo rekonstrukce. V tom případě mohou být kabely uschovány v trubkách nebo ţlabech ukrytých ve zdech nebo podlahách. Při realizaci kabelových rozvodů v jiţ hotové budově je situace sloţitější. Umoţňuje-li to interiér, lze kabely vést mezi podhledy a stropem. Ve výrobních prostorách je moţné pro vedení kabelů pouţít kabelové můstky. V mnoha případech je však nevyhnutelné pro kabelové trasy pouţít lišty, ţlaby a kabelové kanály. V technologických částech postačují relativně levné jednoduché plastové ţlaby. V interiérech, zejména v těch luxusněji vybavených, se však pouţívají ozdobné parapetní kanály. Rozdíl mezi ţlaby a kanály je v tom, ţe kanály umoţňují instalaci zásuvek a díky moţnosti instalace přepáţek i souběh datových kabelů a napájecích kabelů v jednom kanálu. Toto řešení je pouţitelné samozřejmě pouze za určitých předpokladů (vhodný typ silového kabelu, stínění datových kabelů, typ a struktura přepáţek).

Obrázek 18 Kabelové lišty

Kabeláţ realizovanou pomocí parapetních kanálů si lze představit na základě následujícího obrázku číslo 20.

Obrázek 19 Parapetní kanál

24

Realizace kabelového systému Realizace budování kabelových rozvodů má několik logických součástí. Prvním krokem je vybudování kabelových tras, jimiţ budou vedeny horizontální i vertikální rozvody. Následuje nataţení kabelů mezi příslušnými rozvaděči a z nich připojenými zásuvkami. Při natahování kabelů je potřeba dodrţet některé zásady aby nedošlo k jejich poškození a tím zhoršení kvality výsledného systému. Krokem následujícím po dotaţení všech segmentů (alespoň v rámci příslušného rozvaděče), je ukončení segmentů horizontálních rozvodů v propojovacích panelech a zásuvkách. Procesem prováděným v rámci ukončování kabelů v panelech a zásuvkách je jejich označování. Označování souvisí i s dokumentací rozvodů. Na závěr se provádí proměření všech jednotlivých segmentů kabeláţe.

Doporučení pro instalaci UTP kabelů Přestoţe instalaci kabelů a zejména pak osazování konektorů v zásuvkách a panelech lepší svěřit specializované firmě, která má zapracované techniky Uvedu zde některá doporučení, která by měla poukázat na moţná úskalí a chyby. nikdy nelámat kabel například v rohu – ohyb musí mít oblok min. 6 x průměr; neohýbat kabel o více neţ 90o; zatahování kabelů silou větší neţ cca 10 kg způsobí jejich poškození roztaţením twistování => náchylnost k chybovosti!; nedělat smyčky; při stahování kabelů páskami do svazku, příliš nestahovat pásky; kabel nevypínat, ale raději ponechat volný; při osazování konektorem kategorie 5 nemít odizolovanou delší část neţ 13 mm. V procesu natahování kabelů vytahovat kabely z krabice aţ při jejich samotném zatahování. Důvodem je to, ţe kabely jsou v krabici umístěny tak, aby bylo při vytahování zajištěno plynulé odvíjení bez vzniku smyček. Krabice (tj. konce kabelů) a začátky kabelů je nutné označit tak, aby při konektorování bylo jednoznačně vidět, které kabel je který. Při odstřihávání segmentu kabelu od krabice je potřeba nezapomenout na označení segmentu.

25

Označování kabelových rozvodů a dokumentace Po nataţení kabelů a osazení zásuvek konektory panelů je nutné provést zdokumentování. Popisky by měly být nezávislé na aktuálním zapojení techniky a měly by být provedeny kombinací číslic a písmen, popisujících například číslo patra, číslo místnosti a pořadí zásuvky v ní. Pokud jde o zásuvky s více porty, pak musí být rozlišeny i jednotlivé porty (například A, B). Z označení typu 7/31/1A lze snadno vyčíst, ţe jde o levý port 1. zásuvky místnosti č. 31 v 7. patře. Součástí dokumentace by kromě výkresů měly být i popisy zapojení panelů, tabulky pro snadné vyhledání relace zásuvka, rozvaděč, panel a výsledky měření. To se totiţ provádí nejen pro zjištění aktuálního stavu kabeláţe a prokázání kvality při předávání, ale i jako referenční hodnota pro měření budoucí. Z tohoto důvodu je vhodné, aby výsledky měření byly uchovávány v elektronické formě na spolehlivém médiu.

26

5.

Měření kabeláţe, standarty pro kabelové systémy, pouţití pinů

konektoru RJ 45, kabeláţ kategorie 6 a 7 5.1

Měření kabeláţe Měření kabeláţe se provádí specializovaným zařízením, které je schopno měřit

poměrně široký rozsah parametrů, z nichţ je posléze jasná kvalita systému. Výrobců měřících zařízení je mnoho. Jejich přístroje se liší jak cenou, tak mnoţstvím poskytovaných funkcí. K výrobcům patří například Microtest, Fluke (http://www.fluke.com) viz Obrázek 20.

Obrázek 20 Fluke měřící přístroj

V zahraničí se jedná například o Wandel&Goltermann a v tuzemsku je výrobce poměrně zajímavých měřících zařízení. Jejich název je ScaniumXIX a jsou schopné měřit koaxiální, UTP i optické kabely. Přístroje znázorňují parametry kabeláţe okamţitě, po dokončení parciálního proměření a zároveň si tyto parametry ukládají do paměti. Protoţe mají nastaveny mezní úrovně jednotlivých parametrů, jsou schopné okamţitě informovat o tom, zda je segment v pořádku. Z paměti přístroje je moţné výsledky měření vytisknout přímo prostřednictvím tiskárny nebo přenést do počítače a tam je dále zpracovávat. Prvotní měření slouţí kromě prokázání vlastností i jako výchozí údaje pro porovnávání změn parametrů v čase (jednou za čas je vhodné provést kontrolní měření). V rámci měření se neměří pouze kabel, ale systém od panelu k zásuvce (to platí pro optické i metalické vedení). K připojování zařízení se pouţívají prověřené připojovací kabely s tak kvalitními parametry, aby neovlivnily výsledek měření. V případě optických i metalických kabelů je moţné provést zjednodušené měření, při kterém je pouţit pouze přístroj (v případě optického kabelu reflektometr). Pro měření metalického vedení a optických kabelů XIX

Více informací na www. < http://www.scanium.cz >

27

se na druhý konec linky připojuje speciální zařízení, nazývané injektor. Jeho účelem je generování signálů pro změření útlumu, přeslechu, kabelové mapy. Parametry, které jsou měřeny na kabelovém systému (samozřejmě s ohledem na typ kabelu): délka kabelu; kvalita spojení; správné zapojení párů – tj. zda zapojení jednotlivých pinů na obou koncích odpovídá; útlum signálu; přeslechy – NEXT; detekce tzv. split pair, neboli rozdělených párů (například přehození bílo modré za bílo zelenou na obou koncích) – mohou být příčinou NEXTu; testy šumu.

Vysvětlení některých pojmů Útlum je ztráta síly signálu způsobená například překročením maximální doporučené délky. Útlum můţe být ovlivněn kvalitou materiálu a podmínkami instalace kabelu. Určitý útlum je však nevyhnutelný neboť je způsoben odporem materiálu. Útlum se vyskytuje jak u metalických, tak i u optických kabelů. Tam můţe být minimalizován vlnovou délkou a barvou světla a stejně jako u metalických materiálů. V současné době se pouţívají kromě skleněných i plastová vlákna. Útlum je vlastností i bezdrátových (mikrovlnných) přenosů. Zde je závislý na atmosférických podmínkách. Řešením útlumu je kromě výběru materiálu pouţití opakovačů pro všechny typy spojovacích cest. Odraz vzniká, kdyţ elektrický, optický nebo bezdrátový signál narazí na nějaké porušení kontinuity. Tím můţe být například ukončení kabelu konektorem, vada materiálu. Odraz se vyskytuje i u bezdrátových spojení kdyţ signál narazí na jinou vrstvu atmosféry. Při přechodu do jiného prostředí dochází k odrazu části energie. Pokud je mnoţství energie dostatečně vysoké, můţe dojít ke zmatení dvouúrovňového systému komunikací. Při pečlivém výběru komponent s odpovídající impedancí by odraz neměl být problémem. Šum je energie elektrická, optická nebo elektromagnetická, která se nabalila na originální signál. Protoţe ţádný signál není bez šumu, jde pouze o to udrţet jeho přijatelnou úroveň. Příliš vysoká úroveň šumu můţe změnit úroveň signálu a tím i její interpretaci, coţ poruší přenášenou informaci. Zdroje šumu jsou poměrně rozmanité, pokusím se některé z nich popsat. 28

1. Pokud je původcem elektrického šumu signál na jiných drátech v rámci jednoho kabelu, pak je tento šum nazýván přeslech (Crosstalk). Pokud jsou dva dráty blízko sebe a nejsou zkrouceny do sebe (twistovány), energie jimi protékající se vzájemně indukuje do druhého. To můţe způsobit šum patrný na obou koncích kabelu. Tento typ šumu se nazývá near-end crosstalk – NEXT. Můţe být ovlivněn ukončením kabelu (špatná kvalita osazení konektoru nebo split pair) a porušením kroucení kabelu (způsobeným například velkou silou při zatahování, ostrým ohybem apod.). 2. Šum způsobený střídavým napětím a problémy s uzemněním je poměrně sloţitým problémem počítačových sítí. Jeho vliv je ovlivňován kvalitou uzemnění. Referenční signálová zem je totiţ na šasi počítače propojena se zemí napájení. Zemnící vodič napájení se chová (v souladu s ostatními dráty) jako anténa a čím je delší, tím větší je interference s okolními vlivy. 3. EMI/RFI – (EMI – electromagnetic interference; RFI – radio frequency interference) jsou šumy v signálu způsobené externími vlivy, jako jsou blesky, elektromotory nebo rádiové systémy. Kaţdý drát v kabelu se totiţ chová jako anténa a kromě absorbce elektrických signálů od okolních drátů v kabelu (crosstalk), absorbuje i signály z vnějších zdrojů. Cest jak minimalizovat vliv EMI/RFI je několik. Tou nejlevnější je vybrat kvalitní kabely a dodrţet doporučené vzdálenosti a postupy instalace. Dále jsou implementovány technologie pro předcházení (zabránění) vlivu EMI/RFI. Jsou nazývané shielding (stínění) a cancelation (potlačení). Obě jsou diskutovány v sekci věnované rozdílům mezi stíněnými a nestíněnými kabely.

29

5.2

Standardy pro kabelové systémy

Z předchozích informací vyplývá, ţe strukturované kabeláţe nejsou triviální záleţitostí. Je moţné shrnout si oblasti, které jejich návrh, budování a provoz ovlivňují: Standardy pro návrh:XX ISO/IEC 11801 - mezinárodní standard vhodný pro návrhy sítí s rozsahem 3.000 m, 1.000.000 m2 prostoru a 50 ti aţ 50.000 osobami; zaměřeno na široký odruh aplikací (data, video, hlas); EN 50173 - evropská obdoba standardu ISO/IEC 11801; TIA/EIA-568-A - rozsahem obdoba předchozích dvou standardů; zaměření na kancelářské systémy; PN-4292 (TSB 95) - doplňkové specifikace pro Cat 5; zabývá se především způsoby měření; SP-4195 (TIA/EIA-568-A-5) - doplňkové specifikace pro Cat 5e; zabývá se především způsoby měření. Standardy pro parametry komponent: TIA PN 3193 - technická specifikace pro stíněné twisted pair kabely s impedancí 100 ohm; prEN 50288 - specifikace kabelů pouţívaných pro analogové i digitální přenosy; stíněné/nestíněné, horizontální/páteřní/propojovací; prEN 50289 - specifikuje testovací metody komunikačních kabelů. Standardy pro instalaci, testování a administraci: prEN 50174 - plánování a instalace kabeláţí; CD IEC 61935-1 - obecná specifikace testování elementů kabeláţí; ISO/IEC 14763-1 - implementace a provozování kabelových systémů; EIA/TIA-569 - standard pro telekomunikace v komerčních budovách; TIA/EIA 606 - standard pro administraci telekomunikační infrastruktury v komerčních budovách.

XX

Design standards

30

EMC/EMI specifikace: EN 55022 - limity a metody měření charakteristik rádiových interferencí na zařízeních pro informační technologie; EN 50082-1 - imunita zařízení proti EMC/EMI v domácnostech, kancelářích a lehkém průmyslu. Protipoţární standardy: IEC 332-1 - metodika testování izolovaných elektrických kabelů v ohni; IEC 1034-2 - testovací procedury hustoty kouře za specifických podmínek hoření elektrických kabelů; IEC 754-2 - testovací metodika plynů vyvíjených při hoření kabelů. Standardy lokálních počítačových sítí: IEEE 802.3 - Ethernet – CSMA/CD; IEEE 802.5 - Token Ring; ISO/IEC 14709-1 - ISDN BRI; .

5.3

Pouţití pinů konektoru RJ45

Na obrázku je vidět zapojení datového portu podle specifikace 568-B. Specifikace 568-A se liší v tom, ţe má zaměněnou zelenou barvu s oranţovou. Ovšem existence těchto dvou specifikací je pro koncového uţivatele naprosto nepodstatná, a pouţití specifikace není funkčně závislé. Základní informací je tedy to, ţe na konektoru nejsou jednotlivé páry zapojeny postupně, ale stylem 1-2, 3-6, 4-5 a 7-8 viz Obrázek 21.

Obrázek 21 RJ-45 konektor

Tabulka některých technologií, které pouţívají strukturované kabeláţe, viz Příloha 5.

31

5.4

Nová kabeláţ kategorie 6 a 7 Dosud největší šířku pásma, kterou je schopna přenést síťová kabeláţ z nestíněné

dvou-linky (UTP), umoţňuje kabeláţ kategorie 6/class E (250 MHz). Odpovědí na otázku, jak tedy dostat ještě větší přenosovou kapacitu aţ k pracovní stanici, můţe být buď přechod na optická vlákna, nebo zavedení kategorie 7.

Standard Category 7 Standard pro kabeláţe s vysokou šířkou přenosového pásma Category 7XXI byl vyvinut v Evropě a získává rostoucí uznání i ve Spojených Státech. Kabeláţ kategorie 7 by měla vyhovovat i technologii 10 Gigabit Ethernetu. Kabeláţ sestavená z komponent Cat 7 umoţňuje šířku pásma aţ 600 MHz, coţ je pro měděnou kabeláţ prozatím nejvyšší hodnota. Kabeláţ Cat 7 vyţaduje také nové konektory, které jsou kompaktnější neţ velké a nehezké IBM hermafroditní konektory pouţívané u Token Ringu. Alternativně vznikl i nový RJ45 standard, který je zpětné kompatibilní s existujícím 2 párovýmiXXII a 4 párovýmiXXIII UTP, tento je však určen pro komponenty Cat 6. Specifikace Cat 7 vyţadují konektory s přeslechem nejméně 60 dB mezi všemi páry při frekvenci 600 MHz (crosstalk). Tento poţadavek je o 32 dB vyšší neţ u kategorie 5 při 100 MHz, a o 20 dB vyšší neţ u kategorie 6 při 250 MHz. Jako konektor komponent Cat 7 se pouţívá GC45 viz Obrázek 22 Konektor GC45 a TERA konektor, viz Obrázek 24.

Obrázek 22 Konektor GC45 Obrázek 23 TERA konektor

XXI

formálně označován jako mezinárodní norma ISO/IEC 11801 – 2002

XXII XXIII

100 Mb/s Fast Ethernet 1000 Mb/s Gigabit Ethernet

32

6.

BEZDRÁTOVÉ SÍTĚ

6.1

Bezdrátové sítě – standard 802.11 [12] Bezdrátové sítě a standard 802.11 jsou dva spolu spjaté pojmy. Jak je jiţ naznačeno

v nadpisu této kapitoly, jedná se tedy o bezdrátovou technologii, nikoli bezšňůrovou. Bezdrátové technologie jsou aplikovány jak oblasti venkovních spojů tak v oblasti zasíťování lokální sítě. Bezdrátové sítě jsou v současné době, alternativou přístupových technologií jako je ISDN nebo xDSL. Na trhu se vyskytuje široká řada produktů, pouţití prvků různých firem samozřejmě nic nemění na funkci architektury bezdrátových. Následující obrázek číslo 23 ukazuje, jak případně síť můţe vypadat.

Obrázek 23 Složení bezdrátové sítě

33

Architektura Základem je přístupový bodXXIV. Jedná se vlastně o bezdrátový hub, prostřednictvím kterého probíhá veškerá komunikace vzduchem. Vlastně bezdrátové stanice spolu nikdy nekomunikují přímo, ale vţdy prostřednictvím AP. Výjimku tvoří pouze tzv. ad-hocXXV bezdrátové sítě, kde přístupový bod není nutný. Přístupový bod vytváří buňku a pokrývá signálem základní oblast. Skupina stanic se pak v této buňce k tomuto bodu připojuje. Oblast pokrytí jedné buňky je samozřejmě geograficky limitována a pro pokrytí větší oblasti je potřeba více buněk. Tyto buňky jsou propojeny prostřednictvím distribučního systému a dohromady vytvářejí rozšířenou oblast sluţeb. Stanice v této oblasti pak tvoří rozšířený soubor sluţeb. Je moţné, aby se buňky částečně překrývaly a umoţnily pak roaming, tzn. plynulý přechod mobilní stanice z jedné buňky do druhé bez ztráty spojení. V jedné oblasti mohou existovat i naprosto nezávislé sítě, aniţ by o sobě teoreticky musely vědět. Pro připojení k buňce je nutné znát jedinečný identifikátorXXVI, kterým se kaţdá stanice musí "prokázat" během připojování k přístupovému bodu. Pokud více sítí v jedné lokalitě pouţívá jiný identifikátor, pak tyto sítě fungují de facto jako fyzicky oddělené. Mimo připojení k AP patří k základním sluţbám přepojení z jednoho AP na druhé během roamingu a odpojení při přechodu z jedné buňky do druhé.

Bezpečnost Během připojování se stanice "prokazuje" pomocí řetězce znaků dlouhého aţ 32XXVII znaků. Pokud se řetězec stanice neshoduje s řetězce AP, je odmítnut přístup. Tento řetězec znaků je přenášen vzduchem a teoreticky by mohl být odposlechnut. Technologie pouţitá pro rádiový přenos byla původně vyvinuta pro vojenské účely a její odposlech by byl velice sloţitá záleţitost. Nicméně pro dosaţení stejné bezpečnosti jako v klasických LANXXVIII je

XXIV XXV

AP, Access Point V poslední době velmi populární při pouţívání notebooků při výměně dat.

XXVI

ESSID – Extended Service Set Identifier - identifikátor bezdrátové sítě

XXVII XXVIII

SSID - Extended Service Set Identifier WEP, Wired Equivavalent Privacy

34

volitelně pouţit algoritmus zaloţený na algoritmu RC4. Kaţdé stanici v síti je zadán bezpečnou cestou (například přes lokální monitor) stejný řetězec znaků (shared secret). Stanice při přihlašování vyšle ţádost o ověření u AP, přístupový bod pošle jako odpověď text, který stanice zašifruje pomocí zadaného řetězce. Takto zašifrovaný text je odeslán zpět přístupovému bodu, kde je pomocí stejného řetězce dešifrován. Pokud se odeslaný a přijatý řetězec shodují, je ověření úspěšné. V opačném případě je ţádost odmítnuta. Klíč pro šifrování se nikdy nepřenáší vzduchem, nelze ho tudíţ odposlechnout.

6.2

Standard 802.11 – fyzická vrstva Pro fyzickou vrstvu je definován přenos pomocí infračerveného světla a rádiový

přenos v rozprostřeném spektru a to technikou přímé sekvenceXXIX, nebo technikou přeskoku kmitočtůXXX. Standardy řady 802.x zahrnuje popis první a druhé vrstvy OSI modelu, viz Obrázek 24.

Obrázek 24 MAC vrstva

Systémy pracující infračerveným přenosem pracující v pásmu 850 – 950 nm jsou schopny pokrýt prakticky jen jednu místnost, protoţe pevné překáţky infračervené světlo nepropouští, a z tohoto důvodu nejsou příliš zajímavé. Šířka pásma vysílaného signálu je mnohem větší neţ šířka pásma originálního přenášeného datového signáluXXXI. Vysílaný signál je určen datovou zprávou a rozprostírací funkcí, kódovou sekvencí, Spreading code; viz Obrázek 25, nezávislou na datové zprávě a známou jen vysílači a určenému přijímači.

XXIX XXX XXXI

DSSS, Direct Sequence Spread Spectrum FHSS, Frequency Hopping Spread Spectrum Rozprostřené spektrum

35

Obrázek 25 rozprostřené spektrum

Tyto systémy jsou imunní vůči interferencím generovaným jinými signály, ať toho uţ rozprostřenými nebo úzko-pásmovými, přítomnými ve stejném frekvenčním pásmu. Také jsou obtíţně zachytitelné. V důsledku mohou být systémy s rozprostřeným spektrem umístěny v jednom místě bez nutnosti koordinace, tedy bez přidělování frekvencí. To znamená, ţe jejich provoz není zpoplatňován. Pro bez-licenční provoz je nejen v Česku vyhrazeno pásmo 2,4 – 2,4385 GHz. Z technického pohledu pouţívají tyto systémy dvě modulace, viz Obrázek 26. a) modulace prováděná kódovou sekvencí b) modulace prováděná datovou zprávou.

Obrázek 26 Modulační systémy

U DSSS jsou jednotlivé bity přenášeny pomocí jedenácti tzv. čipů. Důsledkem toho je, ţe zpráva je přenášena v širším frekvenčním spektru, kaţdý datový bit je reprezentován

36

známou sekvencí a ne všechny čipy jsou tudíţ potřebné pro správnou demodulaci. Pouţití odlišných sekvenčních kódů pak umoţňuje umístění více DSSS systémů v jednom místě. U FHSS je jako sekvenční kód pouţita sekvence aţ 78 moţných frekvencí. Datová zpráva je tak vysílána pomocí mnoha nosných frekvencí tzv. hops. Vysoké spolehlivosti je dosaţeno díky tomu, ţe nepotvrzené tj. chybně přenesené rámce jsou znovu přenášeny s jinou nosnou frekvencí tj. v dalším hopu. Umístění více systémů v jednom místě je umoţněno pouţitím různých sekvencí v kaţdém systému. Standard podporuje rychlosti 1 a 2 Mbps pro oba systémy. Nový standard 802.11b definuje rychlost 11; 5,5; 2 a 1Mbps, ale pouze pro systémy pracující DSSS technikou. Oba systémy mají své výhody a nevýhody: FHSS umoţňuje koexistenci více systémů (System Collocation) v jedné lokalitě. Teoreticky aţ 26, prakticky cca 15. U DSSS jsou to pouze 3 systémy bez vzájemného rušení. Je to dáno tím, ţe pro koexistenci více systémů by byl nutný větší počet čipů, například pro 16 systému by to bylo 255 čipů. To by znamenalo poţadavek na mnohonásobně rychlejší rádiový přenos neţ je prakticky nemoţné. DSSS systém má větší propustnost. FHSS spotřebovává část času na přeskok a synchronizaci na jinou frekvenci. FHSS má menší problémy s vícecestným šířením signálů. DSSS pracuje s vyšší modulační frekvencí, tím pádem s kratšími symboly a je tak více citlivý na různá zpoţdění přijímaných signálů. DSSS systém je schopný si poradit s vyšší úrovní interferencí. Při silném rušení, které blokuje některé frekvence, je naopak FHSS systém schopný fungovat na nerušených frekvencích. Totéţ platí pro tak zvaný near/far problém, kdy blízký zdroj interferencí můţe způsobit zablokování přijímače. FHSS systém můţe dále fungovat na neblokovaných frekvencích. DSSS pouţívá pro příjem a vysílaní různá oddělená pásma, můţe tak i v plném duplexu pouţívat pouze jednu anténu s filtrem na vstupu přijímače. Pokud jde o sloţitost rádiové části a tím de facto i ceny, platí trochu zjednodušeně, ţe implementace FSK (Frequency Shift Key) pro FHSS je jednodušší neţ PSK (Phase Shift Key) pouţívané DSSS systémy. 37

6.3

Standard 802.11 – MAC vrstva Jak je vidět, standard 802.11 definuje dvě přístupové metody – DCF (Distributed

Coordination Function) a PCF (Point Cordination Function). PCF je pouze volitelný mechanismus, který slouţí pro přenos aplikací citlivých z hlediska času, například hlasu a videa. Základním přístupovým mechanismem neboli distribuční koordinační funkcí je CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance). CSMA je mechanismus pouţitý u klasického Ethernetu. CS (Carrier Sense) znamená, ţe stanice před vysíláním naslouchá na médiu a začne vysílat pouze pokud je médium volné. MA (Multiple Access) znamená, ţe je umoţněn současný přístup více stanic k médiu. Rozdíl je v tom, ţe klasický Ethernet pouţívá mechanismus detekce kolizí (Carrier Detection). U bezdrátového Ethernetu je pouţit mechanismus předcházení kolizí (Collision Avoidance). Proč? U klasického Ethernetu, můţe kaţdá stanice slyšet vysílání jiné stanice a detekovat kolizi. Tento základní předpoklad pro detekování kolizí u bezdrátového Ethernetu není. Stanice můţe detekovat médium ve svém okolí, to však neznamená, ţe je volné i u přijímače. Stanice komunikují prostřednictví AP a nemusí se tak vůbec přímo slyšet s jinou stanicí ani detekovat její vysílání. Proto je pouţit mechanismus předcházení kolizím spolu s kladným potvrzováním. To znamená, ţe stanice naslouchá a pokud médium je volné počká ještě určený časXXXII a teprve pak začne vysílat. Přijímající stanice zkontroluje kontrolní součetXXXIII přijatého paketu a odešle potvrzeníXXXIV. Přijetí potvrzujícího paketu znamená pro odesílající stanici, ţe nedošlo ke kolizi. Pokud stanice ACK paket nedostane, opakuje vysílání. Pro sníţení pravděpodobnosti kolizí způsobených tím, ţe se stanice nemohou slyšet, definuje standard "virtuální" naslouchací mechanismus viz Obrázek 27. Stanice, která chce vysílat, pošle nejdříve krátký řídící paket (RTS, Request To Send), který obsahuje kromě zdroje a cíle i trvání následujícího přenosu. Cílová stanice odpoví jiným řídícím paketem (CTS, Clear To Send), který rovněţ obsahuje dobu trvání následujícího přenosu. Stanice slyšící RTS a/nebo CTS paket si nastaví indikátor virtuálního naslouchání, tzv. NAV

XXXII

DIFS, Distributed Inter Frame Space

XXXIII

CRC

XXXIV

ACK

38

(Network Allocation Vector) na dobu trvání přenosu. Jinými slovy bude po tuto dobu brát médium jako obsazené. Sniţuje se tak pravděpodobnost kolize ze strany ostatních stanic v lokalitě příjemce pouze na dobu vysílání RTS, protoţe pak uţ zachytí paket CTS a budou brát médium jako obsazené. Takový mechanismus je efektivní pouze pro delší pakety, proto standard umoţňuje také přenos bez RTS/CTS mechanismu. Tato moţnost je volitelně nastavitelná na stanici (RTS Treshold). Rovněţ multicasty a broadcasty se nepotvrzují.

Obrázek 27 Naslouchací mechanismus

6.4

Dosah bezdrátových vysílačů

První otázka uţivatele, který uvaţuje o nasazení bezdrátové sítě, je: "Na jakou vzdálenost to vlastně funguje?" A odpověď? Není úplně jednoduchá a můţe se v závislosti na konkrétních podmínkách výrazně lišit. Nejprve je potřeba ujasnit si některé základní pojmy. Typický rádiový systém viz Obrázek 28. Vysílaná informace jde z vysílače do antény, následně pak v podobě elektromagnetických vln vzduchem do přijímače, kde je informace demodulována do své původní podoby.

39

Obrázek 28 Radiový systém

Pro libovolný výpočet je nutné znát pouţívané jednotky a definici souvisejících parametrů. Prvním z nich je výstupní úroveň vysílače a vstupní úroveň přijímače. Hodnota vstupní/výstupní úrovně je vyjádřená ve Wattech případně v dBm, přičemţ vztah mezi dBm a Watty můţe být vyjádřen následovně: PdBm = 10 x logPmw. Příklad: 1 Watt = 1000 mW, tzn. PdBm = 10 x log(1000) = 30 dBm. V České republice je maximální výstupní úroveň omezena Generálním povolením ČTÚ č. 01/1994 na 100 mW EIRP, tzn. 20dBm: PdBm = 10 x log(100) = 20 dBm. Dalším parametrem je útlum znázorněný na následujícím obrázku viz Obrázek 29. Pin je hodnota na vstupu, Pout je hodnota na výstupu. Útlum se udává v dB a je vyjádřen následujícím vzorcem: PdB = 10 x log(Pin/Pout).

Obrázek 29 Útlum

Příklad: Pokud je vstupní úroveň na přijímači poloviční, tzn. ţe přenosem dojde ke ztrátě poloviny energie Pout/Pin = 2, potom je útlum 10 x log(2) = 3 dB. Útlum závisí na takových parametrech, jako je: Mnohacestné šíření signálu (obr. 30); 40

přímá viditelnost (viz dále); počasí, například vítr, déšť, apod.; rušení s jinými systémy ve stejném pásmu.

Obrázek 30 Mnohacestné šíření signálu

Na tomto místě je však třeba říci, ţe vliv počasí je minimální. Například i velmi intenzivní déšť 150 mm/h způsobí zeslabení signálu maximálně o 0,02 dB/km. Mnohem významnější jsou pak nepřímé vlivy, jako je například mokré listí na stromech, které de facto vytváří "vodní stěnu". Voda vlny v pásmu 2,4 GHz nepropouští – mění je na tepelnou energii. Kdyţ uţ jsme u stromů, pokud budete instalaci provádět například v zimě, pamatujte, ţe během roku se díky vegetaci mohou podmínky pro šíření rádiových signálů velice radikálně změnit.

41

6.5

Ztráty na trase a antény bezdrátových sítí

Parametry, které jsme si jmenovaly v minulém díle, způsobují ztráty na přenosové trase. Jedná se o ztrátu energie během přenosu rádiového signálu vyjádřenou v dB. Tyto ztráty jsou závislé i na následujících faktorech: vzdálenost mezi přijímací a vysílací anténou; přímá viditelnost mezi příjímací a vysílací anténou; vlastní parametry pouţité antény. Ztráty při šíření elektromagnetických vln volným prostorem jsou dány následujícím vzorcem: Ztráta_ve_volném_prostoru = 32.4 + 20 x log F(MHz) + 20 x log R(km), kde F je frekvence v MHz a R je vzdálenost mezi přijímací a vysílací anténou v kilometrech. Protoţe se jedná o nelicencované pásmo 2,4 GHz, vzorec se nám zjednodušuje na 100 + 20 x log R(km). Důleţité je si uvědomit, co se myslí pojmem přímá viditelnost viz Obrázek 31. Protoţe se nejedná o laser, nestačí nám optická přímá viditelnost, ale potřebujeme i určitý prostor kolem (obr. 4). Jedná se o tzv. Fresnelovou zónu [ ], která je definována následovně: R1 = ½ Ö(lxD), kde R1 je poloměr první Fresnelovy zóny, l je vlnová délka a D je délka přenosové trasy. Pokud je 80% první Fresnelovy zóny volných, potom je šíření signálu stejné jako ve volném prostoru. Jinými slovy, při rádiovém přenosu nám nestačí pouze optická viditelnost, ale mezi případnými překáţkami musí být prostor odpovídající aspoň 80 % Fresnelovy zóny.

Obrázek 31 přímá viditelnost

Jedním z prvků, na kterém závisí kvalita spoje, je anténa, viz Obrázek 32. Anténu lze definovat jako prvek, který umoţňuje přechod elektromagnetického vlnění přiváděného na elektromagnetické vlnění ve volném prostoru.

42

Obrázek 32 Anténa

Jedním ze základních pojmů je izotropní anténa. Jde o bod, který rovnoměrně vyzařuje do všech směrů (360°) a to beze ztrát. Jedná se o teoretickou, tj. technicky nerealizovatelnou anténu, která slouţí pro výpočty a popis parametrů skutečných antén. Pomocí izotropní antény se definuje například zisk antény. Jedná se o poměr mezi intenzitou vyzařování v daném směru k intenzitě vyzařování, kterou bychom obdrţeli, kdyby energie přijatá anténou byla vyzářena rovnoměrně do všech směrů. Zisk antény se udává v dBi. Například: Anténa se ziskem 3 dBi vyzařuje do 50 % prostoru, to znamená, ţe na přijímači je generována energie 17 dBm viz Obrázek 33. Pokud by stejnou energii měla generovat izotropní anténa, potřebovala by zdroj o výkonu 20 dBm. Rozdíl je tři, coţ je právě zisk antény. Někdy se uvádí tato hodnota jako ekvivalent energie vyzářené izotropní anténou (EIRP – Equivalent Isotropic Radiated Power). V našem případě by to bylo 20 dBm EIRP.

Obrázek 33 Generování výkonu antény

Zisk antény úzce souvisí se směrovostí a následně pak s dosahem. Tato souvislost, je nejlépe patrná při grafickém znázornění vyzařovací charakteristiky viz Obrázek 34. 43

Obrázek 34 Vyzařovací charakteristiky

6.6

Útlum kabelu a citlivost přijímače u bezdrátových sítí Parametry, které potřebujeme znát, jsou útlum kabelu a citlivost přijímače. Útlum

kabelu je dán typem kabelu. Obyčejný RG-58, koaxiální kabel pouţívaný mj. i pro Ehernet, má útlum 1 dB/m. U kabelu RG-214 je to 0,6 dB/m a u speciálního kabelu typu Heliax pouze 0,11 dB/m. Citlivost přijímače je nutné zjistit u výrobce daného zařízení. Úroveň přijímaného signálu na vstupu přijímače Si musí být minimálně rovna citlivosti přijímače, tedy Si = Pout - Ct + Gt – Pl + Gr – Cr. Pout je výstupní úroveň vysílače, Ct je útlum na anténním kabelu vysílače, Gt je zisk vysílací antény, Gr je zisk přijímací antény, Pl jsou ztráty na přenosové cestě a Cr je útlum na anténním kabelu přijímače. Určitě je rozumné počítat s určitou rezervou například pro zohlednění vlivu počasí. Zásadní omezení je dáno Generálním povolením ČTÚXXXV č. 01/1994 které říká, ţe maximální vyzářený výkon můţe být 100 mW EIRP. Pro zvětšení dosahu lze pouţít různé zesilovače, ale vţdy pouze v souladu s povolením. Je třeba si uvědomit, ţe ţádný teoretický výpočet nemůţe zahrnout všechny případné vlivy jako je rušení.

XXXV

Český Telekomunikační Úřad

44

7.

Návrh provedení strukturované kabeláţe do nového objektu

zákaznické firmy PŘEDMĚT A ROZSAH PROJEKTU Navrhujeme strukturovanou kabeláţ do nového objektu firmy. Kabeláţ bude muset být dostatečně dimenzována pro přechod firmy na sluţbu VoIP. Návrh bude počítat s tím, ţe kaţdý zaměstnanec bude mít svůj telefon a v kaţdé kanceláři bude také jedna síťová tiskárna. Dále se budeme zabývat problémem připojení objektu ke skladu pouţitím optického kabelu.

7.1

Návrh řešení strukturované kabeláţe Návrh řešení strukturovaných rozvodů vychází z poţadavků investora s ohledem na

vývoj nových technologií a norem. Z hlediska světových trendů komunikace vycházejících ze standardů pro datové sítě LAN, WAN a s posouzením nároků na budoucí přenosové rychlosti jsem nucen volit cestu počítačové sítě s pouţitím rozvodů testovaných do 100 MHz resp. 350 MHz. V navrţeném kabeláţním systému budou pouţity stíněné (FTP) čtyř-párové kroucené kabely a komponenty v kategorii min.5E.

7.2

Umístění pasivních a aktivních prvků v jednotlivých rozvaděčích Strukturovaný kabelový systém v objektu se skládá z hlavního datového RACKu

s aktivními prvky, propojovacím patch panelem a kabelového RACKu kde jsou umístěny pasivní prvky. Z kabelového RACKu vychází rozvody do jednotlivých přípojných míst, ukončených zásuvkami, ze kterých se pak napojují přes přípojné koncovky {patch cordy} koncová zařízení (počítače, telefony, tiskárny atp.). Na jednotlivá pracoviště jsou přivedeny datové kabely vţdy po dvou ke kaţdé dvojzásuvce. V areálu firmy je jedno centrum rozvodu datové sítě. Centrum FTP rozvodu je umístěné v montáţních skříních Rack 19― nebo jiných velikostně vhodných skříních. Hlavní datový RACK s aktivními prvky je umístěn v technologické místnosti (serverovně) v 1.suterenu budovy. Dále je v tomto rozvaděči osazen jeden propojovací patch panel x24 45

ports, který propojuje datový a kabelový RACK. Dále zde bude umístěn vyvazovací panel, KVM switch OmniView PRO3 USB & PS/2, monitor, klávesnice, myš, napájení pro WiMax, DHCP server a záloţní zdroj UPC. Vedlejší kabelový RACK je umístěn v té samé technické místnosti. Je vybaven pasivními zakončovacími prvky, tj. 7 patch panelů x24 ports a jedním propojovacím patch panelem x24 ports. Pod kaţdým patch panelem bude zároveň jeden panel vyvazovací. Dále jsou v tomto rozvaděči navrţeny 3 switche CISCO x 48ports a 1 switch x24 ports. Do posledního patch panelu bude zapojen media converter pomocí FTP kabelu. Nahoře v RACKu najdeme propojovací patch panel, který slouţí k propojení obou racků. Dále je v RACKu zabudován jeden POE (Power over Ethernet) switch. Doporučuji odlišné barvy kabeláţe. Znázornění zapojení v datovém a kabelovém RACKu viz příloha 4.

Kabelový RACK Do kabelového RACKu jsou svedeny všechny datové kabely od datových zásuvek a jiných přípojných bodů. Jednotlivé datové kabely jsou vyvázány zezadu do příslušných patch panelů a odtud dále vyvedeny z daných portů zepředu do připravených switchů pomocí patch cordů. Do posledního patch panelu je připojen Media converter, který je připevněn na boku RACKu. Kabelový RACK bude s datovým rackem propojen vrchním 24 portovým patch panelem, který zajistí bezproblémové propojení všech aktivních prvku z datového racku do RACKu kabelového. Dále bude v kabelovém RACKu dalších 7 patch panelů, do kterých jsou přivedeny všechny zásuvky, WiFi Access pointy a přívod internetové konektivity. Všechny tyto porty budou zapojeny do switchů, které se nacházejí ve stejném RACKu, jedinou výjimkou jsou WiFi Access pointy a konektivita. Samotné switche budou propojeny mezi sebou 1GB uplinkama. WiFi budou zapojeny do PoE switche, který se taktéţ nachází v kabelovém RACKu a je propojen s ostatními switchi. Internetová konektivita bude vyvedena ze svého portu do propojovacího patchpanelu do vedlejšího datového RACKu, dále bude směřovat do své napájecí jednotky a z té do serveru.

Datový RACK Datový RACK obsahuje propojovací patch panel, který je, jak uţ jsem psal, propojen s kabelovým RACKem. Dále bude RACK obsahovat KVM jednotku pro snadný přístup a 46

konfiguraci serverů. Pod KVM bude police s monitorem, klávesnicí a myší. Vedle monitoru bude napájecí jednotka pro Wi-MAX a z té bude směřovat FTP kabel přímo do serveru. Server bude dále rozdělovat konektivitu pomocí propojovacího patch panelu přímo do jednoho ze switchů. Všechna zařízení budou napájena z UPC, která bude osazena na dně datového RACKu. Z této UPC také povede kabel do vedlejšího RACKu pro napájení switchů. Je nutné zajistit odvětrání místností s datovými rozvaděči pomocí klimatizace. Datová síť bude po instalaci proměřena a jednotlivá měření budou osvědčena certifikačními protokoly o kvalitě instalace.

HLAVNÍ PRVKY V TECHNOLOGICKÉ MÍSTNOSTI Jeden z prvků je KVM switch, který je osazen v hlavním datovém RACKu. Poskytuje centralizovanou správu malých a středních instalací v datových centrech, laboratořích a vývojových kancelářích a nabízí multiplatformový přístup ke spravovaným serverům. Dále zde bude osazen DHCP server. Dále v datovém RACKu můţou být umístěny jako aktivní prvky například zálohovací disky, záleţí na poţadavcích firmy. V případě záměny aktivních prvků musí být nasazeny prvky minimálně stejné nebo vyšší kategorie.

NAPÁJENÍ SYSTÉMU Napájení datových rozvaděčů bude provedeno ze samostatně jištěných napájecích vývodů v rozvaděčích kabely se samostatným ochranným vodičem CYKY 3Cx2,5. Aby konstruovaná počítačová síť mohla správně fungovat, musíme nainstalovat samostatné napájecí rozvody TN-S 230V/50Hz pro napájení výpočetní techniky s provedenou ochranou proti přepětí.

ROZVODY Strukturovaná kabeláţ musí být provedena dle odpovídajících ČSN a předpisů. Musí být dodrţeny zásady o úpravě rozvodných skříní, označování svorkovnic, křiţování a souběhu se silovým vedením dle ČSN 34 1050 a ČSN 33 0165. Kabely budou uloţeny převáţně v trasách strukturované kabeláţe v drátěných ţlabech MERKUR nebo plastových ţlabech… v podhledu, případně pod stropem, vývody z podhledu k jednotlivým prvkům budou v plastových lištách …. 47

Vlastní účastnické zásuvky strukturované sítě budou instalovány mimo ţlaby na omítku. Přesné umístění vývodů pro jednotlivá zařízení a veškeré trasy je třeba koordinovat s ostatními profesemi a interiérem.

7.3

Popis provedení montáţe v dané firmě Na následujících výkresech, viz Příloha 1. a Příloha2, si ukáţeme rozmístění

jednotlivých účastnických zásuvek a obou RACKů. Jednotlivá kabelová vedení a způsob jejich vedení. V příloze 1 je znázorněn výkres, který je prvním patrem v dané firmě. Jsou zde vykresleny modrou barvou zásuvky v jednotlivých kancelářích a tlustou modrou čarou ţlaby, které se pouţívají na upevnění a vedení FTP kabelů podél zdí. Čísla například „3x2― atd. znázorňují počet zásuvek v dané kanceláři, kde první číslo vyjadřuje počet zásuvek a druhé číslo počet portů v jednotlivé zásuvce. Jelikoţ jsou to dvojzásuvky na druhém místě, bude vţdy číslo 2. Zásuvky jsou vţdy vyvedeny pod stoly pracovníků, nebo jsou jinak vhodně umístěny v závislosti na interiéru či poţadavcích zaměstnance. Jedna datová zásuvka je vţdy vedena mimo pracovní stůl, ta bude slouţit k připojení síťové tiskárny. Na nezbytných místech jsou zdi provrtány a kabely protaţeny do další kanceláře či místnosti do dalšího ţlabu. Červenou barvou jsou znázorněny kabely, které jsou taţeny v podhledu. Pro podhled jsem se rozhodl tehdy, kdyţ jedna zásuvka (většinou pro tiskárnu) byla umístěna mimo ostatní zásuvky a tudíţ nemělo smysl k ní dodělávat ţlab. Zásuvka je připevněna ke zdi a červená tečka značí provrtání zdi. Dále je FTP kabel vyveden zdí do podhledu a veden k nejbliţší zásuvce, která je také vyvedena do podhledu. Kvůli ušetření vrtání do zdí, kabely jsou vedeny vţdy společnou cestou aţ do RACKu. Ve dvou místech na výkresu jsou i celé ţlaby vyvedeny do podhledu kvůli ušetření nutnosti vedení zbytečných ţlabů. Ve dvou místech jsou kabely vedeny podlahou aţ k pracovním stolům, kde jsou ukončeny zásuvkami. V dolní části výkresu je kabeláţ vedena z vedlejší místnosti ze ţlabu zdí a svedena do země v druhé místnosti aţ k pracovnímu stolu. V horní části výkresu je to podobné, akorát ţe kabeláţ je svedena z podhledu do země a zase k pracovnímu stolu. V pravém dolním rohu výkresu je u kanceláře umístěná technická místnost (serverovna) pro oba RACKy. Po celém obvodu serverovny je veden ţlab do kterého jsou svedeny kabely ze ţlabů vedlejších místností. Do této místnosti jsou také přivedeny FTP 48

kabely taţené podhledy do RACKu. V rohu místnosti je ze ţlabu vyvedena jedna datová zásuvka pro případ, kdyby někdo přišel například s notebookem a chtěl se připojit do sítě, nemusel by otvírat RACK a zbytečně přepojovat kabely. Dále v místnosti najdeme vyvedení kabeláţe do podhledu Na druhém výkresu dalšího patra č. 2 je kabeláţ vedena odlišným způsobem neţ v prvním patře. Jak jiţ bylo zmíněno, kabeláţ z prvního patra je od RACKu vedena podhledem a v místech, kde má být vyvedena do druhého patra je proraţen strop a FTP kabely jsou vyvedeny ze země a ukončeny u stolů datovými zásuvkami. Na výkresu vyvedení značí velké modré tečky, které jsou umístěny uprostřed stolů nebo na jiných vhodných místech. Uprostřed stolů je vývod umístěn jenom virtuálně, v praxi je vyveden na vhodném místě pod stolem, kde nikomu nebude překáţet při práci. Na jednotlivých místech je z vývodu kabelů vedeno podlahou připojení pro samostatnou zásuvku, která bude slouţit k připojení síťové tiskárny. V některých místech jsem pouţil ţlaby, kvůli velkému počtu zásuvek. Počet zásuvek je 80, tudíţ počet portů je 160.

49

6.4

Připojení skladu optickým kabelem

Jelikoţ nebyl přiloţen plánek skladu, předpokládejme, ţe je umístěn naproti firmě u parkoviště. V zadání je dáno, ţe má být vzdálen od firmy 200m. Optický kabel bude vyveden z kabelového RACKu z media convertoru, který slouţí k převodu optického signálu a el.signálu a bude připojen do posledního patch panelu pomocí datového kabelu a konektoru RJ-45. Optický kabel bude taţen husím krkem, který je umístěn pod plochou parkoviště aţ do skladu kde bude umístěn ten samý media converter a následně vytvořena datová zásuvka. Vlákno bych pouţil multimode kvůli niţší ceně. Dále bych pouţil optické konektory SC/SC které bych k vláknům připevnil metodou lepení. Budou taţena dvě vlákna, z nichţ jedno bude pro uplink druhé pro downlink. Jednoduchý náčrt propojení skladu s firmou viz Obrázek 35

Obrázek 35 Náčrt propojení skladu s firmou optickým kabelem

Pouţité prvky pro připojení skladu FC50-4/4-5M dupl. 50/125 SC/SC, 5m Optické propojovací kabely (optické patch kabely) jsou určeny pro připojení aktivního zařízení. Typ konektorů: SC/SC Typ vlákna [?] : 50/125 µm

50

Obrázek 36 SC/SC Kontektory

CENA 404,48 CZK UNI Distribution optický kabel 50/125um, 24 vláken, univerzální LSZH Kabel je určený pro rozvody počítačových sítí nebo kancelářské rozvody. Typ kabelu: univerzální Typ kabelu dle pouţití Typ vlákna: 50/125 µm Typ dle průměru vlákna Plášť: LSZH Typ pláště Typ sekundární ochrany: těsná

Obrázek 37 UNI Distribution optický kabel

CENA 119,00 CZK ST/SC KIT - ST/SC konektorovací sada, pícka, lámačka, mikroskop Konektorovací sada s píckou pro lepení FO konektorů lepidlem epoxy. Sada obsahuje pícku, lámačku opt. vláken, mikroskop, stripovací kleště, brusné papíry a drobné příslušenství.

Obrázek 38 T/SC KIT - ST/SC konektorovací sada

51

CENA 57 715,00 CZK LevelOne Media Converter 1000T to 1000SX, SC, Multimode 550m

Obrázek 39 LevelOne Media Converter

CENA 2 981,66 CZK Celková cena prvků 60 697 CZK

6.5

Ekonomické zhodnocení návrhů

Návrh levnějšího řešení návrhu CAT5E Instalační kabel Solarix CAT5E UTP PVC 305m/box

2 032,52 CZK

Konektor RJ45 CAT5E UTP 8p8c nestíněný neskládaný

4,05 CZK

Patch kabel CAT5E UTP PVC 0,5m

32,13 CZK

Patch panel Solarix 24 x RJ45 přímý CAT5E UTP

1 556,52 CZK

Zásuvka Solarix CAT5E UTP 2 x RJ45 na omítku bílá

163,03 CZK

Cisco Catalyst 2960 48 10/100 Ports + 2 1000BT LAN

56 411,95 CZK

Rozvaděč LC06+ 24U, 800x800 BK, skleněné dveře

14 746,48 CZK

Signamax WebSmart switch 24-port 10/100BaseT/Tx

2 901,78 CZK

PoE Signamax WebSmart switch 16-port 10/100BaseT/Tx

10 200,50 CZK

KVM switch PRO3 Series 8-port,OSD,PS/2&USB

8 021 CZK

Záloţní zdroj APC Smart-UPS 5000VA 230V Rackmount, 5U

62 253,50 CZK

BMAX-CPE-IDU-1D BreezeMAX Klientská jednotka

1 499,40 CZK

Linksys Wireless-G AP with POE and RangeBooster

3 139 CZK

DMe-SA-3.5 BreezeMAX klientská DMe jednotka

16 618,35 CZK

Celková cena

179 580 CZK

52

Návrh draţšího řešení návrhu CAT6 Instalační kabel Solarix CAT6 FTP LSOH 305m/box

4 204,50 CZK

Konektor RJ45 CAT6 STP 8p8c stíněný skládaný

10,71 CZK

Patch kabel CAT6 SFTP PVC 0,5m šedý

60,69 CZK

Patch panel Solarix 24 x RJ45 CAT6 STP černý

4 081,70 CZK

Zásuvka Solarix CAT6 STP 2 x RJ45

255,85 CZK

Cisco Catalyst 3750 48 10/100/1000T + 4 SFP

316 426,97 CZK

WebSmart Switch, 10/100/1000Mbps TEG1224TV2.0 24-port

7 869,47 CZK

Signamax gigabit PoE switch 10-port 10/100/1000T/Tx

15 832,95 CZK

Rozvaděč LC-06+ 45U, 800x1000 BK, skleněné dveře

29 533,42 CZK

KVM switch PRO3 Series 8-port,OSD,PS/2&USB

8 021 CZK

Záloţní zdroj APC Smart-UPS 5000VA 230V Rackmount, 5U

62 253,50 CZK

BMAX-CPE-IDU-1D BreezeMAX Klientská jednotka

1 499,40 CZK

Linksys Wireless-G AP with POE and RangeBooster

3 139 CZK

DMe-SA-3.5 BreezeMAX klientská DMe jednotka

16 618,35 CZK

Celková cena

469 808 CZK

(Cenová nabídka byla pouţita ze stránky http://www.intelek.cz/) Levnější řešení je realizováno pomocí prvků v řadě CAT5E. Toto řešení je více náchylné k interferencím uţ z hlediska pouţití UTP kabelů a prvků, coţ znamená, ţe postrádají stínění. Toto by mohl být problém, kdyby se prvky dostaly do pole interferenčního působení. Optimální cenově i z hlediska bezpečnosti či rychlosti přenosu dat je varianta pouţití CAT5E se stíněnými prvky, coţ je v mém základním návrhu. Tato optimální varianta se cenově liší většinou jen o pár stokorun od nestíněných prvků. Nejdraţší a pravděpodobně nejspolehlivější variantou je pouţití řady CAT6 se stíněnými prvky. V zmíněných návrzích je cena zahrnuta pouze za 1 kus, jelikoţ počet prvků by byl stejný v kaţdém návrhu. Poté jiţ záleţí na poţadavcích firmy, co od strukturované kabeláţe očekává a poţaduje a samozřejmě finanční moţnosti firmy.

53

8.

Zajištění vzájemného bezdrátového propojení přenosných

zařízení a dále jejich připojování na lokální (firemní) LAN 8.1

Zdůvodnění nasazení technologie WI-FI

Výhody a nevýhody WI-FI Mezi jednu z největších výhod bezdrátového připojení povaţuji velmi snadné vybudování bezdrátové sítě bez nutnosti velkého zásahu do budovy. Oproti kabelovému provedení sítě je pořizovací cena a náklady na výstavbu a údrţbu výrazně niţší a zároveň poskytuje velký rozsah působení pro koncové uţivatele. Další z velkých výhod je určitě rychlá instalace kdy zákazník nemusí čekat měsíc na výstavbu, jako je to například u kabelového provedení. Zároveň poskytnutí určité mobility zákazníkovi se řadí mezi soupis výhod bezdrátového připojení. Díky relativně rychlým přenosovým rychlostem a její široké dostupnosti je WI-FI zaslouţeně nejrozšířenějším standardem co se týče bezdrátových sítí. Tím, ţe toto připojení operuje v pásmu bez licence je WI-FI ideální pro poţití v klasických domácnostech, firmách, kavárnách atd. Tím, ţe je tato technologie tak universální podporuje sdílení a jednoduchý přenos dat mezi dvěma uţivateli na dálku s výhodou mobility uţivatelů a jejich zařízení. Samozřejmě se výhody nevztahují pouze na zákazníky. Pro poskytovatele bezdrátového připojení (ISP) je tato forma sítě výhodná například při síťování různých firem, kde tyto firmy investují do jednoho připojení a to rozvedou pomocí Access Pointů po celé budově. Následná údrţba jiţ není tak finančně náročná a firma platí měsíčně dopředu smluvený paušální poplatek za dané připojení. Mezi nevýhody patří například nízká odolnost signálu proti interferencím, jako je například ovlivnění počasím či jiným bezdrátovým zařízením. Díky velkému rozšíření WI-FI se zařízení mohou vzájemně rušit a ovlivňovat. Hlavně ve městech, kde zarušení bývá největší, je problém najít volné kanály. Naštěstí díky schopnosti bezdrátových zařízení vyhledávat volné kanály je moţno toto zarušení obejít. Stačí kdyţ si své zařízení nastavíte na jiný pracovní kanál neţ na kterém pracují ostatní zařízení ve Vaší oblasti. Naneštěstí ke zdrojům rušení přispívají různé mobilní telefony, Bluetooth, nebo jiná bezdrátová zařízení. Jedním velkým nedostatkem WI-FI je její nízká bezpečnost. Tato síť je velmi náchylná k neoprávněnému zneuţití a ať je to síť firemní či soukromá, je nutno zabezpečit přenos dat pomocí šifrování (WEP, WAP).

54

8.2

Volba vhodného poskytovatele připojení k Internetu Vybrání vhodného poskytovatele a správného tarifu je základní částí stavby wi-fi

připojení. Musíme zváţit jak rychlé a spolehlivé připojení zákazník potřebuje, kde všude a s jakou garancí bude pokrytí signálu. Jelikoţ firma ve které je projekt realizován se nachází v Písku, musel jsem zvolit i nejkvalitnějšího ISP (Internet Service Provider). Zvolil jsem píseckého poskytovatele Simelon s.r.o. (www.simelon.net), který kromě poskytování přístupu k Internetu poskytuje kombinaci hlasových sluţeb netcallnet s kterou můţete volat na pevné linky, nebo mobilní telefony. Tato sluţba v dnešní době patří k jedněm z nejpopulárnějších VoIP sluţeb vůbec, můţete bez rozlišení špičky volat nonstop 24 hodin. S aktivací získáte pevné číslo, které můţete mít nastaveno přímo na vašem PC, VoIP telefonu nebo bráně. VoIP brána slouţí jako domácí ústředna pro jiţ stávající telefon, případně několik telefonů najednou. Tato sluţba vám umoţní získat pevné přenositelné číslo ve tvaru +420 391 xxx xxx. Současně se vám nabídne i moţnost bezplatného telefonování v rámci sítě SIMELON nebo celorepublikové optické páteřní sítě NET4NET. Vaše uskutečněné hovory a výpis vašeho účtu máte moţnost sledovat v online monitorovací sekci, do které dostanete po registraci přístup. Informace o ceníku této sluţby najdete na výše zmíněných stránkách v sekci Hlasové sluţby. Další vyuţitelné sluţby najdete také v sekci Lokální sluţby a patří tam také DC lokální HUB, který slouţí k stahování dat a obsahuje i chat, kde si můţete popovídat s uţivateli, PIGS – Písek game server, který je jádrem online her v rámci lokální sítě, dále Meteostanice, kde se dává lidem k nahlédnutí online měření teploty v Písku, E-mail kde uţivatelé mají moţnost zaţádat o vlastní e-mailovou schránku @simelon.net a Forum sítě kde nevázne komunikace s několikasty uţivateli sítě Simelon a nejenom s nimi. Dozvíte se aktuality z technického koutku i novinky v síti. Jako způsob připojení k Internetu jsem zvolil Infrastructure. Základ Infrastructure tvoří přístupový bod Access Point –AP, kde AP slouţí jako brána pro připojení dalších uţivatelů a je na něj přiváděn Internet drátovým nebo bezdrátovým způsobem. AP můţe fungovat jako bezdrátový switch či router. Velkou výhodou u AP je, ţe dokáţí připojit velký počet uţivatelů (zpravidla i 20-60 PC). Access point většinou funguje také jako router, bývá vybaven LAN připojením a dalšími funkcemi jako jsou Firewall, překlad IP adres a další.

55

Tabulka: Souhrn a srovnání cen poskytovatelů připojení v Písku

Poskytovatel připojení

Cena základního tarifu /

(ISP)

měsíc

802.cz

399 Kč

1Mbps/200 kbps

2,4 GHz

Ebone

300 KČ

1024/256 kbps

2,4 GHz

HOTNET, s.r.o.

300 KČ

Negarantovaný 2Mbit

2,4 GHz

Simelon, s.r.o.

298 KČ

Negarantovaný 2Mbit

2,4 GHz

Rychlost přenosu dat

Provozní pásmo

Celkový přehled nabídek poskytovatele 802.cz je dostupný na (http://www.802.cz/internet/). Celkový přehled poskytovatele Ebone je dostupný na (http://www.ebone.cz/services/). Celkový přehled poskytovatele HOTNET, s.r.o. je dostupný na (http://www.hotnet.cz/). Celkový přehled poskytovatele Simelon, s.r.o. je dostupný na (http://www.simelon.net/).

Připojení technologií 3.5GHz Wi-MAX Tento typ připojení jsem zvolil díky tomu, ţe je vhodný pro firemní malé a střední firemní zákazníky s datovým odběrem do 5 Megabitů. Daná firma přesně spadá do této kategorie.

Díky

garantovanému

licencovanému

3.5GHz

pásmu,

od

Českého

telekomunikačního úřadu, který vydává provozní licence poskytovatelům a je odpovědný za udrţování „čistého― frekvenčního pásma bez rušení, získá firma naprosto stabilní spoj, který svojí NLOS (non line of sight) schopností zajistí 99.9999% dostupnost.

Zkušební proměření kvality signálu Zkušební proměření kvality signálu, provádí vţdy poskytovatel před zavedením bezdrátové sítě do určeného objektu. Poskytovatel nejdříve musí zjistit, jestli se daný objekt nalézá v místě pokrytí signálem. Tato sluţba bývá většinou bezplatná, či je za ní poţadován minimální poplatek v řádech stovek korun. Pokud výsledky měření odpovídají poţadovaným normám, poskytovatel můţe provést okamţité připojení zákazníka. V tomto případě by proměření provedl technik vybrané společnosti Simelon, s.r.o., kde je zkušební proměření zcela zdarma. Jelikoţ realizovaná síť je fiktivní, není moţné jí proměřit a ukázat dané výsledky.

56

K zjištění kvality signálu doporučuji pouţít aplikaci Netstumbler, který můţe být nainstalovaný na notebooku technika, nebo pouţití PDA se směrovou anténou. Směrovou anténu doporučuji se ziskem do 11dB. Pro tento případ jsou vhodné Yagi antény či Canteny. Vybraná anténa se propojí s PCMCIA, nebo s konektorem pro externí anténu. Pro nejlepší zobrazení signálu doporučuji nastavit Netstumbler na co nejrychlejší update naměřených hodnot. Technik pomalu projede s anténou celý kruh a vrátí se do místa nejvyšší naměřené hodnoty signálu. Daný směr doporučuji propátrat jak vertikálně tak i horizontálně a určí se úhel zdroje, ze kterého jde záření signálu. Zbývá uţ jen zkontrolovat Fresnelovu zónu (terénní situaci), jestli v oblasti mezi vysílací a přijímací anténou není ţádná překáţka či jiný zdroj mikrovlnného záření.

8.3

Provedení návrhu sítě K realizaci bezdrátového připojení jsem pouţil vysoce kvalitní jednotku DMe-SA-3.5

BreezeMAX s integrovanou 17 dBi anténou viz Obrázek 40.

Obrázek 40 Jednotka DMe-SA-3.5 BreezeMAX

Klientská WiMAX outdoor rádiová jednotka řady BreezeMAX je určená do pásma 3,5GHz. Má integrovanou anténu se ziskem 17dBi. Tato jednotka je plně kompatibilní s WiMAX normou 802.16d i 802.16e díky zabudovanému chipsetu R2. Udávaná přenosová rychlost antény je 16 Mbps. Platforma podporuje také Telnet, FTP a SNMP pro centrální správu.

WIFI Router Na vybrání a pouţití správného routeru je závisí kvalita celé topologie. Vybral jsem router Linksys Wireless-G AP with POE and RangeBooster (WAP200) viz Obrázek 41 díky jeho cenové dostupnosti a funkci Wireless Roaming.

57

Obrázek 41 Wi-Fi router Linksys

Wireless roaming je mechanismus předávání stanic při přechodu mezi z jedné sítě do sousední s připojením k jinému přístupovému bodu. Protokol IAPP (Inter-Access Point Protocol) má umoţnit spolupráci přístupových bodů od různých výrobců ve WLAN s distribučním systémem na základě specifikace informací, které si musí při předávání stanic vyměňovat. Výhodu to má v přehlednosti připojování k síti, kdy zaměstnanec nemusí zkoumat ke kterému přístupovému bodu se to vlastně má připojit. Na počítači vidí virtuálně pouze jednu síť a automaticky se připojí k přístupovému bodu s nejlepší sílou signálu. Při pohybu dochází ke zmíněnému předávání stanic.

FUNKCE Linksys Wireless-G AP with POE and RangeBooster o Standardy: IEEE802.11g, IEEE802.11b, IEEE802.3, IEEE802.3u, o IEEE802.3af (Power Over Ethernet), 802.1p (QoS priority), o 802.1q (VLAN), 802.1X (Security Authentication), o 802.11i - Ready (Security WPA2), 802.11e - Ready (Wireless QoS), o 802.11F (Wireless Roaming). o Porty: 10/100 Base-T Ethernet, 12 VDC Power; Reset o LED: Power, POE, Wireless, Ethernet o SNMP: SNMP Verze 1, 2c, 3. o Web F/W upgrade: přes webové rozhraní. o DHCP: DHCP klient. o Operační módy: o Access Point: Access Point, point-to-point Bridge, point-to-multipoint Bridge, Repeater. o Wireless: o Počet externích atén: 2 (všesměrové) SMA oddělitelné. o Přenosový výkon (nastavitelný): 11b - 18 dBm; 11g - 14 dBm. o Zisk antény: 2 dBi. 58

o Citlivost přijímače: 11.g - 54Mbps - 72dBm; 11.b - 11Mbps - 85dBM. o Wireless Security Monitor: Skenuje a klasifikuje bezdrátová zařízení v síti. o ohlašuje nové klienty a AP připojené do sítě a podezřelé události v síti o Další: Wireless roaming IAPP; Load Balancing; Auto-channel selection.

59

Nastavení přístupových bodů První věc abychom mohli navázat spojení s přístupovým bodem je nastavení IP adresy. Díky DHCP severu, který je umístěn v datovém RACKu je pro nás nejjednodušší metodou nastavení PC na automatické získávání IP adresy a znovu inicializovat počítač. Správná IP adresa, defaultní brána a adresa serveru DNS budou poté získány z DHCP serveru. Automatické získávání IP adresy jsem zvolil kvůli případným návštěvám například obchodních partnerů, u kterých je moţnost, ţe přinesou do objektu firmy vlastní notebook a budou vyţadovat rychlé připojení k internetu. Jako zabezpečení jsem zvolil WEP klíč, který slouţí jako symetrické šifrování komunikace a klíče jsou ručně nastaveny na obou stranách bezdrátového spojení. WEP klíč budou znát vlastníci firmy a případný správce sítě.

Provedení montáţe bezdrátového připojení Na schématu 2. patra v příloze je vidět zanesený svod antény, která je umístěná na střeše. Svod je tvořen z husího krku, který byl zanesen do zdi při konstrukci objektu firmy. Husím krkem je protaţen datový kabel, který vede od antény aţ do 1. patra, kde je vyveden v serverové místnosti ze zdi. Kabel je ze zdi vyveden přímo do podhledu z husího krku a dále taţen spolu s ostatními datovými kabely aţ do kabelového RACKu. Jak jiţ bylo zmíněno, červené linky ve schématu označují kabeláţ vedenou podhledem. Dále jsou na schématech vyznačeny a popsány jednotlivé přístupové body, které jsem zvolil celkem 4, na kaţdé patro dvě AP. Tento počet přístupových bodů je vhodný, pokud má firma mít dobré pokrytí signálu. Díky Wireless Roamingu by neměl být problém s dostupností signálu a jeho kvalitou. Datové kabely k AP jsou taţeny podhledem spolu s ostatními datovými kabely. V druhém patře jsou datové kabely pro AP vyvedeny ze ţlabů a opět vedeny podhledem aţ na jejich stanovenou pozici.

60

Návrhy na vylepšení Jedním z hlavních vylepšení, které jsem jiţ implementoval do své práce je pouţití bezdrátové technologie WiMax, která je určená pro zlepšení přenosu a kvality signálu na větší vzdálenosti. Další moţnost vylepšení signálu v objektu firmy je pouţití antén s větším ziskem. Standardní zisk antén u WI-FI routerů je 5 dBi. Zakoupením a pouţitím antény například se ziskem 8 dBi, zdvojnásobí sílu signálu, díky tomu, ţe u jednotky dBi, je stupnice logaritmická a ne lineární. Dále bych navrhl vylepšení v oblasti zabezpečení přenosu dat v síti, pomocí zlepšení autentizačního algoritmu pro šifrování v dané bezdrátové síti. Pouţil bych šifrování WPA2. Tento algoritmus nahrazuje původní WEP – Wired Equivalent Privacy algoritmus, který obsahuje několik závaţných nedostatků v implementaci. WPA2, je vlastně takový dodatek k IEEE 802.11 standardu, který vylepšuje autentizační a šifrovací algoritmus pro bezdrátové sítě Wi-Fi. Tento algoritmus byl schválen v roce 2004 a zatímco starší WEP a WPA pouţívali proudovou šifru RC4, WPA2 pouţívá blokovou šifru AES - Advanced Encryption Standard. Další zlepšení, které bych navrhoval je, pouţití switche, který má zabudovaný opticko elektrický konvertor v sobě, čím bych se vyhnul nutnosti nasazení draţších media convertorů. Pouţil bych switch od výrobce Signamax s názvem: Signamax optický switch 7-port 10/100Base T/TX + 1x100BaseFx SC MM. Tento switch s optickým portem umoţňuje připojení uţivatele pomocí optického vlákna. Označení 1x 100BaseFX SC MM uvádí, ţe je switch vybaven jedním 100 Mbps optickým SC portem pro multimódová optická vlákna. Je dostupný na stránkách firmy Intelek za výhodnou cenu (http://www.intelek.cz/product.jsp?artno=76107111).

61

9.

ZÁVĚR

Závěrem bych se chtěl vrátit k optickému spojení firmy se skladem. Existuje několik způsobů převodu optického signálu a vyřešení problému spoje dvou objektů optickým kabel. Nastínil jsem jednu moţnost, která se mi zdála nejpřijatelnější, pomocí tzv. media convertoru, který se o převod signálu stará. Je to ale draţší řešení, jelikoţ convertory nejsou levná záleţitost a musí být nasazeny na obou stranách spoje. Tuto moţnost jsem pouţil z důvodu znalosti této metody, díky své praxi ve firmě Neotech a.s. Strukturovaná kabeláţ je dostatečně dimenzována na přechod na VoIP telefony. Je přidána vţdy jedna datová zásuvka na připojení buď telefonu, nebo je moţnost jiného vyuţití portu, záleţí na zaměstnancích. Rozdíly mezi jednotlivými typy kabeláţí a jejich způsoby vyuţití jsou popsány v kapitole 1.2 Kabely UTP, STP, SFTP. Zapojení kabelového RACKu bude záleţet na počtu patch panelů, počtu switchů, budou pouţity patch kabely na propojení switchů a patch panelů. Nastínění zapojení kabelové RACKu, včetně pasivních prvků je ukázáno v příloze pomocí obrázků hotového kabelového RACKu. Při realizaci bezdrátové sítě jsem se snaţil zachovat reálnost mého projektu. Kladl jsem důraz na popsání zapojení jednotlivých komponentů a vedení kabeláţe tak, aby všechny činnosti byly vedeny s co největší efektivitou a co s nejmenšími náklady. Poţadoval jsem i vysoký komfort bezdrátového připojení pro zaměstnance pomocí například Wireless Roamingu. Jednotlivé komponenty jsem vybíral s ohledem na kvalitu a na případné budoucí rozšíření sítě. V této práci jsem se zaměřil spíše na rozkreslení a návrh taţení datových kabelů neţ konfiguraci jednotlivých prvků jako je například pouţitý server a AP. Snaţil jsem se o vybrání nejvhodnějšího poskytovatele internetu s důrazem na signálové pokrytí města a na výhodnost tarifů nabízených pro firmy. Poskytovatel Simelon s.r.o. má výhodu v nabízené flexibilitě sluţeb, kdy je moţno se se zaměstnanci firmy Simelon domluvit a podle poţadavků uzpůsobit připojení k představě zákazníka. Navrhl jsem také dvě moţné cenově odlišné varianty pořízení jednotlivých komponent. Kabeláţ jsem se snaţil vést způsobem, který by nepřekáţel zaměstnancům a byl co nejméně vidět. V tomto případě se vedení podhledem ukázalo jako nejlepší řešení, ať uţ z pohledu estetického tak i z pohledu vynaloţeného úsilí a finančních prostředků. Tyto informace mohu potvrdit, jelikoţ při praxi ve firmě Neotech a.s. Písek, jsem měl moţnost si provedení strukturované kabeláţe vyzkoušet.

62

Pouţitá literatura: [1] Odvárka, Petr. Strukturované kabeláže [online]. [cit. dne 2009-15-06]. Kapitola Strukturované kabeláţe - úvod. Dostupný z WWW: < http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=48&clanekID=61> . [2] Odvárka, Petr. Strukturované kabeláže [online]. [cit. dne 2009-15-06]. Kapitola Metalické kabely pro horizontální a vertikální rozvody. Dostupný z WWW: < http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=48&clanekID=60> . [3] DOSTALEK, Libor. Velký průvodce protokoly TCP/IP a systémem DNS. Praha, Computer press, 2000, ISBN 80-7226-323-4 [4] ABDOLLAHIFAR, Arash. Semestrální práce z předmětu TKS - OPTICKÝ KONEKTOR A JEHO PŘENOSOVÉ PARAMETRY[online], České Vysoké Učení Technické - Fakulta Dopravní. Dostupný z WWW: < http://filip.fd.cvut.cz/vyuka/tks/abdollahifar_opticky_konektor.pdf > [5] Odvárka, Petr. Strukturované kabeláže [online]. [cit. dne 2009-16-06].

Kapitola

Propojovací panely a zásuvky. Dostupný z WWW: < http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=48&clanekID=56> . [6] Odvárka, Petr. Strukturované kabeláže [online]. [cit. dne 2009-16-06]. Kapitola Propojovací kabely a rozvaděčové skříně. Dostupný z WWW: < http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=48&clanekID=55> . [7] Odvárka, Petr. Strukturované kabeláže [online]. [cit. dne 2009-16-06]. Kapitola Principy a postup návrhu kabelového rozvodu. Dostupný z WWW: < http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=48&clanekID=54> .

[8] Odvárka, Petr. Strukturované kabeláže [online]. [cit. dne 2009-16-06]. Kapitola Způsoby vedení kabelů a realizace kabelového systému. Dostupný z WWW: < http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=48&clanekID=52> . 63

[9] Odvárka, Petr. Strukturované kabeláže [online]. [cit. dne 2009-16-06]. Kapitola Měření kabeláţe. Dostupný z WWW: < http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=48&clanekID=51> . [10] Odvárka, Petr. Strukturované kabeláže [online]. [cit. dne 2009-15-06]. Kapitola Standardy pro kabelové systémy. Dostupný z WWW: < http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=48&clanekID=50> . [11] Redakce HW serveru, Zapojení konektorů a kabelů TP [online]. [cit. dne 2010-14-03]. Kapitola Přehled pouţití pinů konektoru RJ-45. Dostupný z WWW: < http://hw.cz/Rozhrani/ART440-Zapojeni-konektoru-a-kabelu-TP.html >. [12] Toby J. Velte, Anthony T. Velte, Síťové technologie Cisco – Velký průvodce, Praha. Computer Press, 2003, ISBN 80-7226-857-0 [13] atlantis datacom s.r.o., Fresnelova zóna [online]. [cit. dne 2010-14-03]. Dostupný z WWW: < http://www.zcomax.cz/Fresnelova_zona.aspx > [14] Intelek. Komponenty datových a telekomunikačních sítí [online]. [cit. dne 2009-15-06]. Kapitola Ekonomické zhodnocení návrhů. Dostupný z WWW: < http://www.intelek.cz/> [15] Simelon, s.r.o. Telecommunication company [online]. [cit. dne 2009-15-06]. Kapitola Volba vhodného poskytovatele připojení k Internetu. Dostupný z WWW: < http://www.simelon.net/index.php?select=internet>

64

Přílohy Příloha 1. 1. Patro zákaznické firmy

Příloha 2 2. Patro zákaznické firmy

Příloha 3. Zapojení kabelového RACKu

Příloha 4. Znázornění zapojení v datovém a kabelovém RACKu. Propojovací patch panel 1

Propojovací patch panel 2

Vyvazovací panel

Vyvazovací panel

KVM switch

Patch panel Vyvazovací panel Patch panel Vyvazovací panel Patch panel Vyvazovací panel Patch panel Vyvazovací panel Patch panel Vyvazovací panel Patch panel

Monitor

Klávesnice

Napájení pro Wi-MAX

Myš

Vyvazovací panel Patch panel Vyvazovací panel Switch x48 ports

DHCP Server

Switch x48 ports Switch x48 ports Switch x24 ports

Záložní zdroj UPC

Datový RACK

PoE Switch

Kabelový RACK

Media converter

Příloha 5. Tabulka technologií, které pouţívají strukturované kabeláţe aplikace

piny 1-2

piny 3-6

piny 4-5

piny 7-8

ISDN

napájení

TX

RX

napájení

—

TX/RX

—

RX

—

—

TX

RX

—

(TP-PMD) TX

Optional¹

Optional¹

RX

analogový

telefon —

802-3

(10BASE-T) TX

802-5

(Token

FDDI

Ring) —

ATM

User

Device TX

Optional¹

Optional¹

RX

ATM

Network

Equip RX

Optional¹

Optional¹

TX

Bi²

Bi²

Bi²

1000BASE-T

Bi²

100BASE-VG

(802.12) Bi

Bi

Bi

Bi

100BASE-T4

(802.3u) TX

RX

Bi

Bi

TX

RX

—

—

100BASE-TX (802.3u) *Bi = obousměrný (bi-directional)

TX = vysílání (Transmit)

RX = přijímání (Receive)

¹Optional – můţe, ale nemusí být pouţito, závisí na implementaci konkrétního výrobce. ² zatím ve vývoji - IEEE802.3ab