Arukalt ehitatud kaablisüsteemid

1. Arukalt ehitatud kaablisüsteemid Elmo Pettai

2. Kliendid, müük& Teenused Intelligentsed sidevõrgud Wireless Network Public Network Private Network Intranet Interneti põhine töökoht Internet Traadita sidega seade Andmeside teostamiseks on vaja kaableid Ettevõtte kohtvõrk Multimedia Sõnumite edastus Multimedia Switching (PBX, ATM, etc.) Koostöö projektid Ärirakendused (Hajutatud, mobiilne tööjõud)

3. Seadmete ühendamiseks on vaja • Kaableid, mille kaudu on võimalik edastada igasuguses vormingus • andmeid, • telefonikõnesid, • graafilisi jooniseid, • videopilte, • televisioonisignaale • häiresignaale • juhtimissignaale jne

4. 54% 7% 34% 5% Tarkvara & serverid Töökohaarvutid Hubs & võrguseadmed Kaabeldus Investeeringud infosüsteemidesse

5. 30% Kaabeldus Muud põhjused 70% Miks on vaja investeerida hoone korralikku kaabeldusse Võrgu tõrgete põhjused

6. Kaabeldus LAN Tarkvara Suur arvuti Töö jaamad 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Kestus aastates Süsteemide planeeritud eluiga

7. Ettevõtte juhtimistehnika struktuur ehk ülesehitus. Füüsilise integreerimise vaade Kontori töötajad Aruanded, trendid müük jne Tehase juhtimise tase Internet Explorer töökoht Mobiilne töötaja Ethernet Internet Ethernet Switch, hub HTML XML Faili- ja printserverid SuitVojager Portal Server InSQL server Valmistamise süsteemi (liini) tase Õhukese kliendi töökohad InTouch Terminal Server InTouch, GSM Control Tööstuslik Ethernet Switch, hub GSM modem Tööstusethernet, Profibus, CAN Kontroller PLC n Kontroller PLC1 Internet communication module Kontroller PLC2 I/O Server Valmistamise seadme tase RS485 I/O Hajutatud I/O Hajutatud I/O Hajutatud I/O GSM modem Kontroller PLC m

8. Ehitiste nõrkvoolukaablisüsteemid • Kaablisüsteem on kaasaegse hoone närvivõrk • Arukalt tehtud ehitise kaablisüsteem on hästi struktureeritud ja paindlik andmeedastuskeskkond, mis ühendab tervikuks ehk süsteemiks hoone paljusid erinevaid nõrkvooluseadmeid • Arvutivõrguseadmed (ruuterid, switchid, HUB-id ) • server- ja töökohaarvutid • telefonijaamad • hooneautomaatika seadmed • valvesignalisatsiooni-, läbipääsu-, videovalve- tulekahjusignalisatsiooni jne seadmed

9. Kaasaegse hoone sidekaablid • kasutatakse põhilist kahte liiki kaableid • standardseidvaskkaableid, milledel on • 0,5 mm soone läbimõõduga juhtmed mis on keerutatud paaridesse. Ühes standardses kaablis on tavaliselt korraga 4 keerutatud juhtmepaari • valguskaableid,mille • multimood tüüpi optilise kiu läbimõõt on 62,5/125 µm, või 50/125 µm või • singlemode tüüpi optilise kiu läbimõõduga 8,3/125 µm

10. Vajalikud signaalimuundused • Kui sidevõrku ühendatud seadmed soovivad edastada signaale pika vahemaa taha või • kui on vajalik signaali üleminek ühest kaabliliigilt teisele, siis kasutatakse muundamiseks • lisaseadmeid - nn transiivereid • repiitereid jne

11. Siini mõiste • Seadmetevahelist kaabliühendust, mis võimaldab lihtsalt (füüsiliselt) ühendada omavahel kokku paljusid elektroonilisi seadmeid nimetatakse üldiselt siiniks • Siin sobib seadmete kokkuühendamiseks siis, kui samaaegselt edastab siinile andmeid ainult üks seade ja ta ei tee seda pidevalt • Siini kaudu ei saa kõik võrku ühendatud elektronseadmed oma andmeid ühekorraga edastada

12. Siini põhimõtteline ehitus

13. Struktureeritud kaablisüsteem • Struktureeritud kaablisüsteem on tavaliselt hierarhilise tähe kujulise ülesehitusega • See koosneb kaabliühendustest ja ristühenduspaneelidest. • Iga (lõpp)seade ühendatakse omaette kaabliga, seetõttu pole karta teiste seadmete poolt põhjustatud sidevõrgu ülekoormust

14. Hierargilise kaablisüsteemi topoloogia

15. Avatud kaabelduse arhitektuur (tähekujuline ülesehitus) • Telekommunikatsiooni-, andmeside- ja elektroonikatööstuse standardid toetavad tööstuslikes ja äriehitistes tähekujulise topoloogiaga kaablisüsteeme • Arukalt ehitatud ehk aruka ehitise kaablisüsteemid on arvutivõrkude kaablisüsteemidest veelgi keerulisemad. • Põhilised rahvusvahelised kaabelduse standardid on: IS11801, Euroopas EN50173 ja USA-s elektroonika ja telekommunikatsioonitööstuse standard EIA/TIA 568A

16. Elektroonikaseadmeid ühendav nn. arukalt ehitatud kaablisüsteem koosneb kuuest (6) allsüsteemist • Töökohakaabeldus(Work location) • Horisontaalkaabeldus (Horisontal) • Halduskaabeldus(krossi), (Administration) • Magistraalkaabeldus(Tõusukaabeldus) (Backbone, Riser) • Seadmeruumikaabeldus (Equipment Room) • Piirkonnakaabeldus (Campus)

17. Horisontaalkaabeldus

18. Arukalt ehitatud ehitise standardse kaablisüsteemi allsüsteemid teenindavad hoones ruumimõttelisi osi • Teeninduspiirkond on ala ruumis, mille teenindamiseks on paigaldatud üksainus andmesidepesa (tüüp RJ45) või ükselektronseade, mis on ühendatud ühe kaabliga otse keskseadmega. • Tööpiirkond on ala ruumis, mida kasutab üksinimene (töötaja). Tööpiirkonnas paiknevad pistikupesad teenindavad otse konkreetset inimest.

19. Pistikupesade paigutus • Tööpiirkonna andmeside pistikupesad paigaldatakse tavaliselt töötaja kirjutuslaua juurde • Erinevalt tööpiirkonnast paigaldatakse teeninduspiirkonna pistikupesad tavaliselt lae taha, seintele, kaabliredelite külge, uksepiitade juurde jne. Teeninduspiirkonnas on vähemalt üks seade. • Tavaliselt on teeninduspiirkond pindalalt suurem kui tööpiirkond . (Tööpiirkonna ala on ~12 m2). • Laiendatud teeninduspiirkonna kaabeldus ühendab erinevaid (mitmeid) teeninduspiirkondi .

20. Arukat tehtud ehitise kaablisüsteemi põhiline topoloogia

21. Topoloogia iseärasused • Arukalt tehtud ehitise kaablisüsteem sisaldab lisaks tähe keskpunktist hallatavale põhilistele kaablitele veel lisaks ka ketitatud kaabliahelaid ja dubleeritud nn veakindlaid kaabliahelaid • Tavaliselt koondatakse ja paigaldatakse hoones keskne, nn nõrkvoolusüsteemi tasandi elektroonikaaparatuur peamisse seadmeruumi ja/või telekommunikatsiooniruumi • Teeninduspiirkonda hajutatud (nn. detsentraliseeritud) kontrollerid ühendatakse vahetult kesksete elektroonikaseadmete külge • Ruumidesse paigaldatud elektronseadmete sisendid-väljundid (I/O) ühendatakse tavaliselt alakontrollerite I/O moodulite külge, mis võimaldab vähendada kaablite pikkust, andurisignaalide sumbumist ja tõsta häirekindlust

22. Arukalt ehitatud kaablisüsteem • Sisaldab lisaks traditsioonilisele arvut-telefonikaablitele veel • järjestikku ühendatud ehk ketitatud kaabliahelaid ja • kahest eri suunast teeninduspiirkonda suunduvaid kaabliühendusi veakindlate signaaliahelate loomiseks elektronseadmetest I/O pesadeni

23. Ehitise arukalt tehtud nõrkvoolukaabli-süsteemi topoloogia

24. Seadmete paigutus hoones • Kesksed elektronseadmed paigutatakse reeglina peajaotla (PJ) ruumi või korrusejaotla (KJ) ruumi • Mõnikord ehitatakse elektronseadmetele eraldi ruum, milles paiknevad keskseadmed ühendatakse seadmeruumikaablite abil hoone peajaotla (rist)ühendusväljaga (peakrossiga) või korrusejaotla (rist)ühendusväljaga (korruse krossiga). • Seadmeruumi kaablid on paigutuselt kohtkindlad ehk statsionaarsed

25. Kaablite paigutus hoones • Peajaotlast hoone erinevatesse osadesse edasi suunduvad kaablid ühendatakse vajadusel omavahel kokku ristühenduskaablitega • Mittestatsionaarsed ristühenduskaablid on nn. halduskaablid - neid saab vajadusel ümber tõsta ja nad tagavad kaabelduse paindlikkuse hoone käidu ajal • Hoone erinevate jaotlate vahele paigaldatakse magistraalkaablid • Kui magistraalkaablid ühendavad hoone erinevatel korrustel paiknevaid nn korrusejaotlaid, siis nimetatakse neid magistraalkaableid ka tõusukaabliteks • Horisontaalkaablid algavad korrusejaotlast ja nad tagavad elektrilise ühenduse teeninduspiirkonna või tööpiirkonna pistikupesadega (lühidalt I/O)

26. Kaablite paigutus hoones jätk • Tavaliselt paiknevad horisontaalkaablid samal korrusel ja asetsevad horisontaalselt. Siit tuleneb ka nende nimetus • Teeninduspiirkonna elektronseadmed ühendatakse teeninduspiirkonna pistikupesadega • Pistikupesaga ühendatud seadmete elektrilisi ühendusi võidakse hallata korrusejaotla paneelil, kasutades nn. sildavaid või ketitavaid kaabli või keerutatud juhtmepaare • Kaableid sildavad või kette moodustavad ühendused korrusejaotla paneelil tagavad teeninduspiirkonna seadmete elektrilise ühenduse kaablisüsteemi magistraalosaga ja/või seadmeruumi kaablitega

27. Järeldusi nõrkvoolukaablisüsteemi kohta. • Seadmete haldusotstarbelisi elektrilisi ühendusi tehakse tavaliselt (korralikult) jaotlate ristühenduspaneelidel • Arukalt ehitatud kaablisüsteemi kontseptsioon lubab teha ristühendusi ka nn. töötsooni (vaata joonist) ristühendusväljal • Pistikupesadest väljuvate teeninduspiirkonna kaablite külge saab sillata või ketitada mitmesuguseid seadmeid • näiteks erinevad liikumisandurid ( infrapuna (IR), videokaamerad, klaasipurustusandurid, seadmete juhtimisnupud, lülitid jne) või täiturmehhanismid (kellad, valgustid, pumba mootorid, sireenid jne

28. Kaabliharude sildamine

29. Kaabliharud • Kui horisontaalkaabli pistikupesaga on juba ühendatud I/O seadmeid, siis saab neid horisontaalkaableid (kaablite teisi otsi) veel omakorda sillata või ketitada jaotlate ristühendusväljadel • Harusid saab tekitada ka I/O pistikupesa juures, kasutades hargnemiseks nn. T- adaptereid • Sellised I/O juures tehtavad hargnemised on soovitatavad juhul kui ühendatavad seadmed asuvad kompaktselt, ruumiliselt lähestikku (pinnal < 1m2)

30. Ketitatud kaabliharud • Kuigi füüsiliselt võivad jaotlast pistikupesadeni suunduvad kaabliharud paikneda tähekujuliselt saab neid hallata nii, et elektriliselt on tegemist siiniga • Kaabliharude kokkuühendamine siiniks tehakse ühelt poolt (halduse korras) ristühenduspaneelil ja teiselt poolt elektronseadme juures • Signaal, mis siseneb kaabli ühte harusse, liigub selle lõpuni ja pöördub sealt teist kaablipaari mööda tagasi jaotlasse. Jaotlast suunatakse signaal teise kaabliharusse, kus ta liigub selle lõpuni, pöördub lõpus oleva elektronseadme juurest uuesti tagasi jaotla suunas jne

31. Ketitatud kaabliharud

32. Kaablisüsteemi halduspunktid

33. Ketti ühendatud seadmed

34. Seadmete ketitamine • Kõigepealt ühendatakse lisatava seadme klemmidega kaablijupp, mille teine ots ühendatakse vahetult eelmise seadme klemmidega • Seadmeketti pikendatakse kaablijupiga varustatud uute seadmete juurdeühendamise teel. • Moodustuv kaabliharu toimib funktsionaalselt nagu siin • Sellisel ketitatud kaabliharul ei ole kõrvale hargnevaid ühendusi

35. Seadmete ketitamine • Mitteintelligentsed andurid ühendatakse peaaegu alati teineteisega selle lihtsa ketitatud ühenduste kaudu • Anduriahelate korrasolekut jälgitakse keskseadme poolt väikese elektrivoolu abil, mis voolab pidevalt läbi siini ja lõputakisti • Ahela katkemine või lühis tehakse kindlaks voolu puudumise ja suuruse kaudu läbi lõputakisti • Katkemise teeb kindlaks keskseade, mitte andur.

36. elektronseade 1 elektronseade 3 Kaks juhet (keerupaar) eelmisest seadmest järgmisse seadmesse või lõputakistisse elektronseade 2 T-hargnemispunkt Kaablite T-hargnemised

37. T- hargnemiste põhjendus ja kasutamise võimalus • T-hargnemisi kasutatakse selliste elektronseadmete nagu intelligentsed andurid ühendamiseks natuke eemalasetseva kaablisiiniga • T-hargnemine lihtsustab paigaldamist ja hoiab kokku kaablit • Tavaliselt on T-haru pikkus alla 10m • Intelligentseid andureid saab sel viisil ühendada, kuna keskseade küsitleb eraldi (poll) iga temaga seotud seadme seisundit. Kui kõrvalharu katkeb, siis saab keskseade sellest varsti teada. (sest seade ei vasta enam)

38. Kahe ja nelja juhtmega anduriahelad Kõrge, eluliselt tähtsa töökindluse saavutamiseks peavad seadmed jääma tööle ka ühe kaabliharu füüsilisel katkemisel Selleks on vaja viia iga seadmeni reservkaabli ahelad Veakindla lõppseadmega (anduriga) ühendatakse eraldi teid mööda keskseadme kaks porti

39. Kaabli juhtmed ühendatakse seadme kruviklemmide alla kasutades väikseid kaablikingi

40. Tsooni kaabeldus • Tsooni ehk alakaabeldus on teatav ühendusvõte, mida lubatakse kaasaegse ehituse kaabelduses. Seda kaabliühendusvõtet kasutatakse nii arvuti, telefoni, video kui ka muude nõrkvoolusüsteemide puhul • Avatud büroomaastik on tüüpiline koht ruumis, kus tasub kaaluda tsoonikaabelduse kasutuselevõttu. • Tsoonikraabeldust kasutatakse ainult horisontaalkaabelduse projekteerimisel ja ehitamisel

41. Teadmiseks • Arvutivõrgu kahe aktiivseadme vahelises ühenduskanalis ei tohi olla rohkem kui • 4 ühenduskohta • lubatud on kaks pistikühendust korruse jaotlas, üks tsooni ühenduspunktis ja üks töökoha pistikupesas

42. Kaablikanali ühenduspunktid

43. Aruka ehitise kaablite tsooniühendused • Aruka ehitise kaabliahelas ei ole ühenduspunktide arv piiratud. Arukalt ehitatud süsteemides võib tsooni ühenduspunktis teha ka vajalikke ristühendusi • Tsooniühenduspunkt peab asetsema korruse jaotlast kaugemal kui 15 m, vastasel korral on mõttekas vedada kaablid juba otse korruse jaotlasse • Kaasajal kasutatakse suurte hoonete kaabliühenduste haldamiseks ka spetsiaalseid anduritega varustatud ristühenduspaneele, spetsiaalseid elektroonikablokke (kontrollereid) ja ka arvutiprogramme. See tõstab oluliselt kaablisüsteemi turvalisust, haldustööde kiirust ja vähendab vigu. Üheks selliseks kaablihaldussüsteemiks on näiteks firma Avaya Communication iBatch ™.

44. Ühendusjuhtmepaarid Lokaalvõrk Personaalarvuti peakontrolleri ja tema (Ethernet) protsessi andurite ja tä iturite vahel haldamiseks Nõrkvoolusüsteemi peakontroller Sü steemi tase I/O Andurid, täiturid (põhiprogramm) Detsentraliseeritud I/O Tsooni tase kontroller Andurid, täiturid (osa funktsioone) Detsentraliseeritud I/O Tsooni tase kontroller Andurid, täiturid (osa funktsioone) Detsentraliseeritud I/O Tsooni tase kontroller Andurid, täiturid (osa funktsioone) Tööväljasiin I/O Detsentraliseeritud I/O Töökoha tase Andurid, täiturid kommunikatsioonimoodul Hajutatud juhtseadmed Tööväljasiin, kontrollerite ühendussiin, näit MPI

45. Hoones hajutatud elektronseadmed • Iga eraldi nõrkvoolusüsteemi keskkontroller (või teiste sõnadega süsteemitasandi kontroller) paikneb reeglina hoone peajaotlas või seadmeruumis kus asuvad ka teiste süsteemide keskseadmed • Mõnikord paikneb keskkontroller ka korruse jaotlas. • Tsooni kontrollerid asuvad reeglina hoone piirkonnas (töötsoonis) milles paiknevaid andureid ja täiturmehhanisme nad teenindavad

46. Seadmete hajus paigaldus • Seadmete hajutamine võimaldab lühendada andurite ja täiturite ühendusjuhtmeid ning lisab süsteemile tervikuna töökindlust • Kui näiteks keskkontroller mingil põhjusel enam ei tööta, siis tsooni kontroller jätkab funktsioneerimist • Tüüpiliseks tsoonikontrolleriks on näiteks hoones ukse läbipääsusüsteemi kontroller • Peakontrolleri rikke korral suudab uksekontroller iseseisvalt edasi töötada piiratud arvumagnet või kontaktivabade kaartidega • Peaseadme rikke perioodil toimunud (teatud arv) sündmusi salvestatakse uksekontrolleris seni, kuni uuesti taastatakse side peakontrolleriga

47. Seadmete ja kaablite ühendusväljade markeerimine eri värvi lipikutega • Kõigepealt markeeritakse seadmekapid ja ristühenduspaneelid ise • Tulemuseks on kappide ja paneelide positsiooninumbrid • Ka ristühenduspaneeli kõigile pesadele antakse positsiooni numbrid • Kõik statsionaarsed nõrkvoolukaablid markeeritakse juba paigalduse ajal • Kaabli positsiooninumbrid kantakse otse kaabli otstele

48. 110 tüüpi ühenduspaneelid • 110 -tüüpi ristühenduspaneelidega ühendatavate statsionaarsete nõrkvoolukaablite paremaks markeerimiseks kasutatakse täiendavalt paberlipikuid või silte . Paberlipikud on toonitud. • Ühenduspaneeli siltidele kirjutatakse paigaldamise perioodil kõikide kaablite sihtaadress (teise kaabliotsa aadress), näiteks töökohapesa aadress • Hoone erinevad kaablisüsteemi tüüposad on kasulik markeerida kindlat värvi lipikutega. See hõlbustab kaablisüsteemi hooldust ja lihtsustab haldust. Sellist kaablite markeerimist kasutatakse struktureeritud kaablisüsteemide ehitamisel

49. Lipikute toonimisel kasutatakse järgmisi värve • Horisontaalkaablite lipikud värvitakse helesiniseks • Tõusukaablite lipikud värvitakse valgeks • Jaotlate vahelised kaablilipikud värvitakse helehalliks • Seadmeühenduskaablite lipikud värvitakse purpurvärvi • Abiahelate kaablite lipikud värvitakse kollaseks

50. Kasutusel on 568A ja 568B markeeringu variandid • Kaablid ühendatakse RJ45 pesadega vastavalt tüüpmarkeeringule pesal • Segaduse vältimiseks peaksid ühes ja samas hoones kõik andmesidekaablid olema ühendatud mõlemast otsast pesadega vaid ühe eelnevalt kokkulepitud variandi kohaselt • Tehniliselt on mõlemad ühendusvariandid samaväärsed