Монтаж слаботочных сетей

seti1

В научной литературе определения слаботочных сетей нет, так как отдельно эта область не выделяется. Слаботочные сети – это своего рода гибрид компьютерных, телефонных, электрических сетей и др., и по каждому из этих направлений масса информации в справочниках, учебниках, рефератах и диссертациях. В современном мире все уже настолько взаимосвязано и интегрировано, что сложно разделять и рассматривать по сегментам состав компьютерной сети, видеонаблюдения, телевидения, контроля доступа и др., особенно, когда это объединяется в единую систему.

В своих статьях мы постараемся обобщить и изложить доступным языком (без излишних технических подробностей и терминов) информацию в ключе Слаботочных систем. Цель этой работы донести до читателя что понимается под слаботочными сетями, какими они бывают, для чего создаются, какие функции выполняют, чем различаются, каков их состав и структура. Материал предназначается для обычных людей, по роду своей деятельности не сталкивающихся с данной тематикой, но имеющих желание понять основы и принципы работы. Люди, желающие произвести работы по слаботочным системам самостоятельно, должны дополнительно руководствоваться специализированной научной и технической литературой, как наши уважаемые коллеги имеющие специализированное инженерно-техническое образование.

Определение и назначение слаботочной сети

Первая слаботочная сеть, стандарты и среда передачи информации

История появления стандарта Ethernet, его категории и протоколы

Слаботочные сети на основе коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля

Основные компоненты сети

Почему следует обращаться к профессионалам

Итак, Слаботочные сети это – составляющая часть Слаботочной системы, отвечающая за коммутацию, интеграцию и взаимодействие оборудования, его управление, приемо-передачу информации и питание (ток низкого напряжения).

Иными словами слаботочную систему можно сравнить с организмом, в котором оборудование – органы, а сети – сосуды, обеспечивающие оптимальное функционирование органов и организма в целом, а так же его взаимодействие с другими организмами. Продолжая аналогию можно сделать вывод, что от качества и состояния сосудов будет напрямую зависеть состояние организма, так и от характеристик слаботочной сети будет зависеть функционирование всей системы.

Основными задачами Слаботочных сетей являются обеспечение:

  • Коммутации оборудования;
  • Передачи информации (обмен информацией);
  • Управления оборудованием;
  • Питания оборудованию (ток низкого напряжения 12-24В)

Под термином информация можно обобщить любую передачу или предоставление сведений, в том числе фактов, данных, мнений, впечатлений посредством любой среды и формы (текстовой, цифровой, графической, картографической, описательной, аудиовизуальной). Управление оборудованием обеспечивается за счет передачи по сети информационных сигналов, содержащих команды соответствующему оборудованию, поэтому функцию управления можно условно причислить к функции передачи информации.

В современном мире информационных технологий и высоких скоростей, МИРЕ IT, информация играет главную роль, а системы обеспечивающие ее хранение и передачу, жизненно необходимы. Стремление к новым знаниям заложено в саму природу человека. Обучение, накопление информации, обмен ей – это двигатель развития нашей цивилизации.

За последнее столетие человечество совершило грандиозный рывок в этой области, потоки и хранилища информации стали столь велики, что уже не помещаются в книжные шкафы, почтовые конверты, архивные полки и ящики с видеокассетами. С передачей информации еще сложней, попробуйте отправить шкаф полный книг на другой конец планеты, или организуйте к нему одновременный доступ из разных точек страны. А как на счет передачи видеоизображения в соседнюю комнату, не говоря уже о более дальних расстояниях. Решение этих задачи инициировало появления и развития компьютерных и сетевых технологий.

Основными целями развития компьютерных и сетевых технологий является:

  • Хранение, обработка и систематизация большого количества информации;
  • Обеспечение быстрого и удобного доступа к информации;
  • Обеспечение быстрого обмена информацией;
  • Ограничение несанкционированного доступа к информации и др.

Благодаря появлению и развитию компьютерных технологий шкафы для хранения документов, горы бумаги, полки с видеокассетами уступили место компьютерам, которые хранят и управляют данными в электронном виде. А сетевые технологии обеспечивают быстрый обмен информацией на любые расстояния, удобство доступа и использования данных, организацию и ограничение доступа. Сотрудники одной организации, студенты, ученые, врачи и др., находящиеся в разных местах и даже на разных континентах могут одновременно пользоваться одной и той же информацией, обмениваться и делится данными.

seti2

Сеть – это объединение между собой двух или более устройств, позволяющих обмениваться информацией. В настоящее время этих устройств очень много, например камеры и регистратор, компьютеры, считыватель карт и контроллер и т.д., но самой первой сетью принято считать компьютерную сеть – объединение двух и более компьютеров. В зависимости от масштабов, компьютерные сети можно разделить на локальные ЛВС (LAN) и глобальные (WAN).

Локальная вычислительная сеть ЛВС – это сеть из компьютеров, физически находящихся в одном и том же месте, обычно в пределах одного здания или комплекса зданий. В классической конфигурации один компьютер назначается в качестве сервера, на нем хранится все программное обеспечение, управляющее сетью и программы совместного пользования. Компьютеры соединенные с сервером называются рабочими станциями. Для соединения сетевых плат компьютеров преимущественно используется кабель.

Глобальная сеть объединяет компьютеры, находящиеся на значительных расстояниях друг от друга, например в разных городах или на разных континентах. Для этого используются выделенные линии телефонных компаний, каналы ISDN (цифровая телефонная сеть), ADSL, спутниковая связь, выделенные трансокеанские кабельные линии (преимущественно оптоволокно) или другие сетевые подключения. Глобальные сети могут объединять локальные сети организации, группы организаций, районные городские и др. Самой крупномасштабной глобальной сетью является Интернет.

Для передачи информации от одного устройства к другому необходима передающая среда она может быть кабельной или беспроводной:

  • К кабельной среде относится коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель, кабель телефонной линии. Все кабели имеют различные модификации, категории и характеристики и применяются для построения разных видов сетей, подробней они будут рассматриваться в темах, описывающих их применение (СКС, ВОЛС, ЛВС, ТВ сети, сети ОВН, ОП, ОПС и др.).
  • К беспроводной среде относятся микроволновая связь, радиочастотная (эфирная), Ethernet технологии Wi-Fi (Wireless Fidelity).

Информация по сети (между устройствами) передается с применением особого метода (стандарта), в свою очередь в стандарте могут использовать различные протоколы – это правила, регулирующих процесс передачи информации. К наиболее распространенным относятся FDDI (для передачи данных по оптоволоконным каналам), Token Ring – стандарт IEEE 802.5 (для локальных сетей кольцевой топологии с маркерным доступом) и самый распространенный стандарт IEEE 802.3 – Ethernet (на языке инсталяторов «изернет»), этому стандарту мы уделим особое внимание.

В стандарт Ethernet входят протоколы: TCP/IP – впервые появился в стандарте DSD UNIXБ является самым надежным протоколом, т.е. пакеты данных гарантированно доставляются на целевой объект в правильном порядке по индивидуальному IP адресу; PPP – обеспечивает соединение хоста с сетью или двух маршрутизаторов; SLIP, FTP и др. подробно с ними можно ознакомиться в специализированной литературе.

В 1973 г. Сотрудник компании Xerox Боб Меткалф создал стандарты, регулирующие систему связи, и физический метод кабельного подключения по локальной сети компьютера Alto (разработанного компанией Xerox) и принтера. Скорость передачи данных при таком подключении составляла 3Мбит/с. Первоначальное определение Ethernet звучит, как – разветвленная широковещательная система связи для доставки пакетов цифровых данных на локально-распределительные вычислительные станции. Не будем вдаваться в технические подробности и детально описывать схему передачи пакетов данных, при желании это можно прочитать в специализированной литературе. Упомянем только то, что дальнейшие разработки были направлены на увеличение скорости передачи данных. Так в 1980 г. консорциум трех компаний – DEC, Intel и Xerox создали версию Ethernet 1.0, обеспечивающую скорость передачи данных 10 Мбит/с. В 1083 г. Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) выпустил стандарт IEEE 802.3 основанный на версии Ethernet 1.0.

В 1985 г. стандарт IEEE 802.3 был официально опубликован, став основой для появления через два года сети Интернет. Так Ethernet превратился в самую популярную и наиболее широко используемую сетевую технологию в мире, дав свое название самой большой глобальной сети человечества.

По стандарту Ethernet, связь между устройствами обеспечивается по единому кабелю, совместно используемому всеми устройствами в сети. Когда устройство подключается к такому кабелю, оно может взаимодействовать с любым другим устройством, подключенным к этому же кабелю. Это позволяет наращивать сеть, подключая к ней новые устройства без модификации уже подключенных. В настоящее время применяется несколько категорий сетей Ethernet, различающихся по скорости передачи данных и предназначенные для разных передающих сред (кабелей). Коротко опишем основные.

Ethernet 10 Мбит/с (стандарт IEEE 802.3) – работает в различной среде передачи данных. В зависимости от типа используемого кабеля различают следующие виды сетей Ethernet: 10BaseT – на базе витой пары; 10BaseF – оптоволокна; 10Base2 – тонкого коаксиального кабеля; 10Base5 – толстого коаксиального кабеля.

Fast Ethernet 100 Мбит/с (стандарт IEEE 802.3U) – обеспечивает десятикратное увеличение скорости передачи данных по сравнению со спецификацией 10BaseT, при этом сохраняя формат фрейма данных, механизмы управления доступом к сетевой среде, максимальный размер блока передаваемых данных.

Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с (стандарт IEEE 802.3Z) – высшая ступень протоколов Ethernet, скорость передачи данных увеличивается в 10 раз по сравнению с Fast Ethernet и достигает 1 гигабит в секунду. Клиентские машины могут обмениваться между собой со скоростью 10/100 Мбит/с, а с сервером со скоростью до 1000 Мбит/с.

Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с для медного кабеля (стандарт IEEE 802.3AB) – другое название 1000BaseT, расширенная версия Fast Ethernet, предусматривает функционирование сетей Gigabit Ethernet на базе уже проложенных кабельных систем категории 5е/6. В результате большинство сетевых конфигураций Fast Ethernet, работающих по витой паре, могут обеспечить работу Gigabit Ethernet с использованием имеющейся сетевой инфраструктуры для значительного повышения производительности сети.

seti3

10 Gigabit Ethernet – скорость передачи данных 10Гбит/с, более быстрая версия технологии Ethernet, использует протокол доступа к сетевой среде (MAC) стандарта IEEE 802.3 и такие же формат и размер фрейма. 10 Gigabit Ethernet поддерживает полнодуплексную связь и все интеллектуальные сетевые службы, основанные на Ethernet, включая маршрутизацию с использованием меток, коммутацию уровня 3, кэширование, выравнивание нагрузки сервера и использование политик администрирования сетей.

Беспроводная сеть Ethernet (стандарт IEEE 802.11) – стандарт предназначен для работы беспроводных локальных сетей (WLAN) или по другому Wi-Fi (Wireless Fidelity). В работе использует диапазон частот 2.4 ГГц, скорость передачи данных 11Мбит/с или 54 Мбит/с

seti5

При построении любой сети следует руководствоваться целью ее организации, то есть учитывать какая информация будет предаваться, в каких объемах, с какой скоростью, на какие расстояния, какому количеству пользователей и т.д. При этом стоит помнить, что каждый компонент сети накладывает свои собственные ограничения на систему в целом. Например, если компьютер с которого загружается файл имеет скорость передачи меньше чем скорость принимающего компьютера, и меньше чем может провести передающая среда, то максимальная скорость передачи будет равна скорости передающего компьютера.

Поэтому проектирование и монтаж слаботочных сетей очень сложная работа, требующая высокой квалификации специалистов, отличного знания оборудования, его возможностей и ограничений. Специалист в зависимости от целей создания слаботочной системы подбирает оптимальную передающую среду, часто это бывает комбинированная среда и соответствующее оборудование. Приведем несколько основных видов слаботочных сетей:

Слаботочная сеть на основе коаксиального кабеля – применяется преимущественно для аналогового видеонаблюдения и телевизионных сетей, в том числе формата DVB-C, DVB-T, DVB-T2, DVB-S, DVB-S2, а так же лучше подходит для монтажа систем видеодомофонов.

Построение сети на основе коаксиального кабеля подразумевает несимметричную передачу сигнала. Сигнал проходит только по центральной жиле, что обеспечивает хорошую дальность передачи. Кабель подвержен воздействию электромагнитных помех, поэтому при проектировании и монтаже сети необходимо соблюдать дистанцию от электрических сетей не менее 30 см.

При выборе кабеля необходимо обращать внимание на его качество, так как от этого напрямую зависит качество и дальность передачи данных. Еще очень важный фактор – это концевая заделка кабеля, она обязательно должна производится соответствующими BNC разъемами, более 50% проблем возникающих при установке систем связаны с плохой заделкой кабеля.

Слаботочная сеть на основе витой пары – витая пара самая распространенная кабельная среда для построения слаботочных сетей, в том числе при построении СКС, компьютерных сетей, видеонаблюдения и др. Рекомендуемая дальность трассы без использования специального оборудования (повторители, усилители и др.) до 100 м.

Витая пара очень хорошо подходит для передачи сигнала в цифровом диапазоне, но для передачи аналогового сигнала без специального дополнительного оборудования лучше не применять, так как она больше подвержена воздействию электромагнитных помех, чем коаксиальный кабель. Для минимизации помех следует соблюдать дистанцию от кабеля электропитания не менее 30 см, или использовать дорогую экранированную категорию. На практике мы часто сталкиваемся (особенно в частных домах) при монтаже систем видеодомофонов с проводкой сети на основе витой пары, это в корне не правильно, так как без специальных усилителей кабель передает аналоговый сигнал видео с очень большими помехами, на маленькие расстояния и в плохом качестве, это обусловлено строением кабеля витой пары:

Передача информации по витой паре называется симметричной. Понятие «симметричный» характеризует физическую конфигурацию и электрические свойства витой пары проводников. Если два идентичных друг другу провода (в том числе диаметр, жила, оболочка), равномерно скручены на определенной длине, то они будут электрически сбалансированы (симметричны) по отношению к окружающей среде. Степень симметричности зависит от качества кабеля. Для обеспечения симметричной передачи сигнала, прикладываемые к каждому проводу пары должны быть равны по абсолютному значению и отличаться полярностью. В этом случае, электромагнитное поле, создаваемое одним проводником подавляет поле второго проводника и наоборот, что минимизирует уровень излучения линии. Когда сигнал достигает приемного конца линии, он попадает на вход дифференциального усилителя с хорошо сбалансированным фактором коэффициента синфазного сигнала (КОСС), который устранит большую часть нежелательных шумов. Поэтому для кабеля витой пары очень важно, чтобы характеристики проводов (пар) были одинаковыми и имели как можно больше закруток на метр, от этого зависит равномерность воздействия шумов и помех на кабель и, как следствие качество и дальность сигнала.

seti4Кабель витой пары имеет две разновидности: экранированный (FTP) и неэкранированный (UTP), который в свою очередь 7 категорий. Категория зависит от полосы пропускания, типа медной проволоки, размера и электрических характеристик, подробно с категориями кабеля можно ознакомиться в специализированной литературе.

Самой распространенной категорией является 5е – состоит из 8 проводов, сигнал передается по 4, волновое сопротивление 100 Ом, перекрестная наводка на ближнем конце линии 35,3 дБ, полоса пропускания до Gigabit Ethernet, 100 МГц или аналогового сигнала, предоставляет возможность для наращивания сети.

Категория 6 имеет более высокую производительность 250 МГц, совместима с 5е, 5 и 3, имеет более жесткую спецификацию в отношении перекрестных и системных помех 44,3 дБ, качество передачи данных зависит от производительности компонентов канала. Все шнуры, коммутационные панели, кроссы и кабельная разводка должны удовлетворять требованиям стандартов категории 6. Например, если кабель категории 6 использовать с соединителями категории 5е, то канал будет функционировать с производительностью 5е. Таким образом применение 6 категории позволяет повысить производительность сети предыдущих модификаций при условии постепенной замены всех ее компонентов на 6 категорию.

Слаботочные сети на основе оптоволоконного кабеля – обеспечивает более широкую полосу пропускания и дальность передачи сигнала чем медный кабель. В основе сети лежит технология передачи светового сигнала (подробнее можно прочитать в статье ВОЛС). Пропускная способность 50Гбит/с, не подвержен электромагнитным помехам, можно погружать в воду, менее чувствителен к температурному режиму и его колебаниям. К недостаткам относится высокая стоимость и хрупкость кабеля, но при правильном монтаже и использовании этот недостаток минимизируется.

Чаще всего используется, когда необходимо передать сигнал на большое расстояния с широкой полосой пропускания и для построения СКС (преимущественно для магистрали). Высокая стоимость компенсируется практичностью и большими эксплуатационными возможностями (т.е. в процессе эксплуатации не потребуются дополнительные затраты на наращивании мощности сети, минимизируются дополнительные расходы на усилители и повторители сигнала и т.д.).

Говоря о слаботочных сетях необходимо дать определения ее основным терминам и компонентам, так как иначе материал будет неполным, мы не будем уделять этому большое внимание так как статья носит ознакомительный характер:

  • Узел – любое устройство, подключенное к сети (компьютер, принтер, сетевой видеорегистратор и др.)
  • Сегмент – любая часть сети, отделенная от других частей коммутатором, мостом или маршрутизатором;
  • Магистраль – основной кабель сети, к которому подключены все сегменты. Обычно магистраль способна переносить больший объем информации, чем отдельные сегменты.
  • Повторитель (repeater) – сетевое устройство для наращивания и взаимосвязи сетевых сегментов для удлинения связи. Получает сигнал от одного сетевого сегмента, усиливает, восстанавливает синхронизацию и ретранслирует в другую сеть, сегмент и др.
  • Сетевой концетратор (Hub) – соединяет в локальной сети множество компьютеров и устройств, посредством специального кабеля, устройства подключенные к концетратору могут видеть друг друга и обмениваться данными в рамках своей группы. Создают сети с топологией типа «звезда», принимают информацию и передают всем подключенным устройства, в том числе тому, с которого она пришла, поэтому чем больше устройств подключено, тем чаще возникают конфликты данных, замедляющих работу сети.
  • Мост – предназначен для соединения локальных сетей на базе однотипных компьютеров или единой программной платформы, поддерживает коммутацию с промежуточной буфферизацией пакетов, регулируют потоки данных. Анализируют приходящие фреймы и направляют их к получателю в соответствии с информацией, которая содержится в фреймах.
  • Коммутаторы (Switch) – интеллектуальное устройство передачи данных, аналог моста но более высокого уровня, снижает количество конфликтов при передаче данных через сетевые сегменты, обеспечивает выделенную полосу пропускания для каждого сетевого сегмента.
  • Маршрутизаторы (router) – специализированные компьютеры, рассылающие сообщения адресатам информации по тысячам магистралей, обеспечивают обмен информацией между сетями. В отличие от моста, маршрутизатор находит кратчайшие пути для доставки конкретной информации от отправителя к получателю.
  • Сетевая интерфейсная карта (NIC) – адаптер для соединения устройства с сетью, чаще всего это сетевая карта Ethernet, подключенная через слот шины PCI на системной плате компьютера, обеспечивает скорость передачи в 10 или 100 Мбит/с.
  • МАС – адрес – физический адрес любого устройства в сети;
  • Однонаправленная передача – доставка информации с одного узла на другой единичный узел;
  • Многоадресная передача – с одного узла отправляется пакет с групповой адресацией (например маршрутизатор, отправляющий обновления всем маршрутизаторам);
  • Широковещательная рассылка – узел рассылает пакеты на все узлы сети;
  • Фреймы данных – подобие предложений в языке (подлежащее, сказуемое и т.д.), протокол определяет правила построение фрейма (предложения), размер, последовательность и т.д.

seti6

Слаботочные сети очень разнообразны, предназначаются для разных функций, состоят из разных компонентов, в том числе оборудования и проводящей сигнал среды. Как показывает наш опыт (более 10 лет), каждая сеть индивидуальна и типовых решений практически нет, даже самая простая сеть может иметь свои нюансы. Точность при разработке проекта и качественный монтаж, это не только гарантия хорошей работы всей слаботочной системы, но и залог последующей экономии средств. Хороший специалист может по индивидуальному запросу Заказчика на основании его пожеланий, требований и дальнейших планов и возможностей подобрать оптимальный вариант построения сети с учетом:

  • Задач сети, ее функций и состава (например только видеонаблюдение, или еще СКУД, ЛВС, ТВ сеть и др.);
  • Объемов сети (квартира, котедж, офис, здание, группа зданий и др.);
  • Возможности наращивания (увеличения количества узлов, пропускной способности, подключения дополнительного оборудования и др.);
  • Объединения и интеграции сетей;
  • Физических параметров (месторасположение сетей, конструктивные особенности помещений, расположения электрических и других сетей и т.д.

В статье мы постарались коротко описать что такое слаботочные сети, для чего они нужны, историю появления и развития, как они функционируют и из чего они состоят. Надеемся, что эта работа позволит Вам лучше разобраться и ориентироваться в предмете, при желании, более подробную информацию можно подчерпнуть из справочников и учебников или связаться с нашими консультантами.

Хотим отдельно обратить внимание, что слаботочные сети обеспечивают работу оборудования, отвечающего не только за комфорт, но и за безопасность жизни, имущества и информации. Правильный монтаж слаботочных сетей – это основа долгой и успешной работы всей системы, и как следствие залог Вашего спокойствия.

 

Проводка слаботочки Монтаж слаботочки Монтаж слаботочки

Монтаж проводки Монтаж антенного усилителя Монтаж видеонаблюдения

Монтаж телевизионной спутниковой системы Монтаж домофона Монтаж охранной сигнализации

Оформить заявку онлайн

Добавить заказ

Мы работаем с оборудованием

Контакты

ООО «Ваш ТВ-МИР»
109431, г. Москва, ул. Привольная, д.70
Россия

Телефон: 8 (495) 902-68-48
E-mail: vashtvmir@mail.ru

Написать нам

Я зарегистрирован на Портале Поставщиков