Как упорядочить хаос из кросс-кабелей в монтажном шкафу?

В журнале СЕТИ И БИЗНЕС No 3 (16) 2004 опубликована наша статья «Как упорядочить хаос из кросс-кабелей в монтажном шкафу?». Оптимальная организация коммутационного центра является залогом эффективного администрирования структурированной кабельной системы на предприятии.

Хотя большинство инсталляторов и пользователей согласны с декларируемым утверждением, что СКС является фундаментом информационной инфраструктуры организации, на практике СКС «живет» обычно оторванно от нее и рассматривается как неизбежный сопутствующий придаток. Почему так получается?

Производители СКС на своих авторизированных курсах и учебных семинарах не уделяют проблемам эксплуатации кабельных систем должного внимания. И это понятно, т.к. они в основном заинтересованы в продаже компонентов для построения кабельных систем и готовят специалистов в основном по проектированию и монтажу. Специалистов по эксплуатации СКС они не готовят, во всяком случае, в Украине.

Подавляющая часть инсталляторов, не имея многолетнего опыта эксплуатации и поддержки СКС, просто не накопили перечня реальных трудностей и проблем, возникающих в жизненном цикле СКС.

Поэтому они также, как правило, уходят от вопросов администрирования СКС, просто потому, что в их рейтинге ценностей эта проблема еще не появилась.

У системных администраторов на первом плане стоят другие проблемы: вначале им надо быстро рассадить пользователей и подключить их к ЛВС и телефонной сети, затем устанавливаются и настраиваются новые приложения, а потом — обыкновенная текучка.

Вот и получается, что при обслуживании информационной сети до СКС руки ни у кого не доходят, и более всего, зачастую, обделен вниманием коммутационный центр — ядро структурированной кабельной системы. А что такое эксплуатация СКС, как не администрирование кросса?

Именно от коммутационного центра (кросса) и, самое главное, способа его организации зависит правильность и эффективность администрирования СКС. Известно, например, что почти 99% отказов СКС связано с кроссами. Достаточно взглянуть на реальные шкафы и стойки после несколько лет (и даже дней) эксплуатации (рис. 1), «выросшие» самостоятельно, без целенаправленного и постоянного внимания к их организации, чтобы представить проблемы, возникающие при их администрировании.

В нашей статье мы предлагаем некоторые возможные решения по оптимальной организации коммутационных центров, которые позволяют снизить сложность администрирования СКС. Сразу оговоримся, что некоторые специальные интерактивные аппаратные решения (PatchView, iPatch, AMPTRACK, ITRACKS и др.), а также решение на основе кросс-панелей с переключателями от RIT останутся за рамками статьи.

В первом случае — из-за весьма редкого применения по причине высокой стоимости (несмотря на неоспоримые достоинства), во втором случае — ввиду ограниченности области применения.

Администрирование кросса. Основные операции

При администрировании СКС повседневно решаются насущные вопросы: какой телефонный номер подключен к данному порту?

На какой порт рабочего места выходит, например, телефонный номер 3?63? К какому порту и какого коммутатора подключен, например компьютер Марьи Ивановны? К чему подключен данный порт кросс-панели?

И все эти вопросы решаются на кроссе. Таким образом, получается, что администрирование СКС — это, прежде всего, администрирование кросса. А администрирование кросса — это в основном работа по коммутации в кроссе посредством кросс-кабелей (далее — «коммутационный шнур» или просто «шнур»;

список наших рабочих терминов см. во врезке «Глоссарий администратора СКС»).

По классической схеме, шнуры в кроссе, или коммутационном центре, соединяют порты активного оборудования и порты в кросс-панелях, «отображающие» порты на рабочих местах (рис. 2).

Администрирование СКС в основном сводится к манипуляциям со шнурами, к отслеживанию и изменению их состояния. И основные операции следующие:

• установить шнур;
• найти шнур;
• удалить шнур;
• изменить коммутацию шнура;
• «прочитать» состояние шнура.

Последний пункт, наверное, сразу вызовет вопрос: что значит «прочитать?». Имеется в виду — определить некоторые важные вещи, а именно:

• с каким портом рабочего места связан порт коммутатора;
• с каким портом рабочего места связан порт АТС;
• куда подключен порт рабочего места;
• на какой порт сетевого оборудования или порт АТС он выходит?

На первый взгляд, все просто, однако это кажущаяся простота: сложности возникают при управлении массивом шнуров. Сложно разложить уже два десятка шнуров. А сотни? И если эту задачу не решать целенаправленно, то хаос в кроссе обеспечен, а администрирование СКС станет постоянной головной болью.

Решение задачи администрирования СКС должно начинаться еще на этапе проектирования СКС.

Повторимся: к сожалению, у нас в Украине при построении новой СКС, как правило, на проработку коммутационного центра ни заказчики, ни инсталляторы должного внимания не обращают.

Ворох и путаница кросс-кабелей

Причины возникновения вороха и путаницы кросс-кабелей можно устранить еще на этапе проектирования. Для этого достаточно просто осмыслить будущий коммутационный центр и его структуру. В качестве примера рассмотрим простую СКС на 48 рабочих мест, имеющую по два порта на рабочее место и обычную реализацию ее кросса на основе кросс-панелей RJ-45.

В монтажном шкафу расположены:

• коммутатор на 48 портов;
• телефонная кросс-панель на 50 портов;
• 4 кросс-панели по 24 порта на каждой для отображения портов рабочих мест.

Порты на рабочих местах пронумерованы с 1 по 96. На первой розетке порты 1 и 2, на следующей — 3 и 4, и так далее. Размещение оборудования в монтажном шкафу приведено в таблице 1.

Для начала проследим типичный маршрут шнура от коммутатора к порту рабочего места:

• подключается к порту коммутатора;
• укладывается в горизонтальный организатор под коммутатором;
• проходит вверх вдоль боковой стенки монтажного шкафа до нужной кросс-панели;
• укладывается в горизонтальный организатор;
• подключается к порту кросс-панели.

Маршрут шнура к порту рабочего места от порта АТС практически идентичен и отличается только направлением движения (согласно нашей схеме размещения оборудования).

Таким образом, от каждой кросс-панели рабочего места примерно половина шнуров идет вверх, на телефонную панель, а остальные — вниз, к коммутатору.

Если рассмотреть «поюнитовое» распределение шнуров по каждой боковой стороне монтажного шкафа (табл. 2), то мы увидим, что с каждой стороны шкафа проходит 24–30 шнуров, причем в разных направлениях.

И только теперь, изучив структуру данного кросса, мы можем сказать, какие трудности и особенности ожидают нас в дальнейшей работе со шнурами:

• большое количество шнуров придется укладывать с двух сторон от кроссового поля вдоль боковых стен монтажного шкафа (надо помнить, что они имеют вес и объем);
• сложности с размещением «лишней» длины шнуров;
• нехватка места в шкафу для прокладки шнуров (пространства вдоль боковых стен шкафа и органайзеров);
• сложность извлечения шнура из стихийно получившегося жгута, как из горизонтального организатора, так и из монтажного шкафа;
• проблемы в нахождении маршрута уже установленного шнура.

А если в СКС не 48 рабочих мест, а 200 или больше? Сложность администрирования СКС возрастает с увеличением количества портов, и эта зависимость нелинейная; другая проблема — нерегулярность связей на кроссовом поле.

Пути упорядочивания массива кросс-кабелей

Способ упорядочивания массива шнуров в коммутационном центре опирается на ряд правил, сложившихся эмпирическим путем.

Правило 1. Для коммутационного центра нужно выбирать монтажные шкафы, имеющие достаточный запас свободного пространства между вертикальными направляющими и боковыми стенками монтажного шкафа (от 800 мм по ширине). Отметим, что в дешевых шкафах, получивших повсеместное распространение в Украине, свободное пространство для кабелей просто отсутствует.

Правило 2. Если позволяет бюджет и пространство в аппаратной комнате, размещать кросс-панели СКС и активное оборудование ЛВС лучше в разных монтажных шкафах.

Правило 3. Направляющие монтажного шкафа должны быть промаркированы, т.е. «проюнитированы» (см. «лента юнитов» в нашем «Глоссарии…»). К сожалению, большинство производителей монтаж ных шкафов на украинский рынок поставляют продукцию без маркировки на направляющих, и маркировку приходится выполнять самостоятельно.

Правило 4. Кросс-кабели желательно укладывать от порта подключения в сторону ближайшей боковой стенки монтажного шкафа и стараться не пересекать его центр, правда, u1087 последнее не всегда

осуществимо.

Правило 5. Кросс-кабели должны быть промаркированы: с двух сторон должен быть указан его уникальный номер, а на каждом конце — координаты размещения второго конца (юнит, порт), что позволяет легко идентифицировать положение кросс-кабеля.

Правило 6. Рекомендуется применять разноцветные кросс-кабели, например, для одного коммутатора — серые, для другого — синие, для третьего — красные, для телефонии — желтые и т.д.

Правило 7. Для телефонии рекомендуется применять тонкие кросс-кабели, что позволяет существенно экономить пространство шкафа, облегчает распознавание назначения кросс-кабелей и снижает расходы на их приобретение. Так, для АТС Panasonic подходят кросс-кабели с двумя парами, а для АТС KAPSCH — даже с одной.

При всем при этом необходимо помнить главное правило — все работы по организации кросс-кабелей необходимо проводить на этапе проектирования.

Попробуем продемонстрировать, как на этом этапе происходит.

Выделение коммутационных зон на кроссе.

Итак, на типовом рабочем месте присутствуют два порта, мы будем рекомендовать левый порт для подключения компьютера, а правый — для подключения телефона. Далее нужно также и порты на кроссовом поле разделить на две зоны: компьютерную и телефонную.

Для начала введем изменение в идентификацию портов на рабочем месте. Для этого предлагается

двухуровневая нумерация: самих розеток и портов внутри розеток.

В нашем случае получается следующая последовательность номеров розеток: 1, 2, 3 … 47, 48 и следующая нумерация портов на рабочих местах: 1.1, 1.2, 2.1, 2.2 … 47.1, 47.2, 48.1, 48.2.

На одни кросс-панели выводим условно «телефонные» порты, на другие — условно «компьютерные» порты.

Распределение оборудования в монтажном шкафу нашей модельной СКС представлено в таблице 3.

Мы видим, что четные порты розеток отобразились в «телефонной» зоне кросса, а нечетные порты розеток — в «компьютерной». Что же мы получаем?

Налицо уменьшение хаоса и повышение регулярности соединений — порты из «компьютерной» зоны, как правило, соединяются с коммутатором, а порты из «телефонной» зоны — с телефонной кросс-панелью. Также заметно уменьшается нагрузка на боковые ниши монтажных шкафов (табл. 4): теперь мы имеем в рабочей зоне 12 патч-кордов вместо 20–30. Немаловажно, что патч-корды становятся короче, что снижает затраты на их приобретение.

Ну, и самое главное, упрощается задача администрирования этим кроссом. Считается, что сложность администрирования пропорциональна количеству произвольных соединений. И если в неорганизованном кроссе количество соединений (с учетом того, что соединение может идти с порта коммутатора на любой порт рабочего поля и, аналогично, — с порта кросс-панели АТС) равняется N1 = 48 ? 96 + 48 ? 96 = 48 ? 48 ? (2 + 2) = 48 ? 48 ? 4, то в организованном кроссе с разделением коммутационных зон количество соединений уже равно N2 = 48 ? 48 + 48 ? 48 = 48 ? 48 ? (1 + 1) = 48 ? 48 ? 2.

То есть логическая сложность администрирования снизилась в два раза, а физическая (собственно работа с патч-кордами) — вообще раз в десять.

Жесткая коммутация

В качестве одного из вариантов организации кроссировочных кабелей можно использовать красивую схему подключения, основанную на регулярности, симметрии и естественном соответствии номеров портов кросс-панели и коммутатора.

В современных коммутаторах, как монолитных, так и модульных (внутри модуля), все порты равноправны, и нет никакой разницы, к какому порту коммутатора какой компьютер подключен. Даже если есть какие-то особенности подключения, например, включение компьютера в VLAN, то все нюансы можно учесть путем настройки коммутатора.

На идее равенства портов и базируется решение соответствия определенного порта кросс-панели определенному порту коммутатора.

Большинство кросс-панелей имеют одну линейку по 24 порта, коммутаторы имеют, например, две линейки по 24 порта. Таким образом, одна линейка коммутатора будет подключаться на одну кросс-панель, при этом коммутируются одноименные порты.

Соответствие портов представлено в таблице 5.

Для объединения одноименных портов изготавливаем жгуты по 12 кабелей. Для подключения линейки коммутатора к коммутационному полю применяются два жгута (рис. 3).

Один жгут идет вдоль левой направляющей, второй вдоль правой. Коннекторы «левого» жгута нумеруются от 1 до 12, правого, соответственно, — от 13 до 24. Одноименные коннекторы подключаются к  соответствующим портам оборудования.

Каждый жгут также имеет свой идентификатор. Например: L(6U), R(6U), где: L — левый, R — правый, (6U) — длина жгута. Кроме того, на концах жгута крепятся бирки с указанием, где находится другой его конец. Так, на конце жгута у коммутатора будет указан номер юнита, где расположена кросс-панель, а на конце жгута у кросс-панели — номер юнита, где находится коммутатор. Сами номера юнитов наносятся на вертикальные направляющие рейки монтажных шкафов. При этом решении не задействуются горизонтальные организаторы, патч-корды за счет общей жесткости жгутов от порта патч-панели или коммутатора к боковой нише монтажного шкафа идут «по воздуху» (рис. 4).

Горизонтальные организаторы свободны для достаточно редких нерегулярных соединений.

Предложенное решение обладает рядом неоспоримых достоинств. Во-первых, сам по себе кросс упрощается. В нашем случае вместо 48 единиц коммутации для произвольных соединений используется всего 4 единицы коммутации (4 жгута по 12 патч-кордов) с фиксированной системой соединений, то есть вместо N2 = 48 ? 48 вариантов коммутации для произвольных соединений, получаем всего один (N3 = 1)

возможный вариант коммутации на кроссовом поле. Таким образом, решается проблема отслеживания состояния патч-кордов, то есть поиск начала и конца патч-кордов. Во-вторых, из-за отсутствия «лишних» длин у патч-кордов освобождается пространство между вертикальными направляющими и боковыми стенками монтажного шкафа.

И наконец, освобождается пространство горизонтальных организаторов для нерегулярных соединений.

Такой же способ можно применить и для организации телефонной зоны кросса, особенно если в вашем распоряжении находится интеллектуальная АТС. Положение патч?кордов при эксплуатации кабельной системы может сохраняться стабильным, а «выдачу» необходимых телефонных номеров для рабочих мест в большинстве случаев можно осуществить путем программирования и настройки АТС.

Кстати, на возможность жесткой коммутации для ЛВС производители оборудования обратили внимание достаточно давно. В качестве примера можно привести кросс-панели с разъемами Telco от AMP, RIT и Siemon, а также коммутаторы с разъемами Telco от Cisco, 3Com и D-Link.

В продолжение темы. Кросс-панели типа 110

Нельзя не упомянуть еще об одном, возможно, самом гибком, экономичном и эффективном способе решения центрального кросса. Имеется в виду коммутация на базе кросс-панелей типа 110. Этот способ позволяет коммутировать каждую пару в кроссе и особенно привлекателен для больших СКС с  разнообразными приложениями: охранной сигнализацией, контролем доступа, системами автоматизации, датчиками и т.д.

Наиболее эффективно классическое решение с двойным представлением портов. В этом случае порты активного оборудования зеркально отображаются на кроссе, а с портами кросс-панелей соединяются монтажными шнурами оптимальной длины. Между собой порты на 110-й кросс-панели соединяются перемычками.

Весьма экономичное, надежное и прозрачное решение.

Заметим только, что работа с кросс-панелями 110 требует более высокой квалификации системного администратора и его оснащения специальным инструментом для разделки кабеля.

К сожалению, объем статьи не позволяет поподробней остановится на особенностях организации кроссов на панелях 110. Это тема отдельной статьи, которая, надеемся, скоро появится на страницах журнала.

Нельзя не упомянуть еще об одном, возможно, самом гибком, экономичном и эффективном способе решения центрального кросса. Имеется в виду коммутация на базе кросс-панелей типа 110. Этот способ позволяет коммутировать каждую пару в кроссе и особенно привлекателен для больших СКС с  разнообразными приложениями: охранной сигнализацией, контролем доступа, системами автоматизации, датчиками и т.д.Наиболее эффективно классическое решение с двойным представлением портов. В этом случае порты активного оборудования зеркально отображаются на кроссе, а с портами кросс-панелей соединяются монтажными шнурами оптимальной длины. Между собой порты на 110-й кросс-панели соединяются перемычками. Весьма экономичное, надежное и прозрачное решение. Заметим только, что работа с кросс-панелями 110 требует более высокой квалификации системного администратора и его оснащения специальным инструментом для разделки кабеля. К сожалению, объем статьи не позволяет поподробней остановится на особенностях организации кроссов на панелях 110. Это тема отдельной статьи, которая, надеемся, скоро появится на страницах журнала.

Включение зональных кроссов в топологию СКС

Есть и еще один поворот в теме организации кросса СКС, и связан он с расширением или модернизацией информационной сети. После инсталляции СКС не является чем-то законченным и застывшим, она живет и развивается вместе с компанией и созданием. Обычное дело, когда через два-три года нужно провести перепланировку части комнат и при этом снести несколько стен.

Скорее всего, придется опять тянуть кабели от кросса до новых рабочих мест.

Но если создавать зональные пассивные некоммутируемые кроссы, то ситуация существенно изменяется. Речь идет о резервном готовом кроссе, но без патч-кордов, который при необходимости легко «оживить». При умеренных ценах на кросс-панели типа 110 создание зональных некоммутируемых кроссов становится экономически выгодным. Построение СКС с зональными кроссами более технологично, как на этапе строительства так и эксплуатации.

На иллюстрациях представлены изменения в топологии СКС за счет локальных некоммутируемых кроссов (рис. 5) и общий вид этажного пассивного кросса (рис. 6).

Но пока этим и ограничимся. Более подробно к теме организации пассивных кроссов мы также надеемся вернуться в отдельной публикации.

В заключение авторы выражают благодарность своим Заказчикам, решая задачи которых, удалось прийти к изложенным в статье решениям и методам построения коммутационных центров СКС.

Михаил БАТЬКОВСКИЙ,
mbat@scs.ua

Михаил АКОПОВ,
akopov@bkc.com.ua