ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 81
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
необходимого количества универсальных портов RJ-45 и соединительных кабелей для подключения оконечного оборудования.
Обобщенная кабельная система включает в себя следующие функциональные элементы:
1) главный распределительный пункт (ГРП);
2) магистральный кабель территории;
3) распределительный пункт здания (РПЗ);
4) магистральный кабель здания;
5) распределительный пункт этажа (РПЭ);
6) горизонтальный кабель;
7) точка перехода (ТП);
8) телекоммуникационный разъем (ТР).
Группы этих элементов объединяются в кабельные подсистемы.
Обобщенная кабельная подсистема состоит из трех кабельных подсистем:
1) магистральная подсистема территории;
2) магистральная подсистема здания;
3) горизонтальная подсистема.
Объединение трех кабельных подсистем формирует структуру обобщенной сети.
Магистральная кабельная система территории располагается от главного распределительного пункта до распределительных пунктов здания, обычно расположенных в разных зданиях. Система состоит из: магистральных кабелей территории, механического окончания кабелей, кроссовых соединений в главном распределительном пункте.
Магистральная кабельная система здания располагается от распределительного пункта здания до распределительных пунктов этажа.
Система состоит из: магистральных кабелей здания, механического окончания кабелей, кроссовых соединений в распределительном пункте здания [5].
Горизонтальная кабельная подсистема располагается от распределительного пункта этажа до телекоммуникационных разъемов на
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
17
Обобщенная кабельная система включает в себя следующие функциональные элементы:
1) главный распределительный пункт (ГРП);
2) магистральный кабель территории;
3) распределительный пункт здания (РПЗ);
4) магистральный кабель здания;
5) распределительный пункт этажа (РПЭ);
6) горизонтальный кабель;
7) точка перехода (ТП);
8) телекоммуникационный разъем (ТР).
Группы этих элементов объединяются в кабельные подсистемы.
Обобщенная кабельная подсистема состоит из трех кабельных подсистем:
1) магистральная подсистема территории;
2) магистральная подсистема здания;
3) горизонтальная подсистема.
Объединение трех кабельных подсистем формирует структуру обобщенной сети.
Магистральная кабельная система территории располагается от главного распределительного пункта до распределительных пунктов здания, обычно расположенных в разных зданиях. Система состоит из: магистральных кабелей территории, механического окончания кабелей, кроссовых соединений в главном распределительном пункте.
Магистральная кабельная система здания располагается от распределительного пункта здания до распределительных пунктов этажа.
Система состоит из: магистральных кабелей здания, механического окончания кабелей, кроссовых соединений в распределительном пункте здания [5].
Горизонтальная кабельная подсистема располагается от распределительного пункта этажа до телекоммуникационных разъемов на
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
17
рабочих местах. Горизонтальная подсистема включает горизонтальные кабели, механические разъемы в РП этажа, коммутационные соединения в РП этажа и телекоммуникационные разъемы. Обобщенная кабельная система показана на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Обобщенная кабельная система
Кабельная система рабочего места соединяет телекоммуникационный разъем рабочего места с терминальным оборудованием. Кабели этой системы не входят в круг требований стандарта, хотя стандарт специфицирует их предельную длину и рабочие характеристики.
2.2 Общая структура структурированной кабельной системы
Обобщенная кабельная система имеет структуру иерархической звезды.
Количество и тип подсистем, включенных в систему, зависит от географии и размеров территории предприятия, а также от стратегии пользователя.
Например, для территории, включающей только одно здание, центральной точкой является распределительный пункт здания, и отпадает необходимость в магистральной подсистеме территории.
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
18
Рисунок 2.1 – Обобщенная кабельная система
Кабельная система рабочего места соединяет телекоммуникационный разъем рабочего места с терминальным оборудованием. Кабели этой системы не входят в круг требований стандарта, хотя стандарт специфицирует их предельную длину и рабочие характеристики.
2.2 Общая структура структурированной кабельной системы
Обобщенная кабельная система имеет структуру иерархической звезды.
Количество и тип подсистем, включенных в систему, зависит от географии и размеров территории предприятия, а также от стратегии пользователя.
Например, для территории, включающей только одно здание, центральной точкой является распределительный пункт здания, и отпадает необходимость в магистральной подсистеме территории.
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
18
Для некоторых прикладных систем дополнительные соединения между распределительными пунктами здания и этажа допустимы и желательны. Кабели магистральной подсистемы здания могут обеспечивать такие соединения.
Распределительные пункты размещаются в шкафах оборудования или помещениях оборудования. На рисунке 2.2 показано типичное размещение функциональных элементов.
Рисунок 2.2 – Типичное размещение функциональных элементов
Интерфейсные места обобщенной кабельной системы размещаются на концах каждой подсистемы. В этих точках возможно подключение оборудования прикладных систем. На рисунке 2.3 изображены потенциальные места распределительных пунктов для подключения оборудования.
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
19
Рисунок 2.3 – Места для подключения оборудования
К распределительному пункту подключен кабель связи с внешними службами, для подключения оборудования используется как соединение через кросс, так и непосредственное соединение.
Расстояние от внешних служб до главного распределительного пункта имеет решающее значение. Характеристики кабеля между двумя точками тщательно продуманы и реализованы со стороны пользовательских приложений.
2.3 Интерфейс и объекты протокола СКС
Каждый объект в сети BACnet характеризуется набором «свойств», которые описывают его поведение или управляют его работой. На рисунке 2.4 представлен пример объекта, который соответствует измеряемой в помещении температуре.
BACnet определяет набор стандартных объектов. В примере на рисунке
2.4 параметр тип объекта (Object_Type) идентифицирует его как стандартный объект Analog Input.
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
20
Рисунок 2.4 – Пример объекта BACnet
На рисунке 2.5 представлен набор основных стандартных объектов
BACnet (не всех). Предполагается, что в дальнейшем будут появляться новые стандартные объекты. Кроме того, стандартом оговорено допущение на использование разработчиками своих собственных объектов, а также способы взаимодействия с ними со стороны устройств сторонних производителей.
Рисунок 2.5 – Пример объекта BACnet
Любое устройство в сети BACnet описывается в виде набора стандартных объектов. Причем количество одинаковых объектов, составляющих устройство, не ограничено.
На рисунке 2.6 представлен пример устройства, которое состоит из набора следующих объектов: устройство (DEVICE), цикл (LOOP), расписание
(SHEDULE), группа (GROUP), аналоговое значение (AV), двоичный ввод (BI), двоичный вывод (BI), аналоговый ввод (BO) и аналоговый вывод (AO). На
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
21
практике устройство обычно состоит из нескольких объектов «аналоговый ввод», нескольких объектов «двоичный ввод» и т. д.
Рисунок 2.6 – Пример модели физического устройства при описании с помощью стандартных объектов BACnet
Стандартом BACnet заданы следующие классы прикладных задач, которые выполняют устройства:
1) тревоги и события;
2) доступ к файлам;
3) доступ к объектам;
4) управление удаленным устройством;
5) виртуальный терминал.
Эти классы прикладных задач описаны набором услуг (Services), которые выполняются определенным классом задач. Например, для класса прикладных задач «доступ к объекту» заданы следующие услуги:
1) ReadProperty;
2) CreateObject;
3) ReadPropertyConditional;
4) DeleteObject;
5)ReadPropertyMultiple;
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
22
Рисунок 2.6 – Пример модели физического устройства при описании с помощью стандартных объектов BACnet
Стандартом BACnet заданы следующие классы прикладных задач, которые выполняют устройства:
1) тревоги и события;
2) доступ к файлам;
3) доступ к объектам;
4) управление удаленным устройством;
5) виртуальный терминал.
Эти классы прикладных задач описаны набором услуг (Services), которые выполняются определенным классом задач. Например, для класса прикладных задач «доступ к объекту» заданы следующие услуги:
1) ReadProperty;
2) CreateObject;
3) ReadPropertyConditional;
4) DeleteObject;
5)ReadPropertyMultiple;
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
22
6) AddListElement;
7) WriteProperty;
8) RemoveListElement;
9) WritePropertyMultiple.
Эта подробная регламентация позволяет представить все многообразие устройств и решаемых ими задач в сети BACnet.
Помимо прикладного уровня протокол BACnet описывает возможные опции локальной сети. Первоначально протокол допускал использование следующих сетевых технологий:
1) Ethernet;
2) ARCNET;
3) Master-Slave/Token Passing (MS/TP);
4) Point-to-Point (PTP);
5) LonTalk.
Эти опции обеспечивают различные характеристики сети, покрывая специфические потребности конкретных приложений. В таблице представлены некоторые характеристики этих сетей.
Кроме того, последнее дополнение к протоколу 135a определяет понятие виртуальной сети – «Virtual LAN», которое дает возможность использовать такие сети, как TCP/IP, ATM и т. д.
В случае когда приложение использует лишь один тип «родной» локальной сети BACnet, каждое устройство любого производителя может напрямую обращаться к другому устройству произвольного изготовителя. Таким образом, этот тип LAN предусматривает прямую связь устройство-к-устройству.
Если приложение представляет собой объединение различных «родных»
LAN, то связь устройств, находящихся в разных сетях, осуществляется через маршрутизаторы. Маршрутизаторы всего лишь переупаковывают сообщения
BACnet в соответствии с определенным стандартом данной сети.
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
23
Для связи с частными сетями требуется наличие специализированных шлюзов, которые при переупаковке сообщений BACnet должны, кроме того, осуществлять их «перевод» на язык соответствующего частного протокола.
Взаимодействие BACnet-системы, используемой в работе, с различными стандартными и нестандартными сетями LAN схемой интеграции системы
BACtalk фирмы «Alerton», первой в отрасли BACnet-системы, в продуктах которой реализован «родной» сетевой стандарт – MS/TP изображена на рисунке
2.7. На верхнем уровне здесь широко используется сеть Ethernet.
Для взаимодействия через IP-сети BACnet предусматривает 2 режима работы:
1) туннелирование IP-сообщений;
2) использование BACnet/IP.
Рисунок 2.7 – Взаимодействие устройств BACnet в «смеси» стандартных LAN
На рисунке 2.8 взаимодействие устройств BACnet с устройствами в частных LAN с указанием скоростей передачи данных.
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
24
Рисунок 2.8 – Взаимодействие устройств BACnet с устройствами в частных LAN
В последнем дополнении к протоколу 135a вводится понятие «Слой виртуального подключения BACnet» (BACnet Virtual Link Layer – BVLL). В соответствии с концепцией BVLL устройство BACnet/IP имеет доступ к инфраструктуре IP, как если бы это была какая-то LAN частного типа.
Подключение такого типа называется «виртуальным подключением» («virtual data link»). Оно позволяет удобным образом использовать такие сети, как ATM,
SONET, Frame Relay, ISDN и другие, даже те, которые могут появиться в дальнейшем. Если передача сообщений между устройствами BACnet/IP через
Internet идет напрямую, то широковещательная передача обеспечивается посредством специализированного устройства BACnet/IP Broadcast Management
Device (BBMD).
Через BBMD осуществляется также регистрация внешнего по отношению к сети BACnet устройства. При использовании BACnet/IP «внешнее устройство» может через интернет-провайдера присоединиться к BACnet.
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
25
При IP-туннелировании устройству не требуется «понимание» протокола
IP. Большую часть работы с протоколом IP берет на себя специализированный маршрутизатор, который называется Annex H Router. Это название обусловлено тем, что именно в приложении H описаны функции, которые он выполняет.
При использовании BACnet/IP каждое устройство является полноценным узлом IP. Оно имеет свой IP-адрес, стек протокола IP и всю работу с протоколом
IP выполняет самостоятельно. Устройства передают сообщения через Internet напрямую без посредников.
Интерфейс глобальных сетей представляет собой точку подключения к глобальным телекоммуникационным службам. Если интерфейс глобальной сети не подключен непосредственно к интерфейсу обобщенной сети, характеристики промежуточного кабеля должны быть приняты во внимание. Тип кроссового соединения и промежуточного кабеля может регулироваться национальными правилами. Эти правила учтены при проектировании сети [8].
Топология магистральных кабелей имеет не более двух иерархических уровней. Соблюдение этого требования позволяет снизить ухудшение качества сигнала на пассивных элементах системы и упростить администрирование системы. Сигнал, вышедший из распределительного пункта этажа должен достигать главного распределительного пункта, проходя не более чем один кроссовый узел.
Допускается структура магистральной подсистемы, имеющая только один кроссовый пункт. Магистральные кроссовые пункты располагаются в шкафах оборудования или помещениях оборудования.
Расстояние между главным распределительным пунктом и распределительным пунктом этажа не должно превышать 2000 метров.
Расстояние между распределительным пунктом здания и распределительным пунктом этажа не должно превышать 500 метров. При использовании одномодового кабеля максимальное расстояние в 2000 м может быть увеличено.
Известно, что характеристики одномодового кабеля позволяют передавать сигнал на расстояние до 60 км. Однако дистанция между главным
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
26
распределительным пунктом и распределительным пунктом этажа большая чем
3000 м считается выходящей за область применения стандарта [9].
Длины кабелей-перемычек, применяемых в главном распределительном пункте и распределительных пунктах здания не должны превышать 20 метров.
Избыточная длина перемычек вычтена из максимальной длины магистрального кабеля.
2.4 Топология СКС
В ходе работы рассмотрено несколько вариантов архитектуры для структурированной кабельной системы, и выбран вариант иерархической звезды как оптимальный по стоимости, так и наиболее удобный с точки зрения последующего администрирования.
Создаваемая СКС обеспечивает функционирование ЛВС и телефонной сети здания, то есть на каждом рабочем месте монтируется информационная розетка с двумя розеточными модулями. Внутренняя сеть телефонизации и внутренняя компьютерная сеть выполнены как единое целое, как часть СКС.
Подсистема рабочего места состоит из необходимого количества универсальных портов RJ-45 и соединительных кабелей для подключения оконечного оборудования.
В помещениях, в которых располагаются кабинеты руководства, приемные или диспетчерские, число рабочих мест определялось исходя из необходимого количества портов. Оно не всегда совпадает с расчетным, так как при расчете по площади в кабинетах руководства и приемных получается чрезмерная избыточность портов, а в диспетчерских возникает недостаточность из-за потребности в подключении большого количества телефонов [10].
Существует 5 основных типов топологии сетей:
1) топология «Общая Шина». В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной;
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
27
3000 м считается выходящей за область применения стандарта [9].
Длины кабелей-перемычек, применяемых в главном распределительном пункте и распределительных пунктах здания не должны превышать 20 метров.
Избыточная длина перемычек вычтена из максимальной длины магистрального кабеля.
2.4 Топология СКС
В ходе работы рассмотрено несколько вариантов архитектуры для структурированной кабельной системы, и выбран вариант иерархической звезды как оптимальный по стоимости, так и наиболее удобный с точки зрения последующего администрирования.
Создаваемая СКС обеспечивает функционирование ЛВС и телефонной сети здания, то есть на каждом рабочем месте монтируется информационная розетка с двумя розеточными модулями. Внутренняя сеть телефонизации и внутренняя компьютерная сеть выполнены как единое целое, как часть СКС.
Подсистема рабочего места состоит из необходимого количества универсальных портов RJ-45 и соединительных кабелей для подключения оконечного оборудования.
В помещениях, в которых располагаются кабинеты руководства, приемные или диспетчерские, число рабочих мест определялось исходя из необходимого количества портов. Оно не всегда совпадает с расчетным, так как при расчете по площади в кабинетах руководства и приемных получается чрезмерная избыточность портов, а в диспетчерских возникает недостаточность из-за потребности в подключении большого количества телефонов [10].
Существует 5 основных типов топологии сетей:
1) топология «Общая Шина». В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной;
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
27
2) топология «Звезда». В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети;
3) топология «Кольцо». В сетях с кольцевой топологией данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой по кольцу, как правило, в одном направлении;
4) ячеистая топология. Для ячеистой топологии характерна схема соединения компьютеров, при которой физические линии связи установлены со всеми рядом стоящими компьютерами;
5) смешанная топология. В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию - звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами.
Варианты данных топологий приведены на рисунке 2.9
Рисунок 2.9 – Топологии компьютерных сетей
09.03.01.2017.058.ПЗ
Лис
28