Любое современное сооружение, вне зависимости от его назначения, оснащается сетями связи. Они выполняют разные функции: от обеспечения управления различными инженерными системами до автоматизации систем безопасности зданий.
Узлы, устройства управления и коммутации, конечное оборудование сетей связи могут быть связаны, как проводным, так и беспроводным способом.
Что такое сети связи
Согласно классическому определению средства связи это целый комплекс, состоящий из оборудования для ввода и вывода информации, управления и контроля, соединительных и коммутационных узлов, различных линий транспортировки данных. Информация распределяется с помощью коммутационных узлов, а данные передаются мультиканальными системами передачи.
Сети связи классифицируются по нескольким признакам.
По назначению. По этому признаку они разделены на 2 категории: общего и ограниченного использования. Первые создают для организации средств коммуникации населения, учреждений и различных предприятий. Вторые организуют там, где необходимо выполнить специфические требования на основании деятельности того или иного ведомства.
По охвату территории. Сети связи могут быть:
Локальными – ограничены зданием, предприятием, территорией;
Магистральными – соединяют центры субъектов;
Корпоративными – расположены внутри компаний и предприятий;
Внутриобластными – ограничены территориями субъектов;
Городскими – создаются для нужд больших городов:
Сельскими – служат для связи внутри территорий сельских администраций;
Территориальными – коммутируют сети на разных концах планеты;
Междугородними – связывают абонентов разных субъектов;
Местными – расположены внутри административного округа;
Национальными – обеспечение связью абонентов внутри страны;
Международными
По характеру выделения и получения каналов связи. Этот признак делит сети на первичные и вторичные. Первичные – это типовые передающие каналы. В их основе лежат сетевые узлы. Вторичные строятся на основе первичных
По виду передаваемых данных. Существуют аналоговые, цифровые и комбинированные сети связи.
Как размещено оборудование. Стационарные и мобильные.
Уровень автоматизации. Разделены на автоматические, автоматизированные и неавтоматические.
По виду связи. Сеть телефонная, вещания, передачи информации и т.п.
По типу соединений. Существует 3 типа: коммутированная частично, некоммутируемая, коммутированная частично, коммутируемая сеть.
По роду связи. Делятся на беспроводные, проводные и радио сети.
По уровню защищенности их делят на незащищенные и защищенные.
Это основные признаки, которые существуют на данный момент времени. По мере развития сетей связи и появление новых технологий может привести и возникновению новых критериев.
Какие бывают виды сетей связи
Современные здания представляют из себя целый комплекс автоматизированных слаботочных систем, без которых невозможна их нормальная эксплуатация. Они служат, как для обеспечения безопасности и связи, так и для централизованного контроля и управления за различными инженерными системами. В своде правил СП 134.13330.2012 определены сети связи, которые должны быть учтены при проектировании.
IP-телефония и автоматическая, сети с телефонами общего пользования.
TV и радиовещание.
Интернет.
Диспетчеризация.
Автоматика инженерных систем.
Система по оповещению и эвакуации людей.
Системы безопасности: пожарная и охранная сигнализация, охранное видеонаблюдение.
Набор систем для каждого объекта подбирается исходя из его назначения и функциональных особенностей. Только АПС и СОУЭ являются обязательными для всех сооружений.
Какой кабель используется в сетях связи
В зависимости от того, какой тип сети и какое используется оборудование, применяют свой тип кабеля. Каждый тип имеет свои особенности и характеристики. Самыми массовыми являются 3 вида кабеля.
Коаксиальный
Один из самых простых и дешевых типов. Состоит из двух проводников: центральной медной жилы, проложенной внутри изолятора, которая идет внутри плетеного медного экрана или трубки. По центральной жиле идет основной сигнал, оплетка выполняет роль экрана и заземления.
Кабель рассчитан на прием/передачу высокочастотных сигналов в диапазоне 5-1000 МГц. Современные кабели могут работать в полосе 2 ГГц. По этой характеристике он уступает только оптическому кабелю, опережая витую пару и радиоканал. Самый его большой недостаток – это высокий коэффициент затухания. Чем выше частота, тем не меньшее расстояние коаксиальный кабель может передать рабочий сигнал.
Витая пара
Представляет из себя от одной до нескольких пар тонких медных изолированных проводов. Как следует из названия каждая пара скручена между собой. Пары находятся внутри внешней пластиковой изоляции. При изготовлении провода свивают определенным образом, таким образом повышая связь в парных проводниках. Также подобная технологи позволяет в процессе эксплуатации снизить внешние электромагнитные помехи.
Витую пару довольно широко используют при приеме/передаче видеосигналов, в телефонных и интернет сетях, различных электронных устройствах при работе с высокочастотными сигналами. Современные виды кабеля «витая пара» применяются в локальных сетях Ethernet стандарта.
Оптоволоконный
Данный тип кабеля отвечает всем современным требованиям по передаче сигнала – высокая скорость передачи, широкая полоса частот, большая протяженность линий. В принцип работы заложено многократное отражение света в оптическом волокне от внешней оболочки кабеля на протяжении всей длины.
По своим характеристикам оптоволоконный кабель превосходит все рассмотренные выше типы кабелей. Самым большим его недостатком является трудность монтажа и восстановительных работ. Для проведения данного вида работ требуется специальное дорогостоящее оборудование.
Каждый тип кабелей применяется сходных областях. Применение того или иного типа в сетях связи обоснована целесообразностью и техническими требованиями к объекту.
Состав сетей связи
Несмотря на всё многообразие видов систем связи, в них можно выделить три основных функциональных части.
Системы, отвечающие за передачу информации, собственно, сами линии связи и оборудование, отвечающее за процесс.
Коммутационные устройства распределяют каналы, пакеты или сообщения.
Оконечные устройства, включающие в себя абонентские пункты, которые содержат устройства для ввода/вывода данных в сеть. Они постоянно используются абонентами.
Линии связи, обеспечивающие обмен сообщениями между пунктами сети, состоят из каланов связи, соединенных непосредственно с абонентами.
Любая первичная сеть состоит из:
сетевых станций, узлов;
систем контроля и управления;
линий обмена информацией;
оборудования синхронизации, резервирования, управления, восстановления сетевых элементов;
системы электропитания.
Узлы, пучки и линии, их соединяющие, являют собой конфигурацию сети, которая определяет вероятность организации связи между пунктами и вероятные пути отправки сообщений. Чтобы повысить надежность сети ее выстраивают таким образом, чтобы между узлами было несколько, чаще 2-3 независимых пути.
Управляющая сетью система поддерживает рабочее состояние всего оборудования, надежную доставку сообщений, строительство, развитие сети, МТО, регулирует отношения с пользователями и готовит кадры.
Чем отличаются внутренние и наружные сети связи
Сети связи можно разделить на 2 большие категории: внутренние и наружные.
Внутренние сети
К внутренним сетям относятся все телекоммуникационные системы здания или предприятия с соответствующим набором оборудования и соединительных линий. К ним относятся автоматизированные инженерные системы, автоматическая пожарная и охранная сигнализация, охранное видеонаблюдение, локальная сеть, внутренняя связь.
Всё конечное оборудование связано через соединительные линии (чаще всего проводные, реже радиоканальные или оптические) соединяются с коммутаторами, которые связаны с наружными сетями связи.
Наружные сети
Если просто, то наружные (внешние) сети – это коммуникации, которые обеспечивают интернет соединение различных локальных сетей, абонентов друг с другом в разных частях мира. Они дают возможность одним пользователям осуществлять обмен информацией с другими пользователями, при этом использовать разнообразные сервисы типа мессенджеров, электронной почты, облачных хранилищ и т.п.
Внешние сети в своей работе используют специальный протокол для передачи данных, использующий IP-адреса, как идентификаторы компьютеров конкретных пользователей и, как инструкции, чтобы передавать данные между ними. Наружные сети сформированы большим количество компьютерных сетей, образующих разветвленную до бесконечности цепь соединений, которые доступны в сети всем пользователям.
Основная часть наружных сетей основана на технологии Интернет, что позволило им распространиться по всему миру, обеспечивая глобальную доступность всех и ко всему.
В зависимости от того, как узлы взаимодействуют между собой наружные сети делятся на 3 основных типа: интернет, экстранет и частные VPN-сети.
На масштабное развитие внешних сетей повлияло изобретение в середине прошлого века оптоволоконного кабеля. Его свойства позволили на порядки увеличить скорость передачи больших объемов информации на огромные расстояния. На основе оптоволоконных кабелей строятся оптические сети.
Что такое оптическая сеть
Оптическая сеть является средством связи, использующее закодированные в световом луче сигналы и служит для передачи данных в разных видах телекоммуникационных сетей:
локальных сетей LAN, имеющих ограничение по радиусу действия;
глобальных сетей WAN регионального, национального, международного и трансокеанского масштаба с огромной протяженностью.
В данном виде оптической связи применяются светодиоды, лазеры, как источники сигнала, оптические усилители, мультиплексоры для разделения волн, чтобы передавать большие массивы данных чаще всего по волоконно-оптическим кабелям. Данная технология сейчас полностью удовлетворяет потребности Интернета и телекоммуникационных сетей, обеспечивая большую пропускную способность.
Существует 2 больших типа оптических сетей
Волоконно-оптические сети
К самым широко используемым волоконно-оптическим сетям (ВОС) относятся сети связи, ячеистые или кольцевые сети. Они применяются для построения сетей в городах, регионах. Их используют в международных и национальных системах. Еще один вариант ВОС – пассивная оптическая сеть, использующая оптические разветвители, чтобы подключать одно волокно к нескольким пользователям.
Оптические сети свободного пространства (ОССП)
Эти сети основаны на многих принципах, присущих ВОС, только отличается среда передачи сигнала – ей является открытое пространство, в котором не используется оптоволокно. Спутниковые группировки, например, как Starlink, служащие для формирования глобального интернета, используют лазерную связь. С ее помощью создаются ячеистые сети в космосе между спутниками.
Данную технологию собираются использовать в планируемых проектах Google Loon и Facebook Aquila. Воздушная оптическая сеть будет реализована на базе высотных платформ.
ОССП можно применять при создании и наземных сетей, как пример объединение локальных сетей кампусов.
Эффективность внешних и наружных сетей связи зависит от среды передачи сигнала: медный провод, стекловолоконный кабель, воздух. От нее зависит плотность, скорость и дальность передачи информации. Например, в локальных сетях наиболее оптимальным вариантом линий передачи данных является витая пара, ввиду относительно небольших по протяженности отрезков между узлами и абонентами. В некоторых случаях при большой протяженности объекта используют волоконно-оптических кабель.
Во многих случаях при создании внутренних сетей выбор транспортной линии для данных определяется экономической целесообразностью. При создании же наружных сетей приоритетом являются технические требования к объекту.
Вывод. В локальных сетях применяется технология, основанная на медных проводниках (витая пара, коаксиальных кабель). В наружных, в частности глобальных сетях – на оптическом кабеле.
