36

www.elektro.info.pl

3/2002

budynek

inteligentny

instalacje teletechniczne

Rozpoczynaj¹c rozwa¿ania

na temat instalacji

teletechnicznych, mo¿na

powiedzieæ, ¿e te, które znajduj¹

siê w budynkach inteligentnych

s¹ bardzo ró¿ne i wykorzystuj¹

ró¿ne rodzaje mediów

transmisyjnych do komunikacji

pomiêdzy dwoma urz¹dzeniami.

Trudno jest mówiæ jednoczeœnie

o kilku instalacjach, co jest

spowodowane specyfik¹ sygna³u,

wartoœci¹ napiêcia, pr¹du,

a w szczególnoœci czêstotliwoœci¹

przesy³anego sygna³u. Przyjrzyjmy

siê zatem trochê bli¿ej lokalnym

sieciom komputerowym,

a dok³adniej okablowaniu

strukturalnemu oraz urz¹dzeniom

aktywnym, mog¹cym pos³u¿yæ

do budowy wydzielonej sieci.

Micha³ Rajkowski

tery wczeœniej czy póŸniej bê-
dzie chcia³a po³¹czyæ je w ta-
ki sposób, aby mog³y one wy-
mieniaæ miêdzy sob¹ informa-
cje. Realizacja takiej sieci po-
ci¹ga za sob¹ koniecznoœæ do-
konania wyboru, jakim medium
transmisyjnym bêdziemy prze-
sy³aæ dane. Do wyboru mamy
miedziane kable skrêtkowe nie-
ekranowane i ekranowane oraz
kable œwiat³owodowe. Wybór
okablowania jest o tyle wa¿ny,
¿e bêdzie definiowa³ rodzaj
urz¹dzeñ aktywnych, takich
jak switch-e czy karty sieciowe,
a co za tym idzie równie¿ cenê
urz¹dzeñ oraz póŸniejsze kosz-
ty utrzymania i rozbudowy sie-
ci.

Oczywiœcie ka¿da technolo-

gia ma swoje wady i zalety. Sie-
ci oparte na technologii kabli
miedzianych nieekranowanych
(UTP – Unshielded Twisted Pa-
ir) maj¹ dosyæ ma³¹ odpor-
noœæ na interferencjê elektro-
magnetyczn¹ (EMI – Electro-
magnetic Interference). Proble-
my z radiacj¹ zaczynaj¹ siê ju¿
przy czêstotliwoœci sygna³u
wiêkszej ni¿ 30 MHz. W sto-

Nie mo¿na ogólnie okreœliæ

budowy instalacji teletechnicz-
nych, poniewa¿ zró¿nicowane
funkcje systemów sterowania
oraz wymiany informacji, wy-
korzystuj¹ ró¿ne rodzaje okab-
lowania oraz fal radiowych do
przesy³u informacji miêdzy so-
b¹. Chc¹c dok³adnie opisaæ
zagadnienia dotycz¹ce posz-
czególnych instalacji, takich
jak: lokalne sieci komputerowe,
systemy przekazu wizji i fonii
(systemy ochrony budynku),
system sterowania windami
i dostêpem do pomieszczeñ,
systemy kontroli i sterowania
ogrzewaniem, klimatyzacj¹
i wentylacj¹, systemy alarmo-
we (przeciwpo¿arowe), syste-
my nag³oœnienia oraz TV,
a tak¿e materia³ów u¿ytych
do ich budowy, nale¿y ka¿d¹
z instalacji rozpatrywaæ osob-
no.

Przygotowanie okablowania

w nowobudowanym obiekcie
jest chyba norm¹ i nikt nie
kwestionuje potrzeby posiada-
nia takiej instalacji w swoim
budynku. Ka¿da firma posiada-
j¹ca co najmniej dwa kompu-

37

3/2002

www.elektro.info.pl

sunku do sieci Ethernet (o prze-
pustowoœci 10 Mb/s) lub Token
Ring (16 Mb/s) by³a to wystar-
czaj¹ca odpornoœæ, poniewa¿
w ¿adnej z wymienionych sieci
pasmo sygna³u nie osi¹ga³o
30 MHz. Jednak obecnie stoso-
wany standard Fast Ethernet
(100 Mb/s) oraz Gigabit Ether-
net (1 Gb/s) wymaga³ lepszej
jakoœci kabli nie tylko ze wzglê-
du na zjawisko interferencji
elektromagnetycznej, ale rów-
nie¿ ze wzglêdu na koniecz-
noϾ zachowania odpowied-
nich parametrów kompatybil-
noœci elektromagnetycznej
(EMC – Electromagnetic Com-
patibility). Bliskoœæ urz¹dzeñ
w rodzaju nadajników radio-
wych, napêdów elektrycznych
i innych instalacji bêd¹cych
Ÿród³em zak³óceñ elektro-
magnetycznych powoduj¹, ¿e
nawet przy niskich czêstotli-
woœciach sygna³ mo¿e ulec
zniekszta³ceniu w stopniu
uniemo¿liwiaj¹cym jego interp-
retacjê przez urz¹dzenie od-
biorcze.

W rozwi¹zaniu tego proble-

mu pomagaj¹ nam kable ekra-
nowane ró¿nego typu:

t

STP (Shielded Twisted Pair)
– ekranowane foli¹ alumi-
niow¹ pary kabli,

t

S-STP (Screened STP) – ek-
ranowane foli¹ aluminiow¹
pary kabli oraz ca³oœæ,

t

FTP (Foiled Twisted Pair) –
ekranowany foli¹ ca³y ka-
bel,

t

S-FTP (Screened FTP) – ek-
ranowany foli¹ ca³y kabel
oraz dodatkowo oplot z dru-
tu miedzianego na ca³ym
kablu.
Warto wspomnieæ o podzia-

le obecnie u¿ywanych syste-
mów okablowania ze wzglêdu
na kategoriê (amerykañski
standard EIA/TIA 568A,568B):

t

kategoria 5 – kable, kompo-
nenty dzia³aj¹ce na czês-
totliwoœciach do 100 MHz

(istnieje kategoria 5e, tzn.
enhanced, o lepszych para-
metrach, lecz tym samym
paœmie 100 MHz),

t

kategoria 6 – pasmo sygna-
³u 250 MHz,

t

kategoria 7 – pasmo sygna-
³u 600 MHz,

oraz na klasy (wg normy euro-
pejskiej EN 50173 oraz miê-
dzynarodowej ICO 11801):

t

klasa A – us³ugi telefonicz-
ne, pasmo 100 kHz,

t

klasa B – obs³uga aplikacji
g³osowych, zdalnych termi-
nali, pasmo do 1 MHz,

t

klasa C – sieci LAN (Ether-
net, Token Ring), pasmo do
16 MHz,

t

klasa D – sieci LAN (Fast
Ethernet), pasmo do 100
MHz,

t

klasa E – sieci typu Gigabit
Ethernet (4×250 MHz), tran-
smisja ATM (622 Mb/s),
pasmo do 250 MHz,

t

klasa F – sieci o transmisji
danych powy¿ej 1 Gb/s,
pasmo 600 MHz.
Ró¿nica miêdzy podzia³em

na kategorie a klasy jest dosyæ
istotna, poniewa¿ kategorie
opisuj¹ rodzaje kabli u¿ytych
do budowy lokalnej sieci, a
klasy – gotowe, kompletne ³¹-
cza, w sk³ad których wchodz¹
kable, osprzêt oraz urz¹dzenia
transmisyjne zdolne do realiza-
cji okreœlonych zadañ. Bardzo
szybka ewolucja w standar-
dach przesy³u danych wymu-
sza na sieciach wiêksze pasmo
przenoszonego sygna³u. Oka-
blowanie musi zostaæ przetes-
towane, aby transmisja mog³a
przebiegaæ bez zak³óceñ. Ce-
lem takich badañ jest okreœle-
nie kategorii lub klasy okablo-
wania na podstawie zmierzo-
nych wartoœci parametrów, ta-
kich jak:

t

d³ugoœæ po³¹czenia (w sie-
ciach Fast Ethernet maksy-
malnie 100 m),

sygna³u po stronie urz¹dze-
nia odbiorczego.
Parametr ACR jest okreœlo-

ny jako ró¿nica pomiêdzy war-
toœci¹ przes³uchu zbli¿nego
NEXT a wartoœci¹ t³umien-
noœci dla ró¿nych czêstotli-
woœci sygna³u. Jego wartoœæ
dodatnia wskazuje, jaka jest
ró¿nica w dB pomiêdzy sygna-
³em przesy³anym a szumami
w kablu. Jego wartoϾ dodat-
nia mówi o tym, ¿e wartoœæ
sygna³u jest wiêksza od zak-
³óceñ, ale do prawid³owej
pracy sieci nie powinna byæ
mniejsza ni¿ 10 dB. Na pod-
stawie tego parametru mo¿na
okreœliæ, dla jakiego pasma
sygna³u okablowanie spe³nia
powy¿szy warunek, a tym sa-
mym okreœliæ klasê ³¹cza.

Mo¿na tutaj przytoczyæ ba-

dania przeprowadzone przez
Alcatel Cabling Systems, efek-
tem których by³y wyniki
stwierdzaj¹ce, ¿e kable FTP
maj¹ o 40 dB wy¿sz¹ odpor-

t

impedancja ka¿dej pary
przewodów,

t

straty odbiciowe (Return
Loss),

t

czas propagacji (opóŸnienie
sygna³u),

t

prawid³owoœæ po³¹czeñ
(Wire Map),

t

t³umiennoœæ sygna³u
w paœmie czêstotliwoœci
okreœlonym kategori¹ kabla
dla ka¿dej pary oddzielnie,

t

przes³uch zbli¿ny (NEXT –
Near-End Crosstalk),

t

PS NEXT (Power Sum
NEXT) parametr, taki sam
jak NEXT, tylko dla transmi-
sji wieloparowej,

t

przes³uch zdalny EL FEXT
(Equal Level Far-End Cross-
talk),

t

PS FEXT (Power Sum FEXT)
parametr, taki sam jak EL
FEXT, tylko dla transmisji
wieloparowej,

t

ACR (Attennation to Cross-
talk Ratio) okreœla jako œ æ

F

38

www.elektro.info.pl

3/2002

noœæ na zak³ócenia wzajemne
w stosunku do kabli nieekrano-
wanych UTP. W rzeczywistoœci
oznacza to, ¿e kabel FTP poch-
³ania 100 razy mniej zak³ó-
ceñ z zewnêtrznych Ÿróde³
oraz sam wytwarza 100 razy
mniejsz¹ radiacjê. Jednak naj-
lepsze wyniki uzyskano pod-
czas testów kabli podwójnie ek-
ranowanych S-STP, w których
ka¿da para skrêconych prze-
wodów jest ekranowana, a ca-
³y kabel dodatkowo opleciony
foli¹ aluminiow¹. Pomimo ¿e
wyniki zachêcaj¹ do stosowa-
nia jak najlepszych kabli, trze-
ba mieæ na uwadze równie¿
koszty, jakie chcemy ponieϾ
na nasze okablowanie struktu-
ralne.

Faktem jest, ¿e kable z do-

datkowo ekranowan¹ ka¿d¹
par¹ przewodów s¹ czasami
dwukrotnie dro¿sze w stosun-
ku do nieekranowanych. Jed-
nak jeœli zdecydujemy siê na
okablowanie klasy E z wyko-
rzystaniem kabla STP, to ca³a
sieæ musi spe³niaæ wymogi tej
klasy okreœlone w normie. Po-
³¹czenia urz¹dzeñ równie¿
musz¹ byæ wykonane z wyko-
rzystaniem kabla STP, aby za-
pewniæ w ka¿dym centymetrze
drogi sygna³u jednakowe para-
metry przesy³u.

Newralgicznym punktem s¹

gniazda oraz wtyczki. Stosuj¹c
kable ekranowane, nale¿y pa-
miêtaæ o gniazdkach z metalo-
wym ekranem wewn¹trz, który
nale¿y po³¹czyæ z ekranem
kabla doprowadzonego do
gniazda. Stosowanie ³¹cznie
z gniazdkami wtyczek ekrano-
wanych zapewni ci¹g³oœæ
ochrony przed zak³óceniami
i pozwoli unikn¹æ problemów.
Sposób u³o¿enia kabla w ko-
rytkach kablowych równie¿
mo¿e poprawiæ parametry ca-
³ej sieci, eliminuj¹c np. zak³ó-
cenia od kabli instalacji elekt-
rycznej.

Alternatyw¹ dla kabli ekra-

nowanych mog¹ byæ œwiat³o-
wody, które s¹ najdro¿szym
medium transmisyjnym, jeœli
chodzi o sieci LAN. Zaletami
takiego okablowania s¹: ca³-
kowita odpornoϾ na wszystkie
mo¿liwe pola elektromagne-
tyczne oraz brak radiacji. Nie
ma potrzeby stosowania ekra-
nów ochronnych oraz instalacji
uziemiaj¹cej, a osi¹gane prze-
p³ywnoœci s¹ du¿o wiêksze
ni¿ w przypadku kabli miedzia-
nych.

Nie ma jednak rozwi¹zañ

idealnych i te sieci posiadaj¹
powa¿ne wady, np. koniecz-
noϾ stosowania specjalnych
urz¹dzeñ do „spawania” (³¹-

dzia³anie zabezpieczeñ. W wy-
niku wyst¹pienia zwarcia do
obudowy urz¹dzenia, tworzy
siê zamkniêta pêtla zwarcio-
wa, przez ni¹ p³ynie pr¹d
zwarcia pobudzaj¹cy zabezpie-
czenia, a nastêpnie jest przez
nie wy³¹czany. Inaczej sprawa
wygl¹da w stosunku do uzie-
mieñ ekranów kabli teletech-
nicznych. Tutaj maksimum
uwagi poœwiêca siê zapewnie-
niu w³aœciwych warunków
transmisji danych, a wp³yw na
to ma wiele czynników, takich
jak:

t

rodzaj materia³u, z którego
wykonany jest ekran kabla,

t

gruboϾ ekranu,

t

jakoœci po³¹czeñ ekran-
uziemienie,

t

typ i czêstotliwoœci pola za-
k³ócaj¹cego,

t

maksymalna szybkoϾ tran-
smisji danych,

t

zachowanie minimalnych
zalecanych odleg³oœci miê-
dzy ekranem a Ÿród³em za-
k³óceñ,

t

sposób uziemienia,

t

nieci¹g³oœæ ekranu
(zw³aszcza przy przejœ-
ciach gniazdo-wtyk, gdzie
obydwa elementy powinny
posiadaæ ekrany ochronne),

t

sposób wykonania okablo-
wania strukturalnego.
W celu spe³nienia stawia-

nych wymagañ, nale¿y bez-
wzglêdnie uziemiæ ekran (naj-
lepiej dwustronnie) przez izolo-
wane szyny uziemiaj¹ce. Ka¿-
da szyna musi byæ izolowana
od metalowych elementów
konstrukcji, poniewa¿ niedo-
puszczalne jest tworzenie siê
pêtli uziemiaj¹cych. Dodatko-
wo, ka¿da szyna musi byæ po-
³¹czona w uk³adzie gwiazdy
oddzielnym przewodem z sys-
temem uziemienia budynku.
Niedopuszczalne jest równie¿
³¹czenie bezpoœrednio szyn
uziemiaj¹cych z uziemieniem
ochronnym instalacji elektrycz-
nych oraz jakimkolwiek innym
uziemieniem odbiorników ener-

czenia dwóch koñców œwiat-
³owodu w celu przed³u¿enia
w³ókna), koniecznoœæ polero-
wania koñcówek kabli (w celu
uzyskania jak najmniejszego
t³umienia sygna³u na ³¹czu)
oraz utrzymania ich w niemal
idealnej czystoœci bez zaryso-
wañ, zastosowanie drogiej apa-
ratury pomiarowej oraz kilkak-
rotnie wiêkszy koszt zakupu
urz¹dzeñ aktywnych, powodu-
j¹ du¿o mniejsze zaintereso-
wanie tymi technologiami.

Powracaj¹c do techniki mie-

dzianej, mo¿na powiedzieæ, ¿e
samo u³o¿enie kabli z wewnê-
trznym ekranem nie rozwi¹zu-
je problemu ograniczenia emi-
sji szkodliwych pól elektroma-
gnetycznych do œrodowiska
oraz wyeliminowania zak³ó-
ceñ. W celu pe³niejszego
wykorzystania dobrodziejstw
ekranu kabla, nale¿y go sku-
tecznie uziemiæ. Nie wolno
nam w zwi¹zku z tym zapom-
nieæ, ¿e uziemienie ochronne
instalacji elektrycznej w ¿ad-
nym wypadku nie mo¿e byæ
stosowane wspólnie z uziemie-
niem okablowania struktural-
nego – nale¿y wyraŸnie roz-
dzieliæ ich funkcje. Uziemienie
ochronne urz¹dzeñ elektrycz-
nych ma za zadanie chroniæ lu-
dzi od pora¿eñ pr¹dem elekt-
rycznym oraz umo¿liwiæ za-

39

3/2002

www.elektro.info.pl

gii elektrycznej. £¹czenia zacis-
ków uziemienia urz¹dzeñ elek-
trycznych nie mog¹ byæ rów-
nie¿ przy³¹czane do izolowa-
nych uziemieñ kabli teletech-
nicznych. Dwustronne pod³¹-
czenie ekranu do szyny daje
czasami wymierne skutki, po-
niewa¿ przy du¿ych czêstotli-
woœciach (powy¿ej 100 MHz)
zaczyna odgrywaæ du¿¹ rolê
d³ugoœæ ekranu. Jeœli jest za
d³ugi i uziemiony tylko z jednej
strony, mo¿e zacz¹æ dzia³aæ
jak antena oraz zak³ócaæ w ten
sposób sygna³ przesy³any.
Uziemienie obustronne daje
pewnoϾ uziemienia, a zara-
zem eliminuje w pewnym stop-
niu rezystancjê przejœcia kolej-
nych po³¹czeñ ekranu. Jeœli
nasza sieæ sk³ada siê, np.

z dwóch odcinków kabla oraz
switch-a ³¹cz¹cego obydwa
odcinki, to rezystancja po³¹-
czeñ ekranów ka¿dego ele-
mentu mo¿e okazaæ siê na ty-
le wysoka, ¿e ostatni odcinek
sieci bêdzie bardzo s³abo ek-
ranowany i podatny na sygna-
³y zak³ócaj¹ce. W celu unik-
niêcia takich sytuacji, lepiej
jest wykonaæ wiêksz¹ liczbê
po³¹czeñ uziemiaj¹cych do
szyny uziemiaj¹cej i mieæ pew-
noœæ, ¿e w przypadku przer-
wania jednego po³¹czenia na-
sza sieæ nie przestanie funkcjo-
nowaæ.

Z praktyki wynika, ¿e w³aœ-

nie nieci¹g³oœci po³¹czeñ ek-
ranów s¹ niestety jedn¹ z naj-
czêstszych przyczyn awarii sie-
ci ekranowanych.

Poza tym zapewnienie ca³ej

sieci odpowiedniej klasy poci¹-
ga za sob¹ koniecznoœæ zasto-
sowania we wszystkich jej od-
cinkach takich samych para-
metrów przesy³u. Wystarczy
jedno miejsce, w którym po-
wstanie przerwa w po³¹cze-
niach mas, a ca³e okablowanie
mo¿e przestaæ spe³niaæ wy-
mogi okreœlone w normach,
a to w³aœnie najs³abszy
(o najgorszych parametrach)
odcinek definiuje kategoriê
okablowania lub klasê ³¹cza.

Podsumowuj¹c – ekranowa-

nie powinno obejmowaæ
wszystkie elementy czynne
i bierne toru transmisyjnego, tj.
gniazda, wtyki, kable, z³¹cza,
krosownice, routery i inne urz¹-
dzenia. W praktyce idealna

ochrona przed wp³ywem wa-
runków zewnêtrznych nie jest
mo¿liwa, jednak nale¿y d¹¿yæ
do jak najlepszego ekranowania
w celu unikniêcia póŸniejszych
zmian w okablowaniu. Trudno
jest wymieniæ ca³oœæ struktu-
ry kabli, a wiêc nale¿y zastoso-
waæ takie, które zapewni¹ nam
ewentualn¹ mo¿liwoœæ rozbu-
dowy sieci oraz umo¿liwi¹
zwiêkszenie przepustowoœci
przez wymianê urz¹dzeñ brze-
gowych.

q

TIM S.A.

www.tim.pl

EL – MAX

www.elmax.pl

LASKOMEX PPUH

www.laskomex.com.pl

NOWA PLUS Sp. z o.o.

www.nowaplus.com.pl

ELDA Szczecinek Elektronika S.A.

www.elda.pl

PHU ELMAT

www.elmat.gorzow.pl

PREFAMEL s.c.

www.prefamel.com.pl

EL-CENTRUM

www.el-centrum.pl

F.H.U.P. Krak–Old Sp. z o.o. www.krak-old.transfer.pl

Elektromonta¿ – Warszawa S.A.www.elektromontaz.pl

SPD ELMAX

www.elmax.com.pl

AMPLI S.A.

www.ampli.com.pl

BARGO Sp. z o.o.

www.bargo.pl

CentrostalToruñ GCB S.A. www.centrostal-torun.com.pl

Magnus Sp. z o.o.

www.magnus.pl

ASAJ Sp. z o.o.

www.asaj.com.pl

ELEKTROHURT

www.elektro-hurt.com.pl

Stowarzyszenie Wspierania Inicjatyw Energetycznych

www.swie.pl

ZIAD Bielsko – Bia³a S.A.

www.ziad.bielsko.pl

Stowarzyszenie Elektryków Polskich

www.sep.com.pl

Polskie Centrum Promocji Miedzi S.A.

www.miedz.org.pl

Firmy

Organizacje

zaprasza

do internetu