СКС (структурированная кабельная система)

19-ти дюймовые телекоммуникационные шкафы стали практически стандартным решением при проектировани и инсталляции структурированных кабельных система (СКС) в коммерческих зданиях, офисных центрах и в центрах обработки данных (ЦОД).  Почему телекоммуникационные шкафы используются в СКС и дата-центрах, какие существуют требования стандартов, на что надо обратить внимание ? Все эти вопросы будут раскрыты в данной статье...

В современных коммерческих зданиях и офисных помещениях устанавливается большое количество слаботочных розеток и прокладывается большое количество слаботочных кабелей витая пара, которые входят в  состав кабельной системы. Все слаботочные кабели «сводятся» в телекоммуникационные помещения (серверные, аппаратные, кроссовые), где они распределяются по коммутационным панелям (профессиональный жаргон патч-панель) и/или кроссовым устройствам.

Согласно требованию американского стандарта ANSI/EIA/TIA-569 «Кабельные каналы и телекоммуникационные помещения коммерческих зданий» необходимо выделить не менее 6.6 квадратных метров площади под каждое телекоммуникационное помещение. Телекоммуникационных помещений в здании может быть несколько, поэтому собственники или арендаторы помещений стараются использовать выделенную площадь под телекоммуникационные помещения по максимуму, кстати, часто в ущерб телекоммуникационной инфраструктуре.

Телекоммуникационные шкафы позволяют эффективно использовать выделенную площадь под телекоммуникационное помещений: разместить большое количество пассивного и активного оборудования в ограниченном пространстве; распределить кабельные потоки; защитить телекоммуникационные кабели, пассивное и активное оборудование от различных внешних воздействий.

В СКС (структурированная кабельная система) и ЦОД (англ. data center , центр обработки данных) используются в основном 19-ти дюймовые телекоммуникационные шкафы  (часто ИТ специалисты используют термин серверные стойки), которые стали стандартом де-факто. На фотографии показан пример использования серверных стоек в дата-центре.

Конструкция телекоммуникационного шкафа 19"

Телекоммуникационный шкаф состоит из следующих основных элементов: каркаса, боковых стенок, дверей, крышки, направляющих, которые имеют отверстия для монтажа оборудования.

Расстояние между отверстиями в направляющих стандартизовано. Поэтому пассивное или активное оборудование со стандартным 19-ти дюймовым креплением можно установить между направляющими. Для установки оборудования в 19-ти дюймовые телекоммуникационные шкафы с 19-ти дюймовым креплением не надо ничего подгонять, не требуется специализированный инструмент, монтаж телекоммуникационного оборудования проводится при помощи обычной отвертки за считанные минуты.

Телекоммуникационные шкафы обычно поставляются с двумя парами направляющих, устанавливаемых спереди и сзади, но иногда встречаются шкафы с одной парой направляющих, которые в основном используются для монтажа пассивного оборудования. Две пары направляющих позволяют установить большее количество оборудования, закрепить тяжелое активное оборудование в нескольких точках.

Согласно требованию стандарта TIA 942 «Телекоммуникационная инфраструктура центров обработки данных» телекоммуникационные шкафы должны обязательно иметь передние и задние направляющие, которые можно установить на заданное расстояние.

Несмотря на то, что расстояние между направляющими стандартное, телекоммуникационные шкафы могу иметь разную ширину от 400 до 800 мм. В основом в небольших кроссовых помещениях, в центрах обработки данных устанавливаются шкафы шириной 600 мм. Шкафы занимаю меньшую площадь. Популярность использования 600-тых шкафов в дата-центрах обусловлена еще и тем, что плитка фальшпола, используемого для построения компьютерного зала, имеет такой же размер — 600 мм. Телекоммуникационные шкафы шириной 800 мм позволяют использовать пространство между боковой стеной и направляющими для прокладки большого количества кабелей. Шкафы шириной 800 мм имеют больший внутренний объем.

Телекоммуникационные шкафы имеют разную глубину  от 400  до 1300 мм. Необходимо подбирать шкаф с глубиной достаточной для установки оборудования и подключения кабелей. В стандарте TIA-942 есть рекомендация по глубине – глубина шкафа должна быть на 150 мм больше, чем глубина монтируемого оборудования в монтажный конструктив, чтобы установленное оборудование не выходило в коридоры ЦОДа.

Высота телекоммуникационного шкафа указывается в условных монтажных единицах или так называемых юнитах (1U=44.45 мм). Вернее это не высота шкафа, а количество оборудования высотой 1U, которое можно установить в телекоммуникационный шкаф. Поэтому, если в спецификации, в прайс-листах производителей телекоммуникационного шкафа встречается цифра с добавлением буквы «U», например, 42U, то это означает, что в данный телекоммуникационный шкаф можно смонтировать 42 единицы устройств высотой 1U. Кстати, 42U шкафы самые популярные на рынке. Вы можете использовать и шкафы высотой больше 42U, однако, эксплуатировать шкафы выше 2 метров будет сложнее.

Информация и количестве юнитов позволяет быстро рассчитать количество оборудования, которое можно установить в шкаф, так как все производители стандартного 19-ти дюймового оборудования, монтируемого в телекоммуникационные шкафы, также указывают высоту оборудования в юнитах.

Чем больше показатель в юнитах, тем больше можно установить оборудования в один  телекоммуникационный шкаф. Но надо помнить, что чем выше шкаф, тем он будет дороже и тяжелее.

В некоторых проектах я рекомендую использовать телекоммуникационные шкафы 19" высотой 40U под брендом TWT, которые стоят гораздо дешевле телекоммуникационных шкафов высотой 42U, что позволяет решить поставленные задачи и сэкономить заказчику денежные средства.

В дата-центрах рекомендуется, чтобы высота шкафа не превышала 2.1 метра и запрещается использовать шкафы высотой больше 2.4 метра.

При проектировании телекоммуникационных помещений надо помнить, что чем больше шкаф по ширине и глубине, тем он больше займет места в телекоммуникационном помещении. Поэтому к выбору высоты, глубина и ширины шкафа надо подходить грамотно и учитывать выделенную площадь, количество прокладываемых кабелей в шкафу и количество устанавливаемого пассивного и активного оборудования.  И надо еще обращать внимание на распределение воздушных потоков и количество выделяемого тепла оборудованием.

Типы телекоммуникационных шкафов

Шкафы по месту установки и размещению можно классифицировать следующим образом:

• настенные телекоммуникационные шкафы
• напольные телекоммуникационные шкафы

Настенные шкафы используются при монтаже кабельных систем с распределением небольшого количества кабелей. Они могут быть высотой 3U, 6U, 9U и 12U. У некоторых производителей можно встретить настенные шкафы высотой даже 15 юнитов.  Напольные 19-ти дюймовые шкафы устанавливаются на фальшполах или полах, обычно на объектах используются шкафы высотой свыше 40U, хотя в линейке практически всех производителей имеются напольные шкафы от 18 юнитов высотой. Некоторые производители предлагают клиентам небольшие шкафы-тумбочки высотой до 12U, которые имеют отличный дизайн и позволяют еще и использовать поверхность шкафа в качестве продолжения рабочего места.

Ограничение и разграничение доступа при помощи телекоммуникационных шкафов

С помощью телекоммуникационных шкафов можно ограничить и разграничить доступ к различным телекоммуникационным системам.
Если необходимо организовать систему доступа к оборудованию, то необходимо использовать телекоммуникационные шкафы с дверьми, которые имеют замки.
Например, к некоторым шкафам доступ будет иметь персонал, работающий с сетевым оборудованием, серверами и системами хранения данных, а к другим шкафам доступ будет иметь персонал, отвечающий за коммутацию и связь. И у каждой группы обслуживающего персонала будут ключи от «своих» шкафов и «своя» зона ответственности.

19-ти дюймовые шкафы обеспечивают защиту установленного оборудования от внешнего воздействия

Телекоммуникационные шкафы обеспечивают защиту оборудования от влаги, пыли и грязи, физического повреждения, а также защиту от электромагнитного излучения.
Для обеспечения эффективной защиты от электромагнитного излучения необходимо установить металлическую дверь и обязательно заземлить шкаф.

Уровни защиты оборудования от пыли и влаги указываются в виде IP кода ( IP код).

Для работы телекоммуникационных шкафов на улице, необходимо использовать телекоммуникационные шкафы с IP кодом не ниже IP65. Для серверных помещений, аппаратных, центров обработки данных обычно вполне достаточно уровня защиты IP20.

Использование телекоммуникационных шкафов в качестве альтернативного помещения

Если на объекте нельзя или не удается выделить рабочую площадь под телекоммуникационное помещение, то в качестве телекоммуникационных помещений стандарты разрешают использование альтернативных помещений.
В качестве альтернативных помещений могут быть использованы телекоммуникационные шкафы, которые можно установить в коридорах, на лестничных площадках, и других местах.

Для монтажа небольшого количества оборудования можно использовать настенные телекоммуникационные шкафы. Это решение очень часто используется при монтаже кабельной сети в складских помещениях.

Двери у телекоммуникационных шкафов, использующихся в качестве альтернативного помещения, должны обязательно запираться на ключ.

Весовая нагрузка на телекоммуникационный шкаф

Телекоммуникационные шкафы рассчитаны на определенную весовую нагрузку. Чем толще стенки каркаса и направляющие, тем больше можно «нагрузить» шкаф.
Если Вы планируете размещать тяжелое оборудование, то необходимо использовать шкафы, рассчитанные на данную нагрузку.

Телекоммуникационные шкафы, выдерживающие большую нагрузку и имеющие глубину свыше 1000 мм могут использоваться в качестве серверных шкафов. Например, шкафы под маркой TWT серии «Business» выдерживают нагрузку до 1000 кг и позволяют монтировать сервера, блейд-шасси и системы хранения данных таких фирм, как, IBM, HP, Compaq, DELL и других.

Кабельные вводы в телекоммуникационный шкаф

Ввод кабелей в телекоммуникационный шкаф можно осуществлять несколькими способами: снизу, сверху и гораздо реже ввод кабелей осуществляется с боковой стороны.
Для ввода кабелей производители телекоммуникационных шкафов делают отверстия или заглушки, которые легко выламываются или снимаются.
Рекомендуется использовать снизу щеточные кабельные вводы, что позволяет существенно уменьшить попадание пыли внутрь телекоммуникационного шкафа через кабельный ввод и обеспечить более эффективное охлаждение при подаче холодного воздуха из-под фальшпола за счет снижения «протечки» холодного воздуха через щеточный кабельный ввод.
А также использование щеточного ввода уменьшает вероятность проникновения грызунов в телекоммуникационный шкаф.

Я рекомендую на объектах осуществлять кабельный ввод сверху шкафа. Ввод снизу можно осуществлять, если есть фальшпол и имеется место для прокладки пучков кабелей под фальшполом. Если ввод кабелей осуществляется по полу, то необходимо защитить  кабели и, например, проложить их в коробе.  Пример ввода кабелей по полу сзади шкафа показан на фотографии.

Двери в телекоммуникационных шкафах

В телекоммуникационных шкафах устанавливаются двери различной конструкции и из различных материалов.
Некоторые заказчики покупают серверные шкафы со стеклянными дверями. Они позволяют администратору сети, не открывая дверь шкафа, видеть светодиоды и состояние портов активного оборудования.
Но довольно часто я наблюдал картину на работающем объекте, когда стеклянная дверь у телекоммуникационного шкафа постоянно открыта. Это говорит о том, что в телекоммуникационном помещении неправильно организована система охлаждения и на некоторых объектах вместо стеклянной двери необходимо установить дверь с перфорацией, обеспечивающей подачу холодного воздуха к активному оборудования через отверстия в двери. В стандарте EU Code of Сonduct в седьмой версии, которая вышла в 2006 году, рекомендуется перфорация двери не менее 66 процентов. На фото ниже показан пример снятой двери в серверной комнате.

В ANSI/EIA/TIA-569 (в этом стандарте есть требования на кабельные трассы, телекоммуникационные помещения, включая серверное помещение) рекомендуется оставлять проход спереди и сзади шкафа не менее 900 мм, что не всегда возможно обеспечить в помещении с ограниченным пространством. В этих случаях рекомендуется использовать телекоммуникационные шкафы с раздвижными дверями, которые позволяют открыть их даже, если до стены всего 500 мм.

Установка раздвижной двери позволяет обеспечить доступ обслуживающего персонала, что особенно важно плотной установке в телекоммуникационном помещении шкафов.

Заземление телекоммуникационных шкафов

Телекоммуникационные шкафы, согласно требованиям стандарта ANSI/TIA/EIA-607 «Требования по заземлению и электрическим соединениям телекоммуникационных систем коммерческих зданий» и ПУЭ (Правилам устройства электроустановок), необходимо заземлить.

Заземление позволяет уравнять потенциалы между различными системами, снять статический заряд электричества с телекоммуникационного шкафа и оборудования, установленного в телекоммуникационном шкафу.

Каждый телекоммуникационный шкаф при помощи заземляющего проводника (заземляющий проводник должен быть медный, его сечение не должна быть меньше 4 мм2) необходимо соединить с телекоммуникационной шиной заземления.

Не допускается последовательное соединение заземляющим проводником нескольких телекоммуникационных шкафов, чтобы избежать непреднамеренного разрыва линии заземления.

Маркировка телекоммуникационных шкафов

Согласно требованию стандарта ANSI/TIA/EIA-606A «Администрирование телекоммуникационной инфраструктуры коммерческих зданий» следующие пассивные элементы и оборудование должно иметь уникальный идентификатор и должны быть промаркированы: кабели, кроссовые панели, коммутационные устройства, телекоммуникационные помещения, кабельные каналы, элементы системы телекоммуникационного заземления.

Требований к идентификации и маркировке телекоммуникационных шкафов в СКС пока нет и в Российском ГОСТ 53246-2008 этих требований нет. Но идентификаторы и маркировка телекоммуникационных шкафов облегчает работу монтажников при инсталляции структурированной кабельной системы, упрощает чтение проектной документации — проекта на СКС, облегчает работу обслуживающего персонала, потому что позволяет определять место размещения коммутационных панелей, кроссовых панелей и смонтированного активного оборудования в телекоммуникационном шкафу. Поэтому некоторые производители в структурированных кабельных систем, например, СКС LANMASTER, требуется обязательная идентификация и маркировка телекоммуникационных шкафов. Пример маркировки шкафа показан на фотографии.

Все телекоммуникационные шкафы в центре обработки данных должны быть промаркированы с передней и с задней стороны с использованием координатной сетки фальшпола.

Координатная сетка фальшпола дата-центра должна иметь двухбуквенное обозначение по оси абцисс и двухцифренное обозначение по оси ординат. Идентификатор телекоммуникационного шкафа в ЦОД определяется по координатам плитки фальшпола, на которой находится правый передний угол телекоммуникационного шкафа.

Аксессуары к телекоммуникационным шкафам

К телекоммуникационным шкафам поставляется большое количество аксессуаров, которые позволяют правильно организовать распределение кабельной системы, повысить безопасность и надежность работы установленного оборудования.

Кабельные организаторы (жаргон органайзеры) позволяют организовать вертикальные и горизонтальные кабельные потоки в телекоммуникационном шкафу так, чтобы была видна маркировка кроссовых и коммутационных панелей, портов активного оборудования, установленных в телекоммуникационных шкафах. Особенно необходимо обратить внимание на организацию кабельных потоков шнуров с оптоволокном.

Кабельные организаторы позволяют снизить нагрузку на кабели и шнуры, позволяют соблюдать минимально допустимый радиус изгиба аппаратных и коммутационных шнуров. Рекомендуется устанавливать на оборудование высотой 2U, как минимум, один организатор высотой 1U.  Более подробнее про кабельные организаторы смотрите в статье «Использование кабельных организаторов».

Поддерживающая скоба применяется для крепления кабеля сзади кроссовых и коммутационных панелей. Она обеспечивает требуемый радиус изгиба, надежную фиксацию кабелей и снижение нагрузки на соединение.

Полки позволяют установить оборудование, которое не имеет стандартного 19-ти дюймового крепления.

Щеточный кабельный ввод защищает от проникновения пыли внутрь шкафа, увеличивает эффективность системы охлаждение при подаче холодного воздуха через фаль-пол, уменьшает вероятность проникновения грызунов.

Панель-заглушка позволяет повысить эффективность охлаждения при подаче холодного воздуха спереди шкафа.

Скобы используются для соединения шкафов. Они позволяют собрать единую конструкцию в виде ряда объединенных шкафов для организации коммутации, размещения негабаритной аппаратуры и т.д.

Цоколь использутся для укладки и хранения запаса кабеля. Согласно требования кабельных стандартов в телекоммуникаицонных помещениях должен храниться запас кабеля не менее 3-ех метров.

Система управления вентиляторами предназначена для поддержания и контроля заданной температуры в телекоммуникационном шкафу. Система управления обеспечивает включение и выключение вентиляторов и отображение температуры в шкафу на жидкокристаллическом дисплее.

Блок электрических розеток, устанавливаемый в телекоммуникационный шкаф, предназначен для распределения электропитания активного оборудования и защиты блоков питания активного оборудования от короткого замыкания и перегрузок.

Полки с вентиляторами используются для увеличения воздушного потока и повышения эффективность охлаждения активного оборудования. Для вентиляторных полок TWT с управлением обслуживающий персонал может выставлять пороговое значение температуры для включения/выключения вентиляторов.

Упаковка и поставка телекоммуникационного шкафа

Телекоммуникационные шкафы поставляются либо в собранном виде, либо по частям. Разборная конструкция позволяет внести части шкафа в любой дверной проем и затем собрать его в телекоммуникационном помещении, использовать рационально место для хранения на складах и облегчить проведение такелажных работ.

Телекоммуникационные шкафы в собранном виде позволяют их быстро установить на объекте и сэкономить время.

Заключение

При проектировании структурированной кабельной системы и особенно проектировании центра обработки данных необходимо уделить пристальное внимание к вопросу выбора 19-ти дюймовых телекоммуникационных шкафов для реализации конкретного объекта, учесть все нюансы и не забывать про аксессуары, которые смогут улучшить проектное решение и сделают эксплуатацию телекоммуникационной системы более удобной.

Каталог телекоммуникационных шкафов

Каталог по шкафам можно посмотреть по следующей ссылке Телекоммуникационные шкафы

Поделиться информацией

Вы можете послать эту статью или новость коллеге или знакомому по email со своим комментарием, пригласить обсудить ее. Просто нажмите на иконку конверта --->