TOIMITILAKIINTEISTÖJEN TIETOVERKKO-OPAS

Transkriptio

1 TOIMITILAKIINTEISTÖJEN TIETOVERKKO-OPAS Suomen Sähkö- ja teleurakoitsijaliitto ry

2 TOIMITILAKIINTEISTÖJEN TIETOVERKK VERKKO-OP OPAS SISÄLLYSLUETTELO OPPAAN TARKOITUS JOHDANTO KÄSITTEITÄ JA MÄÄRITELMIÄ Määritelmiä Lyhenteitä Yleisimmät lähiverkkojen aktiivilaitteet TIETOVERKKOJEN KAAPELOINNEILLA TOTEUTETTAVIA PALVELUJA Yleiseen televerkkoon perustuvat palvelut Datasiirtopalvelut Kiinteistön muut sähkötekniset tietojärjestelmät TOIMITILOJEN KAAPELOINTIJÄRJESTELMÄT Yleiskaapelointijärjestelmät Puhelinsisäjohtoverkko Muut kaapelointijärjestelmät PALVELUJEN TOTEUTTAMINEN KAAPELOINTIJÄRJESTELMISSÄ Yleiskaapelointijärjestelmät Puhelinsisäjohtoverkko TIETOVERKON KAAPELOINNIN HANKINTAPROJEKTI Projektin käynnistys Suunnittelu Tarjousvertailut ja hankintapäätökset Asennus ja valvonta Ylläpito DOKUMENTOINTI LÄHDELUETTELO JA AIHEESEEN LIITTYVIÄ JULKAISUJA LIITTEET Palvelujen toteuttamismahdollisuudet kaapelointijärjestelmissä 2. Kerrosjakamon kytkentäkortti Julkaisija: Sähkö- ja teleurakoitsijaliitto ry Kustantaja: Sähköinfo Oy Paino: Tammer-Paino Oy, Tampere ISBN

3 1 OPPAAN TARK ARKOITUS Tietotekniikan ja tietoverkkojen kehitys etenee huimaa vauhtia ja niitä koskevat määräykset ja standardit muuttuvat. Tämän oppaan tarkoituksena on antaa uusimmat hallinnolliset ja tekniset perustiedot toimitilakiinteistöjen tietoliikennekaapeloinneista niitä työssään tarvitseville. Opas on tarkoitettu lähinnä toimitilakiinteistöjen tietoverkkojen hankinnasta ja ylläpidosta vastaaville henkilöille, mutta sitä voivat hyödyntää myös tietoverkkojen suunnittelijat ja rakentajat. Asiasta on julkaistu paljon materiaalia, mutta Sähkö- ja teleurakoitsijaliitto on nähnyt tarpeelliseksi koota erityisesti toimitilojen tietoverkkojen kaapelointien hankintaa ja ylläpitoa koskevat asiat tähän oppaaseen yhdeksi kokonaisuudeksi. Oppaan aineiston on koonnut dipl.ins. Heikki Tarvainen, TeleConsulto Tsutsunen Oy. Opas julkaistaan Sähköinfo Oy:n ja Sähkötieto ry:n projektin Liikekiinteistöjen tietoverkkojen ylläpidon kehittäminen ja tuotteistaminen tulosteena. Projektissa on ollut mukana myös Teknologian kehittämiskeskus TEKES, Sähkötieto ry, sekä yritykset Helkama Bica Oy, NK Cables Oy, Ensto Busch Jaeger Oy ja Teletekno Oy. 1 JOHDANTO Oppaassa kuvataan, miten kaapelointeja voidaan käyttää erityyppisiin tieto- ja sähköteknisiin palveluihin. Tarkastelussa keskitytään parikaapelointiin ja optiseen kaapelointiin sekä langattomiin järjestelmiin. Koaksiaalikaapelointeja ei tässä käsitellä. Tässä oppaassa pääpaino on asetettu ylläpidollisiin asioihin. Lisäksi kuvataan tietoverkon hankintaprojekti sekä erityisesti asiat, joihin loppukäyttäjän tulee kiinnittää huomiota, jotta hankittava kaapelointijärjestelmä palvelisi ylläpidoltaan mahdollisimman hyvin. Tätä opasta voidaan käyttää esimerkiksi nykyisten kaapelointijärjestelmien palvelukelpoisuuden kartoitukseen (otettaessa käyttöön uusia palveluja) ohjeena uuden kaapelointijärjestelmän hankinnassa ohjeena hyvästä liikekiinteistöjen tietoverkkoasennusten ylläpitotavasta.

4 2 2 KÄSITTEITÄ JA MÄÄRITELMIÄ 2.1 Määritelmiä Kanava Yleiskaapelointijärjestelmän päästä päähän ulottuva yhteys, joka yhdistää kaksi sovelluskohtaista laitetta. Laitekaapelit ja työpistekaapelit sisältyvät kanavaan. Kategoria SFS-EN mukainen määrittely yleiskaapelointijärjestelmän komponenttien (kaapelit ja liittämistarvikkeet) suorituskyvylle. Kategoriat perustuvat käytettävään ylärajataajuuteen. Luokka SFS-EN mukainen määrittely yleiskaapelointijärjestelmän siirtotien tai kanavan suorituskyvylle. Luokittelu perustuu käytettävään ylärajataajuuteen. Luokka eroaa kategoriasta siinä, että se koskee asennettua kaapelointia, johon vaikuttaa komponenttien (kaapelit ja liittämistarvikkeet) suorituskyvyn lisäksi myös asennustyön laatu, kun taas kategoria koskee vain komponentteja (kaapelit ja liittämistarvikkeet). Lähiverkko Local Area Network (LAN) Rajoitetulla maantieteellisellä alueella toimiva eri tietokoneiden ja niiden oheislaitteiden väliseen tiedonsiirtoon tarkoitettu verkko. Päätelaite Käyttäjän laite, joka liitetään liittymän käyttäjärajapintaan. Tämä laite voi olla esim. puhelin, telefaksi, tietokoneeseen asennettu kortti tai päätesovitin. Puhelinsisäjohtoverkko Lähinnä puhelinliikennettä palveleva kaapelointijärjestelmä. Katso tarkemmin kappale 4.2. Siirtotie Yleiskaapelointijärjestelmän kahden liitäntärajapinnan välinen kiinteä yhteys. Siihen eivät sisälly laitekaapelit ja työpistekaapelit. Tiedonsiirtonopeus Ilmoittaa siirretyn informaation määrän aikayksikössä. Sen yksikkö on bittiä sekunnissa (bit/s).

5 3 Verkkopääte Laite, jolla liittymä ISDN-verkkoon toteutetaan. Verkkopäätteestä käytetään lyhennettä NT (network termination). Standardin SFS-EN mukainen määritelmä: Käyttäjän ja verkon rajapinnan verkkopuolen toiminnallinen ryhmä. Yleiskaapelointijärjestelmä Määrämuotoinen tietoliikennekaapelointijärjestelmä, joka tukee suurta joukkoa sovelluksia. Katso tarkemmin kappale Lyhenteitä ATM Asynchronous Transfer Mode asynkroninen siirtomuoto. FDDI Fiber Distributed Data Interface eräs lähiverkkotekniikka. FTP Foiled Twisted Pair cable foliosuojattu parikaapeli. IEC International Electrotechnical Commission kansainvälinen sähköalan standardisoimisjärjestö. IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers. Yhdysvaltalainen sähkö- ja elektroniikka-alan järjestö. IEEE on myös laatinut ja julkaissut paljon lähiverkkostandardeja (mm. IEEE sarjan Ethernet-standardit). IP Internet Protocol internetin yhteyskäytäntö. ISDN Integrated Services Digital Network digitaalinen monipalveluverkko. KAT Kategoria. Englanninkielinen vastaava lyhenne on CAT. M M Multimode fibre tai multimode fiber monimuotokuitu SFS Suomen Standardisoimisliitto SFS ry. Standardisoinnin keskusjärjestö Suomessa. SM Singlemode fibre tai singlemode fiber yksimuotokuitu UTP Unshielded Twisted Pair cable suojaamaton parikaapeli. xdsl x Digital Subscriber Line Digitaalinen tilaajajohto, josta on olemassa useita versioita kuten esimerkiksi ADSL (Asymmetric DSL).

6 4 2.3 Yleisimmät lähiverkkojen aktiivilaitteet Yleisin tietoverkkojen kaapeloinneissa toteutettu palvelu on lähiverkko. Sen avulla yhdistetään verkon käyttäjät ja resurssit, eli työasemat ja palvelimet, toisiinsa. Tyypillisimpiä aktiivilaitteita nykyisissä pari- ja valokaapeleilla toteutetuissa lähiverkoissa ovat keskitin, kytkin, reititin, tukiasema ja palomuuri. Keskitin, kytkin tai reititin asennetaan kerros- tai talojakamoissa erillisiin telineisiin 19 ruuvikiinnityksellä tai laitehyllyille. Langaton tukiasema asennetaan tyypillisesti käytävälle katon rajaan. Palomuuri on joko PC tai 19 kiinnityksellä oleva erillinen laite atk-konesalissa tai vastaavassa tilassa. Kaikkien näiden laitteiden ylläpito ja käyttöönotto vaatii asiantuntemusta ja määrittelytyötä. Yksi fyysinen laite saattaa hoitaa useita tehtäviä eli se voi olla yhtä aikaa esimerkiksi keskitin, reititin ja palomuuri Keskitin Keskitin on lähiverkon peruslaite, johon verkkokorteilla varustetut työasemat kytketään tähtimäisesti. Keskitin on ainoastaan yksinkertainen toistin, joka toistaa yhdestä portista (työasemalta) tulevan liikenteen kaikkiin portteihin analysoimatta liikennettä mitenkään. Kaikki yhteen keskittimeen tai keskitinryhmään (segmenttiin) liitetyt käyttäjät jakavat samaa nimellistä tiedonsiirtonopeutta (esimerkiksi 10 Mbit/s). Keskittimestä käytetään toisinaan myös englanninkielistä nimitystä HUB Kytkin Kytkin on älykäs keskitin, joka voi taata jokaiselle siihen liitetylle laitteelle tietyn tiedonsiirtonopeuden (10, 100 tai 1000 Mbit/s) eli sen avulla voidaan muodostaa useita samanaikaisia yhteyksiä. Samalla se pystyy rajoitetusti suodattamaan liikennettä ja sen avulla voidaan toteuttaa loogisesti toisistaan irrallisia verkkoja eli niin sanottuja virtuaalilähiverkkoja (VLAN) Reititin Reitittimen avulla ohjataan liikennettä kahden saman- tai erityyppisen verkon välillä ja toisaalta suodatetaan tarpeetonta liikennettä. Reitittimen erottaa kytkimestä se, että reititin tekee liikenteen ohjauspäätökset ohjelmallisesti datapakettien verkko-osoitteen perusteella, kun taas kytkimessä ohjaukset tehdään lähes puhtaasti laitetasolla.

7 5 Reitittimen avulla voidaan esimerkiksi eristää yrityksen lähiverkon sisäinen liikenne ulkomaailmasta ja päästää ulkopuoliseen verkkoon vain haluttu liikenne Tukiasema Tukiasemia käytetään liitettäessä langattomia työasemia lähiverkkoon Palomuuri Palomuuri on laite ja/tai ohjelmisto, jolla estetään epätoivotut yhteysyritykset. Tyypillisin palomuurin paikka on yrityksen lähiverkon ja internetliitynnän välillä. Yksinkertaisimmillaan palomuuri on reitittimessä oleva ohjelmisto, joka vertaa jokaisen datapaketin tietoja ns. Access-listan lähettäjän ja vastaanottajan osoitteen sekä yhteystyypin ja -tilan osalta ja tämän perusteella joko hyväksyy tai hylkää liikenteen. Monimutkaisempi palomuuri on ns. proxy-palvelintietokone, joka edellä mainittujen ominaisuuksien lisäksi mahdollistaa liikenteen suodatuksen esimerkiksi käyttäjän tunnistuksen, datan salauksen, tiedostonimien tai kellonajan perusteella. Proxya käytettäessä kaikki liikenne kulkee sen kautta niin, että suora liikennöinti kahden koneen välillä ei ole mahdollista Muita aktiivilaitteita Muita lähiverkkojen aktiivilaitteita ovat muun muassa toistimet, MAU:t (Multistation Access Unit), sillat ja mediamuuntimet. Aikaisemmin näitä käytettiin paljon, mutta uusissa lähiverkoissa ne ovat harvinaisia. Toistin toimii nimensä mukaisesti kahden verkon osan välillä toistaen kaiken liikenteen. MAU on Token Ring -verkkojen keskitin (ks. kappale 3.2.3). Silta on reititintä yksinkertaisempi liikenteen suodatin, joka toimii yleensä vain kahden verkon tai verkon osan välillä. Mediamuunnin sovittaa esimerkiksi kuituverkon parikaapelille tai päinvastoin. 3 TIETOVERKKOJEN KAAPELOINNEILLA TOTEUTETTAVIA PAL ALVELUJA Liikekiinteistöihin asennettujen tai asennettavien tietoverkkojen kaapelointijärjestelmien avulla voidaan toteuttaa mitä moninaisimpia palveluja. Seuraavassa on kuvattu näistä yleisimmät. Luvussa 5 kuvataan, mitä nämä palvelut vaativat kaapelointijärjestelmältä.

8 6 3.1 Yleiseen televerkkoon perustuvat palvelut Puhelinpalvelut Puhelinpalvelulla tarkoitetaan tavallista yleisen televerkon analogista tilaajaliittymää ( Hz) tai puhelinjärjestelmän alaliittymää, joka voi olla analoginen tai digitaalinen ( kbit/s). Tulevaisuudessa puhelinpalvelut perustuvat ainakin osittain myös internetistä tuttuun IP-tekniikkaan. Tällöin ne ovat osa lähiverkkojen palveluja (katso kohdat ). IP-puhelinpäätelaite on joko PC tai erillinen suoraan lähiverkkojen aktiivilaitteisiin, esimerkiksi yleiskaapelointijärjestelmää hyödyntäen, kytkettävä puhelinkoje. Muita puhelinpalveluja ovat pika- tai ovipuhelinjärjestelmät. Ne ovat useimmiten laitevalmistajakohtaisia sovelluksia, joten niiden toteutus täytyy aina suunnitella tapauskohtaisesti ISDN-palvelut ISDN-palvelut toteutetaan useimmiten ISDN-perusliittymän avulla. Siinä on käytettävissä kaksi samanaikaista digitaalista 64 kbit/s kanavaa sekä erillinen 16 kbit/s merkinantokanava (2B + D). Digitaalisia 64 kbit/s kanavia voidaan käyttää joko puheen tai datan siirtoon. Nämä kanavat voidaan myös yhdistää yhdeksi 128 kbit/s datakanavaksi. Kuvassa 1 on kuvattu ISDN-perusliittymän toteutusvaihtoehdot. Verkkopääte (NT, Network Termination) liittyy aina yleisen televerkon keskukseen. Verkkopäätteeseen voidaan liittää suoraan ISDN-päätelaitteita tai vaihteita, joiden alaliittymiksi kytketään varsinaiset päätelaitteet. Vaihtoehto 1 Vaihtoehto 2 Vaihtoehto 3 Kuva 1. ISDN-perusliittymän toteutusvaihtoehdot.

9 7 Perusliittymään voidaan liittää myös tavallisia analogisia päätelaitteita, kuten puhelinkojeita tai modeemeja, käyttäen päätesovitinta (TA, Terminal Adaptor). Yleensä operaattoreiden toimittamiin verkkopäätteisiin on suoraan sisäänrakennettu analogiset sovittimet. Huomionarvoista on, että verkkopäätettä ei välttämättä tarvitse hankkia ISDN-operaattorilta. ISDN-järjestelmäliittymää (30B + D) käytetään liittämään suuria puhelinjärjestelmiä yleisen televerkon liitäntäkeskuksiin. Se mahdollistaa 30 samanaikaista puheyhteyttä xdsl-palvelut xdsl-liityntätekniikoita käytetään lähinnä internet-yhteyksissä. Ne tarjoavat käyttäjälle moninkertaiset tiedonsiirtonopeudet, eli noin 0,5-6 Mbit/s, verrattuna ISDN-perusliittymään. xdsl koostuu modeemiparista, joista toinen sijaitsee käyttäjän ja toinen operaattorin tiloissa. Modeemien välisenä yhteytenä käytetään perinteistä kuparipuhelinkaapelointia. Yksittäisten kuluttajien lisäksi xdsl-liittymät soveltuvat yrityskäyttöön, joko jakamaan lähiverkon avulla internetyhteyttä tai yhdistämään yritysten eri toimipisteiden lähiverkkoja. [1] Yhteistä kaikille xdsl-tekniikoille on se, että yhteydet ovat koko ajan avoinna ja käytettävissä. Se tulee ottaa huomioon myös tietoturvallisuusriskinä. Poiketen ISDN-yhteydestä xdsl:n laskutus ei perustu yhteysaikaan, vaan useimmiten kiinteään kuukausimaksuun. Internetoperaattorien tarjoamat yleisimmät liityntätyypit ovat ADSL ja G.Lite (tai ADSL Lite). Näistä G.Lite on useimmiten yksityiskäyttäjille tarjottu tekniikka, jonka markkinointinimenä käytetään yksinkertaisesti ADSL:ää. Muita xdsl-tekniikoita, kuten esimerkiksi HDSL ja SDLS, käytetään yleensä vain operaattorien sisäisissä yhteyksissä. 3.2 Datasiirtopalvelut Tietoverkkojen kaapeloinneissa selkeästi eniten toteutettu palvelu ovat lähiverkot ja näistä erityisesti Ethernet-lähiverkot (kappale 3.2.1) Ethernet IEEE Ethernet-standardissa IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) (ISO/IEC ) määritellään suuri määrä eri kaapelointeihin sovellettuja toteutuksia. Pari- ja valokaapeleille näistä on sovitettu tiedon-

10 8 siirtonopeudet 10, 100 ja 1000 Mbit/s. Nämä tunnetaan nimillä 10BASE- T, 100BASE-T, 1000BASE-T, 10BASE-F, 100BASE-F sekä 1000BASE-SX ja 1000BASE-LX, jossa numero viittaa tiedonsiirtonopeuteen (Mbit/s), BASE kantataajuiseen siirtoon ja viimeinen kirjain siirtomediaan (T= Twisted Pair; kierretty pari, F= Fiber, kuitu). Useimmiten uudet Ethernet-lähiverkot toteutetaan kytkintekniikalla, jolloin yhdessä ja samassa laitteessa ohjelmallisesti määritellään kullekin työasemalle tiedonsiirtonopeus ja -tyyppi. Kuvassa 2 on esimerkki nykyaikaisesta Ethernet-lähiverkosta. Kuva 2. Nykyaikainen Ethernet-lähiverkko. [1] 1000BASE-SX ja 1000BASE-LX eli Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet on uusin käytössä oleva standardoitu Ethernet-lähiverkkotyyppi. Siitä on olemassa versiot sekä optiselle kuidulle (IEEE 802.3z, 1000BASE-SX ja 1000BASE-LX) että parikaapelille (IEEE 802.3ab, 1000BASE-T). 1000BASE-T-standardissa on kaksi vaihtoehtoista toteutustapaa. Toisessa siirretään dataa neljällä parilla kaksisuuntaisesti 250 Mbit/s (4 x 250 Mbit/s = 1Gbit/s) ja toisessa vaihtoehdossa on molemmille siirtosuunnille

11 9 varattu 2 paria, joissa liikennöidään yksisuuntaisesti tiedonsiirtonopeudella 500 Mbit/s paria kohden. Todennäköistä on, että jälkimmäinen vaihtoehto tulee taloudellisista syistä saamaan johtavan markkina-aseman. 10 Gigabit Ethernet 10 Gigabit Ethernet -standardi eli IEEE 802.3ae valmistuu aikaisintaan vuonna Se tulee fyysisiltä osiltaan perustumaan puhtaasti kuitukaapelointiin Langaton lähiverkko IEEE Nykyisen standardin (IEEE ) mukaisten langattomien lähiverkkojärjestelmien tarjoamat tiedonsiirtonopeudet ovat 1-11Mbit/s. Käytännön testeissä on todettu, että langattoman 11 Mbit/s järjestelmän tiedonsiirtonopeus jää kuitenkin noin puoleen langallisen 10 Mbit/s lähiverkon tiedonsiirtonopeudesta. Yksinkertaisimmillaan langaton lähiverkko koostuu yhdestä langattomalla verkkokortilla varustetusta PC:stä ja tätä palvelevasta tukiasemasta, joka on langallinen PC varustettuna tukiasemalaitteistolla. Useimmiten liikekiinteistöissä tukiasemat palvelevat useita käyttäjiä. Tällöin niiden paikat tulee määritellä kokeilun perustuteella. Lisäksi tulee ottaa huomioon seuraavat suunnittelukriteerit: Yhden tukiaseman kapasiteettia voi jakaa maksimissaan noin 60 samanaikaista käyttäjää, eli käytännössä: mitä useampi käyttäjä, sitä vähemmän jokaisella on tiedonsiirtonopeutta käytettävissään. Peittoalueeltaan päällekkäisiä tukiasemia voi olla muutama, koska ne voivat käyttää eri taajuuksia. Tukiaseman kantama on tavallisilla lähetystehoilla vapaassa tilassa alle 150 m. Kiinteistöissä seinärakenteet kuitenkin pudottavat etäisyydet käytännössä kymmeniin metreihin, mikäli esteetöntä näköyhteyttä (kuten maisemakonttoreissa) ei ole. Langaton tukiasema liitetään langalliseen runkoverkkoon, kuten mikä tahansa Ethernet-työasema eli käytännössä se kytketään kytkimeen. Useimmiten tukiasema vaatii erillisen 230 V sähkönsyötön, jonka UPS-varmennus tulee harkita tapauskohtaisesti. Yhden tukiaseman tehonkulutus on noin 5 W. Toiminnallisista ja hallinnallisista syistä tukiasemat kannattaa asentaa omiin ja useihin eri sähköryhmiin.

12 10 Langattomat lähiverkot ovat käyttökelpoisia esimerkiksi toimitilakiinteistöissä täydentämään langalliseen tekniikkaan perustuvaa perusverkkoa Muut lähiverkot Edellä kuvatuilla tekniikoilla toteutetaan lähes poikkeuksetta nykyisin asennettavat lähiverkot. Muita lähiverkkoja on edelleen käytössä aikaisemmissa asennuksissa, ja niistä tunnetuimmat ovat Token Ring ja FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Token Ring Standardin IEEE mukaisesti Token Ring eli valtuudenvälitysrengas voidaan toteuttaa joko tiedonsiirtonopeuksilla 4 tai 16 Mbit/s. Se on loogiselta rakenteeltaan rengas, joka kuitenkin fyysisesti yleensä kaapeloidaan tähtimäisesti. Kuva 3 kuvaa rengasverkon periaatteen. FDDI A TM Kuva 3. Rengasverkon periaate. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) on Token Ringistä jatkokehitetty 100 Mbit/s tiedonsiirtonopeuden rengasverkko. Sen kuparikaapeliversio tunnetaan myös nimellä CDDI (Copper Distributed Data Interface). ATM (Asynchronous Transfer Mode) -tekniikka tukee kaikkea tietoliikennettä reaaliaikaisesta videosta ja puheesta aina lähiverkkoliikenteeseen asti. Se on alun perin suunniteltu yleisen televerkon laajakaistatekniikaksi, mutta käytännössä ATM:n käyttö on Suomessa rajoittunut lähiverkkoihin ja ennen muuta niiden yhdistämiseen. ATM-tekniikka mahdollistaa erilaisia tiedonsiirtonopeuksia aina 25 Mbit/s:stä 2,5 Gbit/s:iin.

13 Hitaat datayhteydet Hitaita datayhteyksiä ovat RS-yhteydet, kuten RS232 ja RS485, sekä pääteverkot. RS-yhteyksiä käytetään sellaisessa datasiirrossa, jossa siirrettävän datan määrä on vähäistä. Tyypillisiä sovelluskohteita ovat esimerkiksi turvallisuuslaitteiden ohjaukset. Pääteverkkoja, kuten IBM 3270, on edelleen käytössä, mutta lähivuosina ne tulevat korvautumaan muuntyyppisillä toteutuksilla. 3.3 Kiinteistön muut sähkötekniset tietojärjestelmät Viestintäjärjestelmät Kiinteistön viestintäjärjestelmiä ovat antenni-, äänentoisto- ja audiovisuaaliset (AV) järjestelmät. Tyypillisesti näissä järjestelmissä siirretään viestintätarkoituksessa video- ja/tai audiosignaaleja. Tietoverkkojen kaapelointeja voidaan hyödyntää näissä toteutuksissa kyseisten signaalien siirtoon luvussa 5 esitettyjen rajoitusten mukaisesti tai vaihtoehtoisesti kyseisiä palveluja voidaan toteuttaa lähiverkkojen avulla Merkinantojärjestelmät Merkinantojärjestelmiä ovat erityyppiset sisäänpyyntö-, informaatio- ja kutsujärjestelmät Turvallisuusjärjestelmät Tietoverkkojen kaapelointeja voidaan hyödyntää esimerkiksi kulunvalvonta-, rikosilmoitin- tai videovalvontajärjestelmien kaapelointina. Paloilmoitinjärjestelmissä (järjestelmissä, jotka on yhdistetty hätäkeskukseen) niiden käyttö ei ole mahdollista. Tyypillinen tietoverkkokaapelointien käyttökohde on turvallisuusjärjestelmissä esimerkiksi keskusyksikön ja keskittimen välinen liikenne. Lähiverkkoja (ks. kohta 3.2) voidaan hyödyntää turvallisuusjärjestelmissä laajasti. Tyypillinen käyttökohde näille on keskusyksiköiden välinen tietoliikenne tai videokuvansiirto. Tosin näissä toteutuksissa tulee ottaa huomioon turvallisuusriskit varsinkin, jos turvallisuusjärjestelmiä hallinnoi eri osapuoli kuin tietoverkkoja.

14 Integroidut järjestelmät Integroituja järjestelmiä ovat avoimet kenttäväylät, kuten LON (Local Operating Network), ja EIB (European Installation Bus) -tekniikat, joita käyttävät useat eri laitevalmistajat. Niiden suurin käyttäjäkunta löytyy rakennusautomaatiosta, mutta niitä tukevat myös useat muut järjestelmätoimittajat. Tyypillisiä muita käyttökohteita ovat liikekiinteistöjen turvallisuusjärjestelmät. Kenttäväylätekniikat eivät ole standardeja, vaan tiettyjen kaupallisten yritysten tai yritysryhmien määrittelemiä tuotteita Automaatiojärjestelmät Automaatiojärjestelmillä käsitetään tässä oppaassa rakennusautomaatiojärjestelmiä ja muita vastaavia LVIS-laitteiden hallintajärjestelmiä. Perinteisesti ne ovat olleet valmistajakohtaisia ohjaukseltaan suljettuja järjestelmiä, mutta tältä osin tilanne on viime vuosina muuttunut. Vertaa kappale TOIMITILOJEN KAAPELOINTIJÄRJESTELMÄT Yleisimmät toimitiloihin asennetut tietoliikennekaapelointijärjestelmät ovat yleiskaapelointijärjestelmä ja puhelinsisäjohtoverkko. Myös muita kaapelointijärjestelmiä on edelleen runsaasti käytössä. Pääsääntöisesti kaikki uudet asennukset kannattaa toteuttaa yleiskaapelointijärjestelmällä. Erityisesti kannattaa muistaa, että yleiskaapelointijärjestelmä voi toimia myös puhelinsisäjohtoverkkona. 4.1 Yleiskaapelointijärjestelmät Yleiskaapelointijärjestelmä on määritelty eurooppalaisessa standardissa SFS-EN vuodelta 1995 ja sen lisäkirjassa A1 vuodelta 2000 [3, 4]. Kyseisen standardin uudistamistyö on käynnissä ja se valmistunee vuoden 2002 aikana. Yleiskaapelointijärjestelmän perusajatus on olla sovelluksista riippumaton määrämuotoinen kaapelointi, joka näin ollen palvelee käyttäjää ajallisesti ja toiminnallisesti paremmin kuin sovelluskohtaiset kaapeloinnit. Yleiskaapelointijärjestelmä perustuu tähtimäiseen hierarkkiseen rakenteeseen: aluejakamo talojakamo kerrosjakamo työpisterasia ja näiden välillä määrämuotoiseen kaapelointiin. Kyseinen rakenne on esitetty kuvassa 4.

15 13 Kuva 4. Yleiskaapelointijärjestelmän rakenne. Kerroskaapelit ovat joko pari- tai valokaapeleita. Pääsääntöisesti alueja nousukaapelointi toteutetaan valokaapeleilla. Niiden rinnalle on käytännön syistä asennettava myös parikaapeleita, koska puhelinpalveluja ei ole toistaiseksi järkevää toteuttaa puhtaasti valokaapeliin perustuen. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää Suomessa käyttöön vakiintuneita puhelinkaapeleita (esim. ulkokaapeli VMOHBU ja sisäkaapeli MHS) sekä ns. hahloliitinrimoja Siirtotie ja kanava Yleiskaapelointijärjestelmän suorituskyvyn määrittelyn kannalta keskeisiä käsitteitä ovat siirtotie (permanent link) ja kanava (channel). Siirtotie koostuu kiinteästi asennetusta kaapelista ja sen molempiin päihin asennetuista

16 14 Kuva 5. Siirtotie ja kanava [2]. liittimistä. Kanava puolestaan koostuu kiinteästi asennetusta kaapelista, sen molempiin päihin asennetuista liittimistä sekä niihin kytketyistä laitekaapeleista. Kanava on siis kahden laitteen välinen yhteys. Kuvassa 5 on esitetty siirtotien ja kanavan käsite kerroskaapeloinnin tapauksessa. [2] Parikaapelointi Parikaapeloinnin suorituskyky määritellään siirtotien ja kanavan luokilla. Kategoriat tarkoittavat yksittäisten rakenneosien, kuten kaapeleiden ja liittämistarvikkeiden, suorituskykyä. Siirtotieluokka toteutuu käyttämällä tietyn kategorian kaapeleita ja liittimiä sekä huolellisella asennuksella. Standardin SFS-EN ja myöhemmin vuonna 2002 julkaistavan uusintapainoksen mukainen luokkien ja kategorioiden vastaavuus on taulukon 1 mukainen. SFS-EN standardin vuonna 2000 julkaistussa lisäkirjassa A1 on luokka D:n vaatimuksia tiukennettu. Uusi luokka D edellyttää käytännössä nimellä kategoria 5e myytävien komponenttien käyttämistä.

17 15 Taulukko 1. Parikaapeloinnin luokkien ja kanavien vastaavuus sekä niiden ylärajataajuus. Siirtotien/kanavan Rakenneosien Ylärajataajuus luokka kategoria A 100 khz B 1 MHz C 3 16 MHz D MHz E MHz F MHz Käytetyt kaapelit ovat 4-parisia kierrettyjä pareja, joista käytetään termejä: UTP Unshielded Twisted Pair Suojaamaton parikaapeli FTP Foiled Twisted Pair Foliosuojattu parikaapeli STP Shielded Twisted Pair Parisuojattu kaapeli Näistä UTP on yleisin ja soveltuu yli 90 %:iin asennuskohteista. Parikaapeloinnissa liittimenä käytetään lähes poikkeuksetta RJ-45-liitintä sekä työpisterasioissa että jakamoiden paneeleissa. Kategoria 7:n liitintä ei ole vielä julkaistu. Kuvassa 6 on esitetty RJ-45-liitin. Jakamoiden paneelit asennetaan yleensä 19 kiinnityskiskoilla varustettuihin telineisiin tai kaappeihin. Tärkeää on, että kerroskaapeloinnin pituus ei koskaan ylitä 90 metriä. Kuva 6. RJ-45-liitin Valok alokaapelointi aapelointi Yleiskaapelointijärjestelmän valokaapeleiden kuitutyypit ovat monimuotokuitu 62,5/125 µm, josta käytetään lyhennettä GK monimuotokuitu 50/125 µm, josta käytetään lyhennettä GI tai yksimuotokuitu 9/125 µm, josta käytetään lyhennettä SM. Kyseiset lukuarvot kuvaavat kyseisessä kaapelissa käytetyn kuidun ytimen ja sen kuoren halkaisijoita. Monimuotokuiduista käytetään myös yleislyhennettä MM.

18 16 Yleensä valokaapeloinnin suorituskykyyn ei ole kiinnitetty huomiota, koska se on lähes poikkeuksetta ollut riittävä. Uudet nopeat sovellukset, kuten Gigabit-Ethernet ja 10 Gigabit-Ethernet tulevat muuttamaan tilannetta. Uusimmissa yleiskaapelointijärjestelmän standardiehdotuksissa on määritelty erityyppisille kuitukanaville suoritusarvot määrittelemällä tuetut kanavapituudet 300 m, 500 m ja 2000 m (OF-300; OF-500; OF-2000). Suomessa ylivoimaisesti eniten käytetty kuitutyyppi on GK. Viime aikoina kiinnostus GI-kuitua kohtaan on kuitenkin lisääntynyt, koska sillä saavutetaan Gigabit-Ethernetissä suuremmat siirtoetäisyydet. GK-kuiduilla saavutettava etäisyys on 220 m tai 275 m riippuen kuidun kaistaleveydestä, ja GI-kuidulla vastaavasti 500 m tai 550 m. GI-kuidun GK-kuidun lisäksi johtaa kuitenkin kuitutyyppien kirjavuuden lisääntymiseen ja hallitsemattomana joissakin tapauksissa myös siirtoteknisiin ongelmiin. Yli 500 metrin etäisyyksillä on suositeltavaa pääsääntöisesti käyttää vain yksimuotokuitua ja lyhyemmilläkin etäisyyksillä kannattaa harkita sen asentamista monimuotokuidun rinnalle. Kuva 7. Kaksois-SCliitin. Jakamoiden paneeleissa ja työpisterasioissa käytetään useimmiten liittimenä SC-liitintä, joka on esitetty kuvassa 7, mutta myös ST- ja FCliittimiä on käytössä vanhemmissa asennuksissa. Uusia suorituskykyisempiä ja pienempiä liittimiä on otettu viime aikoina käyttöön. Mitään näistä, MT-RJ (AMP), VF-45 (3M, Volition) tai LC (Avaya, ent. Lucent), ei ole kuitenkaan toistaiseksi standardoitu. 4.2 Puhelinsisäjohtoverkko Kiinteistön puhelinsisäjohtoverkko koostuu sisäkaapeleista, niiden tuppijatkoksista, päätteistä, puhelinpistorasioista sekä mahdollisista rakennusten välisistä kaapeleista. Puhelinsisäjohtoverkko on tähtimäinen. Se päätetään kiinteistön talojakamossa liitinrimoihin, joissa se myös tarpeen mukaan kytketään yleiseen televerkkoon. [5]

19 17 Kuva 8. 5-napainen puhelinpistorasia. Puhelinpistorasiana käytetään useimmiten ns. perinteistä 3- tai 5-napaista pistorasiaa, johon on kytketty 1 tai 2 johdinparia. Uusissa asennuksissa käytetään talojakamon liitinrimoissa hahloliittimiä, mutta myös ruuviliitinrimoja on edelleen käytössä. Nykyisin standardin SFS 5739 mukainen puhelinsisäjohtoverkon sisäkaapeli on tyypiltään MHS. Se on PE-eristeinen, parikierteinen (paitsi pienin kaapeli MHS 1 x 4 x 0,5 + 0,5, joka on valmistusteknisistä syistä nelikierrekaapeli), alumiinifoliosuojattu ja PVC-vaippainen kaapeli. Aikaisempaa nelikierteistä tyyppiä MMS ei enää uusissa asennuksissa käytetä, mutta sitä on edelleen paljon käytössä vanhemmissa verkoissa. Tärkeimmät sähköiset erot kyseisissä kaapeleissa ovat MHS-kaapelin pienempi kapasitanssi ja vaimennus sekä paremmat ylikuulumis- ja häiriösuojausominaisuudet [5]. Lisäksi vanhoissa kiinteistöissä saattaa olla edelleen puhelinsisäjohtoverkon käytössä esimerkiksi 1900-luvun alussa asennettuja lyijykaapeleita tai vastaavia, joiden suorituskykyä ei voida varmuudella taata. Ulkokaapelina kiinteistöjen puhelinsisäjohtoverkoissa käytetään kanavakaapeleita VMOHBU tai VMHBU, jotka ovat vaahtomuovieristeisiä ja metallisuojattuja. 4.3 Muut kaapelointijärjestelmät Muita toimitilakiinteistöihin asennettuja tietoverkkoja palvelevia kaapelointijärjestelmiä ovat erityyppiset koaksiaalikaapeliverkot ja IBMkaapelointijärjestelmä. Koaksiaalikaapeliverkoilla ei voida toteuttaa nykyisiä palveluja, mutta sen sijaan IBM-kaapelointijärjestelmä soveltuu hyvin moneen erityyppiseen tietoliikenteeseen. IBM-kaapelointijärjestelmä perustuu pari- ja valokaapeleihin. Käytetty parikaapeli on suojattu ja ominaisimpedanssiltaan 150 ohmia. Liittimenä järjestelmässä käytetään IBM-tiedonsiirtoliitintä. Järjestelmiä on kahdentasoisia eli tyyppi 1:n kaapeliin perustuvaa 20 MHz:n järjestelmää ja tyyppi 1A:n kaapelointiin perustuvaa 300 MHz:n järjestelmää. Vaikka uudistuvat standardit eivät enää tunne kyseisen tyyppisiä järjestelmiä, on niissä kokeilemalla toteutettavissa palveluja, joiden tiedonsiirtonopeudet ovat parhaimmillaan 100 Mbit/s.

20 18 5 PAL ALVELUJEN TOTEUTTAMINEN KAAPELOINTIJÄRJESTELMISSÄ Tämän oppaan liitteenä 1 on taulukko, johon on laadittu yhteenveto palvelujen toteuttamismahdollisuuksista kaapelointijärjestelmissä. Lisäksi taulukossa on esitetty kyseisten palvelujen ohjeelliset maksimisiirtoetäisyydet pari- ja valokaapeleissa. Yleiseen televerkkoon perustuvien palvelujen osalta tulee ottaa huomioon, että kiinteistökaapelointi muodostaa useimmiten vain osan kokonaissiirtoetäisyydestä. Valokaapeleiden osalta siirtoetäisyyteen vaikuttaa paljon käytettyjen lähetin- ja vastaanotinlaiteiden sekä kuidun ominaisuudet. 5.1 Yleiskaapelointijärjestelmät Parikaapelointi Yleiseen televerkkoon perustuvat palvelut, kuten analogiset ja digitaaliset puhelinpalvelut, ISDN-perusliittymä ja xdsl-yhteydet, voidaan toteuttaa maksimisiirtoetäisyyksien rajoissa käyttäen yleiskaapelointijärjestelmän parikaapeleita riippumatta siirtotien luokasta (luokka A F). Lähiverkkotekniikoista voidaan toteuttaa siirtotieluokissa C F Ethernet 10 Mbit/s, ATM tiedonsiirtonopeuteen 155 Mbit/s ja Token Ring tiedonsiirtonopeudella 4 Mbit/s. Ethernet 100 Mbit/s:n, Token Ring 16 Mbit/s:n ja FDDI (CDDI):n siirtotien luokan on oltava D, mutta useimmiten ne saadaan toimimaan myös luokka C:n tasoisessa kaapeloinnissa lyhyillä yhteyksillä. ATM-tekniikka on määritelty toteutettavaksi vain suojaamattomassa kaapeloinnissa [6], mutta käytännössä on todettu, että myös suojattu kaapelointi käy tähän tarkoitukseen. Token Ring -verkoissa kannattaa verkon aktiivilaitteet (MAU:t) valita siten, että ne on suunniteltu käytettäväksi suoraan yleiskaapelointijärjestelmässä. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää liittimissä impedanssisovittimia, joilla muutetaan yleiskaapelointijärjestelmän 100 Ω impedanssi Token Ring -tuotteiden usein vaatimaan 150 Ω:iin. Gigabit Ethernet voidaan toteuttaa luokkien E- ja F-tasoisessa kaapeloinnissa. Lisäksi se voidaan toteuttaa vuonna 2000 uusitun luokka D:n mukaisessa kaapeloinnissa, jos käytetään vaihtoehtoa, jossa liikennöidään kaikilla yhteyden neljällä parilla molempiin suuntiin. Luokan C kaapelointi ei tähän käyttötarkoitukseen sovellu. 155 Mbit/s:ssa nopeampia ATMtai 10 Gigabit Ethernet -sovelluksia ei voida toteuttaa parikaapeleissa.