ВВЕДЕНИЕ Рисунок 1 Современное офисное задание оборудуется рядом Распределение ресурсов, необходимых для реализации инженерных систем, наличие которых делает пре- большой СКС, по отдельным подсистемам бывание человека на его территории максимально комфортным. С конца прошлого века к традицион- ным водопроводу, освещению, кондиционированию и т.д. начала добавляться внутриобъектовая инфор- мационно-телекоммуникационная система (ИТС). Назначение ИТС – удовлетворение потребностей пользователей в том сервисе, который предостав- ляют информационные технологии и телекомму- никации. ИТС строится на основе проверенной временем модели взаимодействия открытых информационных За последние два десятка лет в силу известных из- систем OSI, а физический уровень реализуемой на ее менений на ИТ-рынке относительная доля СКС в основе структуры в большинстве случаев выполняет- общем объеме средств, направляемых на реализацию ся в виде СКС. Последняя в общем случае представ- ИТС, выросла многократно и уже не может считаться ляет собой иерархическую структуру, содержащую малой на фоне затрат на сетевое оборудование, сер- горизонтальную и магистральные подсистемы. веры и программное обеспечение. В таких условиях 35 ELSV.RU резонным выглядит запрос на максимально глубо- не малое распространение в широкой инженерной кую стоимостную оптимизацию структурированной практике в России [3]. Поэтому в дальнейшем огра- проводки как нормируемой стандартами сложной ничимся рассмотрением только классической СКС технической системы. Эта задача может быть реше- и ее магистральной части. на различными, зачастую взаимно дополняющими друг друга, способами. В дальнейшем сосредоточим ОЦЕНКА ВРЕМЕНИ ПОЛНОГО ПЕРЕХОДА свое внимание на проектных решениях. НА IP-ТЕЛЕФОНИЮ В ОФИСНЫХ ИТС Основной объект стоимостной оптимизации Телефонная сеть организации наряду с ЛВС образу- СКС – горизонтальная подсистема. Это становится ет ядро ИТС и, соответственно, представляет собой прямым следствием иерархической структуры ИТС один из двух основных потребителей ресурсов СКС. в целом и СКС как ее составной части. Магистраль- Она может быть построена по-разному, в том числе ная часть структурированной проводки требует для на основе перспективной IP-телефонии, которая по- реализации примерно 15% всех ресурсов, которые зволяет полностью удовлетворить потребности кор- направлялись на построение СКС, реализованной поративного пользователя в телефонной связи [4]. по иерархической схеме, показанной на рис. 1. Они Важно то, что переход на IP-телефонию значимо ме- распред еляются примерно пополам между ее опти- няет подходы к построению СКС в целом, позволяя ческой и медножильной составляющими. перейти к однопортовым розеткам [5]. Затрагивает До последнего времени вопросы оптимизации она также магистральную часть проводки: отпадает различных видов (в первую очередь структурной для необходимость выделения в ней специализирован- минимизации проектной стоимости) магистральной ной телефонной подсистемы. части СКС из-за малости привлекаемых ресурсов Имеющиеся статистические данные свидетель- считались второстепенными. Однако в результате ствуют о том, что доля IP-телефонии в офисных упомянутых выше изменений в структуре затрат на ИТС, которая в 2014 г. составляла примерно 20%, ИТС целесообразность оптимизации всей СКС в растет довольно быстрыми темпами и достигла 55% в целом за счет отработки технических решений ма- 2024 г. (рис. 2). В процессе выполнения последующих гистрального уровня информационной кабельной оценок будем исходить из того, что полный переход проводки стала настоятельным требованием прак- на данную технологическую платф орму произойдет в тики [1]. тот момент, когда доля IP-техники в этой части ИТС Информационная кабельная система может быть достигнет некоторого заранее заданного значения от построена согласно положениям стандартов ISO/ всех используемых телефонных аппаратов. IEC 11801-1:2017 и ГОСТ Р 56571-2015, а также в виде Динамику погодового изменения во времени tt объ- проводки для сетей PoLAN [2]. Вторая возможность емов применения рассматриваемой техники в про- организации внутриобъектовых ИТС в целом и их ектах офисных ИТС опишем логистической кривой физического уровня, как неотъемлемой составной вида части, представляет собой адаптацию для новой (cid:17)(t)(cid:2)1(cid:7)bexp((cid:7)at2), области применения решений сетей доступа PON, однако, она, по крайней мере пока, получила край- где a и b –коэффициенты аппроксимации. Конкретизируем значенияa иb. В 2014 г., т.е. при t =0, имеем (0)=0,2, откуда получаем безразмерный Рисунок 2 коэффициентb =0,8. А в 2024 г., т.е. при t =10 имеем Распределение телефонов по типам во вновь реализуемых (10)=0,55, откуда следует, что a =5,75·10–31/год2. ИТС Ожидаемый момент представляет собой решение уравнения (t)=d, 1 (cid:11) b (cid:14) которое равно t (cid:2) ln(cid:13) (cid:16). При d =0,95 имеем d a (cid:12)1(cid:7)d(cid:15) tt =22 года, т.е. предлагаемая модельуказывает на за- d вершение процесса перехода на новую технологиче- скую платформу не ранее 2036 г. Таким образом, имеем сочетание большого вре- менного лага, естественного стремления заказчиков СКС к переносу в новый офис уже имеющейся у них УПАТС, а также заложенной в идеологию структу- рированного каблирования инвариантности созда- 36 ЭЛЕКТРОСВЯЗЬ |1|2025 СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ Рисунок 3 ционарных линий коммутационным шнуром в этаж- Структура телефонной сети предприятия при ной кроссовой, как показано на рис. 3. иерархической схеме построения СКС При построении той части магистрали, кото- рая обслуживает телефонную сеть, необходимо принимать во внимание наличие как обычных, так и системных телефонных аппаратов. Послед- ние обладают расширенными функциональными возможностями, но требуют для работы четы- рехпроводной линии (две пары). Формирование телефонной магистрали с учетом фактических по- требностей этой части ИТС эквивалентно ее опти- мизации и может трактоватьс я как полноценная проектная задача. ПОСТРОЕНИЕ ТЕЛЕФОННОЙ МАГИСТРАЛИ При выборе структуры телефонной магистрали тра- диционно используется известная рекомендация AT&T, предложенная еще в 90-х гг. прошлого столе- тия [7, 8]. Согласно этой рекомендации, для крупных СКС следует исходить из так называемой высокой степени интеграции: по две пары на одну пользо- Рисунок 4 Разновидности разводок розеток модульных разъемов вательскую информационную розетку (ИР). Такой подход отражал то разнообразие типов телефонных аппаратов, которые эксплуатировались во внутри- объектовых ИТС в конце 1980-х – начале 1990-х гг. В настоящее время рекомендация AT&T устарела и обоснованный отказ от нее в пользу однопарных трактов позволит снизить затраты на построение магистрали примерно на треть. В пересчете на всю кабельную систему с учетом распределения затрат, показанного на рис. 1, общие расходы на ее реали- зацию падают примерно на 2%. С учетом больших ваемой проводки к использующей ее аппаратуре. Все капитальных затрат на построение структурирован- это в комплексе означает необходимость на протяже- ной проводки такая экономия становится достаточ- нии как минимум ближайших полутора десятков лет но значимой величиной. применения в составе магистральных уровней вновь Соотношение между обычными и системными проектируемой иерархической СКС специализиро- телефонами в конкретном проекте, как правило, не ванной телефонной подсистемы. включается в технические требования к ИТС. Кро- ме того, заказчик обычно испытывает затруднения с ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ количественной формулировкой этого параметра по ВНУТРИОБЪЕКТОВОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ запросу разработчика технического задания на СКС. Для телефонной сети в составе магистральной ча- Поэтому данный вопрос можно решить только на сти проводки выделяется отдельная подсистема, что вероятностном уровне введением соответствующих связано с размещением УПАТС в аппаратной ИТС. проектных приемов. С учетом централизованной схемы построения этой Фактором, который частично снимает исход- сети и целесообразности питания телефонных ап- ную неопределенность, становится отказ от па- паратов от УПАТС (от центральной батареи) маги- нелей типа 110 в пользу 50-портовых панелей с стральная часть проводки формируется на основе модульными разъемами при проектировании той кабелей из витых пар и соответствующего коммута- функциональной секции коммута ционного поля, ционного оборудования. которая обслуживает телефонную магистраль. Ис- В силу ряда причин горизонтальная подсистема пользуемая в этих панелях двухпарная схема раз- СКС строится на основе кабелей из витых пар [6]. водки USOC обратно совместима с однопарной по Эта особенность позволяет сформировать составной контактам 4-5, а также по контактам 4-5 и 3-6 с мо- тракт для подключения телефонного аппарата как дульным разъемом, как показано на рис. 4. Таким терминального устройства ИТС к УПАТС простым образом, с точки зрения телефонной сети она может соединением горизонтальной и магистральной ста- считаться универсальной. 37 ELSV.RU Беря за основу высказанные выше соображения, Рисунок 5 приходим к тому, что для наращивания эффектив- Функциональная секция и ее подсекции телефонной подсистемы для кроссовой, обслуживающей 500 портов ности телефонной подсистемы через приближение закладываемых в нее ресурсов к фактическим по- требностям ИТС целесообразно: • отказаться от рекомендуемого AT&T подхода на основе понятия высокой степени интегра- ции; • сократить количество пар в телефонной маги- страли до некого разумного числа с привязкой к количеству пользовательских ИР; • разбить функциональную секцию телефонной подсистемы коммутационного поля этажной кроссовой на две подсекции, что обеспечит возможность поддержки функционирования как двухпроводных, так и четырехпроводных телефонных аппаратов. Возможность привязки именно к количеству ИР определяется тем, что абсолютное большинство из Рисунок 6 них выполняется в двухпортовом варианте и, несмо- Распределение числа СКС и вероятность применения тря на универсальный характер СКС, на практике магистральной подсистемы в проекте в зависимости от обслуживает рабочую станцию ЛВС и телефонный количества реализуемых портов аппарат как типовые пользовательские терминаль- ные устройства. Вариант предлагаемого разбиения показан на рис. 5. При использовании в линейной части маги- страли наиболее популярных на практике 25-парных кабелей [9] это осуществляется следующим образом: • 24 розет ки одного из рядов (например, для определенности, верхнего) одной из теле- фонных 50-портовых панелей (обычно верх- ней или нижней из функциональной секции) подключаются к магистральным кабелям по двухпарной схеме; • остальные розетки этой панели разводятся по однопарной схеме; • во всех остальных панелях применяется одно- парная схема подключения магистральных ка- белей. где =0,3; sm =0,28;=3,6 – коэффициенты аппрок- РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ПАР ОТ КОЛИЧЕСТВА симации набора эмпирических данных, отражающих ПОРТОВ СКС выборку по 750 реализованным проектам. При вы- Статистика реализованных проектов СКС пока- числении конкретных значений использовался ме- зывает, что распределение количества n портов тод наименьших квадратов. структурированной проводки подчиняется экс- Соответственно распределение числа портов в поненциальному закону  (x)=exp(–x), где x=n/n , СКС с магистральной подсистемой задается следу- 1 0 n =137 – среднее по реализованным проектам ко- ющей функцией 0 личество портов в инсталлируемой СКС, причем по 6 фи зическому смыслу x > 0. 5(x)(cid:2)(cid:17) (x)(cid:17) (x)/ (cid:25)(cid:17) (x)(cid:17) (x)dx, 1 2 1 2 Вероятность построения реальной кабельной си- 0 стемы по многоуровневой схеме с выделением в ее где x = n/n ; n – количество портов СКС; n =137 – 0 0 составе магистральной подсистемы хорошо описы- среднее количество портов в проекте СКС (см. вается функцией вида (рис. 6) рис. 6). (cid:19)1(cid:7)e(cid:7)2(x(cid:7)sm)3, при x 4sm; Расчет в среде MathCad дает для (x) среднее (cid:17) 2 (x)(cid:2)(cid:20) (cid:21)0, при x(cid:6)sm, a =2,39, дисперсию2=1,13 и коэффициент асим- метрии  =1,56. 3 38 ЭЛЕКТРОСВЯЗЬ |1|2025 СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ Отдельно укажем на то, что данное распределение ются к таким розеткам по двухпроводной схеме. хорошо описывается рядом Грама-Шарлье Переходя к зависимости данного параметра от ко- личества портов СКС в предположении равенства * , (cid:11) (cid:13) x(cid:7)a(cid:14) (cid:16) 3 (cid:7)3 (cid:11) (cid:13) x(cid:7)a(cid:14) (cid:16) - // количества ИР, обслуживаемых этажными крос- 5 (x)(cid:2) e(cid:7)(x(cid:7)a)2/2$2 , 1(cid:8)3 (cid:12) $ (cid:15) (cid:12) $ (cid:15)/ . совыми, и построения кабельной системы со 100 и 1 2"$ , 3 3! / более портами (для 100-портовой СКС вероятность , / + . наличия магистрали составляет 100 (cid:25) /n 0 5(x)dx 71%), за- 0 стью среднеквадратичной ошибки 24 6 пишем (1) в виде g(x)(cid:2) . (cid:25)* + 5(x)(cid:7)5 1 (x)- . 2 dx (cid:2)0,114. 26(cid:8)50 * , x n 0 (cid:7)1 - / 0 +2100 . Техническое помещение этажной кроссовой, со- Тогда среднее значение g(x) составит гласно стандартам, обслуживает максимум 1000 м2 6 рабочей площади, на которой при кабинетной (cid:25) g(x)5(x)dx (cid:2)0,22. планировке офиса размещается не более 250 поль- 100/137 зовательских ИР (по 4 м2 на одну розетку). Общее Из статистики реализованных проектов известно, количество ожидаемых портов с учетом среднего что g =0,07, т.е. обеспечивается трехкратный запас. по проектам количества 2,1 портов на одну ИР со- Кроме того, (1) рассматривается как уравнение от- носительно количества 50-портовых панелей в соот- 525/137 ставляет 2502,1=525. Имеем (cid:25) 5(x)dx (cid:2)0,91. Это ветствующей функциональной секции, и его реше- подтверждает известный из пра000ктики факт, что по- 12(1(cid:8)g) давляющее большинство иерархических СКС разво- ние дает m(cid:2) . Приg =0,07 имеем m=7, что 25g рачивается на двух этажах офисного здания. Кроме того, каждая этажная кроссовая такой СКС обслу- превышает максимальное количество таких панелей живает обычно не более 250 телефонных аппаратов в функциональной секции правильно спроектиро- (значение 2,1 близко к 2). Последнее означает, что ванной СКС. применение для построения телефонной функци- ональной секции кроссового поля этажной кроссо- ВЫВОДЫ вой свыше пяти 50-портовых телефонных панелей 1. Необходимость разбиения подсистемы внутрен- маловероятно. них магистралей на оптическую и специализирован- Сформируем рассматриваемую функциональную ную телефонную подсистемы сохранит свою акту- секцию из популярных 50-портовых панелей с двух- альность на протяжении как минимум ближайших рядным расположения розеточных модулей на ли- полутора десятков лет. цевой пластине корпуса. Отведем под подключение 2. В составе телефонной функциональной секции четырехпроводных (системных) телефонов верхнюю административной подсистемы целесообразно вы- линейку розеток такой панели, выделив ее в упомя- делять также специализированную подсекцию для нутую выше подсекцию четырехпроводных телефо- поддержки обычных и системных телефонов. нов. Тогда наибольшее относительное количество 3. Для реализации подсекции системных теле- четырехпроводных телефонов в ИТС задается как фонов при построении коммутационного поля по европейской схеме достаточно одной линейки 24 (cid:2) g, (1) 50-портовой телефонной панели вне зависимости от 26(cid:8)(m(cid:7)1)#50 количества телефонных панелей в рассматриваемой где m– количество 50-портовых телефонных панелей функциональной секции. и m 1. При записи (1) учитывалось, что пара наи- 4. Построение подсекции четырехпроводных теле- более популярных в проектах 25-парных магистраль- фонов на одной 25-портовой линейке обеспечивает ных кабелей обслуживает 24 розетки телефонной ожидаемый трехкратный запас по возможности их панели по четырехпроводной схеме, а оставшиеся использования в составе ИТС и может считаться свободными от них две одиночные пары подключа- универсальным подходом. 39 ELSV.RU СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Петриченко, Г.С. Методика оценки А.А. Филиппов // Вестник связи. – 2010. – кабельные системы – Проектирование, финансового риска при проектировании и № 2. – С. 4-8. монтаж и эксплуатация / И.Г. Смирнов. – монтаже компьютерной сети предприятия / 4. Росляков, А.В. IP-телефония / А.В. Рос- М.: Экон-Информ, 2005. – 348 с. Г.С. Петриченко, Л.Н. Дудник, М.Ю. Срур ляков, М.Ю. Самсонов, И.В. Шибаева. – М.: 8. Семенов, А.Б.Проектирование и рас- // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Эко-Трендз, 2003. – 252 с. чет структурированных кабельных систем и Информатика, телекоммуникации, управ- 5. Семенов, А.Б. Перспективы примене- их компонентов / А.Б. Семенов. – М.: ДМК- ление. – 2011. – № 2(120). – С. 18-25. ния в СКС однопортовых розеток / А.Б. Се- Пресс, 2008. – 413 с. 2. Семенов, А.Б. Варианты внедрения менов // Первая миля. – 2024. – № 3(119). – 9. Андреев, В. Качество LAN-кабелей – технологии PoLAN в действующие СКС / С. 26-31. основа надежности работы СКС и сетей А.Б. Семенов // Первая миля. – 2023. – 6. Семенов, А.Б. Системные изменения в ШПД / В. Андреев, А. Бульхин, Б. По- № 5(113). – С. 40-45. перспективных СКС / А.Б. Семенов // Пер- пов, В. Попов // Первая миля. – 2020. – 3. Никульский, И.Е. Технология PON: вая миля. – 2020. – № 3(88). – С. 16-21. № 1(86). – С. 34-37. взгляд в будущее / И.Е. Никульский, 7. Смирнов, И.Г. Структурированные Получено 24.12.24 Construction of a functional section of the SCS telephone backbone A.B. Semenov, NRU MGSU, professor, Dr.Sci.(Tech.); andre52.55@mail.ru Abstract.Taking into account the dynamics of changes in the volume of IP telephony applications, the expediency of maintaining a specialized telephone subsystem as part of the SCS backbone subsystem in the near and medium term is proved. The separation of the functional section of the telephone subsystem of the switching field of a floor technical room into subsections of conventional and system 2-wires and 4-wires telephones is justified. The necessity of allocating one line of 50-port telephone panels for a subsection of 4-wires telephones is shown. Keywords: structured cabling system, backbone subsystem, telephone patch panel, functional section. 40 ЭЛЕКТРОСВЯЗЬ |1|2025 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И КОДИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ Формирование и анализ сигналов стереофонического вещания с полярной модуляцией с использованием современных средств измерений. Часть I Н.В. Лемешко, АО «Корпорация «Комета», начальник отдела, д.т.н.; nlem83@mail.ru С.С. Захарова, НИУ ВШЭ, преподаватель, к.т.н.; ZaharovaSvetlana@yandex.ru