Aplikacje biznesowe o znaczeniu krytycznym takie jak np. systemy ERP, SCADA, CRM, aby mogły funkcjonować muszą mieć zapewnione odpowiednie środowisko oraz infrastrukturę. Wszystkie urządzenia wchodzące w skład systemu teleinformatycznego wymagają niezwodnych połączeń komunikacyjnych oraz pewnego zasilania i chłodzenia. Centrum danych lub farma serwerów może zawierać dziesiątki lub nawet setki szaf, we wnętrzu, których jest zainstalowane wiele różnego rodzaju urządzeń (takich jak serwery, switche, ups-y etc.), więc chociażby ze względu na skalę - budowa niezawodnych połączeń transmisyjnych i zasilających jest sporym wyzwaniem. Współczesne wymagania stawiane systemom teleinformatycznym w zakresie zdolności adaptacyjnych do zmieniającego się otoczenia biznesowego oraz zapewnienia wysokiej dostępności stwarzają również nowe - znacznie większe wyzwania w zakresie prowadzenia okablowania.

Jeszcze do niedawna serwerownia była praktycznie wyłącznie lokalizowana w specjalnie zaprojektowanym pomieszczeniu, w którym znajdowała się przestrzeń do prowadzenia kabli i przewodów tzw. „podłoga techniczna”. Podłoga z możliwością podnoszenia, wydaje się bardzo wygodnym miejscem do prowadzenia okablowania w serwerowni, lecz jednak z jej stosowaniem związane jest także wiele problemów. Wybór tego rozwiązania oznacza bowiem konieczność przestrzegania wysokich kryteriów budowy wynikających z przepisów przeciwpożarowych. Zgodnie z nimi podłoga podniesiona jest traktowana jako „komora powietrzna”, w której wystąpienie pożaru ze względu na możliwość łatwego rozprzestrzeniana się ognia w budynku jest uznawane za szczególnie niebezpieczne. Z tego powodu okablowanie w podłogach podniesionych musi być zamknięte w ognioodpornych kanałach wykonanych z metalu lub ze specjalnych polimerów, co powoduje znaczący wzrost złożoności instalacji i tym samym kosztów jego wykonania. Wadą tego typu rozwiązania jest również stosunkowo niedogodny dostęp do przewodów podczas prac eksploatacyjnych oraz trudności z identyfikacją splątanych kabli, co zwiększa ryzyko przypadkowego wyłączenia lub niewłaściwego podłączenia podczas prowadzenia prac modernizacyjnych. Problemy związane z dostępem i rekonfiguracją przyczyniają się również do tego, iż podczas prac serwisowych często nie demontuje się unieczynnionych kabli. Z wyżej wymienionych powodów w wielu centrach danych mimo faktu, iż jest dostępna podłoga techniczna, część - a w wielu przypadkach nawet większość kabli transmisyjnych prowadzi się w specjalnych korytach nad szafą gdyż takie podejście ułatwia obsługę serwisową i ich identyfikację. Rzadziej do prowadzenia okablowania stosuje się kanały, które są projektowane pod konkretną aplikację. Ich adaptowanie do ewentualnych zmian jest bardzo utrudnione, gdyż są ściśle związane z konstrukcją budynku, więc korzystniejszym rozwiązaniem wydaje się stosowanie podłogi podniesionej lub prowadzenie kabli w korytach nad szafami. W związku z nowymi zadaniami stawianymi przed systemami teleinformatycznymi wielu producentów oferuje zestandaryzowaną infrastrukturę fizyczną. W jej skład wchodzą szafy, we wnętrzu, których instalowane są urządzenia w znormalizowanych obudowach, oraz dedykowany osprzęt. Każde urządzenie (moduł) przeznaczone do montażu w szafie rack posiada panel przedni o szerokości 19 cali (482,6 mm) oraz specjalne uchwyty montażowe. Wysokość modułów jest ustandaryzowana a jej jednostkę określa się, jako U (1 Unit równa się 1¾ cala, czyli ok. 4,445 cm). Jeden U to wysokość pojedynczego slotu w szafie montażowej, a więc jednostka ta określa ile slotów zajmuje w takiej szafie pojedyncze urządzenie. Znormalizowane szafy umożliwiają zastosowanie konfiguracji sprzętowej w sposób pozwalający na optymalne wykorzystanie powierzchni oraz dużą zdolność do rekonfiguracji. Niezmiernie istotna jest również kwestia właściwego rozmieszczenia szaf w pomieszczeniu gdyż ich prawidłowe rozplanowanie może również wpłynąć na ograniczenie czasu przestojów wynikających z prac modernizacyjnych.

Zobacz również:

• AI ma duży apetyt na prąd. Google znalazł na to sposób
• AI a DC - oto jest wyzwanie

Przewody transmisyjne i zasilające w szafach

Przestrzeń w szafie dostępna do instalacji poszczególnych urządzeń teleinformatycznych jest niekiedy bardzo ograniczona, co zwiększa prawdopodobieństwo uszkodzenia, awarii lub wystąpienia błędów podczas zabiegów modernizacyjnych a mogących skutkować przestojami. Trudności z montażem okablowania w szafie mogą być również przyczyną znacznego wydłużania się w czasie - prac instalacyjnych lub modernizacyjnych. Dla administratora ważne jest skrócenie czasu migracji serwerów, na który niebagatelny wpływ ma również sposób prowadzenia przewodów. Szafy powinny być, więc na tyle głębokie, aby zapewnić odpowiednią ilość miejsca do montażu i stwarzać wygodne warunki do prowadzenia prac tak, aby nie powodować ryzyka wystąpienia awarii. Stosując pewne uproszczenie można przyjąć, że na każde 48  punktów logicznych należy przewidzieć miejsce w szafie o wysokości 2U. Przy budowie infrastruktury w oparciu o znormalizowane szafy 19’’ należy zwrócić uwagę, aby były one wyposażone w kanały i koryta zapewniające łatwe i uporządkowane, prowadzenie wymaganej ilości kabli. Przewody powinny być rozprowadzane w miarę możliwości z tyłu szafy, tak, aby uniknąć niepożądanych przełączeń w jej wnętrzu. Listwy zasilające najlepiej jest instalować z tyłu szafy, gdyż w ten sposób można uniknąć przypadkowego odłączenia zasilania w trakcie prac eksploatacyjnych lub modernizacyjnych dotyczących zainstalowanych urządzeń. Ważnym elementem wyposażenia, lecz często niedocenianym przez użytkowników, są organizatory kabli. Pozwalają one prowadzić kable w szafie w sposób nieograniczający przepływu powietrza, a jednocześnie tak, aby był do nich łatwy dostęp. Zwykle na jeden lub dwa panele krosowe powinien przypadać jeden organizator (zajmujący zazwyczaj wysokość nie większą niż 1U). Do światłowodów powinno się stosować organizatory o odpowiednio wyprofilowanych uchwytach. Szersze szafy warto wyposażyć w uchwyty boczne, które pozwolą uporządkować wiązki prowadzonych przewodów.

Niewłaściwy sposób prowadzenia kabli transmisji danych i zasilających może być przyczyną utrudnionego przepływu powietrza chłodzącego, co w konsekwencji może prowadzić do uszkodzeń sprzętu teleinformatycznego. Innym niekorzystnym zjawiskiem, które wpływa negatywnie na efektywność chłodzenia jest uchodzenie powietrza przy wprowadzeniach kabli z szaf. W celu zminimalizowania tego zjawiska przepusty kabli uszczelnia się przy użyciu specjalnych reduktorów.

Kable krosowe ze względu na ich dużą giętkość i odporność na uszkodzenia mechaniczne powinny być wykonane z kabla typu linka o przekroju 26 AWG. Oczywiście im mniejszy przekrój przewodów krosowych tym większa ich elastyczność, co ułatwia układanie w korytach w szafie dystrybucyjnej, lecz wzrasta podatność na uszkodzenia mechaniczne. Podczas prac instalatorskich należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby nie zaciskać zbyt mocno wiązek z kablami, gdyż powoduje to zmianę ich struktury wewnętrznej, czego efektem jest pogorszenie szybkości transmisji, a w niektórych przypadkach ich uszkodzenie. Przewody zasilające i transmisji danych powinny być instalowane przy zachowaniu minimalnej odległości wynoszącej 30 cm pomiędzy nieekranowanymi traktami. W przypadku układania kabli zasilających i transmisji danych w jednym korycie należy pamiętać, aby korytko i przegroda ekranująca pomiędzy nimi była wykonana z metalu. Przegrody i koryta z tworzywa sztucznego nie tworzą, bowiem bariery zapobiegającej przenikaniu zakłóceń elektromagnetycznych. W przypadku stosowania kabli ekranowanych zjawisko zakłócania jest znacznie mniejsze, lecz mimo to należy unikać bezpośredniej bliskości pomiędzy liniami zasilającymi i transmisji danych.

W szafach rackowych konieczne jest zapewnienie zdolności do dostosowania układów okablowania do zmieniających się potrzeb, gdyż często dochodzi do konieczności przeprowadzenia zmian dotyczących parametrów zasilania mocy, napięcia czy ilości gniazd. W celu zapewnienia ergonomicznego i szybkiego montażu przewodów i urządzeń szafy powinny być wyposażone w dzielone drzwi tylne tzw. „francuskie” tak, aby była dostępna większa przestrzeń robocza w przejściach. Warto również zaopatrzyć się w szafy z odwracanymi drzwiami, zamontowanych na łatwo rozłączalnych zawiasach. Na przednich i tylnych szynach montażowych warto wyraźnie zaznaczyć wysokość w jednostkach U tak, aby była możliwa łatwa orientacja, co do dostępnej przestrzeni. Szafy powinny być wyposażone w elementy łatwo się demontujące i niewymagające użycia specjalistycznych narzędzi. Jak przykład tego typu rozwiązań można wymienić drzwi z szybko rozłączalnymi zawiasami, łatwo-rozłączalne panele boczne oraz uchwyty ułatwiające prowadzenie kabli.

Okablowanie strukturalne obiektu – przewody transmisji danych.

Głównymi komponentami wchodzącymi w skład okablowania strukturalnego obiektu są:

• kable miedziane

• kable światłowodowe

• gniazda przyłączeniowe

• systemy krosujące

• szafy instalacyjne tzw. „rackowe”.

W przypadku wykonywania okablowania strukturalnego sieci LAN w nowych obiektach już na etapie projektowania określa się trasy prowadzenia przewodów oraz miejsca instalacji urządzeń. W przypadku konieczności wykonania instalacji w istniejących budynkach okablowanie prowadzi się zwykle w korytkach wykonanych z PCV lub w przestrzeni pod sufitem podwieszanym wraz z innymi przewodami np. oświetleniowymi. Prowadzenie przewodów teleinformatycznych może odbywać się wraz z inną instalacją komunikacyjną np. alarmową, telewizyjną, przeciwpożarową czy telefoniczną, co pozwala na znaczne obniżenie kosztów, a także uproszczenie eksploatacji. Rozkład poszczególnych punktów przyłączeniowych elektryczno – logicznych (PEL) w budynku powinien nie tylko uwzględniać obecną strukturę organizacji, lecz również gwarantować możliwość jej rekonfiguracji oraz rozbudowy. W związku z tym ilość punktów przyłączeniowych w poszczególnych pomieszczeniach powinna być określona z odpowiednią rezerwą. Ilość punktów PEL w pomieszczeniu technicznym serwerowni, oraz obsługi technicznej centrum monitoringu i zarządzania, a także w pomieszczeniu administratorów sieci lokalnej LAN i testów sprzętu i oprogramowania, powinny być ustalone w zależności od indywidualnych uwarunkowań i wymogów użytkowników. Dla większości gniazd przyłączeniowych stosuje się systemy ramek i puszek natynkowych oraz gniazd elektrycznych mających zastosowanie w dedykowanych instalacjach zasilających. W małych instalacjach natynkowych przydatne są pojedyncze bądź podwójne gniazda powierzchniowe RJ45 UTP ze złączem RJ bez osłony przeciw-pyłowej. Gniazda niewykorzystywane powinny być zabezpieczone przed niepowołanym podłączeniem do sieci np. za pomocą specjalnej zaślepki z blokadą. Szafy krosownicze powinny być instalowane w pomieszczeniach wyposażonych w odpowiednie zabezpieczenia przed dostępem osób nieupoważnionych. W przypadku gdy zasilacze UPS są instalowane w odrębnym pomieszczeniu powinno być tam również doprowadzone okablowanie logiczne, tak by istniała możliwość  zdalnego monitorowania i  zarządzania ich pracą. Miejsca lokalizacji urządzeń aktywnych muszą mieć także zapewniony odpowiedni poziom chłodzenia oraz gwarantowane zasilanie umożliwiające poprawną eksploatację zamontowanego tam sprzętu. Wszystkie panele krosownicze powinny być czytelnie i przejrzyście opisane oraz posiadać ponumerowane gniazda w szafach krosowniczych. W celu ułatwienia prowadzenia prac eksploatacyjnych i modernizacyjnych i ograniczenia ryzyka awarii, kable łączące poszczególne serwery i urządzenia z szafą krosowniczą lub z innymi elementami o istotnym znaczeniu powinny być wykonane w innym kolorze niż pozostałe.

W celu zmniejszenia wpływu zakłóceń, szczególnie w miejscach o dużej koncentracji ilości kabli transmisyjnych oraz bliskości przewodów instalacji elektrycznej, powinno się wykonać okablowanie poziome w wersji ekranowanej. Zwiększenie odporności systemu informatycznego na zakłócenia elektromagnetyczne oraz ograniczenie emisji zakłóceń do środowiska zewnętrznego wpływa, bowiem znacząco zarówno na dostępność systemu teleinformatycznego jak i na zwiększenie bezpieczeństwa transmisji danych.

Okablowanie strukturalne obiektu

Wszystkie elementy przeznaczone do budowy okablowania strukturalnego powinny być wykonane zgodnie z obowiązującymi normami i standardami. Wszystkie kable sygnałowe powinny być oznaczone numerami, w sposób trwały, zarówno od strony gniazda, jak i od strony szafy montażowej. Należy wykonać odpowiednią ilość zapasowych elementów wymiennych (wkładek wielokrotnych) w celu zapewnienia możliwości przyszłej rekonfiguracji.

System powinien pozwalać na zmianę typu interfejsu dowolnego punktu przyłączeniowego poprzez wymianę wkładki na odpowiednią w panelu krosowym lub zestawie instalacyjnym (gnieździe) użytkownika. Aby zapewnić możliwości integracji usług multimedialnych w ramach okablowania należy stosować ekranowane kable logiczne. System powinien pozwalać na wykorzystanie transmisji wielokanałowej (rozdział par pod wspólną osłoną kabla) bez konieczności zmian w rozszyciu kabla, wyłącznie poprzez wymianę wkładki. Po wykonaniu instalacji okablowania strukturalnego należy sporządzić techniczną dokumentację powykonawczą zaznaczając ewentualne zmiany (w stosunku do pierwotnego projektu) w trasach kablowych i rzeczywiste rozmieszczenie punktów przyłączeniowych w pomieszczeniach. Przed dokonaniem odbioru nowej bądź modernizowanej instalacji teletechnicznej należy, przy pomocy specjalistycznych urządzeń pomiarowych (testerów okablowania) dokonać odpowiednich pomiarów zarówno właściwości statycznych jak i dynamicznych dla poszczególnych torów. Powinny one zostać przeprowadzone dla wszystkich punktów przyłączeniowych, a dla łączy światłowodowych nieodzowne jest przeprowadzenie pomiarów tłumienności zgodnie z wymaganiami odpowiednich standardów (dwukierunkowe pomiary sygnałem w dwóch oknach transmisyjnych). Protokoły z wykonanych pomiarów powinny oczywiście załączone do dokumentacji powykonawczej.

Elektryczne instalacje odbiorcze

Instalacje elektryczne zasilające systemy teleinformatyczne powinny być tak zbudowane, aby zapewnić wysoką niezawodność pracy odbiorników. Zasady projektowania, budowy oraz eksploatacji instalacji elektrycznej określone są w polskich edycjach międzynarodowych norm IEC (International Electrical Commision). Pierwszym krokiem do określenia wymagań dla budowy instalacji elektrycznej jest przygotowanie listy planowanych do montażu urządzeń (systemów) z wyszczególnieniem ich mocy znamionowej, parametrów napięcia z zaznaczeniem, czy są to urządzenia jednofazowe bądź trójfazowe. Obwody zasilające urządzenia teleinformatyczne powinny być wydzielone z instalacji elektrycznej budynku i przeznaczone tylko do zasilania tych urządzeń. W celu poprawy bezpieczeństwa pracy instalację zasilającą sprzęt informatyczny dzieli się na mniejsze obwody odbiorcze, przy czym na jeden obwód powinno przypadać nie więcej niż 20 gniazd, które powinny uniemożliwiać podłączenie innych urządzeń niż teleinformatyczne. Podział instalacji elektrycznej na mniejsze obwody jest szczególnie ważny dla zasilania sprzętu teleinformatycznego z centralnego zasilacza UPS, aby w wypadku zakłócenia (np. zwarcia spowodowanego uszkodzeniem izolacji) i zadziałania zabezpieczeń nie spowodować przerwy napięcia wielu odbiorników. Najbardziej newralgicznym miejscem, z punktu widzenia zapewnienia wysokiej dostępności centrum przetwarzania danych są obwody zasilające szafy. Coraz częściej, więc instalację zasilającą szaf realizuje się przy wykorzystaniu dwóch niezależnych obwodów (głównego i pomocniczego), które są zarządzane przy użyciu przełączników. Przełączniki o mocy większej niż 10 kVA są zwykle zabudowane w rozdzielniach elektrycznych i połączone na stałe z instalacją elektryczną budynku, a przełączniki o mocach poniżej 10 kVA w szafach teleinformatycznych. Należy pamiętać o pozostawieniu pewnej rezerwy w tablicy rozdzielczej, co daje możliwość w przypadku rozbudowy i konieczności wykonania dodatkowych obwodów. Wszystkie aparaty zabudowane w głównej szafie rozdzielczej budynku takie jak: wyłączniki, przełączniki, przełączniki obejścia serwisowego tzw. „bypass”, przewody doprowadzenia zasilania w głównym przyłączu jak i poszczególne podziały na obwody prądowe, powinny być czytelnie i precyzyjnie oznakowane wraz z określeniem poszczególnych faz zgodnie z dokumentacją. Warto zaznaczyć, iż w myśl zarówno polskich jak i międzynarodowych przepisów zarówno projektowanie jak i montaż instalacji elektrycznej powinno być wykonane przez osoby posiadające odpowiednie uprawnienia budowlane.

Zarządzanie zmianami – ewidencjonowanie połączeń

Posiadanie aktualnej ewidencji połączeń, która zawiera informację, ile linii okablowania jest wykorzystane, a ile jest jeszcze wolnych oraz ilu nowych użytkowników mogą obsłużyć dostępne w firmie routery i przełączniki jest niezwykle ważne dla administratora. Istotne jest również posiadanie informacji o tym, który port panelu krosowego reprezentuje określonego użytkownika. W małych i średnich sieciach informatycznych do prowadzenia takiej ewidencji wystarczy arkusz kalkulacyjny przygotowany np. w Excelu, w którym można w prosty sposób odnotowywać zmiany. Trzeba jednak pamiętać, że im większa instalacja, tym więcej danych trzeba rejestrować, a dla instalacji powyżej 1000 punktów opracowanie takiej ewidencji oraz bieżące wprowadzanie zmian jest stosunkowo żmudne i wymaga sporego nakładu pracy gdyż aktualność danych zależy od rzetelności osób, które je wprowadzają. W związku z powyższym dla większych systemów warto stosować specjalistyczne oprogramowanie, które jest w stanie automatycznie analizować mapę połączeń sieci, a w przypadku nieautoryzowanych zmian ma nawet możliwość wysyłania stosownych informacji do administratora IT np. poprzez e-mail lub SMS.

Podsumowanie

Żadna współczesna organizacja nie może funkcjonować bez systemu teleinformatycznego a on z kolei bez okablowania. Infrastruktura o znaczeniu krytycznym w tym systemy okablowania transmisyjnego jak i zasilania muszą sprostać wysokim wymogom niezawodności i adaptacyjności, co wymaga nowego podejścia zarówno w sferze projektowej jak i wprowadzenia nowych rozwiązań w zakresie konstrukcji oraz montażu. W związku z tym coraz częściej odchodzi się od budowy systemów projektowanych od podstaw pod konkretną aplikację, w stronę konstrukcji modułowych, które mogą być w prosty sposób modyfikowane na miejscu, bez użycia skomplikowanych narzędzi, co zapewnia łatwe i szybkie przeinstalowanie systemu oraz montaż na miejscu użytkowania. We współczesnych centrach przetwarzania danych wyposażenie jest zwykle, przy najmniej w części zmieniane, co dwa, trzy lata z powodu zmian wymagań procesów biznesowych bądź rozwoju technologii informatycznej, dlatego sposób prowadzenia kabli zasilających i transmisyjnych oraz konfiguracja połączeń musi być przygotowana do częstych modernizacji, więc wszystkie elementy związane z okablowaniem powinny być starannie oznakowane. Podłoga techniczna, która była obszarem serwerowni dedykowanym do prowadzenia przewodów dla wielu aplikacji już nie w pełni odpowiada aktualnym wymaganiom. W przypadku prowadzenia okablowania w podłodze technicznej występują, bowiem trudności z szybkim dostępem do przewodów, co wydłuża czas operacji związanych z eksploatacją, jaki i modernizacją przekładając się na zmniejszenie poziomu dostępności systemu teleinformatycznego. Obecnie na rynku, coraz więcej stosowanych systemów szaf jest przystosowana do układów prowadzenia kabli górą, co zapewnia łatwe dostosowywanie się do stale zmieniających się wymagań odnośnie systemów teleinformatycznych. Aby zapewnić możliwość rozwoju systemu teleinformatycznego w dalszej perspektywie należy przewidzieć ewentualność zwiększenia przepustowości sieci logicznej, w związku, z czym powinna ona zostać wykonana zgodnie z najnowszymi standardami dla okablowania strukturalnego.