AJM Sp. z o.o. - Energetyczne wymagania stawiane sieciom

Energetyczne wymagania stawiane sieciom

Utworzono: środa, 9 listopad 2011, 20:11

Energetyczne wymagania stawiane sieciom komputerowym Jednym z zagadnień z jakim obecnie coraz częściej się spotykamy przy budowie sieci komputerowych typu LAN czy WAN jest ekranowanie i uziemienie. Wiąże się to z lawinowym rozwojem przesyłu danych przez sieci komputerowe w których zachodzi tendencja podwyższania częstotliwości transmisji sygnałów dla uzyskania coraz szybszego i coraz szerszego pasma w sieci.

Wiąże się to z przechodzeniem na coraz wyższą kategorię pracy samej sieci jak i urządzeń z nią współpracujących począwszy od obecnie szeroko stosowanej kategorii rozszerzonej 5e (125MHz) Fast Ethernet, do kategorii 6 (250MHz) Gigabit Ethernet lub nawet do przyszłościowej kategorii 7 (600MHz). Ekranowane kable instalacyjne FTP kat.5e, (kat.6) z pojedynczą warstwą ekranu folii, o impedancji 100 omów są przeznaczone do instalacji okablowania strukturalnego dla transmisji sygnałów telefonicznych, danych i video z częstotliwością do 125 MHz (250MHz). Powinny być stosowane w instalacjach wymagających ochronny elektromagnetycznej, np. przy instalacjach prowadzonych jednocześnie z instalacją elektryczną lub w inny sposób narażonej na zakłócenia EMC. Natomiast gdy instalacja okablowania strukturalnego może mieć wpływ na działanie innych instalacji lub urządzeń stosuje się ekranowane kable instalacyjne S-FTP z podwójną warstwą ekranującą (folia aluminiowa + oplot miedziany). Dotyczy to szczególnie kabli kat.6 pracujących przy dużych częstotliwościach 250MHz. Dla lepszego połączenia ekranu folii z uziemieniem umieszcza się w kablu drut drenu (cynowany drut miedziany 0,5mm). Ekranowane kable instalacyjne S-STP kat.7 z podwójną warstwą ekranującą (folia na każdej parze + oplot) są przeznaczone do instalacji okablowania strukturalnego dla transmisji sygnałów danych i video z częstotliwością do 600 MHz. Kable te posiadają najwyższy stopień ochrony EMC.

Urządzenia aby przy coraz wyższych częstotliwościach dla przenoszonych pasm mogły prawidłowo działać muszą być skutecznie uziemiane i ekranowane co ma znaczący wpływ na charakterystyki transmisyjne przenoszonego kanału, kompatybilność elektromagnetyczną (EMC) czy też na bezpieczeństwo ochrony danych. Urządzenia sieciowe zasilane i uziemione Uziemienie ochronne i ekranowanie zalicza się do środków ochronny przeciwporażeniowej dodatkowej w urządzeniach nisko i słaboprądowych o napięciu znamionowym do 1 kV. Wartość rezystancji uziemienia roboczego znajdującego się w budynku nie powinna przekraczać 5 omów. Dla dużych ośrodków teleinformatycznych wymaga się aby wartość rezystancji uziemienia wynosiła około 1 oma. Natomiast wartość rezystancji przewodów uziemiających poszczególne urządzenia doprowadzonych do szyny głównej uziomowej lub ekwipotencjalnej budynku nie powinna być większa od 1 oma. Aby uzyskać podane wartości rezystancji uziemienia należy zastosować wymienione niżej przekroje dla przewodów uziemiających:

w obszarze szafy komputerowej należy łączyć urządzenia uziemiane przewodem o przekroju żyły linki uziemiającej Cu (kol. żółto-zielony) od 4mm2 do 6mm2 ze wspólnym zaciskiem lub listwą uziemiającą w szafie,
uziemianie części metalowych samej szafy należy łączyć za pomocą linki uziemiającej Cu (kol. j.w.) o przekroju 6mm2 do wspólnej listwy uziemiającej szafy,
połączenie zacisku lub listwy uziemiającej szafy (szaf) z główną szyną ekwipotencjalną budynku należy wykonywać linką uziemiającą o przekroju żyły Cu (kol. j.w.) od 10mm2 do 16mm2.

W szafach teleinformatycznych należałoby zatem wydzielić listwy lub zaciski dla połączeń uziomowych i osobno dla połączeń przewodów ochronnych, które posiadają inną funkcję ochrony urządzeń. Listwy połączeń ochronnych w szafach można zatem przyłączać do szyn PE (PEN) w rozdzielniach elektrycznych. Listwy połączeń uziomowych, natomiast należy przyłączać bezpośrednio do głównej szyny ekwipotencjalnej lub zacisku uziemienia w budynku. Jeżeli w okablowaniu strukturalnym lub sieciowym występuje ekran, to powinien być podłączony:

z zaciskiem uziemienia lub listwą uziemienia urządzenia np. patchpanelu krosowego do którego został przyłączony,
z bagnetem uziemienia gniazda komputerowego, jako punktu przyłączeniowego stacji roboczej.
z uziemieniem przyrządu pomiarowego na czas pomiarów. Uziemienia powinny spełniać wymagania normy polskiej PN-92/E-05009/54 (obecnie także normy europejskiej IEC 384.5.54 Electrical installations of buildings).

Instrukcje uziemiania i wymagania producentów sprzętu w tym zakresie powinny być stosowane tam, gdzie są kompatybilne z wymaganymi kodami kabli elektrycznych (przewód żółto-zielony - jednocześnie może występować jako przewód uziemiający i ochronny) przyłączane do wspólnego uziemienia. Wpływ ekranowania na działanie sieci komputerowych i urządzeń komputerowych Rozważając zalecenia dotyczące bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach telekomunikacyjnych, należy stosować się do norm polskich i innych właściwych norm europejskich związanych z uziemieniem ekranów kabli i ekranów innych metalowych części np. osłon metalowych chroniących urządzenia przed dostępem. Łącza połączeń ekranów i uziemień powinny być zgodne z odpowiednimi zasadami elektrycznymi tzn. powinny wykazywać trwałe połączenie galwaniczne związane z ciągłością ekranu, lub ciągłością uziemienia dla których sumaryczna oporność połączeń jest bliska zeru. W szafce telekomunikacyjnej, komputerowej wszystkie ekrany kabli powinny być połączone. Zwykle ekrany te łączy się z ekranami urządzeń, a w szafkach komputerowych i telefonicznych z obudowami urządzeń, paneli, które z kolei są łączone z wyznaczonym uziemieniem w szafkach tj. z listwą uziemienia.

Instalacje sieciowe ekranowane:

Aby wyeliminować wpływ czynników zewnętrznych takich jak silne pola elektromagnetyczne, impulsy od iskrzenia, przepięć lub wyładowań atmosferycznych oraz wpływ fal elektromagnetycznych o takich samych lub wyższych częstotliwościach na bezpieczeństwo transmisji danych w sieciach komputerowych, przyjmuje się do stosowania i użytkowania kable ekranowane lub kable z ekranowanymi elementami. Ekranowanie kabli oprócz w/w czynników chroni skutecznie również dane przesyłane kablem przed przesłuchem zbliżnym pomiędzy parami przewodów w tym samym kablu, czy pomiędzy samymi przewodami lub podsłuchem niepożądanym. Postępowanie przy ekranowaniu kabli sprowadza się bardziej do uzyskania skutecznej ochrony właściwej przed wpływami czynników zewnętrznych jak wymieniono wyżej i ze względu na możliwość ograniczenia propagacji zakłóceń od samego kabla transmisyjnego czyli tzw. kompatybilność elektromagnetyczną EMC, niż ze względu na bezpieczeństwo elektryczne. Ekranowanie z uwagi na kompatybilność elektromagnetyczną podlega normom europejskim i światowym. Zaleca się łączenie ekranów przewodów z lokalnym systemem wyrównywania potencjałów. Jeżeli znamionowe warunki pracy zalecają izolowanie ekranu przewodu dochodzącego do urządzenia (ekran nie może być połączony z lokalnym punktem wyrównywania potencjału), należy w celu wyrównywania różnic potencjałów występujących np. podczas piorunowego wyładowania doziemnego, połączyć ekran przez iskiernik z lokalnym punktem wyrównywania potencjałów. Ekrany urządzeń i przewodów należy łączyć ze sobą.. W szafie komputerowej, bądź w rozdzielnicy żyły przewodów ekranów należy połączyć z listwą uziemień, a tą z kolei z lokalną szyną uziemienia a jeżeli takiej nie ma w budynku, to z główną szyną ekwipotencjalną. Połączenia ekranów zależą od właściwej jakości wykonania i są szczególnie konieczne w przypadku kabli ekranowanych o wyższych kategoriach (np. 6) dla spełnienia zadanych norm przesyłu danych. Sieć uziemiająca a sieć ochronna

Przewody ochronne wykonane przeważnie są z takiego materiału jak przewody fazowe i o takim samym przekroju do wartości S = 16mm2. Powyżej tej wartości i w innych przypadkach przekrój przewodu ochronnego powinien być tak dobrany, aby przewodność takiego przewodu nie była gorsza od przewodności przewodu wg. normy. Jako przewód ochronny przeważnie wykorzystuje się jedną z żył (3-cia żyła dla linii 2-przewodowej, lub 5-ta żyła w linii 4-przewodowej) w przewodach (kablach) wielożyłowych. Przewody ochronne przyłącza się tylko do części przewodzących dostępnego wyposażenia i sprzętu elektrycznego, których zasilanie jest wyłączane przez urządzenie zabezpieczające przy powstaniu uszkodzenia (np. wyłącznik różnicowo-prądowy). Przewody uziemiające (uziemienia funkcjonalne) stosuje się w celu zapewnienia prawidłowego działania wyposażenia oraz umożliwienia niezawodnej, prawidłowej pracy i ochrony instalacji komputerowej i powinny być wykonane jako elektrycznie niezależne.

Przewody uziemiające powinny być sprowadzone do szyny wyrównania potencjałów tzw. ekwipotencjalnej, która jest prawidłowo uziemiona. Dla skutecznego uziemienia, zgodnego z przepisami i odpowiednimi normami [PN-92/E-05009/54 - Uziemienia i przewody ochronne], dla urządzeń komputerowych zabudowywanych w szafach komputerowych, można przyjmować niższe wartości przekroju przewodów uziemiających z dopuszczalnego zakresu jak dla rozdzielni elektrycznych. Przewody uziemiające, izolowane łączą wszystkie części przewodzące dostępne, których przekrój poprzeczny nie powinien być mniejszy od 6mm2 i nie musi być większy od 25mm2 dla Cu. Do przewodów uziemiających należy przyłączać ekrany urządzeń i sieci pracujących przy wysokich częstotliwościach, a także obudowy szaf i urządzeń informatycznych oraz stojaki i szafki teletechniczne central. Kompatybilność elektromagnetyczna Podczas projektowania systemu okablowania strukturalnego powinny być uwzględniane europejskie normy dotyczące emisji i odporności elektromagnetycznej np. EN 50081-1, EN 50082-1, EN 55022, EN 55024. Urządzenia zaprojektowane do jednego lub więcej mediów (głos, dane, video), powinny spełniać wymagania właściwych norm EMC dotyczących tych mediów, tak aby nie pogarszały charakterystyki całości systemu po zainstalowaniu któregokolwiek z tych mediów w systemie.

Wymagania dotyczące odporności udarowej sprzętu informatycznego

Wg. normy NR : IEC 1000-4-4 (Serie szybkich elektrycznych zakłóceń impulsowych EFT/B) Wymagania dla linii i sprzętu :

1 kV - obwody sieciowe
0,5 kV porty sygnałów telekomunikacyjnych

Wg. normy NR : IEC 1000-4-5 (Zakłócenia udarowe typu 1,2/50 8/20) Wymagania dla linii i sprzętu:

sieć : 2 kV linia ziemia, 1 kV linia - linia
porty telekomunikacyjne : 1,5 kV

Rozporządzenie Prezesa RM z dnia 25.02.1999r w sprawie podstawowych wymagań bezpieczeństwa systemów i sieci teleinformatycznych (DZ.U. z dnia 5.03.1999r) Postanowienia i zalecenia dotyczące instalacji zasilających Elektryczne instalacje zasilające sieci komputerowe powinny być zgodne z następującymi zasadami i przestrzegać obowiązujących norm:

Szyna głównych połączeń wyrównawczych w obiekcie musi być uziemiona. [Patrz : Norma PN-92/E-05009/54]
Przewody uziemiające urządzeń komputerowych muszą być połączone z listwą uziemienia szafy, bądź bezpośrednio z - główną szyną wyrównawczą.
Jako przewody uziemiające (funkcjonalne) urządzeń komputerowych i szaf mogą być wykorzystane przewody ochronne PE, elektrycznej dedykowanej sieci zasilającej. [Patrz : Norma PN-IEC-364-707]
Przewody uziemiające , lub wykorzystywane do tego celu przewody ochronne PE instalacji zasilającej muszą mieć niezawodną ciągłość od Głównej szyny wyrównawczej do najdalszego urządzenia sieci komputerowej.
Z uwagi na upływność prądu urządzeń i kabli należy stosować przewody ochronne miedziane (uziemiające) o przekroju min. 2,5mm2. Dla głównych obwodów zasilających sieci komputerowe lub do zasilanych szaf komputerowych należy stosować przewody Cu uziemiające o wysokiej niezawodności, czyli o przekroju min.10mm2 lub równoważne.
Instalacje elektryczne zasilające muszą być chronione ogranicznikami II stopnia przepięć (kat. C), przed przepięciami atmosferycznymi i łączeniowymi tj. do poziomu wartości przepięcia 2,5 kV. Instalacje komputerowe i teleinformatyczne zasilane z sieci elektrycznej dedykowanej, należy obecnie chronić ogranicznikami III stopnia przepięć (kat. D) tj. do poziomu przepięć 1,5 kV.
Urządzenia komputerowe mogą być zasilane tylko w układzie sieci zasilającej TN-S, lub TN-C-S (pod warunkiem, że od głównej szyny wyrównawczej jest już układ TN-S). Nie wolno stosować układu sieci TN-C.
W całej sieci komputerowej każda przewodząca obudowa urządzeń komputerowych musi być połączona z przewodem uziemiającym (lub ochronnym).
Sieć ochronna i uziemiająca wykonana, powinna odpowiadać powyższym warunkom i normom, a dopuszczona może być po sprawdzeniu odbiorczym przez upoważnione osoby posiadające uprawnienia do badań i pomiarów elektrycznych. Wykaz norm i opracowań związanych z zagadnieniem ekranowania i uziemienia urządzeń komputerowych  PN-EN 50173 - Systemy okablowania strukturalnego
PN-92/E-05009/54 - Uziemienia i przewody ochronne.
PN-EN 50081-1/96 - Kompatybilność elektromagnetyczna
PN-EN 50082-1/97 - Kompatybilność elektromagnetyczna
PN-EN 55022 /96 - Kompatybilność elektromagnetyczna
PN-93/E-05009/61 - Sprawdzenia odbiorcze
PN-IEC 364-4-481 - Dobór środków ochrony w zależności od wpływów zewnętrznych.
PN-IEC 364-7-707 - Wymagania dotyczące uziemień instalacji dla urządzeń do przetwarzania danych.