Σχεδιασμός και υλοποίηση εσωτερικών δικτύων ηλεκτρονικών επικοινωνιών.

Featured | Αντικείμενο μελέτης του παρακάτω άρθρου είναι ο σωστός σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός εσωτερικού δικτύου ηλεκτρονικών επικοινωνιών, σε μία νεοανεγερθείσα ή ανακαινισθείσα κατοικία, έτσι ώστε να επιτευχθεί η απρόσκοπτη πρόσβαση σε ευρυζωνικά δίκτυα (διαδίκτυο, IPTV), δίκτυα ευρυεκπομπής (αναλογική – ψηφιακή επίγεια & δορυφορική TV), καθώς και σε συστήματα ελέγχου και επιτήρησης χώρου.

Η μελέτη και ο ορθός σχεδιασμός ενός εσωτερικού δικτύου ηλεκτρονικών επικοινωνιών, υπάγεται στην ευρύτερη μελέτη του δικτύου ασθενών ρευμάτων, από τον υπεύθυνο μηχανικό του έργου. Η ορθή λειτουργία του έχει την ίδια σπουδαιότητα με αυτήν του δικτύου ισχυρών ρευμάτων. Πέραν από τις βασικές αρχές και πρότυπα που περιγράφουν την εγκατάσταση εσωτερικών δικτύων ηλεκτρονικών επικοινωνιών, κατά την έγερση μίας νέας κατοικίας θα πρέπει να προβλέπονται μελλοντικές ανάγκες που προκύπτουν είτε από τις τεχνολογικές εξελίξεις είτε από πιθανές απαιτήσεις του ιδιοκτήτη. Σκοπός του άρθρου μας είναι να σας περιγράψουμε με όσο το δυνατό απλούστερα λόγια τα πρότυπα που ισχύουν όσον αφορά την καλωδίωση ασθενών ρευμάτων σε μία κατοικία, σε συνδυασμό με κάποιες τεχνικές που δίνουν λύσεις σε παροντικές ή μελλοντικές ανάγκες.

Βασικές αρχές
Πρώτη βασική αρχή που θα πρέπει να διέπει τον σχεδιασμό εγκαταστάσεων ασθενών ρευμάτων, είναι η ύπαρξη σχεδίου, μιας και σε λίγες ευτυχώς περιπτώσεις γίνεται διά του λόγου. Απαραίτητη είναι η σήμανση των σημείων τερματισμού των γραμμών μεταφοράς κατά το πέρας της εγκατάστασης, σε απόλυτη αντιστοιχία με το σχέδιο. Επόμενη βασική αρχή εγκατάστασης ενός δικτύου εσωτερικών τηλεπικοινωνιών, είναι η εύκολη πρόσβαση, κατά το μεγαλύτερο δυνατόν ποσοστό, σε κάθε τμήμα του δικτύου. Αυτή δεν αφορά μόνο τα αυτονόητα, δηλαδή τα πεδία τερματισμού καλωδιώσεων ασθενών ρευμάτων ή τις ενισχυτικές βαθμίδες τηλεοπτικού σήματος, αλλά και τα μη εμφανή στοιχεία. Αναφέρομαι στις εσωτερικές γραμμές μεταφοράς (καλωδιώσεις), σε επιμέρους κατανεμητές, στο κεραιοσύστημα στην ταράτσα, κλ.π. Παρόλο που στην πράξη κάποιες φορές συναντάμε ακόμη και καλώδια ισχυρών ρευμάτων εντοιχισμένα μέσα σε σοβά, ο σωστός σχεδιασμός επιβάλλει σκάψιμο τοίχων, πέρασμα πλαστικών σωλήνων ή σπιράλ και τοποθέτηση ειδικών κουτιών διακλάδωσης στα κατάλληλα σημεία. Αυτό προφυλάσσει την επένδυση του καλωδίου και κατ’ επέκταση εγγυάται την μη αλλοίωση των φυσικών και ηλεκτρικών χαρακτηριστικών του κατά την πάροδο του χρόνου, ενώ παράλληλα δίνει την δυνατότητα μίας πιθανής αντικατάστασης ή επέκτασής του. Η ίδια διαδικασία θα πρέπει να ακολουθείται και στην ενδοδαπέδια όδευση. Γενικότερα, ο σχεδιασμός θα πρέπει να προλαμβάνει μελλοντικές ανάγκες είτε απρόβλεπτες (αντικατάσταση καλωδίου λόγω τρυπήματος του τοίχου) είτε προβλέψιμες (όπως πρόσβαση στο κεραιοσύστημα στην ταράτσα, χωρίς να χρειάζεται γερανός). Μία άλλη βασική αρχή είναι τα προς χρήση υλικά να καλύπτουν τις ελάχιστες προδιαγραφές που ορίζουν τα ευρωπαϊκά ΕΝ ή διεθνή πρότυπα ISO. Είναι αδύνατο να γίνει σωστός σχεδιασμός με υλικά που δεν συμμορφώνονται με πρότυπα και δεν αναγράφουν καν τα χαρακτηριστικά τους. Αυτό ισχύει για όλα τα προς χρήση υλικά με διαφορετικές απαιτήσεις προτύπων ανά κατηγορία είτε πρόκειται για καλώδια είτε για ενεργές βαθμίδες είτε για σωλήνες όδευσης καλωδίων είτε για το κεραιοσύστημα. Για παράδειγμα, είναι το ίδιο απαραίτητο να γνωρίζετε το βαθμό στεγανότητας ενός εξωτερικού κουτιού διακλάδωσης ή η την αντοχή μίας κεραίας στην πίεση του αέρα, με την απολαβή μίας ενισχυτικής βαθμίδας τηλεοπτικού σήματος για συγκεκριμένο αριθμό συχνοτήτων, σε περιπτώσεις εγκαταστάσεων που θα πρέπει να πληρούν συγκεκριμένες προδιαγραφές. Συνεχίζοντας, μία άλλη αρχή σχεδιασμού, είναι η δυνατότητα επέκτασης του δικτύου, πάντα με γνώμονα τις μελλοντικές ανάγκες που μπορεί να υπάρξουν. Αυτό στην πράξη μεταφράζεται στην ύπαρξη εφεδρικών σωλήνων όδευσης καλωδίων, όπου αυτό κρίνεται αναγκαίο, στην ύπαρξη διαθέσιμου φυσικού χώρου στο πεδίο τερματισμού καλωδίων ασθενών ρευμάτων για την προσθήκη επιπλέον υλικών, στην τοποθέτηση γραμμών μεταφοράς με την μορφή αναμονής για μελλοντική εγκατάσταση περιφερειακών κλ.π. Τέλος, σημαντική παράμετρος που αφορά τον σχεδιασμό και κυρίως την υλοποίηση του, είναι ο απόλυτος διαχωρισμός γραμμών μεταφοράς ασθενών και ισχυρών ρευμάτων (χρησιμοποιούμε ξεχωριστά κανάλια ή σχάρες). Σε περιπτώσεις παράλληλης ή διασταυρούμενης όδευσης, θα πρέπει να τηρούνται οι αποστάσεις ασφαλείας που περιγράφουν τα πρότυπα.

Στην πράξη
Στην πράξη θα αναφερθούμε στις ελάχιστες απαιτήσεις που θα πρέπει να καλύπτει ο σχεδιασμός ενός δικτύου ασθενών ρευμάτων που περιλαμβάνει ευρυζωνικά δίκτυα, δίκτυα ευρυεκπομπής, καθώς και δίκτυο επιτήρησης χώρου με ελάχιστη αναφορά στα δίκτυα αυτοματισμού (συστήματος ασφαλείας και θυροτηλεόρασης) στα σημεία που εμπλέκονται. Παράλληλα, όπου κρίνεται σκόπιμο, θα εστιάζουμε σε λεπτομέρειες που εξυπηρετούν πιθανές μελλοντικές ανάγκες καθώς η μη πρόβλεψή τους δημιουργεί δισεπίλυτα προβλήματα.

Δίκτυο ευρυεκπομπής (αναλογικής – ψηφιακής επίγειας & δορυφορική τηλεόραση)
Αυτό χωρίζεται στο δίκτυο λήψης, καθώς και στο δίκτυο διανομής τηλεοπτικού σήματος. Το δίκτυο λήψης περιλαμβάνει τα κεραιοσυστήματα, καθώς και τις γραμμές μεταφοράς που διοχετεύουν το λαμβανόμενο από αυτά σήμα, προς το σύστημα διανομής. Η ελάχιστη πρόβλεψη που μπορεί να υπάρξει για τα κεραιοσυστήματα είναι η προσβασιμότητα στον επιλεγμένο χώρο εγκατάστασης τους, η ύπαρξη ελεύθερου ορίζοντα στο σημείο αυτό, καθώς και η δυνατότητα επέκτασής τους. Επίσης, είναι προτιμότερο οι βάσεις στήριξης αυτών να εγκαθίστανται παράλληλα με τις γενικότερες εργασίες στην οικοδομή (πριν στρωθεί η μόνωση στην ταράτσα ή παράλληλα με την τοποθέτηση κεραμοσκεπής) σε συνεννόηση με τον τεχνικό εγκαταστάτη. Ο πυλώνας ή ιστός στήριξης του επίγειου κεραιοσυστήματος, θα πρέπει να προβλέπεται στο ανώτερο κατά προτίμηση σημείο και να διαθέτει επαρκές μήκος, έτσι ώστε κάθε κεραία (εάν έχουμε πολλαπλά σημεία εκπομπής) να έχει απόσταση 1m από την άλλη (εικόνα 1), καθώς και απόσταση 1,5m από πλαϊνό τοίχο, προς αποφυγή ανεπιθύμητων ανακλάσεων. Η βάση στήριξής του δορυφορικού κεραιοσυστήματος, θα πρέπει να είναι κατά προτίμηση επιδαπέδια, με μεταλλικές αντηρίδες, με κατάλληλη διάμετρο, ύψος και μηχανική αντοχή, για το προς εγκατάσταση κεραιοσύστημα. Οι βάσεις στήριξης των δύο κεραιοσυστημάτων (δορυφορικού και επίγειου), θα πρέπει να είναι συνδεδεμένες με την πλησιέστερη γείωση, όπως π.χ. ένα λοβό αντικεραυνικής προστασίας (εικόνα 2). Ο αριθμός των καλωδίων που οδεύουν από την ταράτσα προς το σημείο τερματισμού (θέση ενισχυτικών βαθμίδων), ποικίλει ανάλογα με τον αριθμό των επίγειων κεραιών, καθώς και τον αριθμό των λαμβανομένων δορυφόρων. Χρησιμοποιούμε ομοαξονικό καλώδιο RG-6 ή RG-11 σε περιπτώσεις κάλυψης μεγάλων αποστάσεων. Θέτουμε σαν κανόνα την ύπαρξη τεσσάρων καλωδίων για κάθε λαμβανόμενο δορυφόρο (ένα για κάθε συνδυασμό μπάντας – πόλωσης), ανεξαρτήτως αριθμού κατόπτρων (εικόνα 3) και ενός ξεχωριστού καλωδίου για κάθε επίγεια κεραία. Για παράδειγμα σε μία κεντρικού τύπου εγκατάσταση τεσσάρων δορυφόρων (Hot Βird – Astra 19,2E – Astra 28,2E – Hellas Sat) με τρεις επίγειες κεραίες (UHF, VHF, FM) είναι απαραίτητο να διαθέτουμε 17 καθόδους (εικόνα 4). Παράλληλα, θα πρέπει να υπάρχει δυνατότητα μελλοντικής προσθήκης νέου δορυφόρου είτε με προεγκατεστημένη τετράδα καλωδίων ως αναμονή είτε με την ύπαρξη εφεδρικού καναλιού όδευσης προς το σημείο τερματισμού. Ειδική μέριμνα θα πρέπει να υπάρχει σε περίπτωση χρήσης κινητού κατόπτρου με έλεγχο κίνησης από ένα ή περισσότερα σημεία εντός οικίας. Σε αυτήν την περίπτωση είναι απαραίτητη η εγκατάσταση καλωδίου 4×0,22 & 2×0,50 από την θέση κατόπτρου, έως το σημείο ελέγχου σε δωμάτιο της οικίας, για σύνδεση με positioner. Στην εναλλακτική περίπτωση με δυνατότητα έλεγχου κίνησης από όλες τις θέσεις εντός οικίας, το positioner δύναται να τοποθετηθεί στον χώρο κεντρικής διανομής, όπου θα καταλήγει και το καλώδιο ελέγχου κίνησης μοτέρ, ενώ ο έλεγχός του επιτυγχάνεται με την μέθοδο μετάδοσης ενσύρματου τηλεχειρισμού μέσω δικτύου διανομής (εικόνα 5). Περνώντας τώρα στο κομμάτι της διανομής τηλεοπτικού σήματος, καταρχήν κάθε δωμάτιο εντός οικίας θα πρέπει να διαθέτει έναν σηματοδότη (πρίζα) επίγειου και έναν δορυφορικού σήματος (εικόνα 6). Η θέση του προσδιορίζεται από την θέση εγκατάστασης της τηλεόρασης, ενώ σε μεγάλους χώρους προβλέπεται η ύπαρξη σηματοδότη σε περισσότερες θέσεις (π.χ. σηματοδότης σε δάπεδο, για περιστασιακή χρήση) (εικόνα 7). Παρόλο που είναι δυνατή η ταυτόχρονη διανομή επίγειου και δορυφορικού σήματος από μία γραμμή μεταφοράς, εντούτοις είναι ορθότερη η δημιουργία δύο ξεχωριστών δικτύων διανομής, εφόσον επιτρέπεται από την οικονομική μελέτη. Τα δύο ξεχωριστά δίκτυα είναι απαραίτητα σε περιπτώσεις λήψης – διανομής ασθενών δορυφορικών σημάτων, που παρουσιάζουν διακυμάνσεις κατά την εναλλαγή καιρικών φαινομένων και είναι επιρρεπή σε φαινόμενα θορύβου. Το δίκτυο διανομής δορυφορικού σήματος θα πρέπει να ακολουθεί τοπολογία αστέρα (ακτινωτή διάταξη), ώστε να παρέχεται δυνατότητα ανεξάρτητης λειτουργίας δορυφορικού δέκτη, σε κάθε σημείο τερματισμού. Ειδική μέριμνα θα πρέπει να υπάρξει στην περίπτωση χρησιμοποίησης δορυφορικού δέκτη τύπου PVR, με ανάγκη δυο ή περισσοτέρων ανεξάρτητων παροχών δορυφορικού σήματος. Στην περίπτωση χρήσης του Nova PVR (εικόνα 8) χρειαζόμαστε τέσσερις ανεξάρτητες γραμμές μεταφοράς από το σημείο τερματισμού (που είναι το κέντρο εγκατάστασης ενισχυτικών βαθμίδων), έως την θέση του δέκτη. Έτσι, θα έχουμε τρεις ανεξάρτητες παροχές δορυφορικού σήματος συν μία επιστροφή αναλογικού για δυνατότητα ανεξάρτητης παρακολούθησης της συνδρομητικής υπηρεσίας, σε οποιοδήποτε άλλο χώρο εντός οικίας. Κατά την ίδια τοπολογία αστέρα, μπορεί να επιτευχθεί και η διανομή του επίγειου σήματος, μιας και οι σωλήνες όδευσης μπορεί να είναι κοινοί κατά την εγκατάστασή των καλωδίων. Σε άλλη περίπτωση, μπορεί να επιλεγεί η διέλευση της γραμμής μεταφοράς επίγειου σήματος από περισσότερους του ενός σηματοδότες (με μέγιστο αριθμό που καθορίζει η σχεδίαση, βάση χαρακτηριστικών των χρησιμοποιούμενων υλικών). Τέλος, σε οποιαδήποτε περίπτωση θέλουμε να έχουμε τηλεοπτικό σήμα από μία συσκευή που βρίσκεται σε ένα δωμάτιο προς όλα τα υπόλοιπα (π.χ. DVD player), είναι απαραίτητη η ύπαρξη επιπλέον γραμμής επιστροφής προς το σημείο τερματισμού, όπου βρίσκονται οι ενισχυτικές βαθμίδες.

Δομημένη καλωδίωση (ευρυζωνικό δίκτυο – τηλεφωνία)
Ο σχεδιασμός του δικτύου δομημένης καλωδίωσης, που περιλαμβάνει μεταφορά δεδομένων, φωνής και σύνδεση με διαδικτυακούς παρόχους, αντιμετωπίζεται ενιαία παρά την διαφορετικότητα των εφαρμογών που μας παρέχει. Περιγράφεται από συγκεκριμένα πρότυπα και σπάνια δέχεται διαφοροποιήσεις ανάλογα με τις ανάγκες του ιδιοκτήτη. Στα δίκτυα αυτά για την εγκατάσταση γραμμών μεταφοράς, ακολουθείται τοπολογία αστέρα, με χρησιμοποιούμενο μέσο το καλώδιο UTP cat5e και UTP cat6e. Κάθε δωμάτιο της οικίας θα πρέπει να διαθέτει δύο παράλληλες ανεξάρτητες γραμμές για τηλεφωνία-δεδομένα, συν μία τρίτη που θα καταλήγει στο σημείο εγκατάστασης του τηλεοπτικού δέκτη και θα προορίζεται για IP-TV, δηλαδή για τηλεόραση μέσω διαδικτύου ή άλλων δικτυακών μέσων σε τοπικό επίπεδο (π.χ. storage server) (εικόνα 9). Κάθε γραμμή τερματίζει σε ειδική πρίζα δικτύου (data) αντίστοιχης κατηγορίας, που θα διαθέτει αριθμητική σήμανση, ανεξάρτητα από το αν προορίζεται για data ή τηλεφωνία (εικόνα 10). Όλες οι γραμμές τερματίζουν σε πεδίο βυσματικής διαχείρισης ή κατά άλλους, πίνακα μικτονόμησης (patch panel), που βρίσκεται στον ενιαίο χώρο τερματισμού όλων των γραμμών ασθενών ρευμάτων. Ο αριθμός των patch panel, καθώς και οι θέσεις που διαθέτουν, καθορίζονται από τον μέγιστο αριθμό γραμμών μεταφοράς data, phone, IPTV που τερματίζουν, ενώ θα πρέπει να διατίθενται και ειδικές θέσεις για τις γραμμές του OTE, που επίσης τερματίζουν στο ίδιο σημείο. Το σύνολο των patch panel, καθώς και τα απαραίτητα για την διασύνδεση αυτών switch, εγκαθίστανται σε ειδικό μεταλλικό ικρίωμα (Rack) μέσα σε κλειστή καμπίνα (επίτοιχια ή δαπέδου) (εικόνα 11). Με κατάλληλη βυσματική διαχείριση των θέσεων, επιτυγχάνεται η παροχή ευρυζωνικής σύνδεσης, μέσω κεντρικού δρομολογητή (Router), η παροχή τηλεφωνίας ή ενδοεπικοινωνίας μέσω τηλεφωνικού κέντρου, η δυνατότητα πρόσβασης σε IP TV, κλ.π. Σε περιπτώσεις εγκατάστασης που ξεφεύγουν από τα όρια μίας απλής κατοικίας και διαθέτει πολλές θέσεις τερματισμού, προτείνεται η τοποθέτηση οριζόντιων καλωδίων δικτύου έως ένα patch panel που αντιστοιχεί σε κάθε όροφο και έπειτα η κάθετη διασύνδεση αυτών με γραμμή μεταφοράς, καλώδιο UTP Cat 6 ή οπτική ίνα. Τελειώνοντας, εάν είναι επιθυμητή η σύνδεση με κάποιο ασύρματο δίκτυο, θα πρέπει να υπάρχει εγκατεστημένο καλώδιο UTP Cat 6 από το χώρο εγκατάστασης των κεραιοσυστημάτων έως και το χώρο εγκατάστασης patch panel.

Δίκτυο επιτήρησης
Το δίκτυο επιτήρησης χώρου στην πλήρη έκταση του, περιλαμβάνει κάμερες επιτήρησης χώρου περιμετρικά της κατοικίας, κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να επιτυγχάνεται διασταύρωση των οπτικών τους πεδίων. Με αυτόν τον τρόπο καλύπτονται και δύνανται να καταγραφούν όλα τα πιθανά σενάρια ανεπιθύμητης εισόδου (εικόνα 12). Στα προβλεπόμενα σημεία τοποθέτησης καμερών, για την μεταφορά εικόνας, θα πρέπει να εγκαθίσταται ομοαξονικό καλώδιο RG 59 που θα τερματίζει στον χώρο ασθενών ρευμάτων, μέσω ακροδεκτών τύπου BNC, σε ειδικό panel στο ήδη υπάρχων ικρίωμα. Παράλληλα, για κάθε θέση κάμερας θα πρέπει να υπάρχει καλώδιο τροφοδοσίας 12V DC. Αυτό θα τερματίζει στο χώρο ασθενών ρευμάτων, σε ειδικό τροφοδοτικό 12V. Σε κάποιες εφαρμογές, οι προς εγκατάσταση κάμερες απαιτούν τροφοδοσία 220V AC. Σε αυτήν την περίπτωση είναι αναγκαία η ύπαρξη γραμμής παροχής δικτύου, με ξεχωριστή ασφάλεια κατευθείαν από τον ηλεκτρολογικό πίνακα (μέριμνα που αφορά τον σχεδιασμό της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης). Σε περίπτωση εγκατάστασης εσωτερικών καμερών, ακολουθείται η ίδια διαδικασία (ομοαξονικό RG59, τροφοδοσία 12V). Σε κάποιες εφαρμογές όπου χρησιμοποιούνται κάμερες εσωτερικού τύπου, ενσωματωμένες σε ραντάρ συστήματος συναγερμού, η χρήση απλού καλωδίου συναγερμού ή UTP δεν συνιστούν απροβλημάτιστη μεταφορά εικόνας. Σε σπανιότερες περιπτώσεις χρήσης δικτυακών καμερών (IP Cameras) που υποστηρίζουν το πρωτόκολλο PoE (Power over Ethernet), είναι δυνατή η χρήση ως μοναδικής γραμμής μεταφοράς, καλωδίου UTP cat 6, με ταυτόχρονη χρησιμοποίηση ειδικού switch στο σημείο τερματισμού, που υποστηρίζει την εν λόγω λειτουργία. Σε περίπτωση χρήσης περιστρεφόμενης κάμερας PTZ, θα πρέπει παράλληλα με τις γραμμές μεταφοράς εικόνας – τροφοδοσίας, να προστεθεί καλώδιο μετάδοσης εντολής κίνησης, δίζευγο ή UTP, έως τον χώρο τερματισμού (εικόνα 13). Γενικότερα, η λήψη και καταγραφή της εικόνας των καμερών, γίνεται μέσω ειδικού καταγραφικού DVR (εικόνα 14), ενώ είναι δυνατή η εμφάνιση αυτής σε οποιοδήποτε τηλεοπτικό δέκτη της οικίας, μέσω της καλωδιακής υποδομής που προαναφέραμε (σε συνδυασμό βέβαια και με την χρήση κατάλληλων υλικών). Παράλληλα, είναι δυνατή η λήψη εικόνας από οποιοδήποτε desktop ή laptop εντός οικίας, μέσω δικτύου δομημένης καλωδίωσης LAN είτε απομακρυσμένα μέσω διαδικτύου (εφόσον το καταγραφικό υποστηρίζει αυτήν την λειτουργία). Τέλος, εάν θέλουμε η εικόνα της κάμερας θυροτηλεόρασης να εμφανίζεται στους τηλεοπτικούς δέκτες (εικόνα 14), θα πρέπει να εγκαταστήσουμε ομοαξονικό καλώδιο, που θα επιστρέφει από το σύστημα θυροτηλεόρασης προς το ειδικό πάνελ τερματισμού. Κατά τον ίδιο τρόπο είναι δυνατή η προσθήκη και δεύτερης εξωτερικής κάμερας στα μόνιτορ της θυροτηλεόρασης, εγκαθιστώντας μία γραμμή από το πάνελ τερματισμού καμερών προς την είσοδο.

Επίλογος
Τα όσα περιγράψαμε παραπάνω αφορούν τον σχεδιασμό και τις ελάχιστες απαιτήσεις ενός δικτύου ασθενών ρευμάτων σε μία σύγχρονη κατοικία, με έμφαση την εικόνα που λαμβάνει ο τηλεοπτικός δέκτης. Οι προδιαγραφές που απαιτούνται για όλα τα εμπλεκόμενα υλικά, καθώς και η ενδεδειγμένη μέθοδος εγκατάστασης αυτών, περιγράφονται από συγκεκριμένα πρότυπα τυποποίησης (ΕΛΟΤ). Η τήρηση αυτών είναι επιβεβλημένη, καθώς εγγυάται απρόσκοπτη λειτουργία και μακροβιότητα εγκατάστασης.