Качество передачи сигналов по сетевым оборудованиям СКС напрямую зависит от организации заземления в кроссовых и в аппаратных. Оно необходимо для:

Принципы организации заземления определены в "Правилах устройств электроустановок" (ПУЭ).

В СКС для защиты от воздействия внешнего ЭМИ могут применяться экранированные кабели, заземленные с одного или с двух концов. Эффективность действия экрана зависит от "чистоты" земли, то есть от постоянства ее потенциала на всем протяжении. Эти функции обычно выполняет шина заземления. Ввиду отличного от нуля сопротивления шины токи, стекающие в землю, могут приводить к колебаниям ее потенциала. За счет этого при неэффективном заземлении экран витых пар может привести даже к обратному действию, то есть ухудшению качества связи.

Для низкочастотного сетевого оборудования, работающего по схемам небалансной передачи, потенциал земли принимается за нулевое значение. Относительно него изменяются уровни всех передаваемых сигналов, а сама земля используется для замыкания контуров протекания сигнальных токов. Понятно, что колебания уровней потенциалов земли на двух концах канала связи относительно друг друга могут приводить к сбоям в связи. Более того, при значительной амплитуде (например, при возобновлении подачи электроэнергии с городской подстанции после ее отключения) возможно повреждение приемо-передаю-щих устройств сетевого оборудования. Например, известны случаи, когда выходили из строя все сетевые адаптеры, подключенные к сегменту сети Ethernet на тонком коаксиальном кабеле с заземленным экраном.

Исходя из перечисленного выше, при проектировании заземления СКС, наряду с обеспечением электробезопасности, также должны приниматься во внимание вопросы высокого качества связи. На практике приходится сталкиваться с самыми разными подходами электриков, связистов и специалистов в области ЛВС. Одни советуют снижать сопротивление главного заземляющего контура здания путем увеличения площади поперечного сечения проводников. Другие рекомендуют повышать эффективность самого элемента заземления, обеспечивающего контакт с грунтом, то есть увеличение его площади или даже искусственное обеспечение постоянной сырости грунта. Третьи в дополнение к штатному проектируют дополнительное функциональное, или сигнальное, заземление. Его сеть имеет подключение к основному заземляющему контуру всего в одном месте, которое находится в непосредственной близости от места ввода в здание нулевой шины с подстанции и/или элементов, имеющих контакт с грунтом. Четвертые утверждают, что их связное оборудование имеет гальваническую развязку и рассматриваемая проблема просто неактуальна.

Опыт показывает, что только полная совокупность мер по обеспечению высококачественного заземления позволяет получить не только надежную защиту от поражения электрическим током, но и высокое качество передачи информации. Дополнительным обстоятельством, на которое следует обратить самое серьезное внимание, является широкое распространение сетевого оборудования с использованием земли для передачи сигналов: кабельное телевидение, телекоммуникационная аппаратура с небалансной передачей. К тому же возникает необходимость обеспечения нормального функционирования систем, построенных на кабелях с экраном.

Ниже в качестве информацией приводятся основные требования и рекомендации стандарта TIA/EIA-607 по организации заземления в кроссовых и аппаратных. Идея, заложенная в этот стандарт" заключается в том, что в дополнение к системе защитного заземления (для Российской Федерации под ним понимается заземление, выполненное в соответствии с требованиями ПУЭ) в кроссовых и аппаратные создается второй телекоммуникационный контур заземления. Он иногда называется контуром рабочего заземления (рис. 1) и позволяет уравнять разность потенциалов между техническими помещениями.

Необходимость применения телекоммуникационного контура заземления обусловлена тем, что контур защитного заземления предназначен в первую очередь для отвода токов высоковольтных сетей электропитания частотой 50 Гц. Поэтому из-за значительной индуктивности его проводников на частотах свыше 1 МГц эффективность этой системы может сильно уменьшиться.

Телекоммуникационный контур заземления соединяется с основным в непосредственной близости от места ввода в здание нулевого проводника и/или - системы заземляющих электродов. Кроме того, он может быть дополнительно подключен к нему через заземленные металлические конструкции здания. Сетевое оборудование в кроссовых и аппаратных должно подключаться к сети электропитания через розетки с заземляющими контактами, причем последние связаны с основным заземляющим контуром. Заземляющий контакт вилки гальванически связан с корпусом сетевого оборудования. За счет этого телекоммуникационный контур может иметь дополнительные подключения к основному и работать параллельно с ним.

Также его применение обеспечивает эффективное выравнивание потенциалов земли в кроссовых и аппаратных относительно друг друга. Одновременно он гарантирует надежное заземление сетевого оборудования независимо от состояния основного заземляющего контура.

Телекоммуникационный контур состоит из:

Все проводники и гибкие шины, используемые в телекоммуникационном контуре заземления, должны быть изготовлены из меди, иметь изоляцию и сечение не менее 6 AWG (диаметр 4.12 мм, площадь поперечного сечения 13.3 мм²). Самое общее правило, применяемое к выбору сечения этих проводников, гласит: сопротивление между точками заземления не должно превышать 1 Ом. Все соединения пластин с магистральными шинами выполняются сваркой.

Главная пластина заземления предназначена для подключения к ней магистральных шин заземления, шины подключения к основной системе заземления и расположенного рядом сетевого оборудования. Кроме того, к ней должны быть подключены все проходящие мимо металлические конструкции кабельных каналов - трубы, поддоны, лотки и т.д. Конструктивно она представляет собой металлическую пластину толщиной не менее 6 мм и минимальной шириной 100 мм. Длина определяется местными условиями. Пластина снабжается отверстиями для крепления к элементам конструкции здания и для подключения заземляющих проводников сетевого оборудования (например, с помощью винтового зажима).

Выбор места расположения главной пластины определяется компромиссом между стремлением приблизить ее к месту ввода в здание, внешних магистральных телекоммуникационных кабелей и минимизацией длины шины подключения к основной системе заземления.

По возможности главная пластина подключается к ближайшим и хорошо заземленным металлическим конструкциям здания.

Пластины заземления располагаются в кроссовых и аппаратных. Они соединены с магистральными шинами и предназначены для подключения заземляющих проводников сетевого оборудования, монтажных шкафов, а также других металлических конструкций кабельных каналов.

Пластина заземления аналогична главной пластине, только ее минимальная ширина должна составлять не менее 50 мм.

Желательно, чтобы одна или несколько пластин заземления были подключены к расположенным рядом и хорошо заземленным металлическим конструкциям здания.

Магистральные шины заземления соединяют пластины в кроссовых с главной из них. К одной магистральной шине может быть подключено несколько пластин заземления, находящихся в разных кроссовых. В большом здании допускается наличие нескольких магистральных шин заземления, расходящихся звездой от главной пластины заземления. При выборе схемы проводки магистральных шин целесообразно, с одной стороны, минимизировать их длину, а с другой стороны, приблизить ее к структуре подсистемы внутренних магистралей СКС.

Дополнительно отметим, что систему водопроводных труб здания нельзя использовать в качестве магистральных шин заземления.

Межмагистральные шины заземления используются для дополнительного выравнивания потенциалов магистральных. В многоэтажных зданиях с двумя или более вертикальными магистральными шинами заземления они должны быть связаны между собой межмагистральными на верхнем этаже и ниже не реже, чем на каждом третьем этаже.

Шина подключения к основной системе заземления соединяет главную пластину с основной системой заземления здания. Ее сечение должно быть не меньшим, чем у магистральных шин заземления. Подключение следует производить непосредственно на проводник к системе заглубленных электродов, имеющих хороший электрический контакт с грунтом.

Отметим также, что стандарт EN 50173 требует, чтобы разность потенциалов между двумя точками подключения заземления не превышала 1 В. В тех ситуациях, когда не удается достичь выполнения этого условия простыми средствами, для связи должны использоваться только волоконно-оптические системы с применением кабелей, в которых отсутствуют металлические элементы.

Кроме обеспечения защитного заземления в практике построения кабельных систем часто встречается необходимость заземления экрана шнуров Из витых пар. Стандарты по СКС не дают четких рекомендаций по выполнению этого заземления, так как эта проблема пока не изучена в полном объеме. Исходя из своего практического опыта, авторы рекомендуют придерживаться следующих правил:

Прокомментируем последнее положение более подробно. Приведенное утверждение связано с тем, что заземление со стороны рабочих мест реально может осуществиться только на шину "грязного" защитного заземления. В свою очередь это означает, что такой подход может привести к прямо противоположному эффекту: снижению эффективности экрана и качества связи. Поэтому экранированные модульные разъемы рекомендуется применять только на сетевом оборудовании, установленном в кроссовых и аппаратных, а не на рабочих местах. Полное экранирование всего тракта передачи сигнала от разъема до разъема оконечных шнуров возможно только в случае применения на рабочих местах специальных оконечных шнуров с гальваническим разрывом экрана. Однако такая разновидность шнуров крайне редко встречается на российском рынке.