Vào những năm giữa thập niên 80, Hiệp hội công nghiệp viễn thông – viết tắt là TIA (Telecommunications Industry Association) và Hiệp hội công nghiệp điện tử - viết tắt là EIA (Electronic Industries Alliance) bắt đầu phát triển các phương pháp để xây dựng hệ thống cáp, với mục tiêu nhằm phát triển hệ thống dây dẫn hợp nhất hỗ trợ cho nhiều chủng loại thiết bị và các môi trường khác nhau.

Năm 1991, TIA/EIA cho ra đời chuẩn TIA/EIA 568 (Commercial Building Telecommunication Cabling standard).

Tiêu chuẩn hệ thống cáp có cấu trúc TIA/EIA đề ra cách thiết kế, xây dựng, quản lý hệ thống cáp, và hệ thống này có cấu trúc, nghĩa là một hệ thống được thiết kế theo từng khối, mỗi khối có những đặc trưng về vận hành riêng biệt. Các khối được ghép lại với nhau theo kiểu phân cấp để hình thành nên hệ thống liên lạc đồng nhất.

Phiên bản khởi đầu của TIA/EIA trải qua một vài cập nhật và bổ sung. Phiên bản chủ yếu đã được cập nhật là phiên bản được phát hành vào năm 2000, phiên bản này kết hợp chặt chẽ các thay đổi của các phiên bản trước đó - TIA 568-B.1-2000 (Commercial Building Telecommunications Wiring Standard).

Chuẩn TIA chỉ ra các thông số cho mỗi phần của hệ thông cáp, bao gồm kết nối vùng làm việc, kết nối ngang, phòng viễn thông, phòng thiết bị và kết nối chéo, kết nối xương sống, và tiện nghi đầu vào.

Hệ thống cáp có cấu trúc có nhiệm vụ cung cấp các kết nối vật lý phục vụ cho các ứng dụng cụ thể như sau:

• Hệ thống Mạng truyền dữ liệu (Data).
• Hệ thống mạng Thông tin (Telephone).

Các ứng dụng khác của một toà nhà thông minh như: Camera IP, BMS,…

Các lợi ích mang lại từ hệ thống cáp có cấu trúc.

• Hệ thống cáp có thể tồn tại trong suốt thời gian sống của toà nhà.
• Có thể cùng lúc tồn tại nhiều loại thiết bị của nhiều hãng khác nhau.
• Tài nguyên mạng luôn sẵn sàng với hệ thống cáp có cấu trúc khi công ty mở rộng phát triển hoặc chuyển dời vị trí.
• Với hệ thống cáp cat6 hay cáp quang, có thể hỗ trợ các ứng dụng trong tương lai, mà không cần nâng cấp nhiều.
• Những thay đổi, chuyển dời, bố trí lại khu làm việc hoặc nâng cấp có thể giảm thiểu từ 20% – 40% chi phí cho các thiết bị thay thế và phụ kiện.
• Có thể giảm thiểu 30% chi phí với việc tích hợp giữa hệ thống cáp với phương thức truyền tải dịch vụ. Tiện ích về quan trị hệ thống.

1. Các thành phần của một hệ thống cáp có cấu trúc

Theo tiêu chuẩn của TIA/EIA, một hệ thống cáp có cấu trúc được cấu thành bởi các thành phần chính sau đây:

• Work Area (Đầu ra khu vực làm việc)
• Horizontal Cabling (Đường kết nối cáp ngang)
• Telecommunications Room (Phòng viễn thông)
• Backbone Cabling (Đường kết nối cáp trục chính)
• Equipment Room (Phòng thiết bị)
• Entrance Facilities (Lối vào cáp)
• Administration (Hệ thống quản trị)

1.1. Work Area

Là khu vực từ vị trí outlet (có thể gắn trên tường, dưới bàn hay dưới sàn nhà) tới thiết bị sử dụng (PC, máy in, điện thoại…). Khoảng cách giữa vị trí outlet tới thiết bị được khuyến cáo là không quá 5 mét. Vị trí này nằm cách các outlet điện không quá 1 mét.

1.2. Horizontal Cabling

Là khoảng không gian đường đi cáp từ vị trí Work Area đến tủ đấu nối thiết bị tại phòng viễn thông (Telecommunication Room). Khoảng cách giữa hai vị trí này được khuyến cáo không vượt quá 90 mét.

1.3. Telecommunications Room

Là phòng phục vụ chính cho hệ thống phân phối cáp ngang. Phòng này sử dụng cho đấu nối trung gian (intermediate) và đấu nối chính (main cross-connects). Có hai kiểu đấu nối cáp sử dụng cho việc kết nối các hệ thống cáp và thiết bị đó là  đấu thẳng (interconnections) và đấu chéo (Cross-connections).

1.4. Backone Cabling

Là hệ thống cáp cung cấp việc kết nối giữa các phòng viễn thông, phòng thiết bị, nơi đấu nối đầu cuối và lối vào cáp. Có thể là hệ thống cáp nối giữa các tòa nhà trong một khu campus.

1.5. Equipment Room

Là phòng chứa các thiết bị chủ động, các thiết bị kết nối đầu cuối như Patch Panel, Rackmount quang… là nơi kết nối trung gian giữa hệ thống cáp từ Entrance Facility và các outlet.

1.6. Entrance Facility

Là phòng cung cấp các kết nối viễn thông cho đầu ra cáp của tòa nhà và đầu vào cáp backbone pathway giữa các tòa nhà. Là nơi vào cáp của các nhà cung cấp dịch vụ.

1.7. Administration

Đây là phần quản trị của hệ thống. Bao gồm việc đánh nhãn, lập hồ sơ, bản vẽ… cho phép người quản trị hệ thống có thể quản lý tất cả các thiết bị trong toàn hệ thống, có thể dễ dàng bảo trì, nâng cấp khi cần thiết.

2. Các loại mô hình của một hệ thống cáp có cấu trúc

Một hệ thống cáp cấu trúc được thiết kế dựa trên hai mô hình chính đó là mô hình quản lý phân tán (DNA) và mô hình tập trung (CNA).

2.1. Mô hình quản lý phân tán (DNA)

Trong mô hình này, hệ thống cáp tại các tầng được kéo về một tủ tập trung đặt tại các tầng hoặc khu vực gần đó, từ các tủ tập trung này sẽ kết nối về tủ trung tâm chính qua hệ thống cáp trục chính (Backbone).

Mô hình này có những ưu và nhược điểm như sau:

• Ưu điểm
  • Dùng cho các tòa nhà lớn và khu campus
  • Dựa trên tiêu chuẩn thiết kế của TIA/EIA và ISO
  • Giảm số lượng cáp Trục chính
• Nhược điểm
  • Cần nhiều thiết bị điện tử (converter,switch,…)
  • Không thuận tiện cho MAC
  • Tăng thời gian và chi phí quản lý
  • Không tận dụng hiệu quả các cổng mạng

2.2. Mô hình quản lý tập trung (CNA)

Trong mô hình này, hệ thống cáp được quy hoạch tập trung toàn bộ về một tủ chính đặt tại phòng trung tâm của toàn hê thống.

Ưu nhược điểm của mô hình này như sau:

• Ưu điểm
  • MAC đơn giản, ít tốn kém
  • Giảm thời gian và chi phí quản lý
  • Tận dụng hết khả năng của các cổng mạng
  • Dựa trên tiêu chuẩn TIA/EIA TSB-72
  • Giảm không gian cho các Telecomunications closet
  • Dễ di dời hệ thống cáp
  • Giảm điểm hư hỏng trên switch
• Nhược điểm
  • Chi phí lắp đặt ban đầu cao
  • Tăng chi phí thiết bị điện tử cho cáp quang

3.  Các tiêu chuẩn Viễn thông

Một hệ thống cáp có cấu trúc chuẩn phải được thiết kế và triển khai dựa trên một hệ thống các tiêu chuẩn quốc tế, các tiêu chuẩn được áp dụng phổ biến nhất hiện nay là TIA/EIA:

3.1. TIA/EIA-568B

Tiêu chuẩn TIA/EIA – 568B là tiêu chuẩn về kết nối hệ thống cáp viễn thông cho tòa nhà thương mại, thường được áp dụng tại châu Mỹ và châu Á.

Mục đích: Cho phép lập kế hoạch và lắp đặt hệ thống kết nối cáp cấu trúc cho các tòa nhà. Chỉ định một hệ thống cáp chung hỗ trợ môi trường nhiều loại sản phẩm với nhiều nhà cung cấp.

3.2. TIA/EIA-569B

Tiêu chuẩn TIA/EIA-569B là tiêu chuẩn về không gian và đường cáp cho tòa nhà. Bao gồm pathway (đường cáp – cách đi cáp từ nơi này sang nơi khác) và space (không gian – vị trí các thiết bị và đầu cuối viễn thông).

Mục đích: Chuẩn hóa các chỉ định thiết kế và xây dựng bên trong và giữa các tòa nhà, hỗ trợ môi trường truyền tín hiệu và kết nối các thiết bị viễn thông.

3.3. TIA/EIA-606A

Tiêu chuẩn TIA/EIA-606A là tiêu chuẩn quản trị cơ sở hạ tầng viễn thông trong tòa nhà.

Mục đích: Cung cấp một hệ thống hỗ trợ quản trị thống nhất, độc lập với các ứng dụng. Thiết lập chỉ dẫn cho các chủ sở hữu, người dùng, nhà sản xuất, tư vấn, nhà thầu, nhà lắp đặt, quản trị viên… có liên quan đến việc quản trị (và đặt nhãn) cơ sở hạ tầng viễn thông.

3.4. ANSI-J-STD-607A

Tiêu chuẩn ANSI-J-STD-607A là tiêu chuẩn yêu cầu về tiếp đất và liên kế cho tòa nhà thương mại trong công nghiệp viễn thông.

Mục đích: Cho phép lập kế hoạch, thiết kế và lắp đặt hệ thống tiếp đất viễn thông, không cần biết về hệ thống viễn thông sẽ lắp đặt sau đó. Hỗ trợ môi trường nhiều loại sản phẩm với nhiều nhà cung cấp, cũng như thực tế tiếp đất cho các hệ thống.

3.5. TIA/EIA-942

Tiêu chuẩn TIA/EIA-942 là tiêu chuẩn cho một hệ thống cáp dành cho trung tâm dữ liệu (Data Center Cabling).

Mục đích: Chuẩn hóa thiết kế và lắp đặt hệ thống cáp cho một cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu, tối ưu hóa được nhu cầu sử dụng ở mật độ cao cho trung tâm dữ liệu. Chỉ định một hệ thống cáp chung hỗ trợ môi trường nhiều loại sản phẩm với nhiều nhà cung cấp trong một trung tâm dữ liệu.

3.6. TIA/EIA-862

Tiêu chuẩn TIA/EIA-862 là tiêu chuẩn áp dụng cho việc thiết kế một hệ thống điều khiển tự động cho tòa nhà thương mại. Cho phép điều khiển tự động tất cả hệ thống an ninh, hệ thống quan sát (CCTV), hệ thống báo cháy, hệ thống quản lý môi trường, nhiệt độ, độ ẩm, hệ thống quản trị nguồn điện ánh sáng bên trong và bên ngoài tòa nhà …

Mục đích: Tiêu chuẩn TIA/EIA-862 chuẩn hóa thống nhất công nghệ cáp, kiến trúc, thiết kế, lắp đặt, kiểm tra đo lường cho một hệ thống tự động toàn tòa nhà (BAS) trong các tòa nhà thương mại. Hệ thống cho phép đáp ứng tất cả các thiết bị, các loại cáp, các chuẩn kết nối, các công nghệ khác nhau trong cùng một hệ thống cáp cấu trúc. Một đặc điểm quan trọng khác “hệ thống điện áp thấp” (audio/video paging, service/equipment alarms, nonvoice/ data communications, wireless access points) được hỗ trợ bởi cơ sở hạ tầng cáp viễn thông cũng được yêu cầu trong tiêu chuẩn này.

4.  Một số dự án tiêu biểu

• Công ty viễn thông liên tỉnh (VTN)
• Viện Hàn lâm Khoa học xã hội Việt Nam (trụ sở miền Bắc và miền Nam)
• Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
• Cục Công nghệ tin học  - Ngân hàng nhà nước Việt Nam