Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Дзержинский химический техникум имени Красной Армии»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КП 230106 00 02 ПЗ

Выполнил:

Студент 47 группы

Кисляков М.Н.

Проверил:

Никитин Е.В.

Дзержинск, 2013



Содержание

1. Техническое задание

2. Сравнительный анализ различных архитектур СКС

3. Обоснование выбора топологии сети

4. Обоснование выбора среды передачи данных

5. Расчет пропускных способностей по этажам и для здания в целом



1. Техническое задание

1.1 Описание здания

1. Количество этажей - 3 этажа.

2. Межэтажные перекрытия - 0,5м.

3. Межкомнатные перегородки - 0,25м.

4. Высота потолков на этаже - 3,5м.

5. Подвесной потолок - 0,3м. от основного потолка.

6. Размеры здания: высота - 12 м. длина - 44,75м. ширина - 17.5м.

Структурированная кабельная система (СКС)

Структурированная кабельная система (СКС) -- физическая основа инфраструктуры здания, позволяющая свести в единую систему множество сетевых информационных сервисов разного назначения: локальные, вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т.д. кабельный архитектура сеть

СКС - универсальная система зданий, групп зданий, спроектированные и смонтируемые с учетом требований стандартов, предназначенная для использования длительный период времени без модернизации.

СКС состоит из:

1. Кабельных линий;

2. Коммутационных розеток;

3. Коммутационных патч-панелей;

4. Коммутационных шнуров (патч-кордами).

Структура СКС.

Функциональные элементы

Обобщенная кабельная система включает в себя следующие функциональные элементы:

· Главный Распределительный Пункт (ГРП)

· Магистральный кабель территории

· Распределительный Пункт Здания (РПЗ)

· Магистральный кабель здания

· Распределительный Пункт Этажа (РПЭ)

· Горизонтальный кабель

· Точка перехода (ТП)

· Телекоммуникационный Разъем (ТР)

Группы этих элементов объединяются в кабельные подсистемы.

Кабельные подсистемы

Обобщенная кабельная подсистема состоит из трех кабельных подсистем:

· Магистральная подсистема комплекса зданий

· Магистральная подсистема здания

· Горизонтальная подсистема

Магистральная подсистема комплекса зданий служит для соединения кабельных систем зданий.

Магистральная подсистема здания соединяет распределительные пункты этажей. Для магистрали здания используется четырехпарные кабели типа "витая пара".

Горизонтальная подсистема включает распределительные панели и коммутационные кабели распределительного пункта этажа, горизонтальные кабели и телекоммуникационные разъемы. Она обеспечивает объединение абонентов подсистемы в общую сеть и доступ к магистральным ресурсам. Среда передачи горизонтальной подсистемы - электропроводные кабели категории 5 и выше.

Требования при проектировании СКС:

1. СКС должна быть спроектирована с избыточностью по количеству подключений.

2. Структурированная кабельная система должна быть выполнена в соответствии стандартам - международным, европейским, американским. Таким как NSI/EIA/TIA 568, ANSI/EIA/TIA 569.

3. Рабочее место должно иметь, как минимум, один разъем для подключения к ЛВС и один разъем для подключения к телефонной сети.

4. Максимальное расстояние горизонтальной проводки не должно превышать 90м;

5. СКС должна обеспечивать быструю перекоммутацию линий горизонтальной проводки и магистрали здания.

6. Прокладку кабелей в коридорах должна осуществляться за фальшпотолком, если таковой имеется, а при его отсутствии - в специализированных кабель-каналах (коробах) или в существующих закладных; в рабочих помещениях подвод кабеля к рабочим местам производится в кабель-каналах.

Подсистемы

СКС состоит из следующих подсистем:

* Подсистема рабочего места

* Горизонтальная подсистема

* Вертикальная подсистема

* Подсистема управления

* Подсистема оборудования

* Внешняя подсистема

Подсистема рабочего места

Подсистема рабочего места включает в себя необходимое количество универсальных портов на базе унифицированных разъемов RJ45 и/или оптических соединителей для подключения оконечного оборудования.

Общее количество рабочих мест в здании - 161.

Одно рабочее место состоит:

· Розетки RJ-45 для подключения к компьютерной сети

· Розетки электропитания

Для подключения рабочих станций к СКС индивидуальные рабочие места укомплектованы коммутационными шнурами (патч-кордами) категории 5е длиной 2м, оконцованые с двух сторон вилками RJ-45.

Горизонтальная подсистема

Горизонтальная подсистема обеспечивает соединение рабочих мест с кроссовым оборудованием, установленным в стандартном 19" монтажном шкафу (главный кросс). Выполнена 4-х парным кабелем типа "неэкранированная витая пара" категории 5.

Вертикальная подсистема.

Вертикальная подсистема позволяет объединять в унифицированную сеть несколько этажей здания. Применяется медная витая пара. Обеспечивает соединение устройств связи и коммутации компьютерной сети.

Подсистема управления.

Включает в себя кроссовое оборудование для коммутации сигналов, передаваемых как по медному, так и оптическому кабелю. Подсистема управления включает в себя кроссовое оборудование для коммутации сигналов в главном кроссе.

Внешняя подсистема.

Предназначена для формирования объединенной сети в группе зданий. Может базироваться на медном или оптическом кабеле или их комбинации.

Основные требования к техническим решениям

Создаваемая система должна поддерживать широкий диапазон приложений и создаваться без предварительного знания тех приложений, которые могут быть использованы в будущем. Все расчеты выполняются в соответствии с поэтажными планами (Приложение А) и с приложением размещения рабочих мест (Приложение Б). Кабельная система должна соответствовать требованиям международного стандарта ISO 11801 на структурированные кабельные системы.

Система кабельных каналов

Кабельные каналы должны соответствовать международным кабельным стандартам, руководствам по инсталляции СКС и методам построения телекоммуникационных распределительных систем. Сечения кабельных трасс должны быть выбраны с учетом 30% запаса на развитие и переконфигурацию кабельной системы исходя из максимального количества рабочих мест (1 рабочее место на 6м2).

В системе кабельных каналов выделяются следующие подсистемы:

· Трассы прокладки кабелей по коридорам этажей.

По коридору основной поток кабелей находится в металлическом лотке.

· Вертикальные кабельные трассы.

Активное оборудование

Активное сетевое оборудование, должно удовлетворять требованиям стандарта IEEE 802.3 на локальные вычислительные сети технологии FastEthernet производительностью 100 Мбит/с и на GigabitEthernet производительностью 1000 Мбит/с.

Требования к активному сетевому оборудованию:

· Поддержка стандартных сетевых протоколов и технологий:

Ethernet: IEEE 802.3, 10BaseT

Fast Ethernet: IEEE 802.3u, 100BaseTX

Spanning-Tree Protocol: IEEE 802.3D

Link aggregation: IEEE 802.3ad

· Подключение рабочих станций к сети по технологии коммутируемого FastEthernet;

· Подключение серверов по технологии GigabitEthernet;

· Расширяемость;

· Поддержку программных систем централизованного администрирования сети, протокола SNMP, RMON и функционально подобных ему.

· Всё оборудование должно иметь возможность установки в стандартные 19” стойки или шкафы.

Спецификация на активное оборудование должна быть представлена отдельно.

Предусмотреть по возможности 30% запас сетевых портов, для подключения дополнительного оборудования и пользователей

2. Сравнительный анализ различных архитектур СКС

Существуют два варианта архитектуры проводки:

· традиционная архитектура иерархической звезды;

· архитектура одноточечного управления.

Архитектура иерархической звезды может применяться как для группы зданий, так и для одного отдельно взятого здания.

В первом случае иерархическая звезда состоит из центрального кросса системы, главных кроссов зданий и горизонтальных этажных кроссов. Центральный кросс связан с главными кроссами зданий при помощи внешних кабелей. Этажные кроссы связаны с главным кроссом здания кабелями вертикального ствола.

Во втором случае звезда состоит из главного кросса здания и горизонтальных этажных кроссов, соединенных между собой кабелями вертикального ствола.

Архитектура иерархической звезды обеспечивает максимальную гибкость управления и максимальную способность адаптации системы к новым приложениям.

Архитектура одноточечного администрирования разработана для максимальной простоты управления. Обеспечивая прямое соединение всех рабочих мест с главным кроссом, она позволяет управлять системой из одной точки, оптимальной для расположения централизованного активного оборудования. Администрирование в одной точке обеспечивает простейшее управление цепями, возможное благодаря исключению необходимости кроссировки цепей во многих местах. Архитектура одноточечного администрирования не применяется для группы зданий.

Каждая архитектура имеет свои преимущества (см. Таблицу №1), которые следует иметь в виду при выборе кабельной системы.

Вывод: сопоставив плюсы и минусы различных скс, я остановил свой выбор на цку, так как она является более подходящий скс для наших условий эксплуатации.

3. Обоснование выбора топологии сети

Топология «шина»

Шинная топология представляет собой топологию, в которой все устройства локальной сети подключаются к линейной сетевой среде передачи данных. Такую линейную среду часто называют каналом, шиной или трассой. Каждое устройство, например, рабочая станция или сервер, независимо подключается к общему шинному кабелю с помощью специального разъема. Шинный кабель должен иметь на конце согласующий резистор, или терминатор, который поглощает электрический сигнал, не давая ему отражаться и двигаться в обратном направлении по шине. Когда источник передает сигналы в сетевую среду, они движутся в обоих направлениях от источника. Эти сигналы доступны всем устройствам в ЛВС. Как уже известно, из предыдущих глав, каждое устройство проверяет проходящие данные. Если MAC- или IP-адрес пункта назначения, содержащийся в пакете данных, не совпадает с соответствующим адресом этого устройства, данные игнорируются. Если же MAC- или IP-адрес пункта назначения, содержащийся в пакете данных, совпадает с соответствующим адресом устройства, то данные копируются этим устройством и передаются на канальный и сетевой уровни эталонной модели OSI. На каждом конце кабеля устанавливается терминатор. Когда сигнал достигает конца шины, он поглощается терминатором. Это предотвращает отражение сигнала и повторный прием его станциями, подключенными к шине. Для того чтобы гарантировать, что в данный момент передает только одна станция, в сетях с шинной топологией используется механизм обнаружения конфликтов, иначе, если несколько станций одновременно попытаются осуществить передачу, возникнет коллизия. В случае возникновения коллизии, данные от каждого устройства взаимодействуют друг с другом (т.е. импульсы напряжения от каждого из устройств будут одновременно присутствовать в общей шине), и таким образом, данные от обоих устройств будут повреждаться. Область сети, в пределах которой был создан пакет и возник конфликт, называется доменом коллизий. В шинной топологии, если устройство обнаруживает, что имеет место коллизия, сетевой адаптер отрабатывает режим повторной передачи с задержкой. Поскольку величина задержки перед повторной передачей определяется с помощью алгоритма, она будет различна для каждого устройства в сети, и, таким образом, уменьшается вероятность повторного возникновения коллизии.

Преимущества и недостатки шинной топологии

Топология «кольцо»

Топология кольцо (топология замкнутой сети) - это тип сетевой топологии, при котором все компьютеры подключены коммуникационному каналу, замкнутому на себе. В кольце сигналы передаются только в одном направлении. Сигнал в топологии кольцо возможно усиливать.

Достоинства:

· Отсутствие возможности для столкновения передающейся информации.

· Возможность одновременной передачи данных сразу несколькими компьютерами.

· Возможность промежуточного сигнала.

Недостатки:

· Высокая стоимость и сложность обслуживания.

· В случае выхода из строя кабеля или компа сеть прекращает функционировать.

· Кольцо в 2.5 раза медленнее шины.

Топология «звезда»

В сетях, использующих топологию "звезда", сетевой носитель соединяет центральный концентратор с каждым устройством, подключенным к сети. Физический вид топологии "звезда" напоминает радиальные спицы, исходящие из центра колеса. В этой топологии используется управление из центральной точки, а связь между устройствами, подключенными к сети, осуществляется посредством двухточечных линий между каждым устройством и центральным каналом или концентратором. Весь сетевой трафик в звездообразной топологии проходит через концентратор. Вначале данные посылаются концентратору, а затем концентратор переправляет их устройству в соответствии с адресом, содержащимся в данных. В сетях с топологией "звезда" концентратор может быть активным или пассивным. Активный концентратор не только соединяет участки среды передачи, но и регенерирует сигнал, т.е. работает как многопортовый повторитель. Благодаря выполнению регенерации сигналов, активный концентратор позволяет данным перемещаться на более значительные расстояния. В отличие от активного концентратора, пассивный концентратор только соединяет участки сетевой среды передачи данных.

Преимущества и недостатки топологии «звезда»

Большинство проектировщиков сетей считают топологию "звезда" самой простой с точки зрения проектирования и установки. Это объясняется тем, что сетевая среда выходит непосредственно из концентратора и прокладывается к месту установки рабочей станции. Другим достоинством этой топологии является простота обслуживания: единственной областью концентрации является центр сети. Также топология "звезда" позволяет легко диагностировать проблемы и изменять схему прокладки. Кроме того, к сети, использующей топологию "звезда", легко добавлять рабочие станции. Если один из участков сетевой среды передачи данных обрывается или закорачивается, то теряет связь только устройство, подключенное к этой точке. Остальная часть сети будет функционировать нормально. Короче говоря, топология "звезда" считается наиболее надежной. В некотором смысле достоинства топологии "звезда" могут считаться и ее недостатками. Например, наличие отдельного отрезка кабеля для каждого устройства позволяет легко диагностировать отказы, однако, это же приводит и к увеличению количества отрезков. В результате повышается стоимость установки сети с топологией "звезда". Другой пример: концентратор может упростить обслуживание, поскольку все данные проходят через эту центральную точку; однако, если концентратор выходит из строя, то перестает работать вся сеть.

Область покрытия сети с топологией «звезда»

Максимально допустимая длина отрезков сетевого кабеля между концентратором и любой рабочей станцией (их еще называют горизонтальной кабельной системой) составляет 100 метров. Величина максимальной протяженности горизонтальной кабельной системы устанавливается Ассоциацией электронной промышленности (Electronic Industries Association, EIA) и Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (Telecommunications Industry Association, TIA). Эти две организации совместно создают стандарты, которые часто называют стандартами EIA/TIA. В частности, для технического выполнения горизонтальной кабельной системы был и остается наиболее широко используемым стандарт EIA/T1A-568B. В топологии "звезда" каждый отрезок горизонтальной кабельной системы выходит из концентратора, во многом напоминая спицу колеса. Следовательно, локальная сеть, использующая этот тип топологии, может покрывать область 200x200 метров. Понятно, бывают случаи, когда область, которая должна быть покрыта сетью, превышает размеры, допускаемые простой топологией "звезда". Представим себе здание размером 250x250 метров. Сеть с простой звездообразной топологией, отвечающая требованиям к горизонтальной кабельной системе, устанавливаемым стандартом EIA/TIA-568B, не может полностью покрыть здание с такими размерами. Рабочие станции находятся за пределами области, которая может быть накрыта простой звездообразной топологией, и, как и изображено, они не являются частью этой сети. Когда сигнал покидает передающую станцию, он чистый и легко различимый. Однако по мере движения в среде передачи данных сигнал ухудшается и ослабевает -- чем длиннее кабель, тем хуже сигнал; это явление называется аттенюацией. Поэтому, если сигнал проходит расстояние, которое превышает максимально допустимое, нет гарантии, что сетевой адаптер сможет этот сигнал прочитать.

Топология "расширенная звезда"

Если простая звездообразная топология не может покрыть предполагаемую область сети, то ее можно расширить путем использования межсетевых устройств, которые не дают проявляться эффекту аттенюации; результирующая топология называется топологией "расширенная звезда". Еще раз представим себе здание размером 250x250 метров. Для того чтобы звездообразная топология могла эффективно использоваться в этом здании, ее необходимо расширить. За счет увеличения длины кабелей горизонтальной кабельной системы это делать нельзя, поскольку нельзя превышать рекомендуемую максимальную длину кабеля. Вместо этого можно использовать сетевые устройства, которые препятствуют деградации сигнала. Чтобы сигналы могли распознаваться принимающими устройствами, используются повторители, которые берут ослабленный сигнал, очищают его, усиливают и отправляют дальше по сети. С помощью повторителей можно увеличить расстояние, на которое может простираться сеть. Повторители работают в тандеме с сетевыми носителями и, следовательно, относятся к физическому уровню эталонной модели OSI.



4. Обоснование выбора среды передачи данных

Коаксиальный кабель обладает широкой полосой пропускания; это означает, что в ней можно организовать передачу трафика на высоких скоростях. Он также устойчив к электромагнитным помехам (по сравнению с витой парой) и способен передавать сигналы на большое расстояние. Кроме того, с технологией передачи сигналов по коаксиальному кабелю хорошо освоились многие поставщики и инсталляторы как кабельных систем, так и различных сетей передачи данных.

Коаксиальный кабель состоит из четырех частей. Внутри кабеля размещена центральная жила (проводник, сигнальный провод, линия, носитель сигнала, внутренний проводник), окруженная изоляционным материалом (диэлектриком). Указанный слой изоляции охвачен тонким металлическим экраном. Ось металлического экрана совпадает с осью внутреннего проводника - отсюда и следует название "коаксиал". И, наконец, внешней частью кабеля является пластиковая оболочка.

Центральная жила может состоять из одного сплошного проводника (одножильный) или нескольких, являющихся одним проводником (многожильный). Она обычно выполнена из меди, медного сплава с оловом или серебром; алюминия или стали с медным покрытием. Диэлектрик - полиэтилен или тефлон с воздушной прослойкой или без нее. Экран может быть выполнен в виде фольги или оплетки. Внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлорида или полиэтилена (noplenun), тефлона или кинара (plenun).

Внешний экран может быть выполнен из фольги, оплетки или из их комбинаций. Возможна также многослойная (например, четырехслойная) защита. Существует несколько размеров коаксиального кабеля. Различают толстый (диаметром 0.5 дюйма) и тонкий (диаметром 0.25 дюйма) коаксиальные кабели. Толстый коаксиальный кабель более крепкий, стойкий к повреждению и может передавать данные на более длинные расстояния, но недостатком такого кабеля является сложность его подсоединения. Заметим также, что существуют такие разновидности коаксиального кабеля, как твинаксиал, тринаксиал, quad-кабель и т.д.

Витая пара (TP - twisted pair) - кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Скручивание осуществляется для уменьшения внешних наводок (наводок от внешних источников) и перекрестных наводок (наводок от одного проводника другому проводнику из одной и той же пары). Часто кабель на витой паре (точнее, на нескольких, как правило, 4 витых парах) называют просто "витая пара", хотя, конечно, это -профессиональный жаргон. В последние несколько лет производители витой пары научились передавать данные по своим кабелям с высокими скоростями и на большие расстояния. Современные достижения сделали возможной передачу данных по кабелю на витой паре со скоростью 1 Гбит/с (по 250 Мбит/с в каждой из 4 пар).

По сравнению с волоконно-оптическими и коаксиальными кабелями, использование витой пары обладает рядом существенных преимуществ. Такой кабель более тонкий, более гибкий и его проще устанавливать. Он также недорог. И вследствие этого, витая пара является идеальным средством передачи данных для офисов или рабочих групп, где нет электромагнитных помех.

Однако, витая пара обладает следующими недостатками: сильное воздействие внешних электромагнитных наводок, возможность утечки информации и сильное затухание сигналов. Кроме того, проводники витой пары подвержены поверхностному эффекту - при высокой частоте тока, электрический ток вытесняется из центра проводника, что приводит к уменьшению полезной площади проводника и дополнительному ослаблению сигнала.

Волоконно-оптический кабель

Волоконно-оптический кабель (fiber-optic cable) был разрекламирован как решение всех проблем, порождаемых медным кабелем. Такой кабель имеет огромную ширину полосы пропускания и может пересылать голосовые сигналы, видеосигналы и сигналы данных на очень большие расстояния. В связи с тем, что волоконно-оптический кабель для передачи данных использует световые импульсы, а не электричество, он оказывается невосприимчивым к электромагнитным помехам. Отличительной особенностью волоконно-оптического кабеля является также то, что он обеспечивает более высокую безопасность информации, чем медный кабель. Это связано с тем, что нарушитель не может подслушивать сигналы, а должен физически подключиться к линии связи. Для того чтобы добраться до информации, передаваемой по такому кабелю, должно быть подсоединено соответствующее устройство, а это, в свою очередь, приведет к уменьшению интенсивности светового излучения. К недостаткам волоконно-оптического кабеля следует отнести высокую стоимость и меньшее число возможных перекоммутаций по сравнению с электрическими кабелями, так как во время перекоммутаций появляются микротрещины в месте коммутации, что ведет к ухудшению качества оптоволокна.

По своей структуре волоконно-оптический кабель подобен коаксиальному кабелю. Однако вместо центральной жилы в его центре располагается стержень, или сердцевина, которая окружена не диэлектриком, а оптической оболочкой, которая, в свою очередь, окружена буферным слоем (слоем лака), элементов усиления и внешнего покрытия. Стержень и оболочка изготавливается как одно целое. Диаметр стержня составляет от 2 до нескольких сотен микрометров. Толщина оболочки - от сотен микрометров до единиц миллиметров. Буферный слой может быть свободным (жесткая пластиковая трубка) или плотноприлегающим. Свободный защищает от механических повреждений и температуры, прилегающий - только от механических повреждений. Волоконно-оптический кабель бывает одномодовым и многомодовым. Одномодовый кабель имеет меньший диаметр световода (5-10 мкм) и допускает только прямолинейное распространение светового излучения (по центральной моде). В стержне многомодового кабеля свет может распространяться не только прямолинейно (по нескольким модам). Чем больше мод, тем уже пропускная способность кабеля. Так, на 100 м максимальная частота сигнала на длине волны 850 нм для многомодового составляет 1600 МГц, для одномодового - 888 ГГц. Стержень и оболочка многомодового кабеля могут быть изготовлены из стекла или пластика, в то время как у одномодового - только из стекла. Для одномодового кабеля источником света является лазер, для многомодового - светодиод.

Wifi

I-FI - это современная беспроводная технология передачи данных по радиоканалу (wireless, wlan). Компьютеры, ноутбуки, принтеры, мобильные телефоны - без этих вещей немыслима работа современного офиса. Облегчить работу с перечисленными столь необходимыми в работе офиса устройствами должна обеспечить локальная сеть с использование технологии WIFI, типовой вариант которой представлен на данной схеме.

Используя wi-fi технологии, вы можете избавиться от проводов под столом и коробов на стенах. Вы получаете свободу перемещения, оставаясь подключенным к сети офиса и Интернет. Устойчивый радиус действия сигнала, достигающий в открытом пространстве 300 метров, позволит вам, оставаясь внутри локальной сети, в любой точке вашего офиса отправлять и получать сообщения от сотрудников, работать с базами данных или выходить в Интернет.

Минусы WI-FI

Относительно высокая стоимость оборудования

Скорость доступа зависит от среды передачи

Хотя технология на сегодняшний день позволяет достичь скоростей до 108мб/c, что сравнимо со скоростью кабельных сетей, скорость напрямую зависит от среды передачи сигнала.



5. Расчет пропускных способностей по этажам и общий

Расчет необходимой пропускной способности производится путем отношения максимального времени занятия задачей сети к общему времени работы сети умноженную на номинальную пропускную способность.

Далее производится сложения полученных значений, в результате находится необходимая пропускная способность на отрезке от рабочего места до этажного коммутатора.

Обмен файлами: 60/480*100=12,5 Мб/с

СУБД: 50/480*100=10,41 Мб/с

Резервирование информации: 45/480*100=9,37 Мб/с

Сетевая безопасность: 35/480*100=1,04 Мб/с

Электронная почта: 20/480*100=4,16 Мб/с

Интранет: 10/480*100=2,08 Мб/с

Сетевая печать: 55/480*100=3,12 Мб/с

Пропускная способность на отрезке от коммутатора доступа до ядра сети рассчитывается путем умножения пропускной способности до пользователя на количество пользователей.

Здание - = 7,9 Гбит/сек

Оборудование Motorola RFS 6000

Motorola AP-0622

AP7131

Patch Panel 19" 1U UTP 24 port кат 5e TRENDnet < TC-P24C5E>

ASUS PCE-N10 - wifi адптеры

Net-Link NL-SA-6406-B

Размещено на Allbest.ru

...