В курсовой работе необходимо определить:

- топологию расположения зданий и помещений подразделения с определением линий связи между зданиями;

- порядок размещения оборудования узлов ЛВС в зданиях и подвода к ним линий связи;

- состав пассивного оборудования ЛВС.

Количество и расположение точек подключения рабочих мест в помещениях должны обеспечивать возможность перемещения рабочих мест или увеличения их из расчета "одно рабочее место - на 4,5 кв. м рабочей площади" (минимальное количество мест в каждой комнате, кроме служебных помещений, - три). В проекте необходимо предусмотреть соответствующие резервы пространства в кабель-каналах и в распределительных узлах кабельной системы.

Точка подключения должна представлять собой однопортовую телекоммуникационную розетку RJ-45.

Проект должен предусматривать:

- возможность расширения и роста локальных сетей в течение минимум 7 - 10 лет, поэтому проект должен учитывать увеличение скорости передачи данных: для локальных сетей - десятикратное, для глобальной сети - двукратное и для внешнего подключения к корпоративной сети - десятикратное. Минимальное требование - обеспечение скорости обмена 100 Mбит/с для любого АРМа и серверов этой сети;

- надежность функционирования сети - отсутствие "единой точки отказа". Это должно быть обеспечено топологией и связностью сети, выбором активных сетевых устройств и модулей, применяемых протоколов на магистральных участках сети.

Точка подключения должна представлять собой однопортовую телекоммуникационную розетку RJ-45.

Абонентские кабели разводятся до рабочих мест по схеме "звезда" с центром в этажных распределителях без промежуточных коммутаций. Этажный распределитель - одиночные или сдвоенные стойки или закрываемый шкаф, размеры и монтажная высота которых определяются в зависимости от количества точек подключения, активного оборудования и т.д.

Горизонтальная абонентская разводка должна производиться кабелем типа "витая пара" (UTP) категории 5. Для каждого рабочего места проектируются один кабель UTP, который монтируется непосредственно при проведении монтажных работ. Кабель-каналы, отверстия в стенах и перекрытиях, монтажное пространство в коммутационных шкафах должны иметь резерв для последующего масштабирования сети. В распределителях кабели подключаются на коммутационные панели с портами RJ-45. Допускается прокладка волоконно-оптических кабелей до рабочих мест, конец которых выводится на настенные розетки с разъемами типа ST.

Магистральная (межузловая) разводка производится волоконно-оптическим кабелем с подключением в распределительных шкафах на панели с разъемами типа ST.

Этажные распределители располагаются в служебных помещениях зданий (серверных). В одном из зданий кампуса (по возможности - ближе к точке присутствия телефонного провайдера (POP), предоставляющего T1-соединение с узлом глобальной сети) располагается главный узел (MDF) сети - комната, где концентрируются все кабельные коммуникации - горизонтальная и магистральная разводка. В этом помещении размещается все активное оборудование сети - коммутаторы административной и производственной сетей, маршрутизаторы, серверы подразделения. В каждом здании, а также в случае, если расстояние от MDF до какого-либо помещения, подлежащего подключению, превышает оговоренное в EIA/TIA-568, организуется промежуточный узел сети (IDF), который соединяется с MDF посредством волоконно-оптического кабеля по схеме "звезда" или "разветвленная звезда".

Прокладка абонентской и магистральной разводки по рабочим помещениям и коридорам зданий производится по возможности скрыто или в электротехнических коробах с учетом сохранения отделки и эстетики зданий. Сечение коробов должно предусматривать возможную прокладку кабелей выделенной сети электропитания - в отдельных секциях, с соблюдением требований по взаимному расположению силовых и слаботочных кабелей. (Допускается прокладка в соседних секциях пластикового кабель-канала силовых и слаботочных кабелей при мощности, передаваемой по силовым кабелям, до 2 кВ.А. В случае прокладки магистральных силовых кабелей необходимо их размещать от слаботочных на расстоянии не менее чем 250 мм.)

Инфраструктура ЛВС должна позволять перейти к более высоким скоростям передачи между хостами, с одной стороны, и главным (MDF) или промежуточным узлами сети (IDF) - с другой, без обновления физического носителя сети.

Рисунок 1 - Пример расположения комнат в здании

Реферат

УДК 681.324

Пояснительная записка содержит 44 страниц, 5 таблиц, 5 рисунков, 4 источников.

Объектом курсовой работы является проектирование структурированной кабельной системы кампусной сети.

Цель работы - ознакомиться с методами и технологиями проектирования структурированной кабельной сети.

Результатом курсовой работы является план структурированной кабельной системы кампусной сети.

Приложения разработаны в графическом редакторе Microsoft Visio 2013.Пояснительная записка выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2013.

Содержание

Расчет общей площади для проектирования рабочих мест выполняется по рекомендованной норме площади на одно рабочее место: для сотрудника - 4 - 5 кв. м; для программиста и персонала, обслуживающего ОУ, - 6 кв. м.

Таким образом количество рабочих мест в помещении необходимо рассчитать по формуле (1):

(1)

где N - количество рабочих мест, S - площадь помещения.

Расчет площади каждой комнаты производится по плану здания с учетом масштаба.

Результат расчета количества мест округляем до целого в меньшую сторону.

Результаты расчетов количества рабочих мест представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Расчет рабочих мест

3. Обоснование выбора технологии передачи данных, линий связи и сетевого оборудование

В качестве используемой технологии передачи будем использовать одну из семейства технологий пакетной передачи данных для компьютерных сетей - Ethernet. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде - на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологи. Будем использовать технологию Gigabit Ethernet, так как она позволит обеспечить высокое быстродействие. К тому же, мы обеспечим определенную избыточность СКС для возможного дальнейшего расширения информационной сети без капитальных вложений.

Горизонтальная кабельная подсистема соединяет горизонтальные кроссы с телекоммуникационными розетками на рабочих местах В некоторых случаях горизонтальная подсистема может объединять несколько или все этажи здания. Горизонтальная подсистема обычно реализуется на основе кабеля на медной паре UTP или STP категории 5е или выше или оптический кабель. Более 90% кабеля приходится на горизонтальную подсистему СКС.

Таким образом, в горизонтальной подсистеме выбран кабель внутренней прокладки UTP 4х 2х 0,52 мм cat 5e 100005 фирмы ParLan.

Вертикальная подсистема - территориальная подсистема, служащая для подключения горизонтальных подсистем друг к другу-соединяет этажи здания. Рекомендации по монтажу вертикальной подсистемы приведены в международном стандарте ISO/IEC 11801: рекомендуется применение оптоволоконного кабеля, внешняя оболочка которого должна быть пригодна для прокладки по вертикальным каналам.

Для соединения этажей, а также прокладки внутри здания от распределительных шкафов до спуска в канализацию используется оптоволоконный кабель Teldor F90040125B 4 волокна, одномодовый, 9/125, (tight buffer), для внутренней прокладки (-25C ~ +75), внешняя оболочка FR-PVC.

ВОЛС (волоконно-оптические линии связи) обеспечивают возможность предоставления услуг, когда требуется высокая скорость передачи данных. ВОЛС делают возможными различные мультимедийные услуги. ВОЛС обеспечивают пропускную способность достаточную для предоставления перспективных услуг, которые могут появиться в будущем.

Оптический кабель может быть уложен следующим образом: в кабельную канализацию или кабельный коллектор; подвес кабеля - воздушная линия связи.

Варианты подвески оптического кабеля имеют ряд достоинств: отсутствие необходимости отвода земель и согласований с заинтересованными организациями; уменьшение сроков строительства; уменьшение количества повреждений в районах городской застройки и промышленных зон; снижение капитальных и эксплуатационных затрат в районах с тяжелыми грунтами.

Подвеска волоконно-оптических кабелей производится по уже установленным опорам и не требует тщательной предварительной подготовки трассы прокладки, поэтому более технологична и проще, чем прокладка в грунт. При подвеске ВОЛС используется технология подвеса самонесущего кабеля на стене здания от компании Teldor F90040125B. Что касается кабельной канализации, то глубина связного колодца равна 1,5 м, он расположен на расстоянии 2 м от стены здания. В колодце располагаются связевые трубы, по которым осуществляется связь между вторым и третьим корпусами посредством подземной прокладки ВОЛС. Для данной цели был использован кабель фирмы Teldor F90040125B.

Результаты монтажа системы ВОЛС воздушного подвеса и в кабельной канализации представлены в приложении "Схема воздушного подвеса ВОЛС", "Схема прокладки ВОЛС в кабельной канализации".

Изображение оптической муфты SNR-FT-E представлено на рисунке 2

Рисунок 2 - Оптическая муфта

Внешняя подсистема соединяет между собой различные здания. Ее рекомендуется строить на основе оптоволоконной технологии, гарантирующей высокую пропускную способность и защищенность от помех и несанкционированного доступа. Оптоволоконный кабель должен быть многожильным для резервирования каналов, бронированным для обеспечения защиты от механических повреждений и обеспечения огне- и водостойкости. В качестве оптоволоконного кабеля будем использовать Belden GOCB208.002100(волоконно-оптический 50/125 (OM2) многомодовый, 8 волокон, бронированный стальной лентой, для внешней прокладки).

В качестве дублирующей системы между корпусами кампуса будут попарно оборудованы: радиоканал Point-to-Point и ЛАНтастИКа.

Радиоканал Point-to-Point будет обеспечивать беспроводной мост Ubiquiti airFiber 5, так как он позволяет передавать данные с пропускной способностью более 1.2 Гбит/сек и пакетной производительностью свыше 1 миллиона пакетов в секунду, максимальная дальность составляет более 100 км. Изображение адаптера представлено на рисунке 3.

Рисунок 3 - Беспроводной мост Ubiquiti airFiber 5

ЛАНтастИКа же будет обеспечиваться комплексом ЛАНтастИКа-3 Speed (в частности, БОКС-1000М-АС 1), поскольку эта модель позволяет создавать помехозащищенное беспроводное оптическое Ethernet carrier class соединение на скорости до 2000 Мбит/с между сегментами Ethernet, что в 10 раз быстрее системы ЛАНтастИКа-2 Speed, что в дальнейшем (при расширении сети) положительно скажется на возможности масштабирования сетей внутри зданий и внесет меньше ограничений при увеличении количества рабочих станций. На рисунке 4 представлено фото Speed БОКС-1000М-АС 1. Схема монтажа системы "Лантастика" представлена в приложении на листе 12

Рисунок 4 - ЛАНтастИКа-3 Speed БОКС-1000М-А

4. Функциональная схема компьютерной сети кампуса

Функциональная схема сети - вид графической модели сети. Ее использование и построение позволяет наглядно отразить компьютерную сеть кампуса.

В каждом здании установим по одному коммутатору здания и двум этажному коммутатору, они объединены между собой. Коммутатор здания полностью освобождает системного администратора от рутинной работы, связанной с назначением приоритетов трафику на канальном и сетевом уровнях, самостоятельно устанавливая приоритеты в зависимости от типа вышестоящих протоколов. В главном здании установим дополнительно коммутатор кампуса и маршрутизатор.

Функциональная схема структурированной кампусной сети приведена на листе 5 приложении. От провайдера сеть идет к маршрутизатору кампуса, от него - на коммутатор кампуса. В данном случае коммутатор кампуса выступает в роли связующего звена между маршрутизатором кампуса, сервером кампуса и коммутаторами корпусов. Коммутаторы корпусов, в свою очередь, связаны с коммутаторами этажа, которые связаны с рабочими группами (конечными абонентами). Так как используется иерархическая топология, то потребуются коммутаторы, которые будут обеспечивать связь через оптоволоконный кабель.

5. Функциональная схема СКС

Функциональная схема СКС раскрывает в себе особенности элементов подсистем сети и их качественные и количественные параметры.

Три подсистемы сети связаны между собой линиями связи передачи информации и пассивным, активным оборудованием. Исходя из схемы соединений видно, что кроссы выполняют функцию интерфейсов между подсистемами, а так же служат средством для создания различных сетевых топологий.

Согласно функциональной схеме компьютерной сети кампуса у нас имеется маршрутизатор кампуса (на функциональной схеме СКС имеет маркировку "MC" и находиться в вершине иерархии сети), который относится к магистральной подсистеме первого уровня. Данная подсистема соединяет главный и промежуточные кроссы и включает в себя такие элементы, как: кабели магистральной подсистемы первого уровня, объединяющие в себе главный и промежуточные кроссы; коммутационные шнуры и перемычки главного кросса; коммутационное оборудование, где расположены кабели магистральной подсистемы первого уровня в главном и промежуточном красах. На схеме соединений показано соединение главного кросса с каждым промежуточным кроссом, а так же связь промежуточных кроссов между собой.

В функциональной схеме компьютерной сети кампуса у нас так же имеются коммутаторы здания (на функциональной схеме СКС обозначается как "IC"), которые относятся к магистральной кабельной подсистеме второго уровня. Магистральная кабельная подсистема второго уровня соединяет промежуточные кроссы с горизонтальными кроссами и включает в себя следующие элементы: кабели магистральной системы второго уровня, которые соединяют между собой промежуточный кросс и горизонтальные кроссы; коммутационные шнуры и перемычки промежуточного кросса; коммутационное оборудование, на котором расположены кабели магистральной подсистемы второго уровня в промежуточном и горизонтальных кроссах.

Исходя из функциональной схемы компьютерной сети кампуса у нас имеются коммутаторы доступа (на функциональной схеме СКС обозначаются как "HC"), которые относятся к горизонтальной кабельной подсистеме. Горизонтальная кабельная подсистема соединяет горизонтальные кроссы с телекоммуникационными розетками на рабочих местах и включает в себя следующие элементы: кабель горизонтальной подсистемы; коммутационные шнуры и кроссовые перемычки горизонтального кросса; коммутационное оборудование в горизонтальном кроссе; телекоммуникационную розетку на рабочем месте.

В данном проекте основной топологией СКС является топология "звезда", но при соединении между собой промежуточных кроссов применяется и топология "кольцо", что позволяет повысить пропускную способность сети.

В процессе функционирования СКС представляет собой иерархическую структуру, на вершине которой находится главный кросс, а завершающими элементами кабельной системы являются телекоммуникационные розетки на рабочих местах. От главного кросса так же имеется соединение с демаркационной точкой (на функциональной схеме СКС обозначена как "DP"), при помощи которой сеть организации соединяется с глобальной сетью Интернет.

Функциональная схема СКС представлена в приложении "Функциональная схема СКС".

6. Обоснование выбора служебного помещения

Серверное помещение - это телекоммуникационное помещение, в котором размещаются распределительные устройства и большое количество активного телекоммуникационного оборудования.

На первом этаже главного здания сконцентрированы все кабельные коммуникации ЛВС и размещено активное оборудование сети - коммутаторы, маршрутизаторы и серверы подразделения.

Серверные вторых этажей располагаются над серверными зданий, что сокращает расходы на волоконно-оптический кабель.

Серверную рекомендуется располагать без соприкосновения с внешними стенами здания и без сообщения с посторонними помещениями. Через серверную не должны проходить транзитные коммуникации. Трассы обычного и пожарного водоснабжения, отопления и канализации должны быть вынесены за пределы помещения и не должны находиться непосредственно над ним на верхних этажах.

План здания, заданный вариантом, ограничивает соблюдение некоторых рекомендаций, поэтому на плане кроссовая, обозначенная как "Серверная", расположена в комнате № 101. В ней нет окон и из нее сравнительно удобно прокладывать коммуникации. Серверная оборудована коммуникационным шкафом, одной двухпортовой телекоммуникационной розеткой для оборудования рабочих мест персонала, который наблюдает за работой центрального оборудования ЛВС. Размещение оборудования в серверной представлен в приложении "План размещения коммуникационного оборудования в серверной".

7. Обоснование выбора системы кабель-каналов

Кабель-канал состоит из короба и крышки. Короба из пластика, в силу гибкости, легкости, простоты монтажа и эстетики, используются для укладки электрических сетей и коммуникационных кабелей в помещениях.

Для горизонтальной подсистемы используем сетевой кабель UTP (U/UTP) 4х 2х 0,5 мм категория 5е PVC (ПВХ) ("Nexans")с диаметром 4,9мм. Максимальное количество кабелей в магистральном коробе - 46, в горизонтальном -6.

Для вертикальной системы в данном проекте используется волоконно-оптический кабель ОВНВ (Riser), предназначенный для использования в локальных компьютерных и структурированных сетях в качестве распределительного оптического кабеля. Производитель информирует о том, что диаметр кабеля составляет 8,5 мм.

Чтобы сделать правильный выбор кабель-канала, следует сначала определить, сколько проводов будет в него закладываться. Лучше, чтобы оставался запас свободного места, равный половине внутреннего диаметра. Это делается для того, чтобы при повороте канала под прямым углом провода не пришлось изламывать.

Размер горизонтального кабель-канала рассчитываем по формуле (2):

K= X*S+60%, (2)

где X - количество кабелей, K - площадь кабель-канала, S - площадь сечение кабеля.

Площадь магистрального кабель-канала так же рассчитаем по формуле 2. Результаты расчетов размера кабель-канала представлены в таблице 2.

В данной работе будут использоваться миниканалы фирмы Legrand cерия М 16*16 мм и миниканалы фирмы Legrand cерия М 80*50 мм. Размеры кабель-каналов выбирались с учетом расширения локальной сети в будущем.

Компания Legrand - это мировой лидер в производстве продукции электротехнического назначения, поставщик комплексных решений для электрических и информационных сетей. Продукция Legrand применяется и в жилых помещениях, и в зданиях административного сектора, и на промышленных объектах.

В России компания Legrand - единственный производитель, предлагающий полный комплекс электрооборудования, от розеток и выключателей до сложных систем распределения и управления.

Таблица 2 - Расчет кабель-канала

Площадь магистрального кабель канала: 1860,744мм².

Для прокладки кабель-канала потребуется различная фурнитура, представленная в таблице 3.

Таблица 3 - Расчет фурнитуры

Для прокладки магистрального кабель-канала в коридоре потребуется 4 внутренних угла, 1 внешний угол, 6 заглушек

8. Обоснование выбора коммутационного шкафа и коммутационного оборудования

В качестве коммуникационного оборудования была выбрана следующая аппаратура:

- оптическая патч-панель 19" на 12 порта, 1U;

- медная патч-панель 19" на 24 порта;

- коммутатор на 48 портов;

- коммутатор на 24 порта;

- коммутаторы на 24 порта;

- кабельные органайзеры;

- блок бесперебойного питания;

- маршрутизатор;

- заглушки.

Для оборудования потребуется коммутационный шкаф, потому что он упрощает процесс тестирования кабеля, обеспечивает возможность простой реконфигурации рабочих мест сотрудников, увеличивает возможности расширения ЛВС, является переходом от одной среды передачи данных к другой ("оптоволокно - медь"), является местом коммутации различных типов сигналов, объединяет сигналы для передачи по высокоскоростным магистралям сети, предотвращает несанкционированное изменение конфигурации ЛВС или доступ к данным в системе.

В коммутационных шкафах размещено все оборудование, необходимое для полноценного функционирования сети. Важно обеспечить надежную и упорядоченную коммутацию оборудования внутри сети, а так же возможность установки дополнительного оборудования.

В главном серверном шкафу установлено максимальное количество юнитов (20 юнитов). К установленному оборудованию в коммутационном шкафу прибавим 30% занимаемого места и получаем примерно 26 юнитов. На основании выводов будем использовать напольные 19-дюймовые шкафы на 42 юнита DEPO Rack 800, выбранный коммутационный шкаф представлен на рисунке 5.

Основные преимущества выбранной модели шкафов:

- повышенное рассеивание тепла через перфорацию двери;

- жесткость и стабильность конструкции при максимальной нагрузке благодаря большому количеству точек крепежа;

- удобный доступ для обслуживания оборудования за счет простого демонтажа дверей и боковых панелей;

- высокая степень защиты от вредных воздействий и несанкционированного доступа;

- легкость подводки кабелей с 4 сторон через щеточные вводы пола и потолка.

Выбранные размеры коммутационных шкафов позволяют при необходимости установить дополнительное оборудование, что снимает часть ограничений в случае расширения сети в будущем.

Сопутствующие аксессуары: полки под оборудование, выдвижные полки клавиатурные, консоли с KVM коммутаторами, консольные кабели, панели питания, системы вентиляции и охлаждения, панели освещения, фальш-панели, кабельные органайзеры, монтажные профили, крепежные комплекты, термостаты, автоматические системы газового пожаротушения, кондиционеры, источники бесперебойного питания. Аксессуары поставляются отдельными вложениями в комплекте поставки шкафа. Дополнительно, по согласованию, возможно оказание услуг по монтажу на месте установки.

Рисунок 5 - Коммутационный шкаф DEPO Rack 800

9. Описание схемы соединений

Коммутация оборудования и абонентов СКС кампуса производится согласно схеме соединений..

Обозначения коммутационного оборудования, шкафов, кабеля, розеток производиться относительно их местоположения в кампусной сети для простоты навигации и облегчения задачи коммутации. Нумерация обозначений ведется относительно номера здания, номера этажа, порядкового номера - для оборудования, и относительно номера здания, номера этажа, номера комнаты и порядкового номера в комнате - для розеток и кабеля для их коммутации.

Обозначения для вертикальной и внешней кабельной системы выбираются относительно того, что соединяет данная жила (этаж, здание, провайдер).

10. Тестирование элементов СКС

По завершении монтажных и наладочных работ, необходимо проверить работоспособность установленной СКС с целью выявления неполадок, ошибок и дефектов, допущенных при проектировании, установке и настройке СКС. Для этого необходимо провести тест сети.

При тестирование измеряем соответствие длины сегмента, правильность разводки пар, погонное затухание, а так же наводки на ближнем и дальнем конце.

Тестирование длины состоит в измерении физической длины кабеля. Длина вычисляется по отраженному сигналу в соответствии с тем, сколько времени занимает прохождение сигнала по кабелю. Общая длина кабеля не должна превышать 100м, длина нашего кабеля удовлетворяет этому условию.

Тест схемы соединений состоит в определении сквозных соединений терминированного кабеля. Он позволяет также обнаружить физические разрывы и замыкания в проводке и установить правильность подключения витых пар. В результате тестирования, индентификаторы совпадают, ошибок не обнаружено.

По результатам всех тестов и обработки данных, элементы СКС пригодны для работы.

11. Расчет стоимости сетевого оборудования и работ по монтажу СКС

В таблице 4 приведены результаты расчета затрат на сетевое оборудование СКС.

Таблица 4 - Затраты на сетевое оборудование

Таким образом в результате расчетов получены следующие значение затрат на сетевое оборудование: 1762349,763руб.

В таблице 5 отражены результаты расчета затрат на основные монтажные работы.

Таблица 5 - Затраты на основные монтажные работы

Таким образом в результате расчетов получены следующие значение затрат на основные монтажные работы: 55712,6 руб.

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы был разработан проект кампусной сети организации, удовлетворяющий всем требованиям.

Был произведен расчет количества рабочих мест в помещении. Беспроводная сеть охватывает 37 рабочих места на этаже здания.

Разработанный проект позволяет обеспечить передачу данных на скорости 1 Gb/s за счет использования в качестве основного технологии - Gigabit Ethernet

При выполнении данной курсовой работы были использованы современные технологии передачи, такие как ЛАНтастИКа и Point-to-Point

Реализована функциональная схема СКС в виде иерархической структуры.

Было выбрано активное оборудование, тип линии связи, подбор конечного пассивного и части активного сетеобразующего оборудования, реализован план коммутации и соединения оборудования, произведена разработка функциональной схемы сети, произведен тест сети.

Рассчитана стоимость пассивного оборудования и монтажных работ.

Затраты на пассивное оборудование 1762349,763руб., на монтажные работы 55712,6 руб.

Библиографический список

1. Советов Б.Я. Информационные технологии / Б.Я. Советов. М.: Высшая школа, 2013.

2. Бройдо В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации / В. Бройдо. СПб: Питер, 2011.

3. Олифер В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. СПб: Питер, 2016.

4. Таненбаум Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум. СПб: Питер, 2012.

Размещено на Allbest.ru