Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Харківський національний університет радiоелектронiки

Кафедра «Телекоммунiкацiйних систем»

Дипломна робота

на тему: Розробка структурованої кабельної системи для адміністративної будівлі підприємства

Виконав:

Кириченко Станiслав Олегович

2012 р.



Реферат

Дипломна робота присвячена розробці структурованої кабельної системи для адміністративної будівлі підприємства.

В роботі викладені основні відомості про СКС, її підсистемах і топології. Розглядаються всі етапи проектування структурованої кабельної системи підприємства.

Для підвищення ефективності роботи підприємства пропонується розробка на підприємстві комп'ютерної інформаційно-обчислювальної мережі, яка дозволить оптимізувати процеси документообігу, діловодства та бухгалтерського обліку.

У розділі «Охорона праці» зроблено розрахунок захисту від дії електричного струму з урахуванням замикання у системі петля фаза-нульовий провід.

Содержание

Реферат

Введение

1. Общие сведения по структурированным кабельным системам

1.1 Определение структурированной кабельной системы

1.2 Преимущества структурированных кабельных систем

1.3 Международный стандарт ISO/IEC 11801 "Информационная технология - Универсальная Кабельная Система для зданий и территории заказчика"

1.4 Классификация прикладных систем и классификация кабельных систем

2. Общие принципы организации структурированной кабельной системы

2.1 Структура СКС

2.1.1 Функциональные элементы

2.1.2 Кабельные подсистемы

2.2 Общая структура структурированной кабельной системы

2.2.1 Размещение распределительных пунктов

2.2.2 Интерфейсные места кабельной системы

2.3 Интерфейс глобальных сетей

2.4 Магистральная подсистема

3. Выбор архитектуры и построение структурированной кабельной системы

3.1 Топология СКС

3.2 Подсистемы

3.2.1 Подсистема рабочего места

3.2.2 Горизонтальная подсистема

3.2.3 Вертикальная подсистема

3.2.4 Внешняя подсистема

3.2.5 Подсистема управления

3.2.6 Подсистема оборудования

3.3 Сети бесперебойного и стабилизированного электропитания

3.4 Управление СКС

3.5 Размещение абонентских линий

3.6 Система маркировки элементов кабельной системы

3.7 Настройка необходимого сетевого оборудования и установка монтажных конструктивов

3.7.1 Организация серверной комнаты

3.7.2 Организация центров коммутации

3.7.3 Активное оборудование

3.8 Рекомендации по администрированию локальной компьютерной и телефонной сетей в рамках СКС

3.9 Расчет затухания

3.9.1 Расчет затухания линии

3.9.2 Расчет переходного затухания

4. Обеспечение безопасности информации в структурированной кабельной системе

4.1 Защита от некорректной коммутации в СКС

5. Охрана труда

5.1 Анализ условий труда на рабочем месте

5.2 Промышленная безопасность в помещении лаборатории

5.3 Производственная санитария в помещении лаборатории

5.4 Пожарная безопасность производственного помещения лаборатории

Заключение

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и терминов

Перечень ссылок

Приложения



Введение

Структурированная кабельная система -- физическая основа инфраструктуры здания, позволяющая свести в единую систему множество сетевых информационных сервисов разного назначения.

Задача СКС - удовлетворение потребностей всех потенциальных пользователей системы СКС весь срок существования здания без переделки или расширения кабельной сети.

Благодаря такому подходу к инфраструктуре здания, особенно на стадии разработки СКС, возможно создание интегрированной системы, полностью прозрачной для пользователей и не зависящей от используемых приложений.

Структурированная кабельная система - это гораздо больше, чем просто кабели или соединение воедино всех компонентов системы. Разнообразные технологии, архитектуры и приложения, голосовые, информационные данные, передача видео изображений и контрольных сигналов - все должно совмещаться и действовать как единое целое.

Помимо трех капитальных основных инженерных систем (энергоснабжения, водоснабжения, вентиляции) современные здания требуют создания четвертой капитальной системы - кабельной.

В данной работе рассматриваются все этапы проектирования структурированной кабельной системы в административном здании предприятия.

С целью повышения безопасности оператора ПЭВМ и защиты оборудования, путём сокращения влияния на него опасных и вредных факторов, в качестве темы разработки раздела «Охрана труда» в помещении был выбран расчет защиты от электрического тока, а также расчет искусственного освещения.

1. Общие сведения по структурированным кабельным системам

1.1 Определение структурированной кабельной системы

Структурированной кабельной системой называется кабельная система:

- имеющая стандартизованную структуру и топологию;

- использующая стандартизованные элементы (кабели, разъемы, коммутационные устройства и т.п.);

- обеспечивающая стандартизованные параметры (скорость передачи данных, затухание и прочее);

- управляемая (администрируемая) стандартизованным образом.

Отметим, что термин «стандартизованный» не означает здесь «одинаковый», а определяет лишь, что все различные СКС строятся по одинаковым принципам и правилам и в соответствии с национальными и международными стандартами в области информационных технологий [1].

Кабельную систему, не обладающую хотя бы одним из перечисленных свойств, называют исключительной кабельной системой.

1.2 Преимущества структурированных кабельных систем

СКС обладает рядом преимуществ перед обычными кабельными системами:

- надежность СКС. Все кабельные линии в СКС отвечают требованиям стандартов и имеют запас прочности по техническим характеристикам за счет использования качественных компонентов, что позволяет конечным пользователям эксплуатировать структурированную кабельную систему свыше 10-ти лет;

- простота использования. Технические специалисты быстро и без проблем осваивают работу с СКС, так как все структурированные кабельные системы строятся на основе правил и требований стандартов, с определенным типом архитектуры и структуры. Разобраться в кабельной системе, которая построена как любителями бывает очень сложно, а иногда и невозможно;

- простота обслуживания СКС. Обслуживание структурированной кабельной системы гораздо проще осуществлять, чем обслуживание нескольких кабельных систем на объекте или нестандартной кабельной системы. Управление и администрирование СКС осуществляется меньшим количеством технического персонала;

- запас и избыточность. СКС имеет запас и избыток на перспективу развития и использования кабельных линий в будущем: телекоммуникационные розетки устанавливаются с учетом того, что в рабочих помещениях возможна перестановка мебели, возможно создание новых рабочих мест и подключение дополнительного оборудования;

- гибкость. Гибкость в СКС осуществляется за счет разделения кабельной сети на подсистемы, создании фиксированной части кабельных линий, которые остаются неизменными на протяжении всего срока эксплуатации СКС и использования шнуров и перемычек для осуществления процесса коммутации;

- совокупная стоимость владения СКС. Совокупная стоимость владения СКС на порядок ниже по сравнению с другими системами, так как структурированная кабельная система, построенная по всем правилам и требованиям, имеет продолжительный срок службы и эксплуатации без привлечения каких-либо дополнительных финансовых вложений в течение 10 и более лет.



1.3 Международный стандарт ISO/IEC 11801 «Информационная технология - Универсальная Кабельная Система для зданий и территории заказчика»

В 1995 году ISO и IEC, выпустили стандарт, полное наименование которого: International Standard ISO/IEC JTC1/SC25/WG3/11801 «Information Technology - Generic Cabling for Customer Premises».

Стандарт обеспечивает:

- пользователей - независимой от применений универсальной кабельной системой и открытым рынком ее компонент;

- пользователей - гибкой кабельной схемой, так что модификации ее легки и экономичны;

- строителей-профессионалов - руководством, позволяющим приспособить здание к кабелям еще до того, как станут известны специфические требования;

- стандартизаторов в промышленности и применениях - кабельной системой, которая поддерживает выпускаемые изделия и обеспечивает основу для разработки будущих изделий [11].

Стандарт ISO/IEC 11801:1995 (Е) определяет универсальную кабельную систему для использования внутри коммерческих территорий, которые могут содержать одно или несколько строений на участке.

Стандарт оптимален для участков, имеющих географический размах до 3000 м, офисную площадь - до 1 000 000 кв.м и «население» - от 50 до 50 000 чел. Рекомендуется, чтобы принципы этого стандарта применялись к инсталляциям, не выпадающим из этих рамок.

Структурированная кабельная система, определенная этим стандартом, поддерживает широкий диапазон систем, обрабатывающих голос, цифровые данные, текст, изображение и видеоинформацию [2].



1.4 Классификация прикладных систем и классификация кабельных систем

Определено 5 классов прикладных систем:

- класс A (пропускает сигнал до 100 кГц) - системы для работы в речевом диапазоне и низкочастотной передачи;

- класс B (пропускает сигнал до 1 МГц) - системы для среднечастотной передачи;

- класс С (пропускает сигнал до 16 МГц) - системы для высокочастотной передачи;

- класс D (пропускает сигнал до 100 МГц) - системы для сверхвысокочастотной передачи;

- класс оптики - системы для высокочастотной и сверхвысокочастотной передачи. Широта полосы пропускания этих систем не является ограничивающим фактором.

Характеристики медных кабелей, входящих в классы A, B, C и D, специфицируются так, чтобы они удовлетворяли минимальным требованиям соответствующего класса приложений. Кабель конкретного класса всегда поддерживает приложения более низкого класса. Класс А считается наинизшим.

Параметры оптических кабелей специфицируются отдельно для одномодового и многомодового волокна. Классы C и D соответствуют полной реализации характеристик горизонтальной подсистемы, изготовленной из кабелей 3 и 5 категорий соответственно. Допустимые длины каналов для разных кабельных сред и классов кабельных систем приведены в таблице 1.1 [3].



Таблица 1.1 - Допустимые длины каналов для разных кабельных сред и классов кабельных систем

Среда распространения сигнала	Максимальная длина канала, м
	A	B	C	D	Оптика
Сбалансированный кабель категории 3	2000	200	100 (1)	-	-
Сбалансированный кабель категории 5	3000	260	160 (2)	100 (1)	-
Сбалансированный кабель, 150 ом	3000	400	250 (2)	150 (2)	-
Многомодовое волокно	-	-	-	-	2000
Одномодовое волокно	-	-	-	-	3000 (3)



2. Общие принципы организации структурированной кабельной системы

Основная цель дипломной работы - составить СКС для административного здания предприятия. Данная СКС должна соответствовать принятым международным стандартам (ANSI/TIA/EIA-568-A и ISO/IEC11801), и обеспечивать передачу всех видов информации (данные, голос, видео и т.д.) с учетом перспектив развития современных информационных технологий. Кроме того СКС должна обеспечить интеграцию и работоспособность всех элементов и систем.

В частности на базе СКС развернута компьютерная и телефонная сети, охранная и пожарная сигнализации, системы оповещения, видеонаблюдения, контроля доступа, бесперебойного питания.

СКС устанавливается небольшом административном здании с размерами в плане 10х20 м. Высота этажа составляет 3м. Толщина межэтажного перекрытия составляет 20 см. Во всех помещениях здания имеется подвесной потолок с высотой свободного пространства 30 см. Стены помещений изготовлены из обычного кирпича и покрыты штукатуркой, толщина которой составляет 1 см.

В ходе работы рассмотрено несколько вариантов архитектуры структурированной кабельной системы, и выбран вариант оптимальный по стоимости и наиболее удобный с точки зрения последующего администрирования.

Созданная СКС обеспечивает функционирование ЛВС и телефонной сети здания, то есть на каждом рабочем месте монтируется информационная розетка с двумя розеточными модулями. Подсистема рабочего места состоит из необходимого количества универсальных портов RJ-45 и соединительных кабелей для подключения оконечного оборудования.



2.1 Структура СКС

2.1.1 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.

2.1.2 Кабельные подсистемы

Обобщенная кабельная подсистема состоит из трех кабельных подсистем [4]:

- магистральная подсистема территории;

- магистральная подсистема здания;

- горизонтальная подсистема.

Объединение трех кабельных подсистем формирует структуру обобщенной сети.

Магистральная кабельная система территории растологается от главного распределительного пункта до распределительных пунктов здания, обычно расположенных в разных зданиях. Система состоит из: магистральных кабелей территории, механического окончания кабелей, кроссовых соединений в главном распределительном пункте.

Магистральная кабельная система здания растологается от распределительного пункта здания до распределительных пунктов этажа. Система состоит из: магистральных кабелей здания, механического окончания кабелей, кроссовых соединений в распределительном пункте здания.

Горизонтальная кабельная подсистема растологается от распределительного пункта этажа до телекоммуникационных разъемов на рабочих местах. Горизонтальная подсистема включает горизонтальные кабели, механические разъемы в РП этажа, коммутационные соединения в РП этажа и телекоммуникационные разъемы. Обобщенная кабельная система показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Обобщенная кабельная система

Кабельная система рабочего места соединяет телекоммуникационный разъем рабочего места с терминальным оборудованием. Кабели этой системы не входят в круг требований стандарта, хотя стандарт специфицирует их предельную длину и рабочие характеристики.

2.2 Общая структура СКС

Обобщенная кабельная система имеет структуру иерархической звезды. Количество и тип подсистем, включенных в систему, зависит от географии и размеров территории предприятия, а также от стратегии пользователя. Например, для территории, включающей только одно здание, центральной точкой является распределительный пункт здания, и отпадает необходимость в магистральной подсистеме территории.

Для некоторых прикладных систем дополнительные соединения между распределительными пунктами здания и этажа допустимы и желательны. Кабели магистральной подсистемы здания могут обеспечивать такие соединения.

В здании на переднем плане каждый тип распределительного пункта изображен отдельно. В здании на заднем плане показан распределительный пункт, соединяющий в себе функции пункта здания и пункта этажа.

2.2.1 Размещение распределительных пунктов

Распределительные пункты размещаются в шкафах оборудования или помещениях оборудования. На рисунке 2.2 показано типичное размещение функциональных элементов.

Рисунок 2.2 - Типичное размещение функциональных элементов

2.2.2 Интерфейсные места кабельной системы

Интерфейсные места обобщенной кабельной системы размещаются на концах каждой подсистемы [5]. В этих точках возможно подключение оборудования прикладных систем. На рисунке 2.3 изображены потенциальные места распределительных пунктов для подключения оборудования.

Рисунок 2.3 - Места для подключения оборудования

К распределительному пункту подключен кабель связи с внешними службами, для подключения оборудования используюется как соединение через кросс, так и непосредственное соединение.

Расстояние от внешних служб до главного распределительного пункта имеет решающее значение. Характеристики кабеля между двумя точками тщательно продуманы и реализованы со стороны пользовательских приложений.

2.3 Интерфейс глобальных сетей

Интерфейс глобальных сетей представляет собой точку подключения к глобальным телекоммуникационным службам.

Если интерфейс глобальной сети не подключен непосредственно к интерфейсу обобщенной сети, характеристики промежуточного кабеля должны быть приняты во внимание.

Тип кроссового соединения и промежуточного кабеля может регулироваться национальными правилами. Эти правила учтены при проектировании сети [6].

2.4 Магистральная подсистема

Топология магистральных кабелей имеет не более двух иерархических уровней. Соблюдение этого требования позволяет снизить ухудшение качества сигнала на пассивных элементах системы и упростить администрирование системы. Сигнал, вышедший из распределительного пункта этажа должен достигать главного распределительного пункта, проходя не более чем один кроссовый узел.

Допускается структура магистральной подсистемы, имеющая только один кроссовый пункт. Магистральные кроссовые пункты располагаются в шкафах оборудования или помещениях оборудования.

Расстояние между главным распределительным пунктом и распределительным пунктом этажа не должно превышать 2000 метров. Расстояние между распределительным пунктом здания и распределительным пунктом этажа не должно превышать 500 метров. При использовании одномодового кабеля максимальное расстояние в 2000 м может быть увеличено. Известно, что характеристики одномодового кабеля позволяют передавать сигнал на расстояние до 60 км. Однако дистанция между главным распределительным пунктом и распределительным пунктом этажа большая чем 3000 м считается выходящей за область применения стандарта [9].

Длины кабелей-перемычек, применяемых в главном распределительном пункте и распределительных пунктах здания не должны превышать 20 метров. Избыточная длина перемычек вычтена из максимальной длины магистрального кабеля.

3. Выбор архитектуры и построение СКС

В ходе работы рассмотрено несколько вариантов архитектуры для структурированной кабельной системы, и выбран вариант иерархической звезды как оптимальный по стоимости, так и наиболее удобный с точки зрения последующего администрирования.

Создаваемая СКС обеспечивает функционирование ЛВС и телефонной сети здания, то есть на каждом рабочем месте монтируется информационная розетка с двумя розеточными модулями. Внутренняя сеть телефонизации и внутренняя компьютерная сеть выполнены как единое целое, как часть СКС. Подсистема рабочего места состоит из необходимого количества универсальных портов RJ-45 и соединительных кабелей для подключения оконечного оборудования.

В помещениях, в которых располагаются кабинеты руководства, приемные или диспетчерские, число рабочих мест определялось исходя из необходимого количества портов. Оно не всегда совпадает с расчетным, так как при расчете по площади в кабинетах руководства и приемных получается чрезмерная избыточность портов, а в диспетчерских возникает недостаточность из-за потребности в подключении большого количества телефонов [7].

3.1 Топология СКС

Существует 5 основных типов топологии сетей:

- топология «Общая Шина». В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной;

- топология «Звезда». В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети;

- топология «Кольцо». В сетях с кольцевой топологией данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой по кольцу, как правило, в одном направлении;

- ячеистая топология. Для ячеистой топологии характерна схема соединения компьютеров, при которой физические линии связи установлены со всеми рядом стоящими компьютерами;

- смешанная топология. В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию - звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами.

Варианты данных топологий приведены на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1 - Топологии компьютерных сетей



Возможности по наращиванию количества узлов в сети типа «звезда» ограничиваются количеством портов концентратора. Сеть построена с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда. Такой тип топологии называют «иерархическая звезда». В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях.

В работе используется традиционная архитектура иерархической звезды. Она разработана для обеспечения максимальной гибкости. Кроссовое оборудование устанавливается в главной аппаратной.

3.2 Подсистемы

СКС состоит из следующих подсистем: подсистема рабочего места, горизонтальная подсистема, вертикальная подсистема, подсистема управления, подсистема оборудования, внешняя подсистема.

На рисунке 3.2 изображен практически изометрический условный план всего здания. А на рисунках 3.3 и 3.4 - более подробные схемы первого и второго этажей соответственно.



Рисунок 3.2 - Условный план здания

Рисунок 3.3 - Структурная схема первого этажа здания с условным размещением элементов структурированной кабельной системы

Рисунок 3.4 - Структурная схема второго этажа здания с условным размещением элементов структурированной кабельной системы

3.2.1 Подсистема рабочего места

Подсистема рабочего места включает в себя необходимое количество универсальных портов на базе унифицированных разъемов RJ-45 и/или оптических соединителей для подключения оконечного оборудования. Телекоммуникационные разъемы располагаются на стене, на полу или в любой другой области рабочего места. Разъемы могут устанавливаться как отдельно, так и в группе [4]. Предусмотрено использование следующих конфигураций рабочих мест:

- простое рабочее место (РМ), оборудуется двумя розетками RJ-45, двумя розетками бесперебойного и двумя розетками стабилизированного электропитания;

- рабочее место руководителя (РМР), оборудуется четырьмя розетками RJ-45, двумя розетками бесперебойного и двумя розетками стабилизированного электропитания.

Точка установки рабочего места в процессе эксплуатации может быть без особых затрат передвинута вдоль короба. Для этой цели необходимо оставить у каждой розетки петлю запаса кабеля около 1м.

3.2.2 Горизонтальная подсистема

Горизонтальная подсистема является частью СКС, которая проходит между телекоммуникационной розеткой на рабочем месте и горизонтальным кроссом в телекоммуникационном шкафу [1]. Она выполнена 4-х парным кабелем типа "неэкранированная витая пара" категории 5. Подсистема состоит из горизонтальных кабелей и той части горизонтального кросса в телекоммуникационном шкафу, которая обслуживает горизонтальный кабель. Каждый этаж здания обслуживает своя собственная Горизонтальная подсистема. Все кабельное и кроссовое оборудование, применяемое в проекте, удовлетворяет требованиям 5 категории международного стандарта EIA/TIA-568A, а также требованиям Underwriters Laboratories (UL) США по электробезопасности и техническим характеристикам.

Известно, что

, (3.1)

где - общая длина сетевого кабеля, необходимая для первого этажа;

- длина сетевого кабеля для рабочих мест;

- длина сетевого кабеля для рабочего места руководителя;

- длина запаса сетевого кабеля на случай перемещения рабочих мест;

- длина сетевого кабеля для МФУ.

Тогда для первого этажа необходимо, [м] кабеля:

. (3.2)

Известно, что

(3.3)

где - общая длина сетевого кабеля, необходимая для второго этажа;

- длина сетевого кабеля для принтера.

Тогда для второго этажа необходимо, [м] кабеля:

(3.4)

Известно, что

, (3.5)

где - общая длина сетевого кабеля, необходимая для здания;

- запас для процедур разводки кабеля в распределительном узле и информационном разъеме.

Тогда для горизонтальной подсистемы необходимо, [м] кабеля:

,(3.6)

Так как такие метражи кабеля продаются в бухтах по 305 метров, одной бухты будет более чем достаточно.

Кабеля оконечиваются встраиваемыми в короб розетками RJ-45, способными подключать также телефонные коннекторы RJ-11. Для подключения оборудования рабочих мест СКС укомплектовывается патч-кордами длиной 3 и 5м.

3.2.3 Вертикальная подсистема

Вертикальная подсистема, называющаяся также магистральной, позволяет объединять в унифицированную сеть несколько этажей здания. Допускает применение медных витых пар и волоконно-оптического кабеля. Обеспечивает соединение устройств связи и коммутации компьютерной сети [2].

Вертикальная подсистема соединяет монтажный шкаф со шкафом или с серверной. Система, включает в себя кабель, установленный вертикально между этажными телекоммуникационными шкафами, главный (шкаф в серверной 5) или промежуточные кроссы (5.1), установленные на каждом этаже в здании, а также кабель, установленный горизонтально между телекоммуникационными шкафами (кабель между шкафом (5) в серверной и настенным шкафом 5.1). Состоит из оптических патч-кордов SX, соединяющих коммутаторы через порт Gigabit-SX .

3.2.4 Внешняя подсистема

Внешняя подсистема, называющаяся также магистралью комплекса зданий, предназначена для формирования объединенной сети в группе зданий. Может базироваться на медном или оптическом кабеле или их комбинации [2]. Внешняя подсистема включает в себя кабель, проложенный между зданиями, в туннеле, закопанный непосредственно в землю или в любой комбинации этих способов и проходящий от главного кросса (в данном случае серверная) к промежуточному кроссу - шкаф 7.1, условно расположенный на первом этаже условного соседнего здания. В рамках данной работы внешняя подсистема не рассматривается.

3.2.5 Подсистема управления

Подсистема управления, называющаяся также административной подсистемой, 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.

Коммутация рабочих мест осуществляется при помощи специальных кросс-кабелей между этими панелями на главном кроссе. Применение такой схемы обеспечивает более безопасный метод коммутации активного оборудования.

3.2.6 Подсистема оборудования

Подсистема оборудования состоит из электронного оборудования связи коллективного (общего) использования, расположенного в аппаратной или в телекоммуникационном шкафу, и передающей среды, необходимой для подключения к распределительному оборудованию, обслуживающему горизонтальную или магистральную подсистемы [1]. В качестве устройства связи и коммутации компьютерной сети проектом взято два полнофункциональных коммутатора TP-LINK TL-SL1117.

TL-SL1117 - это безвредный для окружающей среды коммутатор, разработанный специально для небольших компаний. Он оснащен 16-ю 10/100 Мбит/с портами RJ-45 с автоматическим определением, а также одним RJ-45 портом с поддержкой скоростей 10/100/1000 Мбит/с и функций Auto-MDI/MDIX. Гигабитный коммутатор TL-SL1117 обеспечивает высокую продуктивность и беспрерывность работы, а также помогает реализовать плавный переход к гигабитным сетям, не требуя при этом повышенных затрат.

В таблице 3.1 находится список оборудования и материалов, выбраных для построения структурированной кабельной системы.

Таблица 3.1 - Спецификация оборудования и материалов

№	Фирма производитель	Наименование	Ед. изм.	Кол-во
1	Nets	Модульная розетка 2xRJ-45 UTP, кат.5e	шт.	35
2	MOLEX	Модульная розетка 4xRJ-45 UTP, кат.5e	шт.	1
3	MOLEX	Бухта кабеля UTP кат.5е, 4-пари, 305м	шт.	1
5	No Name	RJ-45 Коннектор Кат.5, уп. 100 шт.	шт.	1
6	No Name	Стяжка нейлоновая, 200х2.5мм, уп. 100 шт.	шт.	1
7	TP-LINK	16 портовый коммутатор TL-SL1117	шт.	2
8	TITAN	Напольный серверный шкаф 19”	шт.	1
9	TITAN	Настенный серверный шкаф 19”	шт.	2
10	Intel	Процессор Intel Xeon E5-2620 2GHz/15MB (BX80621E52620) S2011 BOX	шт.	2
11	Chenbro	Корпус Chenbro RM41300-F2	шт.	1
12	Asus	Материнская плата Asus Z9PE-D8 WS (2 x LGA2011, Intel C602, PCI-Ex16)	шт.	1
13	Coolermaster	Блок питания Coolermaster Silent Pro GOLD 1200 (RSC00-80GAD3-EU)	шт.	1
14	Western Digital	Винчестер Western Digital RE4 Green Power 2TB 7200rpm 64Mb WD2002FYPS 3.5 SATAII	шт.	2
15	Kingston	Комплект оперативной памяти Kingston DDR3-1600 32GB PC3-12800 (Kit of 8x4) HyperX Genesis (KHX1600C9D3K8/32GX	шт.	1
16	Inno3D	Видеокарта Inno3D PCI-Ex Geforce GTX550Ti 3072MB GDDR3 (192bit) (900/1200) (DVI, HDMI, VGA) (N550-2DDV-L3GX)	шт.	1
17	No Name	Доп. оборудование для комплектности серверного компьютера, включая монитор	шт.	n
18	Powercom	ИБП Powercom BNT-1500AP	шт.	1
19	NORMIC	Стабилизатор NORMIC-15000	шт.	1
20	DELFA	Кондиционер DELFA DSR-09HR	шт.	1
21	No Name	Короб пластиковый 40х25	м	80
22	No Name	Уголки, разветвители, заглушки и винты для крепежа короба	шт.	n
23	Пакт	ВВП кабель 3х1.5	м	100
24	No Name	Модульная розетка электрическая 4х1	шт.	20

В работе установлен сборный серверный компьютер. Столь мощный серверный компьютер выбран исходя из того, что является сервером не только для данного административного здания, а также для целого предприятия. Данный сервер содержит:

- Два процессора Intel Xeon E5-2620 2GHz/15MB (BX80621E52620) S2011 BOX

- Корпус Chenbro RM41300-F2

- Материнская плата Asus Z9PE-D8 WS (2 x LGA2011, Intel C602, PCI-Ex16)

- Блок питания Coolermaster Silent Pro GOLD 1200 (RSC00-80GAD3-EU)

- Два винчестера Western Digital RE4 Green Power 2TB 7200rpm 64Mb WD2002FYPS 3.5 SATAII

- Комплект оперативной памяти Kingston DDR3-1600 32GB PC3-12800 (Kit of 8x4) HyperX Genesis (KHX1600C9D3K8/32GX)

- Видеокарта Inno3D PCI-Ex Geforce GTX550Ti 3072MB GDDR3 (192bit) (900/1200) (DVI, HDMI, VGA) (N550-2DDV-L3GX)

В качестве источника в системе бесперебойного питания предусмотрено использование ИБП Powercom BNT-1500AP. Он выполнен по топологии "Line-Interactive" предназначен для защиты персональных компьютеров и небольших рабочих станций от основных неполадок с электропитанием: высоковольтных выбросов, электромагнитных и радиочастотных помех, понижений, повышений и полного исчезновения напряжения в электросети. Модель BNT-1500AP отличается наличием коммуникационного порта USB. ИБП обеспечивает работу сервера при полном отключении электроэнергии до 30 минут, при понижении (повышении) напряжения встроенный автоматический регулятор напряжения позволяет удерживать выходное напряжение в пределах 220В +-10%. ИБП располагается в помещении серверной.

В качестве источника в системе стабилизированного питания предусматривается использование однофазного стабилизатора переменного напряжения NORMIC-15000, работающего по топологии «On-Line». Он предназначен для коррекции напряжения в сетях электроснабжения с номинальным напряжением 220 вольт. Обеспечивает выходное напряжение 220 вольт +5%-5% при колебаниях на входе от 115 до 280 вольт, защитное отключение при превышении выходного напряжения. Стабилизатор рассчитан на непрерывный режим работы и может использоваться в бытовых и промышленных условиях с нестабильной электросетью для питания электроприборов, суммарная мощность нагрузки которых не превышает 15 кВА.

Для поддержания технических условий эксплуатации оборудования связи в помещении серверной устанавливается кондиционер типа DELFA DSR-09HR, мощностью охлаждения 1.1кВт и мощностью обогрева 1кВт. Для столь малого помещения это оптимальный вариант, с учетом того, что большинство активного оборудования оснащено кулерами. Кондиционер представляет собой сплит-систему с одним наружным блоком и одним внутренним. При эксплуатации кондиционера необходимо блокировать отверстие вентиляции здания (использовать их как аварийные).

3.3 Сети бесперебойного и стабилизированного электропитания

В работе созданы две параллельные сети электропитания:

- бесперебойное электропитание системных блоков и мониторов компьютеров для защиты электронных устройств и информации;

- стабилизированное электропитание различных электронных устройств, не требующих постоянного или безобрывного электропитания (типа принтеров, ксероксов, факсов), для их защиты от скачков напряжения.

Обе сети разбиты симметрично на группы, для бесперебойной работы пользователей при отключении одной группы.

Для предотвращения несанкционированного доступа включение или отключение каждой группы предусмотрено от основного щита бесперебойного и стабилизированного электропитания, снабженного автоматическими выключателями и устройством защитного отключения [8].

3.4 Управление СКС

Архитектура одноточечного управления взята для максимальной простоты управления. Обеспечивая прямое соединение всех рабочих мест с кроссом в главной аппаратной, 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. Администрирование из одной точки также обеспечивает возможность подключения пользователей, находящихся в разных частях здания, непосредственно к одному и тому же сегменту сети. Это упрощает управление локальной сетью и снижает трафик на маршрутизаторах.

Одноточечное администрирование приводит кроме того к снижению денежных затрат по трем причинам. Во-первых, оно исключает необходимость в горизонтальном кроссе, позволяя сэкономить на пассивном оборудовании. Во-вторых, оно позволяет собирать активное оборудование в одном месте, уменьшая количество неиспользуемых портов в системе: таким образом снижается стоимость активного оборудования. В-третьих, эта архитектура упрощает эксплуатацию сети.

3.5 Размещение абонентских линий

Все горизонтальные и магистральные кабели, входящие в данные подсистемы могут быть проложены несколькими способами. Способы прокладки кабеля зависят от места их назначения и расположения в здании. Если в помещениях есть подвесные и фальш-потолки, то за ними все силовые и информационные кабели закрепляются на кронштейнах, прокладываются в гофрорукавах или металлорукавах. Такое же крепление кабелей делается при организации кабельных магистралей между этажами.

Стандартным решением для проведения информационных и силовых кабелей, а также для установки коммутационных розеток внутри помещений является установка настенных коробов. Кабель-каналы проложены по стенам здания путем крепления их шурупами с шагом 1 метр. Короба расположены на высоте 80 см от пола. Для стыковки каналов проложенных вдоль окон и по внутренним стенам рабочих помещений, используются угловые секции кабель-каналов. Наиболее распространенным для коробов является белый цвет, но возможны и нестандартные цветовые решения.

Монтаж кабельной системы должен производиться в соответствии с требованиями стандартов EIA/TIA-569, Е1АЯ1А-Т8В40, EIA/TIA-RS-455 и выполняться в несколько этапов: сверление проходных отверстий, монтаж кабельных коробов, монтаж настенных шкафов и коммутационного оборудования, прокладка кабеля, установка и разделка розеток, разделка кабелей на коммутационных панелях, маркировка.

При сверлении проходных отверстий их диаметр должен быть таким, чтобы кабели занимали не более 50% площади отверстий. В каждое отверстие устанавливается закладная труба соответствующего диаметра.

При прокладке кабеля выполнены следующие общие требования: избегать повреждения внешней оболочки кабеля, избегать перекручивания кабеля, хомуты должны затягиваться вручную, тянущее усилие прилагать равномерно, выдерживать радиус изгиба кабеля не менее 8 диаметров кабеля, расстояние между поддерживающими кабель элементами не должно превышать 1.5м, пролеты кабеля между поддерживающими элементами должны иметь видимый провис, расстояние до источников дневного света должно быть не менее 120 мм.



3.6 Система маркировки элементов кабельной системы

Система маркировки кабельной системы разработана в соответствии со стандартом EIA/TIA 606, на основе руководства AT&T SYSTIMAX SCS Administration manual и материалов курсов ND3321 AT&T SYSTIMAX SCS design & Engineering.

Каждый кабель, каждая розетка, каждое гнездо кросс-панели коммутационного шкафа имеют уникальные номера, которые состоят из префикса, обозначающего элемент кабельной системы; поля, определяющего местоположение элемента и букв, определяющих систему, к которой относится данный элемент кабельной системы.

Карточка учета кабеля составляются на основе стандарта TIA/EIA 606 «The Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Building», заполняются при инсталляции и дополняются в процессе всего срока эксплуатации кабельной системы. Карточка составляется для каждого кабеля и содержит идентификатор кабеля, тип кабеля, неподключенные, поврежденные и свободные пары/ жилы кабеля. Дополнительно в карточку заносится информация об общей длине кабеля, выполненных муфтах, трассах прокладки, заземлению. В карточке выполняются записи по каждой паре/жиле в кабеле [9].

3.7 Настройка необходимого сетевого оборудования и установка монтажных конструктивов

3.7.1 Организация серверной комнаты

Для серверной комнаты, в основном, выделяют отдельное помещение и размещают в ней коммутационные шкафы, сетевое оборудование, серверы и офисную АТС. Но, если выделить отдельную комнату нет возможности, то оборудование можно размещать и на территории офиса. В серверной установлены напольный коммутационный шкаф и офисная АТС, а также организовано рабочее место для администратора сети. Коммутационный шкаф предназначен для установки стандартного навесного оборудования - пассивное оборудование - патч-панели, органайзеры, вентиляторы и активное оборудование - коммутаторы, маршрутизаторы. Если оборудование, предполагаемое к размещению в шкафу в него не помещается, то может быть установлено несколько коммутационных шкафов, соединенных между собой.

3.7.2 Организация центров коммутации

Для организации компьютерной сети, т.е. связи между серверной и оборудованием на этажах, создаются центры коммутации. В качестве центров коммутации обычно используются монтажные настенные шкафы, реже открытые стойки. Если кабельной системой соединены нескольких зданий, то в каждом из них необходимо установить свой коммутационный шкаф. Количество центов коммутации зависит от площади помещений и удаленности рабочих мест от серверной комнаты. В зависимости от количества размещаемого в коммутационных шкафах оборудования и места его расположения возможны три варианта: монтажный напольный шкаф, монтажный настенный шкаф либо открытая монтажная стойка.

3.7.3 Активное оборудование

После того, как выполнены все работы по построению структурированной кабельной системы - фундамента любой корпоративной системы, перед будущим ее владельцем, встает задача выбора активного сетевого оборудования. Термин активное оборудование объединяет в себе различные электронные устройства, позволяющие создавать локальные и распределенные сети различной конфигурации, а именно - сетевые адаптеры, коммутаторы, концентраторы, маршрутизаторы, медиаконверторы, трансиверы, репитеры, xDSL-оборудование, серверы доступа, межсетевые экраны, устройства беспроводного доступа и др. Качество, скорость и надежное функционирование любой сети во многом зависит от совместимости всех ее составляющих, в том числе от правильного выбора элементов сетевого оборудования.

3.8 Рекомендации по администрированию локальной компьютерной и телефонной сетей в рамках структурированной кабельной системы

Структурированная кабельная система, являющаяся единой транспортной средой для различных систем и объединяющая в себе ранее разрозненные сети, требует изменения существующих ранее принципов организации эксплуатации и технического обслуживания локальных, телефонных и прочих сетей.

Разработанная СКС охватывает не только общую кабельную систему, но и интегрированную локальную и телефонную сеть, которую можно подразделить на следующие подсистемы:

- кабельное хозяйство (структурированная кабельная система, система бесперебойного электроснабжения, система заземления);

- главное активное оборудование (центральные коммутаторы, коммутаторы и концентраторы рабочих групп, учрежденческая АТС, маршрутизаторы);

- основное вычислительное оборудование (серверы с дополнительным оборудованием, подключенным к ним);

- периферийное активное оборудование (персональные компьютеры, телефонные аппараты и др.).

Основной задачей обслуживающего и ремонтно-технического персонала является устранение возникающих неисправностей в различных подсистемах. Эти функции обычно совмещались с другими обязанностями администратора, что приводило к сложности выполнения ремонтных работ в случае аврала.

В случае инсталляции структурированной кабельной системы высокое качество всех компонентов, тестирование всей кабельной системы на соответствие 5-ой категории после проведения инсталляции сводят к минимуму вероятность возникновения аварии в кабельном хозяйстве. Основные задачи администратора сводятся к выполнению переключений в узлах коммутации и их точному документированию [8].

Рабочее место администратора расположено согласно рисунку 3.4.

Рисунок 3.4 - Расположение рабочего места администратора

Основные задачи администратора следующие:

- восстановление и переконфигурация основного вычислительного оборудования после аварии;

- администрирование активного сетевого оборудования;

- восстановление и переконфигурация сети передачи данных после аварии;

- проведение текущих коммутаций интегрированной локальной и телефонной сети;

- проведение коммутаций в аварийных ситуациях в строгом соответствии с ранее разработанными инструкциями;

- эксплуатация выделенной сети электропитания потребителями особой группы первой категории;

- текущее обслуживание узлов коммутации, оборудования выделенной сети электропитания потребителей особой группы первой категории.

Основные задачи администратора телефонной подсистемы:

- программирование УАТС;

- администрирование УАТС;

- текущее обслуживание УАТС.

Администрирование структурированной кабельной системы происходит следующим образом:

- вносятся изменения в пассивную часть кабельной системы с установкой кроссовых шнуров в коммутационных узлах;

- устанавливаятся и подключается активное сетевое оборудование в коммутационных шкафах;

- устанавливаятся и подключается периферийное оборудование на рабочем месте пользователя;

- заполненяются документации на внесенные изменения.

В процессе эксплуатации вносятся изменения во всех трех экземплярах причем рабочие таблицы заполняются непосредственно в процессе выполнения работ, а полные экземпляры изменяются после окончания работ. Все записи выполняются аккуратно и разборчиво и должны отражать текущее состояние коммутационных узлов.

3.9 Расчет затухания

В работе используется 4-парный UTP кабель категории 5е (частота 125 МГц Step4Net предназначеный для применения в локальных сетях передачи данных: PBX, V.11, X.21, ISDN, Ethernet (10Base-T), ATM-25/52/155 Мбит/с, 100VG-AnyLAN, Fast Ethernet (100BASE-TX), Token Ring 16/100 Мбит/с, Gigabit Ethernet (1000BASE-T), Firewire 100 Мбит/с. Параметры кабеля соответствуют требованиям стандартов ISO/IEC 11801, ANSI/TIA/EIA-568А, YD/T1019-2001

Основные электрические характеристики: волновое сопротивление (100±15) Ом, сопротивление по постоянному току 94 Ом/км, скорость распространения 0,68Чс.

Согласно требованиям IEC 61156-5, электрическое сопротивление каждого проводника должнобыть не более 9,5 Ом/100м, этот параметр соответствует спецификациям категории 5е

Таблица 3.2 -Электрические характеристики для кабеля категории cat 5e

Частота, МГц	1	4	10	16	20	31	63	100	125
Коэффициент затухания не более дБ/100м	2.1	4.1	6.5	8	9	12	17	20	5
Переходное затухание на ближнем конце (NEXT) не менее дБ/100м	65	56	50	47	46	43	38	35	34
Суммарное переходное затухание на ближнем конце (PS NEXT) не менее дБ/100м	62	53	47	44	43	40	35	32	31
Переходное приведенное затухание на дальнем конце (EL FEXT) не менее дБ/100м	64	52	44	40	38	34	28	24	21
Суммарное переходное приведенное затухание на дальнем конце (PS EL FEXT) не менее дБ/100м	61	49	41	37	35	31.0	25	21	19
Возвратные потери (RL) не менее дБ					25	23	21	20	19
Время задержки сигнала не более на/100м	570	552	545	543	542	540	539	538	537
	Затухание, дБ	NEXT, дБ	ELFEXT, дБ	RL, дБ
Значение	17.9	52.6	35.4	25.2
Допустимое искажение	3.1	7.9	8.6	6.4
Частота, МГц	99.4 МГц	17.4 МГц	39.2 МГц	21.2 МГц

Таблица 3.3 - Результаты измерения затухания пар

Частота, МГц	Затухание, дБ/100 м
	Синяя	Оранж.	Зеленая	Коричн.
10,00	5,8	5,6	5,7	5,7
20,00	8,3	8,5	8,2	8,2
31,25	10,7	10,9	10,6	10,4
62,50	15,7	16,0	15,5	15,5
100,00	20,1	20,7	20,3	20,1
120,00	22,1	22,4	22,5	22,0
140,00	22,4	24,4	24,2	24,1



Таблица 3.4 - результаты измерения переходного затухания между парами

Частота, МГц	Переходное затухание (NEXT), дБ
	Синяя	Оранжевая	Зеленая
	Оранж.	Зеленая	Коричн.	Зеленая	Коричн.	Коричн.
10,00	63	71	61	63	61	67
20,00	66	63	64	75	57	64
31,25	64	57	59	66	55	63
62,50	52	72	57	54	48	54
100,00	48	54	49	49	56	49
120,00	63	47	56	53	63	49
140,00	45	45	44	49	51	49

Таблица 3.5 - Влияние качества монтажа на рабочие характеристики канала

Тип воздействия	Ухудшение NEXT
Полный канал, правильно установленный	Эталон для сравнения
Кабель, изогнутый 1000 раз в пределах допустимого радиуса	Без изменений
Замена патч-корда длиной 0,6 м категории 5 на патч-корд такой же длины категории 3	8,0 дБ
Замена патч-корда длиной 0,6 м категории 5 на патч-корд длиной 6 м категории 3	13,0 дБ
Сворачивание кабеля в бухту с длиной витка 2 м и поперечным сечением 5 см	Без изменений
Жгутование кабелей с помощью кабельных хомутов в соответствии с правилами монтажа	Без изменений
Удаление 2,5 см оболочки кабеля на станционном конце	1,2 дБ
Удаление 30 см оболочки кабеля на станционном конце	2,0 дБ
Развитие пар кабеля 1,2 см на станционном конце	1,5 дБ
Развитие пар кабеля 5 см на станционном конце	3,8 дБ
Развитие пар кабеля 15 см на станционном конце	11,6 дБ
Скручивание кабеля с радиусом изгиба 3,5 см	1,9 дБ
Скручивание кабеля с радиусом изгиба 1,2 см	2,1 дБ
"Изломленный" кабель	2,4 дБ

3.9.1 Расчет затухания линии

В обобщенном виде величину собственного затухания кабеля определить как реальную часть коэффициента распространения г, который связан с первичными параметрами соотношением:

(3.7)

В процессе эксплуатации это условие выполняется не во всех случаях, что обычно сопровождается увеличением затухания.

Основной причиной несоответствия параметров линии нормируемым является недостаточное качество монтажа, поэтому их расчёт производится идеализированно для максимальной длины (100 м), а параметры линии оцениваются по факту измерений на уже смонтированной линии.

По стандарту TIA/EIA-568-А на длине 100 м и при температуре 20° С частотная характеристика A(f) максимально допустимого затухания для UTP кабелей категории 5е определяется согласно следующему выражению:

(3.8)

где А, дБ - максимальное допустимое затухание,

f, МГц - частота сигнала,

k1, k2, k3 - константы, для категории кабеля 5е. Согласно стандарту TIA/EIA-568-В.2 они ровняются 1.967, 0.023 и 0.050 соответственно.

После расчетов получаем значение А(f) , равное 25.435 дБ.

3.9.2 Расчет переходного затухания

Переходное затухание - это параметр характеризующий степень перекрестных наводок сигнала между парами одного кабеля (отношение амплитуды поданного сигнала к амплитуде наведенного сигнала, выраженное в дБ). Эта характеристика имеет несколько разновидностей, каждая из которых позволяет оценить разные свойства кабеля.

Минимальные значения по параметру NEXT для кабеля категории 5е длиной 100 метров, согласно американскому стандарту, выражается формулой:

(3.9)

где NEXT - минимально допустимое переходное затухание на ближнем конце на частоте;

f, МГц - частота сигнала.

После расчетов получаем значение , равное 33.846 дБ.



4. Обеспечение безопасности информации в структурированной кабельной системе

На практике под этим понимается поддержание целостности, доступности и если необходимо конфиденциальности информ...