Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Автоматика и системы управления»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Доцент кафедры «АиСУ»

А.Г. Малютин

разработка проекта кампусной сети организации

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации»

Студент гр. 24 Ф

____________В.И. Горобчук

Руководитель -

доцент кафедры АиСУ

____________ А.Г. Малютин

Омск 2017



Реферат

УДК 681.324

Пояснительная записка к курсовой работе содержит: 30 страниц, 4 таблиц, 17 приложение.

Структурированная кабельная система, кампус, кампусная сеть, локальная вычислительная сеть, автоматизированное рабочее место, точка подключения, серверная, коммутационный шкаф, стойка, оптическая муфта, пассивное оборудование, юнит, патч-корд, патч-панель, кабель, витая пара, двухпортовая розетка, кабель-канал, короб.

Цель работы - ознакомиться с методами и технологиями проектирования СКС.

Курсовая работа содержит расчет СКС кампусной сети подразделения организации на основе плана зданий этого подразделения.

Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2013. Приложения выполнены с использованием программы Microsoft Visio 2013.



Задание

В данной курсовой работе необходимо разработать структурированную кабельную сеть для организации, объединяющей несколько подразделений в разных городах. План здания, в котором располагается организация, определяется вариантом. План здания представлен на рисунке 1.

14
o
E

Рисунок 1 - Схема первого этажа здания

Организация, для которой проектируется корпоративная сеть, объединяет в себе несколько подразделений, расположенных в разных городах. Каждое подразделение состоит из офисов и цехов, распределенных по двухэтажным зданиям (поэтажный план здания выбираются в зависимости от варианта). Организационная структура корпорации включает в себя административный аппарат (решает управленческие задачи) и производственный сектор (выполняет производственные задачи).

В помещениях зданий должны располагаться автоматизированные рабочие места (АРМы) сотрудников и серверы подразделения, связанные между собой локальной вычислительной сетью (ЛВС). Корпоративная сеть организации объединяет в себе кампусную сеть подразделения, связывающую ЛВС зданий, и глобальную сеть для обеспечения связи с другими подразделениями и доступа в Internet.

ЛВС подразделения состоит из двух независимых сегментов -административного и производственного. Сегменты создаются на коммутаторах с использованием технологии VLAN.

Основной технологией, используемой при построении корпоративной сети, является Ethernet применяемой в соответствии со стандартами ГОСТ Р 53246-2008, ISO/IEC 11801, EIA/TIA-568-A и TIA/EIA-569. Разрешается использовать только стек протоколов TCP/IP.

Проект должен предусматривать:

- возможность расширения и роста локальных сетей в течение минимум 7-10 лет. 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.

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.

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.



Содержание

Введение

1. Характеристика объекта. Общие требования. Основные решения

2. Расчет количества рабочих мест

3. Обоснование выбора технологий передачи данных, линий связи и сетевого оборудования

3.1 Внутренняя кабельная система

3.1.1. Вертикальная подсистема

3.1.2. Горизонтальная подсистема

3.1.3. Подсистема управления

3.2 Внешняя кабельная система

3.3 Технологии передачи информации между зданиями

3.3.1 Система «Лантастика»

3.3.2 Волоконно-оптическая линия связи

3.3.3 Беспроводная технология передачи информации по радиоканалу

4. Функциональная схема компьютерной сети кампуса

5. Функциональная схема СКС

6. Обоснование выбора служебного помещения

7. Выбор системы кабель-каналов

8. Обоснование выбора коммутационного шкафа и коммуникационного оборудования

9. Описание схемы соединений

10. Описание задания на электропитание и схемы распределительной сети и системы технологического заземления

11. Тестирование элементов СКС

11.1 Тестирование электрической подсистемы СКС

12 Расчет стоимости сетевого оборудования и работ по монтажу СКС

Заключение

Библиографический список

Приложение. Структурированная кабельная система кампусной сети



Введение

Структурированная кабельная система (СКC, SCS) представляет собой иерархическую кабельную систему здания или группы зданий, разделенную на структурные подсистемы. Она состоит из набора медных и оптических кабелей, кросс-панелей, соединительных шнуров, кабельных разъемов, модульных гнезд, информационных розеток и вспомогательного оборудования. Все элементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно определенным правилам. В процессе выполнения курсовой работы студенты на основе анализа исходных данных и ознакомления с существующими аналогами проектируемых информационных сетей должны по предложенным планам зданий разработать план структурированной кабельной системы кампусной сети организации, выбрать пассивное оборудование, определить его номенклатуру и необходимое количество, сформулировать технические требования для возможной практической реализации.

Кампусная сеть связывает несколько офисов и цехов, распределенных по зданиям, и реализуется на технологии Ethernet. Курсовая работа должна предусматривать возможность расширения и роста локальных сетей, надежность функционирования сети - отсутствие «единой точки отказа», содержать обоснование выбора типа линий связи и коммутационных шкафов, расположения серверной комнаты, а также расчет общей длины кабеля, количества пассивного оборудования, стоимости системы.



1. Характеристика объекта. Общие требования. Основные решения

Организация, для которой проектируется корпоративная сеть, объединяет в себе несколько подразделений, расположенных в разных городах. Каждое подразделение состоит из офисов и цехов, распределенных по трем двухэтажным зданиям. На каждом этаже, в помещениях зданий располагаются автоматизированные рабочие места для сотрудников (АРМы).

Для обеспечения эффективного функционирования к компьютерным сетям предъявляются требования, основными среди которых являются:

- открытость - возможность добавления в сеть новых компонентов (узлов и каналов связи, средств обработки данных) без изменения существующих технических и программных средств;

- гибкость - сохранение работоспособности при изменении структуры сети в результате сбоев и отказов отдельных компонентов сети или при замене оборудования;

- совместимость - возможность работы в сети оборудования разного типа и разных производителей;

- эффективность - обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей, задаваемого в виде показателей производительности, временных задержек, надежности и т.д., при минимальных затратах.

Надежность работы вычислительной сети определяется надежностью работы всех ее компонентов. Для повышения надежности работы аппаратных компонентов обычно используют дублирование, когда при отказе одного из элементов функционирование сети обеспечат другие.

При работе вычислительной сети должна обеспечиваться сохранность информации и защита ее от искажений. Как правило, информация в сети хранится в нескольких экземплярах (для повышения надежности). В этом случае необходимо обеспечить согласованность данных (например, идентичность копий при изменении информации).

Одной из функций вычислительной сети является передача информации (передача осуществляется порциями, которые называются пакетами), во время которой возможны ее потери и искажения. Для оценки надежности исполнения этой функции используются показатели вероятности потери пакета при его передаче, либо вероятности доставки пакета.

Основной технологией, используемой при построении корпоративной сети, является Ethernet применяемой в соответствии со стандартами ГОСТ Р 53246-2008, ISO/IEC 11801, EIA/TIA-568-A и TIA/EIA-569. Разрешается использовать только стек протоколов TCP/IP.

ЛВС подразделения состоит из двух независимых сегментов -административного и производственного. Сегменты создаются на коммутаторах с использованием технологии VLAN.

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.

Вычислительная сеть объединяет компьютеры разных типов с операционной системой Windows, потому что эта система удобна в эксплуатации и достаточно легка в освоении.



2. Расчет количества рабочих мест

Коммутационные розетки для подключения рабочих мест размещаются в горизонтальных кабельных каналах. Блок розеток с лицевой панелью монтируется на подрозетник, установленный непосредственно в коробах. Кабели подводятся до комнаты к коробам по лоткам над фальшпотолками или по гибким трубам внутри стен.

Типовое рабочее место оборудуется компьютерной розеткой с модулем RJ-45 категории 5 для подключения сетевых рабочих станций. Число и размещение розеток уточняются на этапе проектирования.

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.

Результаты расчета представлены в таблице 1

кампус компьютерный сеть беспроводный

Таблица 1 - Результаты расчета количества рабочих мест

Номер комнаты	Площадь комнаты, м2	Количество рабочих мест в комнате, шт.	Количество однопортовых розеток, шт.	Количество двухпортовых розеток, шт.
101	9	2	0	2
102	18	4	0	4
103	9	2	0	2
104	9	2	0	2
105	9	2	0	2
106	18	4	0	4
107	18	4	0	4
108	9	2	0	2
109	9	2	0	2
110	9	2	0	2
111	9	2	0	2
На этаже	126	28	0	28
В здании	252	56	0	56
Всего	756	180	0	180



3. Обоснование выбора технологий передачи данных, линий связи и сетевого оборудования

В данной кампусной сети используется технология FastEthernet. Технология FastEthernet (100 Мбит/с) - это эволюционное развитие классической технологии Ethernet. Особенности построения и требования к FastEthernet описаны в стандарте IEEE 802.3u, который является дополнением к существующему стандарту 802.3. Уровни MAC и LLC технологии FastEthernet, т. е структура кадров и доступ к среде передачи, остались неизменными, все отличия касаются только физического уровня технологии FastEthernet. Физический уровень FastEthernet включает три элемента: уровень согласования (reconciliationsublayer); независимый от физической среды интерфейс - MII (MediaIndependentInterface); устройство физического уровня - PHY (Physicallayerdevice).

Для совместимости технологии FastEthernet с технологией 10 Мбит Ethernet на физическом уровне предусмотрен уровень согласования между уровнем MAC и интерфейсом MII.

Уровень согласования позволяет организовать работу уровня MAC, рассчитанного на интерфейс AUI (AttachmentUnitInterface) с физическим уровнем через интерфейс MII. Интерфейс МП поддерживает независимый от физической среды способ обмена данными между подуровнем MAC и подуровнем PHY. В стандарте 802.3u описаны три различные спецификации технологии FastEthernet, которые и определяют более сложную структуру физического уровня: 100Base-TX - двухпарный кабель на основе неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP Type 1. Максимальная длина кабеля - 100 м. Оборудование 100Base-TX может работать совместно с оборудованием 10 Мбит Ethernet. 100Base-T4 - четырехпарный кабель на основе неэкранированной витой паре категории 3, 4 или 5. Данный стандарт специально ориентирован на использование витой пары категории 3 и позволяет повысить общую пропускную способность за счет одновременной передачи потоков бит по всем 4 парам кабеля. Применяется в основном для модернизации сетей в зданиях, уже имеющих кабельную систему на основе кабеля витая пара категории 100Base-FX -многомодовый волоконно-оптический кабель. В стандарте предусматривается использование метода кодирования 4B/5B на 5 бит. Физическое кодирование проводится по методу NRZI. Каждый узел соединяется с сетью двумя оптическими волокнами, передача по которым осуществляется в двух различных направлениях.

Оборудование 100Base-FX не совместимо с сетью Ethernet 10 Мбит/с, построенной на волоконно-оптическом кабеле.

Технология GigabitEthernet представляет собой дальнейшее развитие стандартов 802.3 для сетей Ethernet с пропускной способностью 10 и 100 Мбит/с. Основная цель GigabitEthernet состоит в значительном повышении скорости передачи данных с сохранением совместимости с уже установленными сетями на базе Ethernet.

При наличии парка серверов распределение нагрузки между серверами становится важным фактором при проектировании сети. Коммутаторы GigabitEthernet позволяют связать серверы, оснащенные гигабитными сетевыми адаптерами, высокоскоростной магистралью. Эта модель идентична модели с магистралью Ethernet/FastEthernet между серверами, которую сегодня используют многие организации, однако она обеспечивает гораздо более высокую функциональность и эффективность.

3.1 Внутренняя кабельная система

Внутренняя кабельная система состоит из вертикальной, горизонтальной подсистем и подсистемы управления.

3.1.1 Вертикальная подсистема

Вертикальная подсистема (подсистема внутренних магистралей) объединяет этажи здания, обеспечивая согласование подсистем управления. Стандарт ISO/IEC 11801 рекомендует для монтажа вертикальной подсистемы применять оптоволоконный кабель, внешняя оболочка кабеля должна быть пригодна для прокладки по вертикальным каналам. Вместо оптического кабеля можно применять неэкранированную или экранированную витую пару (UTP, STP), к оболочке которой предъявляются такие же требования.

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, (tightbuffer), для внутренней прокладки (-25C ~ +75), внешняя оболочка FR-PVC.

3.1.2 Горизонтальная подсистема

Как правило, горизонтальная подсистема СКС соединяет рабочее место с распределительным узлом этажа. 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.

Горизонтальная подсистема заканчивается информационной розеткой, которая предназначена для подключения оборудования подсистемы рабочего места.Таким образом, в горизонтальной подсистеме выбран кабель внутренней прокладки UTP 4х2х0,52 мм cat 5e 100005 фирмы ParLan.

3.1.3 Подсистема управления

Подсистема управления предназначена для переключения цепей. Она состоит из коммуникационного оборудования, кросс-панелей с разъемами и соединительных кабелей и объединяет оборудование для компьютерной, телефонной, сигнальной и других видов сетей, исключая силовую. Монтируется подсистема управления на основе неэкранированной витой пары (UTP). В особых случаях используется экранированная витая пара (STP) и соответствующие ей аксессуары.

В данном проекте используется UTP кабель, категории 5е, фирмы Teldor.

3.2 Внешняя кабельная система

Часть магистральной кабельной подсистемы, находящаяся вне зданий и связывающая между собой главный кросс и промежуточные кроссы, относится к внешней или к магистральной кабельной подсистеме.

Для внешней кабельной подсистемы используют оптоволоконный кабель, имеющий высокую скорость передачи данных (свыше 500 Мбит/с) и гальваническую развязку зданий, которая предотвращает возможность электрического пробоя из-за разности потенциалов их заземления. С целью резервирования каналов и защиты линий связи от механических повреждений волоконный кабель должен быть бронированным и многожильным. Рекомендуемый диаметр световода - 62,5/125/900 мкм (допускается диаметр 50/125/900 мкм).

Для обеспечения дуплексного режима работы канала и для общего резерва будем использовать оптоволоконный кабель, имеющий 4 жилы.

С учетом требований для проекта был выбран оптоволоконный кабель Teldor F90040125B (SLA-9-01X04-ZPRP-DD) (95L529X04B) 4 волокна, одномодовый, 9/125, (loosetube), для внешней прокладки (-40C ~ +70), бронированный стальной лентой, внешняя оболочка PE, черный.

3.3 Технологии передачи информации между зданиями

3.3.1 Система «Лантастика»

Оборудование беспроводной оптической связи серии «Лантастика» - это аппаратура беспроводного оптического канала связи для приема и преобразования трафика Ethernet. Каждый приемопередающий модуль снабжен герметичным корпусом, который поддерживает необходимую температуру модуля и защищает внутренние узлы от воздействия внешних факторов. С передней стороны приемопередатчика имеется две линзы передатчика, предназначенные для формирования широкого и узкого луча, и одна линза приемника, осуществляющая прием оптического сигнала от удаленного модуля, установленная во вращающемся корпусе (для изменения заводской фокусировки). С обратной стороны устройства выведены: кабель питания и интерфейсный кабель. Также имеется отверстие для установки «прибора предварительного визуального наведения» и восемь светодиодов, необходимых для контроля и настройки основных параметров изделия. Для проведения тонкой настройки устройства есть возможность подключить модуль к персональному компьютеру. Доступ осуществляется через утилиту telnet или веб-браузер.

Данная система обеспечивает беспроводной оптический канал связи на расстояние до 4-х километров в нормальных погодных условиях и поддерживает скорость до 200 Мбит/с в канале. Максимальная потребляемая мощность (с одной стороны канала) составляет 105 Вт. Питание устройства осуществляется от сети переменного тока 50 Гц напряжением 220 В. Температурный диапазон, при котором оборудование будет гарантировано работать, составляет от -50 C° до +50 C°.

3.3.2 Волоконно-оптическая линия связи

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.

Проектирование и монтаж волоконно-оптических линий связи - трудоемкий процесс, требующий высокой квалификации сотрудников. Волоконно-оптические линии связи используются при объединении локальных вычислительных сетей (ЛВС) отдельно стоящих зданий, разных этажей одного здания и пр. ВОЛС устойчивы к электромагнитным помехам и соответствуют высоким требованиям информационной безопасности. Срок службы волоконно-оптических линий связи составляет не менее 25 лет.

Современное оптическое волокно, используемое в ВОЛС, обладает даже при работе с нынешней аппаратурой емкостью в десятки миллионов телефонных разговоров или тысячи ТВ цифровых каналов одновременно. Секрет такой емкости в способности Кварцевого стекла, используемого для производства оптического волокна, переносить оптические сигналы в огромной полосе частот, охватывающей десятки терагерц.

Оптическое волокно состоит из сердечника, образованного легированным кварцевым стеклом, окруженного отражающей оболочкой из чистого кварцевого стекла. Слои Акрилата защищают оптическое волокно от механического воздействия, предохраняют от проникновения влаги и агрессивных химических соединений. Чистота и различные оптические свойства отражающей оболочки и сердечника оптического волокна позволяют направлять свет по ВОЛС на расстояние, превышающее 200 км без усиления.

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.

3.3.3 Беспроводная технология передачи информации по радиоканалу

В настоящее время развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам, т.к. этот способ обладает рядом преимуществ: мобильность, компактность, отсутствие соединительных проводов. Использование такой сети актуально для зданий, в которых нельзя проложить кабель или для зданий, между которыми есть непреодолимое препятствие, мешающее прокладке кабелей.

Экономичное решение «Точка - Точка» Tsunami QB-8100 отличается высокой производительностью, превосходящей требования, предъявляемые союзом ITU к сетям 4G, и возможностью работать в условиях непрямой видимости для организации транспортных каналов. С максимальной канальной скоростью в 300 Мбит/с и полезной производительностью более чем 100 Мбит/с этот продукт является идеальным решением, позволяющим осуществлять быстрое развертывание и тем самым обеспечивать более быструю окупаемость.

Высокая производительность:

- решение для фиксированных сетей «Точка - Точка» с производительностью для TCP/UDP трафика более чем в 100 Мбит/с работает на расстояниях до 8 км;

- достаточно низкая задержка около 2-3 мс необходимая для передачи голосового или видео трафика обеспечивается и на длинных расстояниях;

- широкий набор поддерживаемых сетевых протоколов.

Расширенные возможности:

- использование технологии OFDM и режима MIMO 3x3 позволяет оборудованию работать в условиях отсутствия прямой видимости, поддерживая надежное качество соединения;

- наличие двух интерфейсов GigabitEthernet с поддержкой питания РоЕ позволяют запитывать локально подключаемые камеры видеонаблюдения или WiFi точки доступа;

- возможность создания многоуровневых классов обслуживания (QoS);

- поддерживаются диапазоны частот, регламентированные решениями ГКРЧ;

- возможность работы в спектре 4.9-6.0 ГГц.

4. Функциональная схема компьютерной сети кампуса

В курсовой работе функциональная схема компьютерной сети кампуса представлена в виде иерархической структуры «сверху вниз».

Подключение к сети провайдера для доступа в интернет осуществляется маршрутизатором кампуса, который является первой ступенью в функциональной схеме сети.

Центральные коммутатор кампуса соединен с маршрутизатором, а также с главным коммутатором каждого здания. Для более высокой надежности сети, а также для повышения производительности, каждый коммутатор здания соединен с коммутаторами этажей.

От коммутаторов этажей идет соединение с рабочим местом.

В курсовой работе используется Gigabit Ethernet (1 Гбит/с). Маршрутизатор кампуса имеет адрес - 192.168.0.1 и маску 16.

Центральный коммутатор имеет адрес - 192.168.0.2.

Сервер - 192.168.0.3. Коммутаторы зданий - 192.168.0.4…192.168.0.6. Коммутаторы этажа - 192.168.0.7, 192.168.0.8.

Функциональная схема сети представлена в приложении «Функциональная схема компьютерной сети кампуса».



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 кроссах. 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 так же имеются коммутаторы здания, 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, 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

Под техническим помещением СКС понимают служебное помещение, отвечающее определенным требованиям по габаритам, климатическим и другим условиям, оборудованное системами вентиляции, энергоснабжения и связи. Оно предназначается для установки коммутационного и сетевого оборудования и рассматривается как коммуникационная комната. Различают кроссовые помещения различного вида, аппаратные и серверные.

В кроссовых размещается коммутационное оборудование СКС, сетевые устройства и другие вспомогательные элементы. В кроссовый этаж заводятся горизонтальные кабели рабочих мест, расположенных на том же этаже, а в кроссовую здания - внутренние магистральные кабели СКС, соединяющие ее с кроссовыми этажей. Кроссовая здания может быть совмещена с кроссовой этажа, на котором она расположена, и с кроссовой внешних магистралей, если они находятся в одном здании. В аппаратной располагается сетевое оборудование коллективного пользования (АТС, серверы, концентраторы). Она может быть совмещена с кроссовой здания. Серверная предназначена для размещения центрального оборудования ЛВС-серверов, коммутаторов, средств резервного архивирования данных и др.

В случае небольших локальных сетей все виды технических помещений СКС реализуются в одном помещении, называемом кроссовой (аппаратной или серверной).

Помещения для коммуникационной комнаты (далее - кроссовой) относятся к отдельной функциональной группе помещений. Местом расположения серверной могут быть помещения (помещение), которые оборудуются с учетом специальных требований.

Инфраструктура этажа, где расположена серверная, по своему назначению и высокой стоимости ОУ проектируется с учетом более высоких требований безопасности по строительной части и инженерному оснащению здания (помещений). При расположении резервной кроссовой в подвальном помещении значение этих требований еще более возрастает. Через серверную не должны проходить транзитные коммуникации. Трассы обычного и пожарного водоснабжения, канализации должны быть вынесены за пределы помещения и не должны располагаться на верхних этажах. Чтобы сократить расходы на материалы и суммарную длину кабельных каналов, рекомендуется разместить серверную ближе к середине здания.

Расположение серверной должно быть таким, чтобы серверная могла быть расширена за счет площади соседнего помещения.

Кроме того, в серверном помещении не должно быть окон. Это позволит сократить расходы на поддержание определенной температуры и влажности в серверной.

На основании вышеперечисленных требований было выбрано помещение под серверную - это кабинет под номером 107. План серверной представлен в приложении «План серверной».



7. Выбор системы кабель-каналов

В данной курсовой работе для реализации прокладки кабель канала выбрана фирма "Экопласт".

Емкость и тип короба выбирается исходя из его назначения и количества кабеля, проходящего по этому коробу. На емкость короба будет влиять только величина площади самого кабеля, величина запаса и площадь меж кабельного пространства в поперечном сечении.

Система ARC-LAN является модульной, т.е. в каналы предельно быстро монтируются и демонтируются суппорта под стандарт 45x45 или евро стандарт с посадочным диаметром 60 мм. При коммутации нескольких приборов, например, силовых розеток и разъемов RJ-11 и RJ-45, суппорта устанавливаются в ряд без ограничений. При этом расширить или переместить установленные розетки разъемы не составит труда, использован принцип "конструктора". Суппорта имеют с коробами единый дизайн и скрывают места подключений.

Надежная конструкция замка крышки короба ARC-LAN на канале позволяет производить многократное открывание и закрывание кабель-канала без деформации самой крышки и исключает возможность ее самопроизвольного отсоединения.

Максимальное количество кабелей в магистральном коробе - 50, в горизонтальном - 10.

Прокладка магистрального кабель-канала производится системой ARC-LAN она позволяет удобно и гармонично проложить кабель на высоте от 2,5 - 3 метров для обеспечения сохранности короба, и защиты от воздействия посторонними лицами или предметами. Материал кабель-канала само затухающая композиция ПВХ - один из лучших материалов для производства сложных профилей - ПВХ композиции.

Внутри кабинетов прокладка кабель-канала будет происходить на высоте 1 м от пола, в целях экономии кабеля и обеспечения удобства подключения. У оконного пространства прокладка кабель-канала идет под подоконником, около дверного проема - непосредственно над дверью.

Соединение между стенами обеспечивается гофрой.

В комплекте с кабель-каналом поставляется фурнитура - короб с крышкой INSTA, перегородка кабель-канала RSE, угол внутренний изменяемый RI, угол внешний изменяемы RE, плоский угол RL, тройник для кабель-канала RT, заглушка RF, соединение на стык RU, накладка на стык крышки, накладка на стык профиля, внутренний соединитель на стык профиля, держатель кабеля RC, суппорт для розетки 45x45 мм PM45, суппорт для розетки 45x45 мм PM45/4, суппорт для розетки 45x45 мм PM45/6, суппорт крепежный для розетки 60 мм EM60.



8. Обоснование выбора коммутационного шкафа и коммуникационного оборудования

Компактно, комфортно и эргономично установить активное оборудование и коммутационные панели независимо от архитектуры кабельной системы позволяет коммутационный шкаф, который является важным звеном Локально Вычислительной Системе (ЛВС)

Обычно под монтажным шкафом понимают конструкцию, основу которой составляют корпус с дверями и монтажные направляющие. Монтажный шкаф выполняется в настенном или напольном варианте. Он обеспечивает защиту установленного оборудования от несанкционированного доступа и (в некоторых вариантах конструктивного исполнения) эффективное экранирование.

На основании этих выводов был выбран коммутационный шкаф LANMASTER TWT Business 42U. Промышленными стандартами четко регламентированы расстояния между отверстия на направляющих для того, чтобы можно было без проблем установить и закрепить 19-ти дюймовое оборудование в шкаф или стойку. Расстояние между отверстиями двух креплений составляет 465 мм. Телекоммуникационные шкафы 19 дюймов, позволяют разместить большое количество оборудования на небольшой площади за счет вертикального монтажа в rack. (рэк - это - стойка, штатив, рама, подставка). Оборудование, которое имеет стандартное крепление и ширину, называют rack mount устройства (то есть оборудование, которое можно смонтировать в стандартный 19-ти дюймовый шкаф или стойку) Коммутационный шкаф 42U 600 х 600 мм занимает площадь всего 0,36 м2. При этом 19-ти дюймовые шкафы отличаются достаточно высокой надежностью и устойчивостью. Шкаф TWT серии Business. 19-ти дюймовые шкафы позволит смонтировать и надежно зафиксировать устройства, имеющие стандартное 19 дюймовое крепление. Телекоммуникационные шкафы значительно упрощают процесс монтажа и установки телекоммуникационного оборудования один человек может за считанные минуты выполнить установку телекоммуникационного оборудования в шкафу 19-ть дюймов, а при необходимости выполнить демонтаж оборудования. И при этом ему не надо покупать специальный инструмент и что-то подгонять. Данное количество юнитов идеально подходит для оборудования, которое может понадобиться для дополнения СКС.

В качестве коммуникационного оборудования была выбрана следующая аппаратура:

- патч-панели 19” на 48 портов, STP 1U;

- патч-панели 19” на 24 порта, UTP;

- коммутатор на 48 портов;

- коммутаторы на 24 порта;

- TWT-CB-EARTH-SET1 Комплект проводов заземления напольного шкафа серии Business;

- кабельные органайзеры;

- блок бесперебойного питания;

- маршрутизатор.

Для каждого типоразмера шкафа используется соответствующий потолочный вентиляторный блок, устанавливаемый под верхнюю панель-крышу шкафа. В зависимости от требуемой мощности подачи воздушного потока вентиляторные панели можно выбрать в конфигурации от 2 до 9 вентиляторов для шкафов TWT серии Business.

9. Описание схемы соединений

Схема соединений содержит топологию подключений абонентских сетевых розеток и иного пассивного сетевого оборудования в коммутационных шкафах в соответствии с этажными планами зданий, а также иллюстрирует типы линий связи между главным корпусом и провайдером. Указанная схема представлена в приложении «Схема соединений».

Таблица соединений характеризует маркировку портов сети. Таким образом, в приложении «Таблица соединений» содержится информация о том, что порты розеток рабочих мест W101-1.W102-5 соединены с портами коммутационной панели 24xRJ45 X112L соответствующими кабелями, а порты розеток W103-1.W108-2 c портами коммутационной панели 24хRJ45 X113L. В свою очередь, вторая таблица соединений характеризует связь портов кросс-панелей XF111L и XF211L вертикальной подсистемы (соединение главного коммутационного шкафа с распределительным шкафом второго этажа) посредством 4-жильного оптического кабеля (две жилы отвечают за прием-передачу, другие две - резервные).

В подвале здания находится оптическая муфта XFL12, к ней от оптической патч-панели идет волоконно-оптический кабель CLST-SC2 для внутренней прокладки. От оптической муфты XFL12 идет волоконно-оптический кабель для внешней прокладки, посредством которого обеспечивается связь с провайдером с помощью подземного соединения. На чердаке расположена оптическая муфта XFL11, через которую происходит подключение, позволяющее связываться со зданием 3 с помощью беспроводного соединения «Лантастика» и со зданием 2 с помощью волоконно-оптического кабеля с воздушной подвеской.

Схема соединений и таблица соединений представлены в приложениях «Схема соединений» и «Таблица соединений».

10. Описание задания на электропитание и схемы распределительной сети и системы технологического заземления

Электропитание коммутационного шкафа выполняется по 1 категории надёжности согласно ПУЭ и осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц.

Максимальная потребляемая мощность для шкафа 33U 2200 вт.

На третий заземляющий контакт подвести нулевой провод от силового щита.

Заземление компьютерной техники, телекоммуникационного оборудования и источников бесперебойного питания служит для достижения так называемой электромагнитной совместимости (ЭМС) - обеспечения работоспособности оборудования как при привносимых извне, так и создаваемых самим оборудованием электромагнитных помехах. Другой, наиболее важной функцией заземления является обеспечение электробезопасности персонала, работающего с инфокоммуникационным оборудованием.

В зависимости от поставленных целей, а также от национальных и международных стандартов применяемые схемы могут различаться в электроустановках с разным напряжением переменного и постоянного тока. Рассматривая наиболее массовый случай заземления отдельных компьютеров и рабочих станций локальной сети, активного сетевого оборудования, т. е. такого оборудования, которое включают в розетку переменного тока напряжением 220 В. В данной курсовой работе используются обычные бытовые розетки. Задание на электропитание представлено в приложении «Задание на электропитание».



11. Тестирование элементов СКС

Для подтверждения работоспособности разработанной СКС, а так же для выявления дефектов и ошибок, возникших в результате монтажа производится тестирование.

Тестирование СКС заключается в выполнении комплекса измерений параметров отдельных электрических и оптических компонентов СКС, а так же смонтированных линий на их основе, предназначенных для определения состояния СКС, предупреждения повреждений и накопления статистических данных. Целью измерений, выполняемых в процессе входного контроля, является проверка качества изготовления и соответствия параметров отдельных компонентов требованиям норм и стандартов. Приемо-сдаточные измерения проводятся приемными комиссиями для проверки качества выполнения работ и соответствия параметров линий и трактов стандартам.

По результатам всех тестов и обработки данных, составляется общее заключение о пригодности СКС для работы конкретных протоколов, а так же информация о дефектах и ошибках.

11.1 Тестирование электрической подсистемы СКС

Тестирование линий производится на соответствие требованиям стандарта ISO/IEC 11801, который выполняется для проверки соответствия электрических характеристик линии требованиям класса D. В качестве параметров, необходимых и достаточных для принятия решения о соответствии требованиям определенной категории, определяют:

- правильность разводки проводников пар по контактам модульного разъема;

- длину;

- затухание;

- переходное затухание NEXT.

По результатам тестирования и обработки данных, можно утверждать, что разводка проводников пар по контактам модульного разъема была выполнена правильно, есть соответствие длин сегментов. По результатам тестирования работоспособность данной СКС подтвердилась. Тестирование электрической подсистемы проводилось тестером.

Тестирование оптического кабеля, служащего основой для вертикальной и магистральной подсистем, также прошло успешно. Поскольку на оптоволоконный кабель не действуют электрические и магнитные помехи, тестировалось только затухание, составившее 5,7 dBm, что не превышает указанной в стандартах нормы. Результаты которого приведены в приложении «Протокол тестирования кабельной системы».



12. Расчет стоимости сетевого оборудования и работ по монтажу СКС

Произведем расчеты стоимости пассивного оборудования СКС и стоимости проведения работ по установке СКС.

Таблица 11.1 - Расчет стоимости элементов СКС

Наименование элемента	Цена, руб	Количество	Единицы измерения	Стоимость, руб
Короб	212	1179	м	249948
Внешний угол	147	45	шт	6615
Внутренний угол	135	149	шт	20115
Заглушка	66	69	шт	4554
Плоский угол	92	205	шт	18860
Т-образный отвод	125	9	шт	1125
Волоконно-оптический кабель Инкаб ДПО-П-08А-1,5kH	14	79	м	1106
Волоконно-оптический кабель Инкаб ДПТа-П-08Г-6kH	86	59	м	5074
Волоконно-оптический кабель 95M355A08B	98	147	м	14406
UTP кабель FRD LANEC 5e	8	1252	м	10016
Розетка двухпортовая SBA551-A1	72	303	шт	21816
Коннекторы RJ45	4	506	шт	2024
Коммутационный шкаф 36 U Netko ST2H 61036	26859	8	шт	214872
Муфта USC 500 H+S	5562	7	шт	38934
Органайзер	365	46	шт	16790
Итого		626255

Таблица 11.2 - Расчет стоимости работ по установке СКС

Наименование работы	Цена, руб	Количество	Единицы измерения	Стоимость, руб
Монтаж кабельного канала: пластик, размер более 40х40мм за 1м. (Высота менее 2м)	70	1100	м	77000
Укладка кабеля "витая пара" в кабельные каналы	20	2400	м	48000
Установка внешних розеток: сетевых, телефонных за 1шт.	70	310	шт	21700
Проход сквозь кирпичное перекрытие (толщиной более 18 см) за 1шт.	550	51	шт	28050
Сборка и монтаж напольного шкафа за 1 шт. (более 10 единиц)	1100	9	шт	9900
Прокладка волоконно-оптического кабеля	200	285	м	57000
Установка волоконно-оптической муфты типа МОГ за 1 шт.	500	9	шт	4500
Оконцевание волокна коннектором за 1 волокно	550	20	шт	11000
Тестирование 1 линии на категорию 5е (с сертификацией)	550	40	шт	22000
Обжим коннектора RJ45	50	389	шт	19450
Итого		298600

Итого, суммарная стоимость СКС составила 626255+298600=924855 рублей.



Заключение

Данная курсовая работа была реализована благодаря предварительному разделению основных работ на три этапа.

Результатом работы стала кампусная сеть, построенная на технологии Ethernet, стеке протоколов TCP/IP, имеющая полносвязную топологию на уровне кампуса и топологию типа «разветвленная звезда» на уровне здания. Сеть обеспечивает скорость обмена 100 Мбит для любого АРМа или сервера с возможностью десятикратного увеличения скорости доступа для локальных сетей и внешнего подключения к корпоративной сети и двукратного для глобальной сети. Были получены знания о различных технологиях передачи данных между зданиями, об активном и пассивном оборудовании СКС, приобретены навыки составления схемы соединений и функциональных схем, коммутационный шкаф укомплектован коммуникационным оборудованием.

В курсовой работе так же присутствуют линии связи:

- ВОЛС с воздушной подвеской;

- система «Лантастика»;

- ВОЛС в подземной канализации;

- радиоканал «Point-to-point».

Для наглядного отображения связи сети активным оборудованием была построена функциональная схема.

Также был произведен расчет площади заполнения коробов, для подбора коробов. В итоге выбор остановился на коробе от фирмы INSTA, так как он является самым подходящим для прокладки кабеля.

Сеть рассчитана на 306 рабочих места, для построения потребовалось 600 метрa коридорного кабель-канала и 672 метра комнатного, 1252 метра UTP кабеля и 285 метр волоконно-оптического кабеля. Работу сети обеспечивают 6 коммутационных шкафов, в которых установлены 12 коммутаторов и 1 маршрутизатор.

Затраты составили 626255 рублей на покупку оборудования СКС и 298600 рублей на работы по его установке, итого 924855 рублей.

При проектировании СКС учитывались основные нормативные документы, регламентирующие различные вопросы администрирования кабельных систем в России:

- ГОСТ Р 53245-2008 «Информационные технологии. Структурированные кабельные системы. Монтаж основных узлов системы. Методы испытания»;

- ГОСТ Р 53246-2008 «Информационные технологии. Структурированные кабельные системы. Проектирование основных узлов системы. Общие требования».



Библиографический список

1 Малютин А.Г. Проектирование структурированной кабельной системы кампусной сети: Методические указания для выполнения курсовой работы/А.Г. Малютин. Омский гос. Ун-т путей сообщения. Омск, 2011.

2 Олифер В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов, 4-е изд. / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. СПб.: Питер, 2010.

3 ГОСТ Р 53246-2008. Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии. Системы кабельные структурированные.

Размещено на Allbest.ru

...