Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Кафедра «Автоматика и системы управления»

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «Инфокоммуникационные системы и сети»

ИНМВ.400200.000 ПЗ

Разработка проекта кампусной сети организации

Студентка гр. 24м

А.О. Лобачева

Доцент кафедр АиСУ

А.Г. Малютин

Омск 2016



Задание

Структурированная кампусная сеть организации проектируется в соответствии с вариантом 2. На рисунке 1 представлена схема этажного плана, выполненная с помощью примитивов, в последующей таблице находятся геометрические параметры помещений.

Рисунок 1 ? Этажный план здания в примитивах

Таблица 1? Геометрические параметры помещений

Габариты	Размеры, м
Внутренний габарит комнаты	3
Высота помещения	3
Высота техн. этажа	1,5
Высота дверного проема	2,5
Ширина дверного проема	1,5
Толщина стен и перекрытий	0,2
Высота оконного проема	2
Высота нижней части окна	0,5
Ширина оконного проема	1
Глубина колодца	1,5
Отступ колодца от стены	2

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 . Организационная структура корпорации включает в себя административный аппарат и производственный сектор.

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.



Реферат

Структурированная кабельная система, кампус, здание, автоматизированное рабочие место (АРМ), витая пара, волоконно-оптический кабель, кабель-канал, оптическая муфта, коммутационной шкаф, кросс-панель, сеть, кабель, патч-панель.

Цель работы: ознакомится с методами и технологиями проектирования СКС.

Результатом курсовой работы является разработанный план СКС организации.

Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2013и графическом редакторе Microsoft Visio 2007.



Введение

Важной составляющей любой вычислительной сети, его базой, является структурированная кабельная система (СКС). Она представляет собой иерархическую кабельную систему здания или группы зданий, разделенную на структурные подсистемы. СКС состоит из набора медных и оптических кабелей, кросс-панелей, соединительных шнуров, кабельных разъемов, модульных гнезд, информационных розеток и вспомогательного оборудования. Все перечисленные элементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно определенным правилам.

В процессе курсового проектирования 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. Проект должен предусматривать возможность расширения и роста локальных сетей.



1. Характеристика объекта. Общие требования к компьютерной сети организации. Основные технические решения

Объект, для которого нужно спроектировать корпоративную сеть это организация, состоящая из трех одинаковых двухэтажных зданий. Два из которых находятся на расстоянии 50 ? 100 м друг от друга, а третье через препятствие от этих двух зданий так, что проложить кабель невозможно для чего потребуется беспроводные соединения. Этажи зданий идентичны.

Рабочие места располагаются везде кроме сан узла и коридора. 70% рабочих мест оснащены розетками и подключены к кабельной системе, а 30% ? подключены к сети вай фай. Для этого в коридоре точки доступа, а для них розетка. Стойки располагаются по одной на этаж, стойка первого этажа главного здания отвечает за всю сеть.

Внутри зданий, по этажам, протянуты UTP («витая пара») кабели к рабочим местам. Между этажами применен оптоволоконный кабель. Между зданиями, расположенными на расстоянии 50м друг от друга, протянут также оптоволоконный бронированный многожильный кабель,который обеспечивает безопасность.Там, где невозможно проложить кабель, используется система «ЛАНтастИКа», позволяющая установить связь между зданиями, находящимися через препятствия друг от друга.

2. Расчет количества рабочих мест

Количество и расположение точек подключения определяется исходя из правила: на 4,5 рабочей площади ? 1 рабочее место (с условием, что в комнате должно находиться не менее 3 рабочих места).

Точка подключения представляет собой телекоммуникационную розетку RJ-45.

Количество кабельных рабочих мест можно рассчитать по формуле:



Таким образом, в комнатах площадью 9 размещается по 3 рабочих места, из них 2 кабельных, 1 ? беспроводное (из условия 70% рабочих мест ? кабельные, 30% ? беспроводные), а в комнатах площадью 18 ? 6 мест (4 кабельных и 2 беспроводных).

Таблица 2 ? Количество АРМ мест на этаж

Аудитории	Кол-во рабочих мест этаж
101	3
102	3
103	1
104	6
105	6
106	3
107	3
108	3
109	3
110	3
Всего:	34

Получаем 34 АРМ мест на этаж, следовательно 68 АРМ мест в здании, 204 ? в кампусе.

коммутационный шкаф кабель канал

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

Существует стандарты, которые применимы в СКС (табл. 3).



Таблица3 ? Стандарты на кабельные системы

Характеристика кабельной системы	Стандарт на проводку
	ISO/IEC11801	EN50173	TIA/EIA-568-A
Поддерживаемый кабель	UTP/FTP/STP	UTP/FTP/STP	UTP/STP
Кабель с Zв =1200м	Признает	Признает	Не признает
Диаметр проводника, мм	0,40 - 0,65	0,4 - 0,6	0,511 - 0,643
Число пар в кабеле	2 или 4	2 или 4	4
Категория компонентов	3 - 5	3,5	3 - 5
Затухание гибких кабелей	Больше на 50%	Больше на 50%	Больше на 20%
Скорость распространения	Номинальная	Минимальная	Минимальная
Оптоволокно 62,5/125 мкм	Рекомендовано	Рекомендовано	Основное
Оптоволокно 50/125мкм	Альтернатива	Альтернатива	Не признает
Экранированное гнездо	Признает	Признает	Не признает

Так как в задании указано, что необходимо выбрать кабель типа «витая пара» категории 5, то в горизонтальной подсистеме, предназначенной для связи подсистемы управления с рабочим местом, будет использоваться UTP кабель. На конце горизонтальной подсистемы -настенная розетка разъема ST, которая предназначена для подключения оборудования подсистемы рабочего места.

Рабочее место - это такое место в помещении, на котором располагается сетевое оборудование пользователей (персональный компьютер, телефон). Иногда на рабочих местах также устанавливается оборудование коллективного пользования (сетевой принтер, факс и т. д.). Подсистема рабочего места служит для подключения оконечных устройств (компьютеров, терминалов, принтеров и т. д.) к ЛВС.

Стандарт ISO/IEC 11801 определяет рабочие характеристики узлов и деталей, соответствующие выбранному классу ЛВС согласно ширине полосы пропускания (табл. 4).



Таблица4 ? Классы проводки по ISO/IEC 11801 и EN50173

Класс А	Характеристика специфицирования проводки	Назначение системы
	До 100 кГц	Передача голоса и низкоскоростная передача данных, категория 1
В	До 1 МГц	Промежуточная скорость передачи данных, категория 2
С	До 10 МГц	Высокая скорость передачи данных, категория 3
D	До 100 МГц	Очень высокая скорость передачи данных, категория 5е
Е	До 250 МГц	То же, категория 6
ЕА	До 500 МГц	То же, категория 6а
F	До 600 МГц	То же, категория 7
FА	До 1000 МГц	То же, категория 7а, 8

Вертикальная подсистема (подсистема внутренних магистралей) объединяет этажи здания, обеспечивая согласование подсистем управления. Для монтажа вертикальной подсистемы используем оптоволоконный кабель, так как он имеет отличные характеристики пропускной способности, расстояния защиты данных, а также устойчивость к электромагнитным помехам.

Внешняя подсистема строится на оптоволоконном кабеле с высокой скоростью передачи данных. Кабель бронированный и многожильный, так как он должен быть защищен от различных механических воздействий.

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) на основе оптических кабелей и современных цифровых систем передачи в настоящее время занимают ведущее место в системах связи различного назначения. ВОЛС, подвешиваемые на опорах воздушных линий, особенно перспективныи имеют наивысшую надежность по сравнению с другими видами ВОЛС. Кроме того ВОЛС воздушных линий обладают рядом конкурентных преимуществ по сравнению с традиционными способами строительства оптических кабельных линий связи. К ним можно отнести отсутствие необходимости отвода земли и согласования права на проход, уменьшение сроков введения линий в эксплуатацию, снижение капитальных и эксплуатационных затрат.

Прокладка ВОЛС в кабельной канализации тоже имеет ряд своих преимуществ, которые связаны как с более удобной технологией прокладки, так и удобством эксплуатации. Важнейшим из них является простота прокладки, в этом случае технология прокладки позволяет обойтись наименьшим количеством приспособлений. Еще одно преимущество - скорость прокладки. В итоге все эти преимущества дают еще одно ? прокладка линий связи в кабельной канализации обходится дешевле других вариантов.

Система «ЛАНтастИКа» необходима для обеспечения беспроводной связи между зданиями. Она обеспечивает беспроводной оптический канал связи на расстояние до 4-х километров в нормальных погодных условиях и поддерживает скорость до 200 МБит/с в канале.

Подсистема управления предназначена для переключения цепей. Она состоит из коммуникационного оборудования, кросс-панелей с разъемами и соединительных кабелей (рatchcord) и объединяет оборудование для компьютерной, телефонной, сигнальной и других видов сетей, исключая силовую. Для подсистемы управления используем неэкранированную витую пару (UTP) и оптоволоконный кабель.

4. Функциональная схема компьютерной сети кампуса

Функциональная схема компьютерной сети кампуса включает в себя маршрутизатор кампуса(IP-адрес интерфейса маршрутизатора 10.0.11.0), к которому подведена сеть провайдера. Провайдер подключен к центральному коммутатору, который дальше распределяет сеть по кампусу. Центральный коммутатор имеет подключение к коммутаторам зданий, а они к коммутаторам доступа. Так же он соединен с сервером.

На схеме также отображены три здания, соединенных между собой в виде треугольника. Каждое из которых, в свою очередь, имеет по 2 этажа и связь с центральным коммутатором. У каждого здания и этажа имеются рабочие группы.

IP-адрес, состоящий из четырех бит составлен по следующему принципу: первый бит ? всегда число 10, второй всегда пустой ? 0, третий ? номер здания и этажа (например, 11 ? здание №1, этаж 1), четвертый ? номер оборудования.

5. Функциональная схема СКС

На функциональной схеме отображены: главный кросс(MC), промежуточный кросс (IC), горизонтальный кросс (HC), начинающийся с телекоммуникационной розеткина рабочем месте (TO), и демаркационная точка (DP), которая соединяет между собой провайдер и кабельную систему кампуса.

Демаркационная точка соединена с главным кроссом, в котором собираются все горизонтальные подсистемы с помощью промежуточных кроссов, которые существуют исходя из наличия нескольких зданий. Горизонтальные кроссы соединены с телекоммуникационными розетками на рабочих местах, которые служат интерфейсом между горизонтальной кабельной системой, заканчивающейся телекоммуникационной розеткой, и активным оборудованием конечного пользователя.

Непосредственная связь существует только между 1 и 2 зданием и не существует (кабельная) с 3, по условию наличия беспроводной связи между 1,2 и 3 зданием.

6. Обоснование выбора служебного помещения

В серверной размещается коммутационное оборудование СКС, сетевые устройства и другие вспомогательные элементы. В кроссовую этажа заводятся горизонтальные кабели рабочих мест, расположенных на том же этаже.

Помещения для коммуникационной комнаты относятся к отдельной функциональной группе помещений. Местом расположения серверной является помещение, которое оборудуются с учетом специальных требований («Инструкция по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин СН 512-78», утв. ГК СССР по делам строительства, пост. № 244 от 22.12.78). Инфраструктура этажа, где она расположена, по своему назначению и высокой стоимости ОУ спроектировано с учетом более высоких требований безопасности по строительной части и инженерному оснащению здания.

Серверная расположена на данном месте, так как здесь через нее не проходят транзитные коммуникации, она соприкасается толькос одной внешней стеной здания и не имеет сообщения с посторонними помещениями.

Серверная находится ближе к центру здания, что позволяет снизить расходы на материалы и позволить соблюдать требуемую стандартом длину кабеля для структурированной сети.

7. Обоснование выбора системы кабель-каналов

Коммуникационные каналы для прокладки силовых и слаботочных кабельных сетей здания выполняются в отдельных кабельных лотках, коробах или трубах.

В данном случае выбрана система кабель-каналов «Metra» от группы-производителя Legrand.

Продукция Legrand применяется и в жилых помещениях, и в зданиях административного сектора, и на промышленных объектах. Концентрация на одном бизнесе - электротехника - позволили Legrand занять ведущие позиции во многих странах мира в соответствующей отрасли.

Продукция Legrand разрабатывается на основе последних научных достижений и отвечает высоким стандартам европейского качества. Она любима как профессионалами-электротехниками, так и конечными потребителями, ведь она отличается простотой в установке, удобством в эксплуатации, красивым и разнообразным дизайном и обладает рядом преимуществ: быстрый, привычный и удобный монтаж электроустановочных изделий, пластик не поддерживает горение и устойчив к воздействию ультрафиолета, поверхность кабель-каналов и крышек защищена плёнкой и так далее. Вся продукция Legrand сертифицирована на соответствие требованиям государственных стандартов.

Емкость кабель каналов была выбрана 50 кв. мм. Так как максимальное количество кабелей в горизонтальной разводке - 20, кабели имеют площадь сечения 1,5 кв. мм.. И существует условие, при котором необходимо оставить 40-50% для обеспечения возможности наращивания кабельной сети.

Кабельные каналы Metraимеют возможность вертикального и горизонтального монтажа. Также существуют следующие удобства монтажа: перфорация на обратной стороне кабельных каналов, следовательно упрощается крепеж к стене; привычный и удобный монтаж электроустановочных изделий Mosaic ? без использования инструментов, защелкиванием; защитная пленка, защищает поверхность кабель-каналов и крышек от загрязнений в процессе монтажа и легко удаляется, когда монтаж закончен. Из преимуществ данных кабель-каналов: эстетичный внешний вид, компактные суппорты, отсутствие щелей, суппорты с электроустановочными изделиями надежно фиксируются и не выпадают при выдергивании вилки из розетки, специальный адаптер для надежной фиксации углов, надежная фиксация на самоклеящейся основе тройников и соединений на стык, возможность дополнительной фиксации заглушки саморезом.



8. Обоснование выбора коммутационного шкафа и коммуникационного оборудования

Коммутационный шкаф, выполненный из металла, представляет собой напольный (настенный) 19 дюймовый короб, с дверью, такие шкафы устанавливаются в специальные комнаты (серверные), в которых производится обработка и хранение данных.Коммутационный шкаф располагается на каждом этаже здания.

Цель таких шкафов, это компактно и безопасно разместить серверное и коммутационное оборудование и защищать от доступа посторонних, а так же обеспечить эффектное экранирование.

В данном проекте коммутационный шкаф состоит из полного комплекта шин заземления, вытяжной вентиляции, рассчитанной на максимальное количество активного оборудования, с датчиком контроля температуры воздуха, с помощью которого существует возможность управления различными режимами при подаче сигнала на центральный пульт, блока электрических розеток (с резервом 20%), источника бесперебойного питания, патч-панели, органайзеров, коммутаторов, маршрутизатора и оптической панели. Так же учитывается резерв портов в патч-панелях и прочих коммуникационных оборудованиях.

В данной работе выбран коммутационный шкаф 19 дюймов, напольный, 32U, 600x800мм, передняя стеклянная дверь,задняя ?перфорированная стальная, серый, ЕВРОКРОСС (ШТК19-Э-32.68-7035).

Таблица5 ? Оборудование в коммутационном шкафу

Наименование оборудования	Количество	Занятое место, U
Патч-панель(24 порта)	2	2
Оптическая панель	1	1
Органайзеры для патч-панелей	2	2
Коммутатор (24 порта)	2	2
Органайзер для коммутаторов	2	2
Маршрутизатор	1	1
Органайзер для маршрутизатора	1	1
Блок розеток	1	1
Источник бесперебойного питания	1	7
Вентилятор	1	1
Итого	?	20

В таблице 5 приведено все коммуникационное оборудование, находящееся в коммутационном шкафу. Судя по ней оборудование занимает 20 юнитов.Однако, так как нужно учесть резерв, объем шкафа будет равен 32 юнитам.

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. Так же схема соединений описывает соединение коммутационных шкафов между двумя этажами, и соединение центрального коммутационного шкафа с маршрутизатором главного здания, от которого идет подключение к провайдеру и другим зданиям.

Таблица соединений характеризует маркировку портов сети. В «Таблице соединений» (Приложение ) указана информация о том, какие порты коммутационной панели с какими портами рабочих розеток соеденины сетевыми кабелями. В приложении «Схема соединений», описывается связь оптической патч-панели XF111Lс оптической муфтой XF111 в подвале и патч-панели XF111L с оптической муфтой XF111, XF211 на чердаке; а также связь между портами кросс-панелей XF111L и XF211L в вертикальной подсистеме. Кроме этого характеризуются связи муфт 1ого (главного) здания с оптическими муфтами 2 и 3 зданий.



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

В приложении c заданием на электропитание видом сверху изображен коммутационный шкаф и расположение розетки.Электропитание коммутационного шкафа выполняется по первой категории надежности согласно ПУЭ и осуществляется от сети переменного тока с напряжением 220 В, 50 Гц. Максимальная потребляемая мощность для шкафа 36U составляет 2500 Вт.

Каркас каждого коммутационного шкафа должен быть присоединен к общей шине заземления, связанной с единым очагом заземления здания.

Заземление компьютерной техники, телекоммуникационного оборудования и источников бесперебойного питания служит для достижения электромагнитной совместимости - обеспечения работоспособности оборудования как при привносимых извне, так и создаваемых самим оборудование электромагнитных помехах. Другой, наиболее важной функцией заземления является обеспечение электробезопасности персонала, работающего с инфокоммуникационным оборудованием. В приложении показана схема распределительной сети и системы технологического заземления.

На схеме распределительной сети и системы технологического заземления показан единый очаг заземления здания, подвод заземления и электропитания в серверную.

11. Тестирование элементов СКС

Для проверки работоспособности и для выявления ошибок в работе элементов СКС, был проведен тест сети с помощью специальных приборов.

Тестирование оптоволоконных и электропроводных линий выполняется одним и тем же прибором с разным адаптерами. В данном случае с помощью кабельного анализатора было измерено:

? правильность разводки пар;

? длинна (100м);

? затухание, предел и резерв затухания;

? наводки на ближнем и дальнем конце.

Результаты тестирования представлены в приложение «Результаты тестирования элементов СКС». Судя по ним можно убедиться, что разводка пар разведена действительно правильно, длина кабеля равна 100 метрам. Затухание и предел затухания соответствуют нормам, необходимым для работы сети (не выходят за границу затухания margin).

12. Расчет стоимости сетевого оборудования и работ по монтажу СКС

В данном проекте общая сумма растрат будет включать в себя стоимость различных сетевых оборудований (кроме активных) и работ по монтажу. Таблицы с расчетом общей потраченной суммы на оборудование и монтажные работы приведены ниже.

Таблица 6? Расчет общей стоимости оборудования

№	Название оборудования	Ед. измерения	Цена за ед., руб	Кол-во	Цена общ., руб
1	Оптоволоконный кабельBelden внутренний 8 жил	м	105,92	360	38 131,2
2	Оптоволоконный кабель Belden внешний 8 жил	м	114,74	80	11 579,2
3	Кабель UTP CAT 5e	м	28	2500	70 000
4	Кабель-каналы LegrandDPL-D 80x60 мм	м	160	215	34 400
5	Кабель-каналыLegrandDPL-D 40х25 мм	м	77	385	29 645
6	Угол внешний Legrand	шт	70	35	2 450
7	Угол внутреннийLegrand	шт	74	140	10 360
8	Заглушка для кабель-канала Legrand	шт	72	78	5 616
9	Угол плоский Legrand	шт	65	97	6 305
10	Розетка RJ-45	шт	166	138	22 908
11	Шкаф 32U ЕВРОКРОССШТК19-Э-32.68-7035	шт	21 056	6	126 336
12	Блок питанияSmart-UPS	шт	131 173	6	787 038
13	Оптическая муфта Huatel HTSC-103	шт	1 892,87	6	11 357,22
14	Медиа конвертерSNR-1000B-WDM-20	шт	2 791,68	6	16 750,08
15	Лантастика	шт	150 000	1	150 000
16	Оптический органайзерLAN-ORG/FO	шт	2 420	24	58 080
17	Оптическая панель FOT ШКОС-С-1U/2-24-SC	шт	2 924	6	17 544
18	Патч-панельHyperline PPW-24-8P8C-C5e-FR	шт	2 995	12	35 940
Итого:	1 434 439,7

Таблица 7 ? Расчет общей стоимости монтажных работ

№	Наименование	Единца измерения	Цена за единицу, руб.	Количество	Стоимость, руб.
1	Укладка кабеля UTP в кабельные каналы	м	9	2500	22 500
2	Монтаж кабельного канала (пластик размер менее 40х40)	м	38	385	14 630
3	Монтаж кабельного канала (пластик размер более 40х40)	м	44	215	9 460
4	Монтаж коммутационной панели	шт	?	?	200
5	Установка внешних розеток	шт	?	?	6000
6	Прокладка волоконно- оптического кабеля	м	20	400	8000
7	Разделка и монтаж бронированного оптического кабеля в боксе	шт	300	1	300
8	Установка волоконно- оптической муфты	шт	350	6	2100
Итого:	63 190

Из таблиц 6 и 7 можно сделать вывод, что общая сумма монтажных работ и оборудования равна 1 497 629,7 рублей.



Заключение

Результатом курсовой работы является готовая спроектированная СКС кампусной сети, в процессе разработки которой составлен план СКС, а так же выбрано пассивное оборудование и учтены технические требования для возможной практической реализации СКС.

Проект разработан в соответствии с заданием: кампус состоит из 3 зданий, 2 из которых находятся на относительно недалеком расстоянии друг от друга, а 3 через препятствие от них.

Данный проект сети предусматривает дальнейший рост и ее развитие на протяжении 20 лет, за счет использования новейших технологий и средств передачи данных.

В данной работе основными средствами передачи данных выступают оптоволокно - на магистральном уровне, и UTP на уровне горизонтальной подсистемы. Так же для беспроводной связи между зданиями была применена система «Лантастика». Для реализации данного проекта понадобится 440 метров оптоволокна и 2500 метров «витой пары» (UTP) включая запас, таким образом с учетом необходимого оборудования и монтажных работ стоимость прокладки сети в кампусе равна 1 497 629,7 рублей.

В ходе проектирования СКС соблюдались основные нормативные документы, регламентирующие различные вопросы администрирования кабельных систем в России. Стандарты ГОСТ Р 53246-2008 «Информационные технологии. Структурированные кабельные системы. Проектирование основных узлов системы. Общие требования».



Библиографический список

1 Олифер В.Г., Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы/ Олифер В.Г., Олифер Н.А., Издание 4-е. СПб.: Питер, 2010. 944 с.



Приложение А

Разработка проекта кампусной сети организации



Размещено на Allbest.ru

...