Расчет максимально допустимых расстояний

Определения и обозначения

ЛВС (Локальная вычислительная сеть) - компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

ПК (Персональный компьютер) - компьютер, предназначенный для эксплуатации одним пользователем, то есть для личного использования. К ПК условно можно отнести также и любой другой компьютер, используемый конкретным человеком в качестве своего личного компьютера.

СКС (Структурированная кабельная система) - физическая основа инфраструктуры здания, позволяющая свести в единую систему множество сетевых информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т. д. Как правило, эти сервисы рассматриваются в рамках определённых служб предприятия.

Витая пара - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Оптическое волокно — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

- розетка

- распределительный узел

- аппаратная

 

Введение

В курсовом проекте нам предстоит произвести проектирование ЛВС двух жилых домов, правильно подобрать активное и пассивное оборудование, а так же произвести расчет характеристик сети.

 

В настоящее время проблема установки ЛВС требует особого рассмотрения, так как абсолютно все области промышленности компьютеризированы, и наладка ЛВС является неотъемлемой задачей техников по обслуживанию вычислительных сетей.

Проектирование ЛВС

Технология ЛВС

Ethernet — общее название для набора стандартов передачи данных в компьютерных сетях по технологии Ethernet со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от исходных 10 Мбит/с.

В 1992 году ряд производителей сетевого оборудования (такие как 3Com, SynOptics и др.) образовали объединение Fast Ethernet Alliance, предназначенное для создания новой спецификации, которая объединила бы отдельные наработки различных компаний в области кабельной передачи данных.

Вместе с тем в институте IEEE была начата работа по стандартизации новой технологии. Созданная для этого исследовательская группа с конца 1992 по конец 1993 года изучила множество 100-мегабитных решений, предложенных различными производителями, а также высокоскоростную технологию, предложенную компаниями Hewlett-Packard и AT&T.

26 октября 1995 года официально был принят стандарт IEEE 802.3u, который явился дополнением к уже существующему IEEE 802.3.

Варианты реализации:

BASE-F

· 100BASE-FX — вариант Fast Ethernet с использованием волоконно-оптического кабеля. В данном стандарте используется длинноволновая часть спектра (1300 нм) передаваемая по двум жилам, одна для приёма (RX) и одна для передачи (TX). Длина сегмента сети может достигать 400 метров (1 310 футов) в полудуплексном режиме (с гарантией обнаружения коллизий) и двух километров (6 600 футов) в полнодуплексном при использовании многомодового волокна. Работа на больших расстояниях возможна при использовании одномодового волокна. 100BASE-FX не совместим с 10BASE-FL, 10 Мбит/с вариантом по волокну.

BASE-S

· 100BASE-SX — удешевленная альтернатива 100BASE-FX с использованием многомодового волокна, так как использует недорогую коротковолновую оптику. 100BASE-SX может работать на расстояниях до 300 метров (980 футов). 100BASE-SX использует ту же самую длину волны как и 10BASE-FL. В отличие от 100BASE-FX, это позволяет 100BASE-SX быть обратно-совместимым с 10BASE-FL. Благодаря использованию более коротких волн (850 нм) и небольшой дистанции, на которой он может работать, 100BASE-SX использует менее дорогие оптические компоненты (светодиоды (LED) вместо лазеров). Все это делает данный стандарт привлекательным для тех, кто модернизирует сеть 10BASE-FL и тех, кому не нужна работа на больших расстояниях.

BASE-B

· 100BASE-BX — вариант Fast Ethernet по одножильному волокну. Используется одномодовое волокно, наряду со специальным мультиплексором, который разбивает сигнал на передающие и принимающие волны.

BASE-L

· 100BASE-LX — 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по паре одномодовых оптических волокон.

· 100BASE-LX WDM — 100 Мбит/с Ethernet с помощью волоконно-оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по одному одномодовому оптическому волокну на длине волны 1310 нм и 1550 нм. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны), либо одной латинской буквой A(1310) или B(1550). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой — на 1550 нм.

 

Разработка структуры сети

Структура организации

1) Всего два здания имеют 32 ПК.

Дом 1: 14 ПК
1 этаж: 4 ПК
2 этаж: 2 ПК
3 этаж: 4 ПК
4 этаж: 4 ПК

Дом 2: 18 ПК
1 этаж: 6 ПК
2 этаж: 4 ПК
3 этаж: 3 ПК
4 этаж: 5 ПК

2) Аппаратная размещена в первом доме на втором этаже

3) В обоих домах на втором этаже размещены два распределительных узла

4.2.2. Поэтажные планы

Первый дом

1) Первый этаж

2) Второй этаж

3) Третий этаж

4) Четвертый этаж

Второй дом

1) Первый этаж

2) Второй этаж

3) Третий этаж

4) Четвертый этаж

Функциональная схема ЛВС

 

Расчет характеристик сети

Проектирование СКС

Выбор элементов СКС

№	Элементы СКС	Изготовитель	Тип, марка, обозначение, код	Стоимость, руб. (за 1 шт. или 1м)
	Информационная розетка RJ-45	N/A	SP-1-8P8C-C5E-WH	38 руб.
	Коммутационная панель на 24 порта	Sonatel	Patch Panel, MOCK-1-24-FC-B, 1341807	3 541 руб.
	Коммутационный шнур	N/A	Patch Cord,	40 руб.
	Шина заземления	N/A	TLK-ERH-CU, А0000003822	923 руб.
	Шкаф навесной 19’’	Schneider Electric	Сборные шкафы Prisma Plus G,	12 711 руб.
	Шкаф (стойка) напольный 19’’	Estap	ProLine	10 836 руб.
	Кабель витая пара	5bites	Кабель UTP	10 руб.
	Кабель оптоволоконный	FC-IR8-2	Оптоволоконный кабель	30 руб.
	Оптическая коробка для монтажа в шкаф (стойку) 19’’	N/A	SNR-F11H-FDB-16	1 767 руб.
	Кабелепровод – короб	Свет - электро	IN-Liner JMR	30 руб.
	Кабелепровод – труба	N/A	63925DKC	15 руб.

Топология сети

Звезда — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано.

Подсистема кампуса

Расчет СКС

№	Элементы СКС	Количество, м или шт.
	Информационная розетка RJ-45
	Коммутационная панель на 24 порта
	Коммутационный шнур
	Шина заземления
	Шкаф навесной 19’’
	Шкаф (стойка) напольный 19’’
	Кабель витая пара	328 м
	Кабель оптоволоконный	100 м
	Оптическая коробка для монтажа в шкаф (стойку 19’’)
	Кабелепровод - короб	424 м
	Кабелепровод - труба	15 м

Выбор оборудования

Пассивное оборудование

Оборудование	Количество	Изготовитель	Тип, модель	Стоимостью, руб.	Габариты, мм*мм*мм
Блок розеток		Streamex	Schuko	737 руб.	220 х 44 х 44

Активное оборудование

Оборудование	Кол - во	Изготовитель	Тип, модель	Стоимость, руб.	Габариты, длина*ширина*высота (мм*мм*мм)
Коммутатор		D-link	коммутатор	4 000 руб.	280 x 44 x 180
Коммутатор стоечный		D-link	Коммутатор стоечный	37 400 руб.	294 х 158 х 44
Маршрутизатор		D-link	Маршрутизатор	1 990 руб.	330 x 44 x 180
Сервер		Pegatron	сервер	4 140 руб.	22 x 154 x 172
Источник бесперебойного питания		APC	Smart-UPS	3 376 руб.	119x168x368

Проектирование аппаратной

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

 

ГВС 11

12

Коммутатор 2

Коммутатор 1

Сервер

Коммутатор 3

Маршрутизатор

13

14

Требования к аппаратной

Аппаратная – помещение, занимаемое телекоммуникационным и/или серверным оборудованием, обслуживающим пользователей в здании. Часто аппаратные являются помещениями специального назначения. Аппаратные соединяются с магистралями и обычно считаются средствами обслуживания здания.

Основные требования к аппаратным

Помещение аппаратной не должно быть проходным. Желательно, чтобы оно не имело окон и не примыкало вплотную к внешним стенам здания. Если же в техническом помещении предусмотрены окна, то п.3.4 СН 512-78 рекомендует располагать аппаратную на северной или северо-восточной стороне здания. Крайне нежелательно размещать аппаратную рядом с теми внутренними конструкциями здания, которые ограничивают ее возможное расширение в будущем: лифтовые шахты, лестничные марши, вентиляционные камеры и т.д.

Согласно п.4.2 ППБ 01-93 запрещается располагать аппаратную рядом с помещениями для хранения пожароопасных или агрессивных химических материалов. Не рекомендуется выделять помещение для аппаратной на верхних этажах здания, т.к. они наиболее подвержены повреждениям в случае пожара и могут заливаться при протечках крыши. Согласно п. 17.6 РД 45.120-2000 не допускается размещение аппаратной под помещениями, связанными с потреблением воды (туалеты, душевые, сто-ловые, буфеты и т.д.). При размещении аппаратной в подвале, необходимы дополнительная гидроизоляция и тщательный выбор трасс прокладки трубопроводов. Через аппаратную не должны прокладываться транзитом трубопроводы инженерных систем здания. Инструкция СН 512-78 предъявляет более жесткие требования и не допускает размещения аппаратных в подвалах зданий. Запрещается располагать аппаратную в помещении, смежном с помещением производств с мокрыми технологическими процессами.

Предпочтительно размещать аппаратную недалеко от грузовых или грузопассажирских лифтов, используемых для транспортировки тяжелого оборудования, например ИБП. В тоже время, следует избегать близкого размещения мощных источников электрических и магнитных полей, а также оборудования, которое может вызвать повышенную вибрацию.

Многие источники рекомендуют располагать аппаратную в геометрическом центре здания хотя бы потому, что это позволяет существенно сэкономить на прокладке кабеля.

Схема ЛВС

 

1) Схема ЛВС между зданиями

2) Схема ЛВС между этажами

3) Схема ЛВС между квартирами

4) Схема ЛВС в квартире

5) Схема ЛВС на этаже аппаратной и распределительного узла

Производительность ЛВС

1) Производительность сети между аппаратной и распределительным узлом во втором доме.

2) Производительность сети между первым и вторым домом.

Расчет надежности ЛВС

Требования к надежности ЛВС

Подрядчиком должен быть определен и согласован с Заказчиком состав оборудования, необходимого для обеспечения бесперебойной работы ЛВС.

Основные понятия надежности

1. Надежность - это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах все параметры, обеспечивающие выполнение требуемых функций в заданных условиях эксплуатации.

2. Отказ - событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.

3. Сохраняемость - свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности после хранения и транспортирования.

4. Долговечность - свойство изделия длительно сохранять работоспособность до предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

5. Безотказность - свойство непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени или наработки.

6. Ремонтопригодность - приспособленность изделия к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособности путем технического обслуживания и ремонтов.

7. Вероятность безотказной работы — это вероятность того, что в пределах заданной наработки или заданном интервале времени отказ объекта не возникает.

8. Интенсивность отказов — соотношение числа отказавших объектов (образцов аппаратуры, изделий, деталей, механизмов, устройств, узлов и т. п.) в единицу времени к среднему числу объектов, исправно работающих в данный отрезок времени при условии, что отказавшие объекты не восстанавливаются и не заменяются исправными.

9. Наработка до отказа — Наработка на отказ технический параметр, характеризующий надёжность ремонтируемого прибора или устройства.

Расчет надежности

№	Наименование изделия	Количество n	α	λ0*10^-6	λi=α*λ0	λc=λi*n
	Информационная розетка RJ-45		0,5	1,0	0,5
	Коммутационный шнур		0,5	0,1	0,05	0,1
	Кабель витая пара	328м	0,5	0,5	0,25
	Кабель оптоволоконный	100м	0,5		0,5
	Оптическая коробка для монтажа в шкаф (стойку) 19’’		0,8
	Автомат защиты		0,8		0,8	6,4
	Розетка абонентская		0,5		0,5
	Повторитель		0,8
	Концентратор		0,8
	Блок розеток		0,5
	Коммутатор стоечный		0,8
	Маршрутизатор		0,8
	Сервер		0,8
	Источник бесперебойного питания		0,8

Λ= 1179,5 * 10^-6

T_ср= 0,000847 * 10⁶= 847 часов

t
P(t)=e^-^Λ^*t		0.8894	0.7911	0.7037	0.5567	0.3707

 

 

Экономический расчет

№	Оборудование, материалы, СКС	n, кол-во, в шт. или м	Стоимость за 1 шт. или 1 м, руб.	Стоимость за n, руб.
	Информационная розетка RJ-45		38 руб.	1 216 руб.
	Коммутационная панель на 24 порта		3 541 руб.	7 082 руб.
	Коммутационный шнур		40 руб.	1 280 руб.
	Шина заземления		923 руб.	923 руб.
	Шкаф навесной 19’’		12 711 руб.	25 422 руб.
	Шкаф (стойка) напольный 19’’		10 836 руб.	10 836 руб.
	Кабель витая пара	328 м	10 руб.	3 280 руб.
	Кабель оптоволоконный	100 м	30 руб.	3 000 руб.
	Оптическая коробка для монтажа в шкаф (стойку) 19’’		1 767 руб.	1 767 руб.
	Кабелепровод – короб	424 м	30 руб.	12 720 руб.
	Кабелепровод – труба	15 м	15 руб.	225 руб.
	Автомат защиты		3 289 руб.	26 312 руб.
	Розетка абонентская		30 руб.	960 руб.
	Повторитель		2 269 руб.	4 538 руб.
	Концентратор		1 120 руб.	2 240 руб.
	Блок розеток		737 руб.	737 руб.
	Коммутатор стоечный		37 400 руб.	37 400 руб.
	Маршрутизатор		1 990 руб.	1 990 руб.
	Сервер		4 140 руб.	4 140 руб.
	Источник бесперебойного питания		3 376 руб.	3 376 руб.
Итого: 150 956 руб.

Заключение

В этом курсовом проекте мы произвели проектирование ЛВС двух жилых домов, правильно подобрав активное и пассивное оборудование, а так же произвели расчет характеристик сети.

Список литературы и источников

Использовались источники:
ru.wikipedia.org/
www.wikipedia.org/‎
http://советстуденту.рф

Использовалась литература:
Новиков Ю. В. «Локальные сети»
Гук М. «Аппаратные средства локальных сетей»

Определения и обозначения

ЛВС (Локальная вычислительная сеть) - компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

ПК (Персональный компьютер) - компьютер, предназначенный для эксплуатации одним пользователем, то есть для личного использования. К ПК условно можно отнести также и любой другой компьютер, используемый конкретным человеком в качестве своего личного компьютера.

СКС (Структурированная кабельная система) - физическая основа инфраструктуры здания, позволяющая свести в единую систему множество сетевых информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т. д. Как правило, эти сервисы рассматриваются в рамках определённых служб предприятия.

Витая пара - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Оптическое волокно — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

- розетка

- распределительный узел

- аппаратная

 

Введение

В курсовом проекте нам предстоит произвести проектирование ЛВС двух жилых домов, правильно подобрать активное и пассивное оборудование, а так же произвести расчет характеристик сети.

 

В настоящее время проблема установки ЛВС требует особого рассмотрения, так как абсолютно все области промышленности компьютеризированы, и наладка ЛВС является неотъемлемой задачей техников по обслуживанию вычислительных сетей.

Проектирование ЛВС

Технология ЛВС

Ethernet — общее название для набора стандартов передачи данных в компьютерных сетях по технологии Ethernet со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от исходных 10 Мбит/с.

В 1992 году ряд производителей сетевого оборудования (такие как 3Com, SynOptics и др.) образовали объединение Fast Ethernet Alliance, предназначенное для создания новой спецификации, которая объединила бы отдельные наработки различных компаний в области кабельной передачи данных.

Вместе с тем в институте IEEE была начата работа по стандартизации новой технологии. Созданная для этого исследовательская группа с конца 1992 по конец 1993 года изучила множество 100-мегабитных решений, предложенных различными производителями, а также высокоскоростную технологию, предложенную компаниями Hewlett-Packard и AT&T.

26 октября 1995 года официально был принят стандарт IEEE 802.3u, который явился дополнением к уже существующему IEEE 802.3.

Варианты реализации:

BASE-F

· 100BASE-FX — вариант Fast Ethernet с использованием волоконно-оптического кабеля. В данном стандарте используется длинноволновая часть спектра (1300 нм) передаваемая по двум жилам, одна для приёма (RX) и одна для передачи (TX). Длина сегмента сети может достигать 400 метров (1 310 футов) в полудуплексном режиме (с гарантией обнаружения коллизий) и двух километров (6 600 футов) в полнодуплексном при использовании многомодового волокна. Работа на больших расстояниях возможна при использовании одномодового волокна. 100BASE-FX не совместим с 10BASE-FL, 10 Мбит/с вариантом по волокну.

BASE-S

· 100BASE-SX — удешевленная альтернатива 100BASE-FX с использованием многомодового волокна, так как использует недорогую коротковолновую оптику. 100BASE-SX может работать на расстояниях до 300 метров (980 футов). 100BASE-SX использует ту же самую длину волны как и 10BASE-FL. В отличие от 100BASE-FX, это позволяет 100BASE-SX быть обратно-совместимым с 10BASE-FL. Благодаря использованию более коротких волн (850 нм) и небольшой дистанции, на которой он может работать, 100BASE-SX использует менее дорогие оптические компоненты (светодиоды (LED) вместо лазеров). Все это делает данный стандарт привлекательным для тех, кто модернизирует сеть 10BASE-FL и тех, кому не нужна работа на больших расстояниях.

BASE-B

· 100BASE-BX — вариант Fast Ethernet по одножильному волокну. Используется одномодовое волокно, наряду со специальным мультиплексором, который разбивает сигнал на передающие и принимающие волны.

BASE-L

· 100BASE-LX — 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по паре одномодовых оптических волокон.

· 100BASE-LX WDM — 100 Мбит/с Ethernet с помощью волоконно-оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по одному одномодовому оптическому волокну на длине волны 1310 нм и 1550 нм. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны), либо одной латинской буквой A(1310) или B(1550). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой — на 1550 нм.

 

Разработка структуры сети

Структура организации

1) Всего два здания имеют 32 ПК.

Дом 1: 14 ПК
1 этаж: 4 ПК
2 этаж: 2 ПК
3 этаж: 4 ПК
4 этаж: 4 ПК

Дом 2: 18 ПК
1 этаж: 6 ПК
2 этаж: 4 ПК
3 этаж: 3 ПК
4 этаж: 5 ПК

2) Аппаратная размещена в первом доме на втором этаже

3) В обоих домах на втором этаже размещены два распределительных узла

4.2.2. Поэтажные планы

Первый дом

1) Первый этаж

2) Второй этаж

3) Третий этаж

4) Четвертый этаж

Второй дом

1) Первый этаж

2) Второй этаж

3) Третий этаж

4) Четвертый этаж

Функциональная схема ЛВС

 

Расчет характеристик сети

Расчет максимально допустимых расстояний