Разработка локальной сети

ОГЛАВЛЕНИЕ

  Список сокращений

Сокращение	Полное название
МЗ МК РП СКС ТР BT IFG PDV MA	магистраль здания магистраль комплекса распределительный пункт структурированная кабельная  система телекоммуникационные разъемы битовое время (bit time) межкадровый интервал (interframe grap) время двойного оборота (path delay value) коллективный доступ (multiply-access)

Введение

Цель данной курсовой работы – организация сети Ethernet в соответствии с требованиями структурированных кабельных систем.

Актуальность цели поставленной в курсовой работе объясняется тем, что Ethernet – это самая распространённая на сегодняшний день технология локальных сетей [1], поэтому организация сети Ethernet небольших зданий является актуальной задачей. В широком смысле Ethernet – это целое семейство технологий, включающее различные фирменные и стандартные варианты, из которых наиболее известны фирменный вариант Ethernet DIX, 10-мегабитные варианты стандарта IEEE 802.3, а также технология Fast Ethernet и высокоскоростная Gigabit Ethernet. Сама технология Ethernet достаточно несложная, аппаратные средства для реализации сети широко распространены и доступны, разработка и обслуживание такой сети требуют незначительных материальных средств.

При проектировании сети мы будем  руководствоваться требованиями стандарта на СКС. Затраты на ее создание, по существу, - это расходы на построение успешного бизнеса. Именно структурированная кабельная система (СКС) обеспечивает функционирование максимально возможного количества решений и технологий в компании и сегодня и в будущем.

Задачами работы являются:

1. Изучение стандарта EIA/TIA на структурированную кабельную систему.
2. Изучение технологии Ethernet.
3. Разработка схемы локальной сети Ethernet здания
4. Расчет конфигурации разработанной схемы локальной сети.
5. Описание создания элементов структурированной кабельной системы.
6. Проведение сравнительного анализа коммерческих продуктов для построения структурированной кабельной системы.
7. Оценка стоимости разработанной схемы локальной сети.

В первой главе работы описываются стандарты построения и функционирования локальных сетей, а именно стандарт Eia/Tia на структурированную кабельную систему и технология Ethernet (стандарт IEEE 802.3).

Во второй главе проведен сравнительный  анализ коммерческих продуктов для  построения структурированных кабельных систем, представлены результаты данного анализа, производятся разработка и расчет сети для предполагаемого здания. В ней описывается схема локальной сети Ethernet и созданные элементы структурированной кабельной системы, представляется расчет конфигурации и стоимости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. ТреБОВАНИЯ К ПОСТРОЕНИЮ Локальных сетей

1.1. Стандарт ANSI/TIA/EIA-568-A на структурированную кабельную   систему

Назначение стандарта:

● Определение универсальной телекоммуникационной кабельной системы для передачи речи и данных, способной поддерживать среду, в которой используется различная продукция различных поставщиков.

● Определение направления в проектировании телекоммуникационного оборудования и кабельной продукции, предназначенных для обслуживания коммерческих предприятий.

● Обеспечение планирования и монтажа структурированных кабельных систем коммерческих зданий, способных поддерживать разнообразные телекоммуникационные потребности владельцев или арендаторов.

● Установление критериев рабочих характеристик и технических критериев для различных типов кабеля и коммутационного оборудования, а также для проектирования и монтажа кабельных систем.

Сфера распространения стандарта:

● Спецификации предназначены для монтажа телекоммуникационных систем для офисов.

● Требования определены для структурированных кабельных систем с периодом нормальной эксплуатации свыше 10 лет.

Спецификации описывают:

● признаваемые среды – кабели и коммутационное оборудование;

● технические характеристики;

● топологию;

● расстояния в кабельной системе;

● правила монтажа;

● пользовательский интерфейс;

● характеристики канала.

Выделяют три элемента кабельной системы:

1. Горизонтальная кабельная система:

1. горизонтальный кросс;

2. горизонтальный кабель;
3. переходная точка (дополнительный элемент);
4. консолидационная точка (дополнительный элемент);
5. телекоммуникационная розетка/коннектор.
2. Магистральная кабельная система:

1. главный кросс;

2. кабель магистрали между зданиями;
3. промежуточный кросс;
4. кабель магистрали внутри здания.

3. Рабочее место.
4. Телекоммуникационный шкаф.
5. Аппаратная.
6. Городской ввод.
7. Система администрирования.

1.1.1. Структура горизонтальной кабельной системы

Горизонтальная кабельная система  проходит от телекоммуникационной розетки  на рабочем месте до горизонтального  кросса в телекоммуникационном шкафу [8]. Она включает телекоммуникационную розетку, коннектор консолидационной или переходной точек в качестве дополнительного элемента, горизонтальный кабель, точки механического терминирования и патч-корды (или перемычки), составляющие горизонтальный кросс [5].

На рис. 1.1 и рис 1.2 изображены: структура кабельной системы, разделённая на две части телекоммуникационный шкаф и рабочее место с условными обозначениями и структурированная кабельная система, соответственно [8].

Обозначения, приведенные на рисунке:

• А – оборудование пользователя;
• B – аппаратный шнур в горизонтальный кросс;
• C – длина патч - кордов и кроссировочных перемычек, используемых в горизонтальном кроссе, включая аппаратные кабели и шнуры, не должна превышать 6 м;
• D – горизонтальный кабель с общей длиной максимум 90 м;
• Е – дополнительный элемент;
• F – телекоммуникационная розетка/коннектор;
• G – аппаратный шнур на рабочее место, не должен превышать 3 м;

 

 

 

 

Рис. 1.1. Структура кабельной системы

 

 
Рис. 1.2. Структурированная кабельная система

Отметим семь моментов, определенных для горизонтальной кабельной подсистемы:

1. Компоненты, предназначенные для поддержки конкретных приложений (например, разветвители), не должны устанавливаться как часть горизонтальной кабельной системы, при необходимости их можно разместить вне телекоммуникационной розетки или горизонтального кросса.
2. Необходимо учитывать близость горизонтальной кабельной системы к источникам электромагнитных помех.
3. Признаваемые типы горизонтальных кабелей:

1. 4 парный кабель UTP 100 Ом;
2. 2 волоконный (дуплекс) многомодовый волоконно-оптический кабель 62.5/125 мкм;
3. 2 парный кабель STP-A 150 Ом.

4. Допускается наличие одной переходной точки между различными формами кабеля одного типа.
5. Коаксиальные кабели 50 Ом признаются стандартом 568-A, но не рекомендуются для установки в новых кабельных системах.
6. Могут быть установлены дополнительные розетки. Такие розетки являются дополнительными элементами и не могут заменять собой минимальные требования стандарта.
7. Использование шунтированных отводов и муфт не допускается в горизонтальных кабельных системах на основе медных сред (разрешается использование муфт для оптического волокна).

Горизонтальная кабельная система  должна иметь топологию "звезда" [5], где каждая розетка на рабочем месте соединяется с горизонтальным кроссом в телекоммуникационном шкафу (см. рис. 1.3).

 

 

Рис. 1.3. Топология "звезда" в горизонтальной кабельной системе

 

На рисунке 1.4 показана модель горизонтальной подсистемы, обеспечивающая согласование параметров кабелей и линий. Для  этого фиксированный кабель горизонтальной линии ограничен длиной 90 метров и гибкий - длиной 5 метров (что эквивалентно суммарной электрической длине 97,5 метров), а линия включает три разъема одинаковой категории. Точка перехода является резервной и отсутствует в данной модели. Если используется точка перехода, параметры линии должны соответствовать модели с двумя разъемами и длиной кабеля не более 90 метров.

 

Обозначения, приведенные на рисунке:

• A - телекоммуникационный шкаф с концентраторами внутри ;
• B - фрагмент короба с установленными в нем электрической и коммуникационной розеткой типа RJ-45;
• C - персональный компьютер (рабочее место).

Рис. 1.4. Модель горизонтальной подсистемы

1.1.2. Структура магистральной кабельной системы

Магистральная кабельная система обеспечивает межсоединения между телекоммуникационными шкафами, аппаратными и городскими вводами. Она включает магистральные кабели, промежуточный и главный кроссы, точки механического терминирования и патч - корды или перемычки, используемые для кроссировок магистраль - магистраль. В среде кампуса магистраль проходит между зданиями.

Существует пять основных положений, определенных для магистральной кабельной подсистемы:

1. Соединения оборудования с магистральной кабельной системой должны выполняться с помощью кабелей длиной до 30 м.
2. Магистральная кабельная система должна быть сконфигурирована по топологии "звезда". Каждый горизонтальный кросс соединяется напрямую с главным кроссом, или сначала с промежуточным, а затем с главным.
3. Магистраль должна иметь не более двух иерархических уровней кроссов (главный и промежуточный). Между главным и горизонтальным кроссом должно быть не более одного кросса, а между двумя горизонтальными кроссами - не более трех.
4. Суммарная максимальная длина магистрали в 90 м определена для обеспечения высокой пропускной способности медного кабеля. Эта длина предусмотрена для непрерывных участков магистрали (промежуточный кросс отсутствует).
5. Расстояние между точками терминирования в городском вводе и главном кроссе должно быть задокументировано и должно сообщаться поставщикам внешнего сервиса.

Максимальные расстояния между  распределительными пунктами должны соответствовать  параметрам, указанным на рисунке 1.5. В системах, размеры которых превышают указанные параметры, следует спроектировать дополнительные РП, длина магистралей которых не превышает параметры данного раздела.

Рис. 1.5. Максимальные расстояния магистралей (МЗ - магистраль здания, МК - магистраль комплекса)

 

Ограничения длины магистрали, показанные на рисунке, носят условный характер. При использовании наиболее распространенного многомодового оптоволокна 62,5/125 с полосой пропускания 160 МГц * км в окне 850 нм канал длиной 2000 метров обеспечивает работу приложений класса С (10 МГц) и ниже. То же волокно позволяет передавать сигналы Fast Ethernet не более чем на 1300 метров, а Gigabit Ethernet - 220 метров. Другими словами, при определении типа среды и длины каналов магистралей следует учитывать тип и требования протоколов.

Расстояние  между РП комплекса и РП этажа  не должно превышать 2000 м. Расстояние между РП здания и РП этажа не должно превышать 500 м. Максимальное расстояние в 2000  между РП комплекса и РП этажа может быть увеличено при использовании одномодового волоконно-оптического кабеля. Расстояние между РП комплекса и РП этажа, превышающее 3 км в случае применения одномодового оптического волокна, выходит за рамки настоящего стандарта. Длина перемычек и коммутационных кабелей в РП комплекса и РП здания не должна превышать 20 м.

1.1.3. Рабочее место

Телекоммуникационная розетка служит интерфейсом рабочего места (см. рис. 1.6) с кабельной системой [5]. Оборудование рабочего места и кабели, используемые для соединения с телекоммуникационной розеткой, находятся за пределами рассмотрения стандарта ansi/Tia/Eia-568-A.

 

 

 

 

 

 

Обозначения, приведенные на рисунке:

• A- телекоммуникационная розетка с разьемом RJ-45;
• Б- развитвитель;
• В- патч-корд ;
• Г- телефон;
• Д- факс;
• Е- персональный компьютер.

 

 

Рис.1.6. Интерфейс рабочего стола

 

Четыре спецификации, относящиеся к кабельной системе рабочего места:

1. Предполагается, что аппаратные шнуры имеют такие же характеристики, как патч - корды того же типа и категории.
2. При использовании адаптеров предполагается, что их характеристики совместимы с характеристиками передачи оборудования, к которому они подключаются.
3. В спецификациях длин кабелей в горизонтальной системе принято, что для аппаратных шнуров на рабочем месте максимальная длина кабеля определена в 3 м.
4. Адаптеры и устройства, служащие для поддержки конкретных приложений, должны размещаться вне телекоммуникационной розетки.