Проектирование двух кампусных сетей, соединённых оптоволоконным каналом

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

1. Техническое задание на построение сети

1.1 Общие требования

1.1.1 Полное и краткое наименование сети

1.1.2 Наименование исполнителя и компании-заказчика сети

1.1.3 Основание для выполнения работ

1.1.4 Сроки выполнения проекта

1.1.5 Источник финансирования

1.1.6 Назначение и цели создания сети

1.2 Технические требования

1.2.1 Требования к структуре ККС «АИСТ»

1.2.2 Требования по построению ККС «АИСТ»

2. Исследовательский раздел

2.1 Локальная вычислительная сеть

2.2 Иерархическая модель

2.2.1 Ядро сети

2.2.2 Уровень агрегации

2.2.3 Уровень доступа

2.2.4 Серверный уровень

2.3 Вывод

3. Эскизный проект

3.1 Подсистемы СКС

3.1.1 Горизонтальная подсистема

3.1.2 Вертикальная подсистема

3.1.3 Магистральная подсистема комплекса зданий

3.2 Планы этажей зданий

3.3 Эскизная схема

3.4 Вывод

4. Технический проект

4.1 Активное оборудование

4.1.1 Выбор коммутатора ядра

4.1.2 Выбор коммутатора распределения

4.1.3 Выбор коммутатора уровня доступа

4.1.4 Выбор трансивера

4.2 Расчет активного оборудования

4.3 Пассивное оборудование

4.3.1 Горизонтальная подсистема

4.3.2 Вертикальная подсистема

4.3.3 Магистральная подсистема

4.4 Расчет пассивного оборудования

4.4.1 Расчет компонентов для горизонтальной подсистемы

4.4.2 Расчет компонентов для вертикальной подсистемы

4.4.3 Расчет компонентов для магистральной подсистемы СКС

4.4.4 Расчет патч-панелей

4.4.5 Расчет монтажных шкафов

4.4.6 Расчет патч-кордов

4.4.7 Расчет силовых распределительных панелей

4.5 Смета проекта

Список используемой литературы

Приложение А

1. Техническое задание на построение сети

1.1 Общие требования

1.1.1 Полное и краткое наименование сети

Полное наименование сети - «Компьютерная коммутационная сеть передачи данных компании ООО «Ассоциация информационных систем и технологий».

Краткое наименование сети - «ККС «АИСТ».

1.1.2 Наименование исполнителя и компании-заказчика сети

Исполнитель работ - студент группы АСУ-09сз И.В. Лагутин.

Заказчик - ООО «АИСТ».

1.1.3 Основание для выполнения работ

Основанием для выполнения работ является договор на создание ККС «АИСТ». Работы по проектированию ККС «АИСТ» производятся в соответствии с документами:

- утвержденное техническое задание на проектирование ККС «АИСТ»;

- договор на проектирование ККС «АИСТ».

1.1.4 Сроки выполнения проекта

Сроки и этапы выполнения работ по проектированию локальной вычислительной сети определяются договором на выполняемые работы.

1.1.5 Источник финансирования

Источником финансирования являются собственные средства ООО «АИСТ». Финансирование ведется по выполнении каждой из стадий построения сети.

1.1.6 Назначение и цели создания сети

Цель создания ККС «АИСТ» - организовать единую информационную сеть между тремя офисами ООО «АИСТ» в двух городах.

ККС «АИСТ» предназначена для:

- обмена данными в сети передачи данных;

- доступа к ресурсам сети Интернет;

- обеспечения надежных каналов передачи информации в пределах сети передачи данных.

- подготовки основы для создания единого информационного пространства.

1.2 Технические требования

1.2.1 Требования к структуре ККС «АИСТ»

Сеть передачи данных компании «АИСТ» строится в трех офисных зданиях: два здания в городе Перми и одно здание в городе Кунгур. Схема ККС «АИСТ» представлена в приложении А (рис. А.1). Сеть состоит из двух кампусов приложение А (рис. А.2):

- AS1 - малый офис в городе Кунгур (2-этажное здание);

- AS4 - центральный офис в городе Перми, состоящий из двух зданий (8 и 9-этажное здание).

Количество рабочих мест (хостов) объединяемых корпоративной сетью ООО «АИСТ» составляет 1380 приложение А (рис. А.2). Топология сети представлена в приложении А (рис. А.3).

1.2.2 Требования по построению ККС «АИСТ»

ККС «АИСТ» состоит из магистральной части и сетей доступа (ЛВС). Магистральная часть связывает между собой автономные системы. Она строится на базе волоконно-оптических кабелей (ВОК) связи.

Развертывание магистральной сети предполагается с использованием воздушной подвесной линии связи (ВПЛС) на базе ВОК и каналообразующего оборудования.

Сети доступа предполагается реализовывать на медном кабеле типа «витая пара» категории не ниже 5-й и каналообразующего оборудования.

Предполагаемая технология среды функционирования магистральной сети - Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с.

Предполагаемая технология среды функционирования сетей доступа - Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с.

При построении сети использовать оборудование 3Com (HP). Скорость передачи данных между офисами должна быть не менее 1 Гбит/с.

2. Исследовательский раздел

2.1 Локальная вычислительная сеть

Сеть передачи данных - совокупность оконечных устройств (терминалов) связи, объединённых каналами передачи данных и коммутирующими устройствами (узлами сети), обеспечивающими обмен сообщениями между всеми оконечными устройствами.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). ЛВС сегодня являются неотъемлемой частью современного офиса. Объединение компьютеров в локальную сеть позволяет обеспечить совместное использование ресурсов сети и оперативный доступ к любой корпоративной информации, организовать высокоскоростной доступ в Интернет пользователей и создать надежные централизованные средства резервирования и хранения информации.

2.2 Иерархическая модель

При построении ЛВС наиболее эффективным является применение многоуровневой архитектуры, базирующейся на принципах иерархичности и модульности. Принцип иерархичности подразумевает разделение сети на несколько уровней, каждый из которых выполняет определенные функции. Модульность означает, что уровни сети реализуются на основе модулей, и каждый модуль представляет собой функционально законченную группу оборудования, выполняющую функции соответствующего уровня. Архитектура сети (рис. 1) включает в себя четыре уровня: ядро сети, уровень агрегации (распределения), уровень доступа и серверный уровень (серверная ферма).

Основная цель применения многоуровневой архитектуры при построении ЛВС заключается в обеспечении высокой надежности и производительности. При реализации каждого уровня основной задачей является обеспечение масштабируемости, то есть расширения мощности уровня без серьезных архитектурных изменений. Для этого каждый уровень реализуется на базе модулей - функционально законченных групп оборудования, как правило, одного типа.

Рисунок 1 - Иерархическая модель

2.2.1 Ядро сети

Уровень ядра сети обеспечивает высокоскоростную коммутацию трафика между виртуальными локальными сетями предприятия, подключение к глобальной сети Интернет, выполняет функции аппаратного файервола. Как правило, ядро сети строится из модулей, образованных одним высокопроизводительным устройством, с обеспечением резервирования на аппаратном уровне и уровне каналов.

2.2.2 Уровень агрегации

Уровень агрегации (распределения) выполняет связующую функцию и функцию агрегации трафика абонентов. Основное требование к этому уровню состоит в обеспечении резервирования и оптимальном разделении нагрузки между параллельными соединениями (как в сторону уровня доступа, так в сторону ядра сети). Модули, используемые для организации уровня распределения, обычно организуются двумя аналогичными коммутаторами, функционирующими в режиме взаимного резервирования.

2.2.3 Уровень доступа

Данный уровень предназначен для подключения рабочих станций пользователей и других периферийных устройств (компьютеров, сетевых принтеров) к ЛВС. Основное требование, предъявляемое к оборудованию уровня доступа, заключается в поддержке всевозможного функционала, обеспечивающего безопасность подключения абонента к сети. Коммутаторы доступа должны максимально облегчать администрирование подключений абонента, по возможности автоматизируя рутинные операции по поддержке сети.

2.2.4 Серверный уровень

В последнее время, в связи с увеличением трафика приложений, активного использования ресурсов локальных вычислительных сетей для передачи медиа-трафика (аудио и видео) возникла необходимость отделять серверы компании от рядовых компьютеров, подключать их через выделенные коммутаторы, с целью более гибкого управления пропускной способностью каналов. Серверная ферма представляет собой группу коммутаторов, являющуюся ключевой компонентой ЛВС предприятия, обеспечивающей подключение к ней серверов. Важное требование, предъявляемое к серверной ферме, заключается в высокой производительности и надежности. Простои серверной фермы приводят к простоям работы информационных систем, а, следовательно, к потерям в бизнесе.

2.3 Вывод

Таким образом, многоуровневая архитектура, используемая при построении ЛВС, позволяет индивидуально подходить к требованиям каждого клиента, сокращать время простоя сети и информационных систем и минимизировать потери рабочего времени, а также создает возможность внедрения дополнительных приложений и сервисов, таких как:

- IP-телефония;

- видеоконференцсвязь;

- контроль доступа к ресурсам КСПД (Network Admission Control);

- резервирование каналов связи и отдельных элементов КСПД в автоматическом режиме;

- защищенный доступ удаленных сотрудников к ресурсам КСПД;

- мониторинг состояния активного сетевого оборудования и линий связи;

- средства организации коллективной работы;

- система унифицированных сообщений;

- мобильность;

- контроль присутствия.

3. Эскизный проект

3.1 Подсистемы СКС

Структурированная кабельная система (Structured Cabling System, SCS) - это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях. СКС - это не только компьютерная сеть или телефония. Кабельная система может включать в себя несколько видов кабельных систем:

- компьютерная сеть - кабели и оборудование, необходимое для работы компьютеров в сети;

- телефонная сеть - вся телефония компании, включая офисную мини АТС, а также телефонные аппараты;

- системы электропитания - слаботочные сети, системы силовой проводки;

- системы противопожарной и охранной сигнализации;

- системы видеонаблюдения и контроля доступ;

- администрирование СКС - проектная документация, регламенты, права доступа, а также все нормативные и административные процедуры, без которых невозможна работа структурированной кабельной системы.

В соответствие со стандартом ISO/IEC 11801 структурированная кабельная система подразделяется на три части:

- горизонтальная подсистема (рис. 2);

- магистральная подсистема здания или вертикальная (рис. 2);

- магистральная подсистема комплекса зданий (рис. 3).

Рисунок 2 - Горизонтальная и вертикальная подсистема СКС

1 - Рабочее место.

2 - Горизонтальная подсистема СКС.

3 - Коммутационный узел этажа.

4 - Вертикальная подсистема СКС.

5 - Служебные технические средства.



Рисунок 3 - Магистральная подсистема комплекса зданий

Таким образом, была описана и проиллюстрирована структурированная кабельная система

3.1.1 Горизонтальная подсистема

Горизонтальная кабельная система представляет собой кабельную разводку, которая идет от настенной розетки до места подключения в коммутационном шкафу. Этот участок включает следующие элементы:

- линейные корды от компьютера к пользовательскому интерфейсу;

- пользовательский интерфейс к кабельной сети;

- кабели от пользовательского интерфейса к коммутационному шкафу;

- неэкранированная витая пара (UTP);

- патч-кабели и кроссовый соединительный провод, используемый в коммутационном шкафу.

Горизонтальная подсистема обычно реализуется на основе кабеля на медной паре UTP или STP категории 5е или выше. Медная пара имеет ограничение по длине 100 метров, поэтому для более длинных помещений требуется установка промежуточного активного оборудования. Более 90% кабеля приходится на горизонтальную подсистему СКС.

Рабочее место или рабочая зона включает все оконечные устройства пользователя. Рабочее место комплектуется обычно двумя информационными розетками, в которые с помощью патч-корда подключается оконченное оборудование. Патч-корды обычно бывают длиной 1,5-5 м и имеют стандартный разъем RJ-45.

Коммутационный узел этажа - это место где происходит коммутация всех горизонтальных кабелей. Коммутационный узел выполняется либо в виде стойки, либо в виде монтажного шкафа. При необходимости для коммуникационного узла отводится специальное помещение.

3.1.2 Вертикальная подсистема

Вертикальная подсистема СКС соединяет распределительные шкафы этажей. Она является частью горизонтальной СКС, только имеет вертикальное направление. Вертикальная подсистема характерна использованием высокоскоростных каналов связи, таких как гигабитный Ethernet или оптоволокно.

Все вертикальные каналы связи сходятся в центральной точке (главной коммутационной комнате), откуда выходят за пределы здания или компании. Как правило, вертикальная подсистема имеет несколько линий, в том числе резервные линии, т.к. при обрыве кабеля или выходе из строя этажного коммутатора, остается неподключенным целый этаж или более.

3.1.3 Магистральная подсистема комплекса зданий

Магистральная подсистема соединяет кабельные системы нескольких зданий. Эта часть кабельной системы обычно называется магистралью (backbone). Самая распространенная среда передачи магистральной подсистемы - это оптоволоконный кабель (одномодовый или многомодовый). Если длина пролета между коммутаторами не превышает 90-100 метров, в качестве среды передачи может использоваться медная витая пара. На больших расстояниях желательно использовать оптоволокно.

3.2 Планы этажей зданий

Рисунок 4 - План этажа центрального офиса, здание 1

Центральный офис в городе Перми состоит из двух зданий. Первое здание имеет девять этажей, план этажа здания представлен на рисунке 4. Общая площадь кабинетов, где будут располагаться рабочие места пользователей 421,38 . Количество хостов на этаже 82 штуки. То есть, на 20 по 4 хоста.

Второе здание имеет восемь этажей, план этажа здания представлен на рисунке 5. Он аналогичен плану первого здания. Общая площадь кабинетов, где будут располагаться рабочие места пользователей 421,38 . Количество хостов на этаже 82 штуки. То есть, на 20 по 4 хоста.

Рисунок 5 - План этажа центрального офиса здание 2

Малый офис расположен в городе Кунгур. Он состоит из одного 2-этажного здания. План этажа здания представлен на рисунке 6. Общая площадь кабинетов, где будут располагаться рабочие места пользователей 160,00 . Количество хостов на этаже 30 штук. То есть, на 20 по 4 хоста.

Рисунок 6- План этажа малого офиса

3.3 Эскизная схема

Для магистральной подсистемы между двумя городами было выбрано одномодовое оптоволокно, а для соединения двух зданий в кампусе AS4 многомодовое. Наименование кабелей Трансвок ОКП-Т с металлическим тросиком, для подвески на опорах линий связи, для внешней прокладки.

В соответствии с техническим заданием была составлена эскизная схема сети (рис. 7). Для связи офисов используется навесное оптоволокно с пропускной способностью 1 Гбит/c. Для соединения коммутаторов уровня распределения и уровня доступа используется Gigabit Ethernet.

Рисунок 7 - Эскизная схема сети

3.4 Вывод

Таким образом, были приведены планы этажей зданий, с указанием площади и количества хостов в кабинетах. Разработана эскизная схема, на которой указанно количество объединенных зданий, этажность зданий, количество компьютеров на этажах, размещение коммутаторов уровня ядра, распределения и доступа, соединение коммутаторов кабелем.

4. Технический проект

Оборудование ЛВС является комплексом различных по назначении, но тесно связанных между собой компонентов, обеспечивающих высокую производительность и бесперебойность функционирования сетей. Оборудование ЛВС можно условно подразделить на следующие функциональные группы:

- активное оборудование (концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы);

- пассивное оборудование (кабели, распределительные щитки, розетки, монтажные шкафы, кабель каналы).

В соответствии с эскизной схемой и выбранным оборудованием была составлена принципиальная схема сети (рис. 8).

Рисунок 8 - Принципиальная схема сети

Описание устройств и расчет их количества приведен в следующих подразделах.

4.1 Активное оборудование

коммутационная сеть устройство

Активное оборудование предназначено для выполнения всех необходимых действий, связанных с передачей данных. В современных сетях организована пакетная передача данных, где каждый пакет наделен информацией о его местонахождении, целостности передаваемой информации и других данных, позволяющих доставить его по назначению. Активное сетевое оборудование содержит в своей памяти специальные алгоритмы, с помощью которых оно не только улавливает сигнал, но и измеряет пути, по которым передается пакет. Поскольку вариантов передачи данных в сети может быть несколько, что связано с нагрузкой на сеть и количеством занятых и свободных устройств, активное оборудование выполняет так же функцию создания каналов передачи и отвечает за распределение нагрузки на передающие устройства. Сетевые адаптеры служат для подключения устройства к локальной сети, коммутаторы и концентраторы позволяют объединить компьютеры между собой, маршрутизаторы принимают решение о пересылке пакетов между сегментами сети. Таким образом, обеспечивая построение распределенной информационной структуры, активное сетевое оборудование делает возможным передачу значительных объемов данных на большие расстояния.

4.1.1 Выбор коммутатора ядра

Коммутатор ядра сети - это центральная часть всей системы, обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам сети. Таким образом, коммутатор ядра сети должен обладать мощными характеристиками, позволяющими решать сложнейшие задачи в области сетевого обеспечения.

В соответствии с эскизным проектом и техническим заданием в качестве коммутатора уровня ядра был выбран коммутатор HP 5500-24G-SFP EI (JD374A). Данный коммутатор имеет достаточное количество портов для подключения оптоволоконного кабеля, высокую пропускную способность и высокую производительность. На рисунке 9 представлено изображение коммутатора.

Рисунок 9 - Коммутатор ядра сети HP 5500-24G-SFP EI (JD374A)

Технические характеристики HP 5500-24G-SFP EI (JD374A), питание и условия эксплуатации, размеры, вес и комплектация приведены в таблицах 1-4.

Таблица 1 - Технические характеристики HP 5500-24G-SFP EI (JD374A)

Порты	24 фиксированных порта Gigabit Ethernet SFP 8 портов двойного назначения 2 модульных слота расширения для портов 1 последовательный консольный порт RJ-45 в комплекте поставки
Память и процессор	SDRAM 256 Мбайт; размер пакетного буфера: 2 Мбайта; флэш-память 32 Мбайта
Время задержки	1000 Мбит Время ожидания: < 3,2 мкс; 10 Гбит/с Время ожидания: < 2,6 мкс
Пропускная способность	107,2 млн. пакетов в секунду
Производительность маршрутизации/коммутации	144 Гбит/с
Размер таблицы маршрутизации	12000 записей (IPv4)
Функции управления	IMC - Intelligent Management Center; интерфейс командной строки веб-браузер SNMP Manager IEEE 802.3 Ethernet MIB

Таблица 2 - Питание и условия эксплуатации HP 5500-24G-SFP EI (JD374A)

Потребляемая мощность	115 Вт (максимум)
Напряжение на входе	100-240 В переменного тока
Диапазон температур при эксплуатации	0° - 45° C
Влажность при эксплуатации	от 10 до 90% без конденсации
Тепловыделение	392 БТЕ/ч (413,56 кДж/ч)

Таблица 3 - Размеры и вес HP 5500-24G-SFP EI (JD374A)

Размер (Ш x Г x В)	44 x 36 x 4.36 см (1U)
Вес	6,3 кг

Таблица 4 - Комплектация HP 5500-24G-SFP EI (JD374A)

Модель	Коммутатор HP 5500-24G-SFP EI с 16 портами GE SFP, 8 портами 10/100/1000Base-T или SFP двойного назначения и 2 слотами расширения
Комплектация	Коммутатор HP 5500-24G-SFP EI с 2 интерфейсными слотами
Гарантия	Пожизненная гарантия, авансовая замена, на следующий рабочий день, консультации по телефону, выпуски ПО
Цена	230 484 руб.

Таким образом, для уровня ядра был выбран коммутатор HP 5500-24G-SFP EI (JD374A).

4.1.2 Выбор коммутатора распределения

Уровень распределения образуется коммутаторами, работающими на третьем и четвертом уровнях согласно модели взаимодействия открытых систем (OSI). Коммутаторы уровня распределения связывают коммутаторы уровня доступа центральными коммутаторами ЛВС, а именно с коммутаторами уровня ядра. Подключение коммутаторов уровня распределения к уровню ядра может быть выполнено как каналами Gigabit Ethernet так и каналами Gigabit Ethernet, объединенными между собой по технологии Gigabit Ether Channel.

Уровень распределения отвечает за агрегирование трафика от коммутаторов уровня доступа и подключение к магистрали сети. В функции уровня распределения входит обеспечение качества обслуживания, распределение нагрузки и быстрое восстановление в случае возникновения сбоев. На этом же уровне обычно реализуется политика компании в области безопасности.

В качестве коммутатора уровня распределения был выбран коммутатор HP 5120-24G EI (JE066A). Данный коммутатор имеет 24 порта для подключения витой пары необходимое количество портов для подключения оптоволоконного кабеля. На рисунке 10 представлено изображение коммутатора.

Рисунок 10

Технические характеристики HP 5120-24G EI (JE066A), питание и условия эксплуатации, размеры, вес и комплектация приведены в таблицах 5-8.

Таблица 5 - Технические характеристики HP 5120-24G EI (JE066A)

Порты	24 порта RJ-45 10/100/1000 с автоматическим определением скорости (IEEE 802.3, тип 10BASE-T, IEEE 802.3u, тип 100BASE-TX, IEEE 802.3ab, тип 1000BASE-T) дуплексный режим: 10BASE-T/100BASE-TX: полу- или полнодуплексный 1000BASE-T: только полнодуплексный 4 порта двойного назначения 10/100/1000BASE-T с автоматическим определением скорости или SFP 1 последовательный консольный порт RJ-45
Память и процессор	SDRAM 128 Мбайт; размер пакетного буфера: 2 Мбайта; флэш-память 16 Мбайт
Время задержки	1000 Мбит Время ожидания: < 3,2 мкс
Пропускная способность	35.7 млн. пакетов в секунду
Производительность маршрутизации/коммутации	48 Гбит/с
Размер таблицы маршрутизации	32 записи (IPv4)
Функции управления	IMC - Intelligent Management Center интерфейс командной строки веб-браузер SNMP Manager

Таблица 6 - Питание и условия эксплуатации HP 5120-24G EI (JE066A)

Потребляемая мощность	62 Вт (максимум)
Напряжение на входе	100-240 В переменного тока
Диапазон температур при эксплуатации	0° - 45° C
Влажность при эксплуатации	от 10 до 90% без конденсации
Тепловыделение	212 БТЕ/ч (223,66 кДж/ч)

Таблица 7 - Размеры и вес HP 5120-24G EI (JE066A)

Размер (Ш x Г x В)	44 x 30 x 4.36 см (1U)
Вес	4,5 кг

Таблица 8 - Комплектация HP 5120-24G EI (JE066A)

Гарантия	Пожизненная гарантия, авансовая замена, на следующий рабочий день, консультации по телефону, выпуски ПО
Цена	50 976 руб.

Таким образом, для уровня распределения был выбран коммутатор HP 5120-24G EI (JE066A).

4.1.3 Выбор коммутатора уровня доступа

Уровень доступа образуется коммутаторами, работающими на втором уровне согласно модели взаимодействия открытых систем (OSI). Подключение коммутаторов уровня доступа к уровню распределения выполнено с помощью канала Gigabit Ethernet. Подключение компьютеров к уровню доступа также выполнено с помощью канала Gigabit Ethernet.

В качестве коммутатора уровня доступ был выбран коммутатор HP 1810-48G (J9660A). Данный коммутатор имеет 48 портов для подключения витой пары. На рисунке 11 представлено изображение коммутатора.

Рисунок 11

Технические характеристики HP 1810-48G (J9660A), питание и условия эксплуатации, размеры, вес и комплектация приведены в таблицах 9-12.

Таблица 9 - Технические характеристики HP 1810-48G (J9660A)

Порты	48 портов RJ-45 10/100/1000 с автоматическим определением скорости (IEEE 802.3, тип 10BASE-T, IEEE 802.3u, тип 100BASE-TX, IEEE 802.3ab, тип 1000BASE-T);дуплексный режим: 10BASE-T/100BASE-TX: полу- или полнодуплексный 1000BASE-T: только полнодуплексный 4 порта SFP 100/1000 Мбит/с поддерживает максимум 48 портов 10/100/1000 с автоматическим определением скорости и 4 порта SFP
Память и процессор	64 Мб ОЗУ, размер пакетного буфера: 1,5 Мб, флеш-память 8 Мб
Время задержки	100 Мбит Время ожидания: < 8,4 мкс (размер пакета 64 байта) 1000 Мбит Время ожидания: < 3,2 мкс (размер пакета 64 байта)
Пропускная способность	до 77,4 млн. пакетов в секунду (размер пакета 64 байта)
Производительность маршрутизации/коммутации	104 Гб/с
Размер таблицы маршрутизации	12000 записей (IPv4)
Функции управления	веб-браузер

Таблица 10 - Питание и условия эксплуатации HP 1810-48G (J9660A)

Потребляемая мощность	60 Вт (максимум)
Напряжение на входе	100-127/200-240 В переменного тока
Диапазон температур при эксплуатации	0° - 45° C
Влажность при эксплуатации	от 15 до 95% при 40° C без конденсации
Тепловыделение	204 БТЕ/ч (215.22 kJ/ч)

Таблица 11 - Размеры и вес HP 1810-48G (J9660A)

Размер (Ш x Г x В)	44,2 x 24,77 x 4,45 см (1U)
Вес	2,86 кг

Таблица 12 - Комплектация HP 1810-48G (J9660A)

Модель	Управляемый коммутатор с 48 портами Gigabit Ethernet второго уровня; 4 необщих слота SFP для дополнительных восходящих оптических каналов
Комплектация	коммутатор HP 1810-48G
Гарантия	Пожизненная гарантия, авансовая замена, на следующий рабочий день, консультации по телефону
Цена	18 720 руб.

Таким образом, для уровня ядра был выбран коммутатор HP 1810-48G (J9660A).

4.1.4 Выбор трансивера

Название Transceiver происходит от английских слов Transmiter (передатчик) и Receiver (приемник). Сетевой трансивер - устройство для передачи и приёма сигнала между двумя физически разными средами системы связи. Это приёмник-передатчик, физическое устройство, которое соединяет интерфейс хоста с локальной сетью, такой как Ethernet. Трансиверы Ethernet содержат электронные устройства, передающие сигнал в кабель и детектирующие коллизии.

Для коммутаторов уровня ядра и распределения были выбраны трансиверы HP X120 1G SFP LC LH100 (JD103A) и HP X121 1G SFP LC SX (J4858C). Трансивер HP X120 1G SFP LC LH100 (JD103A) используется для соединения малого офиса в Кунгуре с центральным офисом в Перми (здание 1). Этот трансивер удовлетворяет необходимой длине, типу кабеля и скорости передачи. Трансивер HP X121 1G SFP LC SX (J4858C) используется для соединения здания 1 и здания 2 центрального офиса в Перми. Он также удовлетворяет необходимой длине, типу кабеля и скорости передачи. В таблице 13 приведены характеристики трансивера HP X120 1G SFP LC LH100 (JD103A).

Таблица 13 - Характеристики трансивера HP X120 1G SFP LC LH100 (JD103A)

Порты	1 LC 1000Base-LH-порт (IEEE нет стандарта на 1550 оптика нм)
Тип соединения	LC
Длина волны	1550нм
Потребляемая мощность	0,8 Вт
Максимальная мощность	1,0 Вт
Тип кабеля	Одномодовое оптоволокно, соблюдение МСЭ-Т G.652
Максимальное расстояние	До 100 км
Тип оптоволокна	Одномодовый

В таблице 14 приведены характеристики трансивера HP X121 1G SFP LC SX (J4858C).

Таблица 14 - Характеристики трансивера HP X121 1G SFP LC SX (J4858C)

Порты	1 LC 1000BASE-SX; полный дуплекс
Размеры	5,69 х 1,37 х 1,22 см
Вес	0,02 кг
Форм-фактор	SFP
Рабочая температура	0° C до 70° С
Температура хранения	-40° C до 85° С
Высота над уровнем моря	3 км
Потребляемая мощность	0,4 Вт, максимум 0,7 Вт
Тип кабеля	62.5/125 мкм или 50/125 мкм (core/cladding) diameter, graded-index, low metal content, multimode fiber optic, complying with ITU-T G.651 and ISO/IEC 793-2 Type A1b or A1a, respectively
Максимальное расстояние	2-220 m (62.5 µm core diameter, 160 MHz*km bandwidth 2-275 m (62.5 µm core diameter, 200 MHz*km bandwidth 2-500 m (50 µm core diameter, 400 MHz*km bandwidth) 2-550 m (50 µm core diameter, 500 MHz*km bandwidth)
Длина кабеля	2-550м
Тип оптоволокна	Многомодовый

Таким образом, для коммутаторов уровня ядра и распределения были выбраны трансиверы HP X120 1G SFP LC LH100 (JD103A) и HP X121 1G SFP LC SX (J4858C).

4.2 Расчет активного оборудования

Активное оборудование предназначено для выполнения всех необходимых действий, связанных с передачей данных. К активному оборудованию относят коммутаторы, концентраторы, сетевые адаптеры, маршрутизаторы, принт-серверы и подобные устройства.

В таблице 15 представлен расчет необходимого количества коммутаторов уровня ядра, уровня распределения и доступа, трансиверов.

Таблица 15 - Расчет необходимого количества коммутаторов

Оборудование	AS1	AS4 Здание 1	AS4 Здание 2	Итого
HP 5500-24G-SFP EI (JD374A)	-	2	-	2
HP 5120-24G EI (JE066A)	2	2	2	6
HP 1810-48G (J9660A)	2	16	14	32
HP X120 1G SFP LC LH100 (JD103A)	4	4	-	8
HP X121 1G SFP LC SX (J4858C)	-	14	4	18

Таким образом, был выполнен расчет необходимого активного оборудования.

4.3 Пассивное оборудование

Пассивное оборудование отличается от активного в первую очередь тем, что не питается непосредственно от электросети и передает сигнал без его усиления. Пассивное сетевое оборудование делится условно на две группы. Первая группа включает в себя оборудование, являющееся трассой для кабелей: кронштейны, кабельканалы и аксессуары для них, металлические лотки, закладные трубы, клипсы, гофрошланги и коммутационные шкафы. Во вторую группу входит оборудование, которое служит трактом передачи данных. Сюда относят розетки, кабели и коммутационные панели.

4.3.1 Горизонтальная подсистема

Горизонтальная подсистема подразумевает уровень плана помещений, со всеми указанными расстояниями, которые потребуются при расчетах. Горизонтальная подсистема СКС реализуется с помощью кабеля UTP категории 5е и сетевыми розетками. Кабель от аппаратных до рабочих мест прокладывается по навесному потолку. Был выбран Кабель indoor UTP 4, solid, CU, кат.5е, бухта 305м, BaseLevel.

4.3.2 Вертикальная подсистема

Вертикальная подсистема подразумевает уровень организации оконечного и сетевого оборудования в здании между собой, с указанными размерами высоты этажей. Вертикальная подсистема СКС реализуется с помощью кабеля типа UTP категории 5е. Кабели должны быть смонтированы в кабель-каналы. Был выбран Кабель indoor UTP 4, solid, CU, кат.5е, бухта 305м, BaseLevel.

4.3.3 Магистральная подсистема

Согласно техническому заданию для построения магистрали требуется одномодовое и мультимодовое оптоволокно. Был выбран кабель Трансвок ОКП-Т-2/2(2,4)-8(2)Сп (3,5кН), 9.5/125 одномодовый, 8 волокон, с металлическим тросиком, для внешней прокладки, для подвески на опорах линий связи (ОКП-Т-8(2)Сп) и Трансвок ОКП-Т-2/2(2,4)-8(1/50)Сп (3,5кН), 50/125 многомодовый, 8 волокон, с металлическим тросиком, для подвески на опорах линий связи, для внешней прокладки (ОКП-Т-8(1/50)Сп).

4.4 Расчет пассивного оборудования

Расчет пассивного оборудования включает в себя расчет для горизонтальной и вертикальной подсистемы, для магистральной подсистемы, расчет патч-панелей, монтажный шкафов, патч-кордов, силовых распределительных панелей.

4.4.1 Расчет компонентов для горизонтальной подсистемы

Формулы расчета в соответствии с ISO/IEC 11801:

Lср = (Lmax+Lmin)/2 (1.1), где

Lmax - расстояние до самого дальнего компьютера;

Lmin - расстояние до самого ближнего компьютера.

L = ((1+R/100)*Lср+X)*N (1.2), где

R - резерв в процентах;

X - резерв на монтажные работы (рекомендуется брать равным 2);

N - количество компьютеров.

Для расчета кабель каналов воспользуемся формулой (1.3):

D = [Pоб+(Xc*Nk)]*(1+R/100) (1.3), где

Pоб - сумма периметров всех комнат;

Nk - количество комнат подсоединяемых к данному кабель каналу;

Xc - длина на подсоединение комнаты к основному кабель каналу.

Для расчета углов для кабель каналов воспользуемся формулой (1.4):

U = [4*Nk+1] *(1+R/100) (1.4).

Для расчета заглушек для кабель каналов воспользуемся формулой (1.5):

Z = [2*Nk+2] *(1+R/100) (1.5).

Для расчета количества розеток RJ-45 воспользуемся формулой (1.6):

KRJ-45 = (1+R/100)*N (1.6).

Для расчета количества электрических розеток воспользуемся формулой (1.7):

Kэл.р = (1+R/100)*2*N (1.7).

Расчет для AS1 произведем следующим образом: рассчитаем количество пассивного оборудования для одного этажа и умножим на количество этажей в здании.

Расчет для одного этажа:

Lср = (Lmax+Lmin)/2 = (42,5+8)/2=25,25 м.

L = ((1+R/100)*Lср+X)*N = ((1+10/100)*25,25+2)*30 = 893,25 м.

D = [Pоб+(Xc*Nk)]*(1+R/100) = [114,36+(3*5)]*(1+10/100) = 142,296 м.

U = [4*Nk+1] *(1+R/100) = [4*5+1]*(1+10/100) = 23,1 шт.

Z = [2*Nk+2] *(1+R/100) = [2*5+2] *(1+10/100) = 13,2 шт.

KRJ-45 = (1+R/100)*N = (1+10/100)*30 = 33 шт.

Kэл.р = (1+R/100)*2*N = (1+10/100)*2*30 = 66 шт.

После умножения полученных результатов на количество этажей и округления получим:

L = 1787 м.

D = 285 м.

U = 46 шт.

Z = 26 шт.

KRJ-45 = 66 шт.

Kэл.р = 132 шт.

Расчет для AS4 произведем следующим образом: рассчитаем количество пассивного оборудования для одного этажа и умножим на количество этажей в здании. Затем сложим результаты полученный для здания 1 и здания 2.

Расчет количества компонентов для горизонтальной подсистемы СКС приведен в таблице 16.

Таблица 16 - Расчет количества компонентов для горизонтальной подсистемы СКС

Элементы СКС	AS1	AS4	Итого
Кабель UTP, м	1787	52999	54786
Кабель канал, м	285	4646	4931
Угол для кабель канала, шт.	46	542	588
Заглушка кабель канала, шт.	26	299	325
Розетки RJ-45, шт.	66	1533	1599
Розетки электрические, шт.	132	3067	3199

Таким образом, был выполнен расчет необходимого пассивного оборудования для горизонтальной подсистемы СКС.

4.4.2 Расчет компонентов для вертикальной подсистемы

Формулы расчета в соответствии с ISO/IEC 11801:

Lср = (Lmax+Lmin)/2 (1.1), где

Lmax - расстояние до самого дальнего компьютера;

Lmin - расстояние до самого ближнего компьютера.

L = ((1+R/100)*Lср+X)*N (1.2), где

R - резерв в процентах;

X - резерв на монтажные работы (рекомендуется брать равным 2);

N - количество компьютеров.

Для расчета кабель каналов воспользуемся формулой:

D = Lmax*(1+R/100) (1.3).

Расчет для AS1:

Lср = (Lmax+Lmin)/2 = (6+3)/2=4,5 м.

L = ((1+R/100)*Lср+X)*N = ((1+10/100)* 4,5+2)*2 = 13,9 м

D = Lmax*(1+R/100) = 6*(1+10/100) = 6,6 м.

Расчет количества компонентов для вертикальной подсистемы СКС приведен в таблице 17.

Таблица 17 - Расчет количества компонентов для вертикальной подсистемы СКС

Элементы СКС	AS1	AS4	Итого
Кабель UTP, м	14	273	287
Кабель канал, м	7	50	57

Таким образом, был выполнен расчет необходимого пассивного оборудования для вертикальной подсистемы СКС.

4.4.3 Расчет компонентов для магистральной подсистемы СКС

Для соединения центрального и малого офиса используется одномодовый и многомодовый волоконно-оптический кабель типа ОКП подвесной с периферийным силовым элементом (рис. 12, 13).

Рисунок 12 - Одмодовый и многомодовый кабель типа ОКП

Рисунок 13 - Строение одмодового и многомодового кабеля типа ОКП

Характеристики одномодового и многомодового волоконно-оптическго кабеля типа ОКП приведены в таблицах 18.

Таблица 18 - Характеристики одномодового и многомодового ВОК

Количество оптических волокон в кабеле, шт.	8
Максимальное количество оптических волокон в одном модуле, шт.	12
Тип оптических волокон, по рекомендации ITU-T	G.651 G.652 G.655
* Коэффициент затухания, дБ/км, не более, на длине волны: л=1310 нм л=1550 нм	0,36 0,22
* Длина волны отсечки, нм, не более:	1270
* Хроматическая дисперсия, пс/(нм*км), не более, в диапазоне длин волн: (1285-1330) нм (1525-1575) нм	3,5 18
Номинальный диаметр кабеля (Dкаб), мм	8,6 - 14,5
Температура эксплуатации	- 40°С - +70°С
Температура монтажа, не ниже	- 10 °С
Температура транспортировки и хранения, °С	- 40°С - +70°С
** Нормированная cтроительная длина, км, не менее	4,0
Расчетная масса кабеля, кг/км	114 - 488
Допустимое растягивающее усилие, кН	3,0 - 15,0

* - для одномодового стандартного оптического волокна по рекомендации ITU-T G.652

** - по требованию заказчика возможно изготовление других строительных длин (с допуском 0-5%)

В таблице 19 приведен расчет элементов магистральной подсистемы СКС.

Таблица 19 - Расчет элементов магистральной подсистемы СКС

Элемент СКС	AS1 - AS4	AS4 зд1 - AS4 зд2
ВОК одномодовый, м	109250	-
ВОК многомодовый, м	-	345

Расчет производится суммированием расстояний между малым и большим офисом и между зданием 1 и зданием 2 центрального офиса. К полученным данным был прибавлен некоторый запас на случай не точных расчетов или непредвиденных расходов (15%).

4.4.4 Расчет патч-панелей

Для малого и центрально офиса была выбрана патч-панель Neomax категории 5е 19" на 48 портов RJ45 и оптический кросс 19" на 16 и 8 портов SC (LC duplex). Расчет приведен в таблице 20.

Таблица 20 - Расчет патч-панелей

Элемент СКС	AS1	AS4 зд 1	AS4 зд 2	Итого
патч-панель Neomax 48 портов RJ45	2	18	16	36
оптический кросс на 16 портов	-	1	-	1
оптический кросс на 8 портов	1	-	1	2

Патч-панель Neomax категории 5е 19" на 48 портов RJ45:

- 19" дюймов для монтажа в стойки и шкафы;

категория Cat. 5e, горизонтальный тип заделки;

позволяет подключать одножильный кабель диаметром 22-26 AWG;

высота: 2U.

Оптический кросс КСу-8SC/LC 19" на 16 и 8 портов SC (LC duplex):

для оптических розеток (адаптеров) на лицевой части три группы отверстий по 8шт.;

максимальное количество портов под розетки типа SC simplex или LC duplex 24 штуки (одномод или многомод);

- оптический кросс 19 дюймов может применяться как на 8, 16, 24 порта SC simplex или LC duplex;

- неиспользуемые группы отверстий закрываются заглушками, которые предлагаются в комплекте (2шт) с оптической панелью;

Заглушки устанавливаются при помощи винтов М3*6 мм. в посадочные отверстия, и защищают внутреннюю часть от пападания пыли и грязи;

- так же в оптической панели 19 дюймов установлена сплайс-кассета 32 термоусадочных гильзы.

- ввод волоконно-оптического кабеля осуществляется либо с задней части панели, либо с задних углов, через предусмотренные отверстия.

высота: 44 мм или 1U (1 юнит);

ширина: 483 мм или 19 дюймов;

глубина: 250 мм;

масса: 2,2 кг;

цвет: серый ( RAL 7035 ).

4.4.5 Расчет монтажных шкафов

Для размещения активного и пассивного оборудования потребуются напольные шкафы. В таблице 21 приведён расчёт необходимых шкафов.

Таблица 21 - Расчёт необходимых шкафов

Помещение	Оборудование	Монтажный шкаф
	Модель	Высота	Кол-во	Мин. высота
AS1, этаж 1	HP 5120-24G EI	1U	2	9U
	HP 1810-48G	1U	1
	Силовая распределительная панель	1U	1
	Lanbi КСу-8SC/LC	1U	1
	Органайзеры	1U	3
	Neomax 48 RJ45	2U	1
AS1, этаж 2	HP 1810-48G	1U	1	5U
	Органайзеры	1U	1
	Силовая распределительная панель	1U	1
	Neomax 48 RJ45	2U	1
AS4 зд 1, этаж 1	HP 5500-24G-SFP EI	1U	2	17U
	HP 5120-24G EI	1U	2
	HP 1810-48G	1U	2
	Lanbi КСу-16SC/LC	1U	1
	Силовая распределительная панель	1U	1
	Органайзеры	1U	5
	Neomax 48 RJ45	2U	2
AS4 зд 1, этажи 2-9	HP 1810-48G	1U	2	7U
	Органайзеры	1U	2
	Силовая распределительная панель	1U	1
	Neomax 48 RJ45	2U	2
AS4 зд 2, этаж 1	HP 5120-24G EI	1U	2	12U
	HP 1810-48G	1U	2
	Силовая распределительная панель	1U	1
	Lanbi КСу-8SC/LC	1U	1
	Органайзеры	1U	4
	Neomax 48 RJ45	2U	2
AS 4 зд 2, этажи 2ч8	HP 1810-48G	1U	2	7U
	Органайзеры	1U	2
	Силовая распределительная панель	1U	1
	Neomax 48 RJ45	2U	2

Таким образом, для размещения всего оборудования потребуется 19 монтажных шкафов высотой 17U. Был выбран шкаф NPE 19" 18U (ШхГхВ) 988х600x600 мм. Конструкция шкафов NPE данного типа предусматривает доступ для коммутации и обслуживания оборудования с четырех сторон, через легкосъемные боковые стенки, заднюю или переднюю двери, а так же наличие нескольких кабельных вводов снизу и в крыше, прочная несущая конструкция до 800 кг.

4.4.6 Расчет патч-кордов

Коммутационные шнуры (патч-корды) используются для ручной коммутации различных кабельных сегментов СКС друг с другом. Коммутационный шнур изготавливается из отрезка кабеля с многопроволочными проводниками, на концах которого устанавливаются два разъема (коннектора).

Оптические коммутационные шнуры предназанчены для ручной коммутации различных кабельных сегментов СКС друг с другом. Шнур состоит из отрезка кабеля для шнуров с вилками оптических разъемов.

Патч-корды используются для подключения рабочих мест к сети, а так же для использования в кроссовой или аппаратной. Расчет производится путем подсчёта для каждой автономной системы количества занятых портов сетевого оборудования и соответственно рабочих мест подключенных к проектируемой сети. Расчет патч-кордов представлен в таблице 22.

Таблица 22 - Расчёт патч-кордов

Элемент СКС	AS1	AS4 зд 1	AS4 зд 2	Итого
патч-корд 0,5 м RJ-45, шт.	60	720	600	1380
патч-корд 2 м RJ-45, шт.	60	720	600	1380
Оптические шнур 0,5 м одномодовый, шт.	4	4	-	8
Оптические шнур 0,5 м многомодовый, шт.	-	9	4	13

Были выбраны следующие патч-корды:

1. Neomax NM13001-005GR Патч корд UTP 0,5м Кат 5Е серый.

2. Neomax NM13001-020GR Патч корд UTP 2м Кат 5Е серый.

3. Шнур оптический duplex LC-LC 9/125 sm одномод 0,5м.

4. Шнур оптический duplex LC-LC 50/125 многомод 0,5м.

4.4.7 Расчет силовых распределительных панелей

Расчёт производится для каждого шкафа на этаже (таблица 23).

Таблица 23 - Расчёт силовых распределительных панелей

Элемент СКС	AS1	AS4 зд 1	AS4 зд 2	Итого
силовые распределительные панели, шт	2	9	8	19

Была выбрана панель NM-PDU8 220В 19" 1U 8 розеток 16А, 2К+З, с выключателем, гнездо под шнур IEC-320 (разъем C14).

4.5 Смета проекта

В таблице 24 представлен перечень оборудования с ценами и общая стоимость.

Таблица 24 - Смета проекта

Наименование	Количество (шт.)	Стоимость (руб.)	Общая стоимость (руб.)
HP 5500-24G-SFP EI (JD374A)	2	230 484	460 968
HP 5120-24G EI (JE066A)	6	50 976	305 856
HP 1810-48G (J9660A)	32	18 720	599 040
HP X120 1G SFP LC LH100 (JD103A)	8	169 053	1 352 424
HP X121 1G SFP LC SX (J4858C)	18	12 070	217 260
Кабель UTP, м	55073	3 590 (за 350 м)	564 892
Розетки RJ-45, шт.	1599	80,93	129 407
Розетки электрические, шт.	3199	141,42	452 403
панель силовая NM-PDU8, шт.	19	941,72	17 893
ВОК одномодовый, м	109250	42.56	4 649 680
ВОК многомодовый, м	345	58.88	20 314
патч-панель Neomax 48 портов RJ45, шт.	36	1 776,24	63 945
оптический кросс на 16 портов, шт.	1	990	990
оптический кросс на 8 портов, шт.	2	990	1 980
шкаф NPE 19" 18U	19	11 901,50	226 129
патч-корд 0,5 м RJ-45, шт.	1380	22,77	31 423
патч-корд 2 м RJ-45, шт.	1380	44,84	61 879
Оптические шнур 0,5 м одномодовый, шт.	8	390	3 120
Оптические шнур 0,5 м многомодовый, шт.	13	377	4901

Таким образом, стоимость проекта получилась 9 164 504 руб.

Список используемой литературы

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. - СПб.: Питер, 2006. - 958 с.: ил.

2. Что такое активное и пассивное сетевое оборудование? [Электронный ресурс]. URL: http://www.rcsz-tcc.ru/rcsz-tcc-pub/ob.php (дата обращения: 28.04.2014)

3. Поставщик сетевого оборудования. [Электронный ресурс]. URL: http://lanbi.ru/ (дата обращения: 28.04.2014)

4. SFP (WDM, CWDM, DWDM) - что это? Для чего нужны? [Электронный ресурс]. URL: http://skladcabel.ru/%D0%B1%D0%B5%D0%B7-%D1%80%D1%83%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%BA%D0%B8/moduli-wdm-cwdm-dwdm-chto-ehto-dlya-chego-nuzhny/ (дата обращения: 29.04.2014)

5. Что нужно знать о волоконной оптике? [Электронный ресурс]. URL: http://www.security-bridge.com/biblioteka/stati_po_bezopasnosti/chto_nuzhno_znat_o_volokonnoj_optike/ (дата обращения: 29.04.2014)

6. Коммутаторы HP Networking [Электронный ресурс]. URL: http://h17007.www1.hp.com/ru/ru/networking/products/switches/index.aspx (дата обращения: 30.04.2014)

6. Азы волоконно-оптических сетей. [Электронный ресурс]. URL: http://www.netza.ru/2013/01/blog-post.html (дата обращения: 02.04.2014)

7. Структурированная кабельная система. [Электронный ресурс]. URL: http://supervideoman.narod.ru/s9/4.htm (дата обращения: 03.04.2014)

8. Что такое СКС? [Электронный ресурс]. URL: http://www.ip-link.ru/?page=110 (дата обращения: 05.04.2014)

9. Кабельные подсистемы СКС. [Электронный ресурс]. URL: http://ockc.ru/?p=1615 (дата обращения: 05.04.2014)

Приложение А

ККС «АИСТ»

Рисунок А.1 - Схема ККС «АИСТ»



Рисунок А.2 - Схема кампуса AS1 и AS4

Рисунок А.3 - Топология сети

Размещено на Allbest.ru