Проектирование структурированной кабельной системы локальной вычислительной сети образовательного учреждения: Методическое руководство к выполнению курсового проекта

кафедра Автоматики и Информационных Технологий

ПРОЕ К Т ИР ОВ А НИЕ СТРУКТУРИРОВАННОЙ К АБ Е ЛЬ НО Й СИСТЕ МЫ ЛОКА Л Ь НО Й ВЫ Ч ИСЛИТЕ ЛЬ НОЙ СЕ ТИ ОБРА ЗОВАТЕЛЬНОГ О УЧРЕ ЖДЕ НИЯ Методическое руководство к выполнению курсового проекта по дисциплинам: «Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций» «Информационные сети и телекоммуникации» «Сети ЭВМ и телекоммуникации» для студентов специальностей: 220100 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» 210100 «Управление и информатика в технических системах» 190900 «Информационно-измерительная техника и технологии»

Екатеринбург 2006

УДК 621.398.075.8 Методическое руководство составлено в соответствии с квалификационной характеристикой специалиста и учебным планом специальности 220100 доц., к.т.н. Панов Г.И., Филимонов А.Ю. Обсуждено на заседании кафедры «Автоматика и информационные технологии» и соответствует требованиям ГОС специальности, протокол №_________от___________. Заведующий кафедрой С.В. Поршнев Рекомендована методической протокол №________от____________.

комиссией

радиотехнического

факультета,

Председатель комиссии О.Г. Дружинина

Методическое руководство к выполнению курсового проекта по дисциплине «Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций» для студентов специальности 220100 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» Панов Григорий Иванович Филимонов Александр Юрьевич

Редактор

© Панов Г.И. © Филимонов А.Ю. © Уральский государственный технический университет, 2006

2

1. Общие положения 1.1. Целью выполнения курсового проекта является студентами приобретение практических навыков анализа технического задания и проектирования локальных вычислительных сетей IEEE 802.3 (Ethernet) 1.2. Курсовой проект выполняется по унифицированному техническому заданию (ТЗ) на проектирование локальной вычислительной сети образовательного учреждения, приведенному в разделе 4 настоящего руководства. 1.3. Вариант унифицированного ТЗ выбирается в соответствии с порядковым номером студента в списке группы. 1.4. Допускается также выполнение курсового проекта по индивидуальному ТЗ для реальных учреждений, которое должно быть подготовлено студентом самостоятельно. Допускается также выполнение курсового проекта, связанного с исследованием режимов или модернизацией реально существующей сети. Текст индивидуального ТЗ должен быть согласован с преподавателем до начала проектирования и должен входить в проект в качестве дополнительного приложения. 1.5.

3

Удалено: данного

Удалено: приложении 1 Удалено: к Удалено: му Удалено: у

2. Требования к составу и оформлению проектной документации 2.1. Документам проекта должен быть присвоен децимальный номер (ДН) следующего вида СССССС/ГГГГ/ПП - ДД, где: СССССС – номер специальности ГГГГ – четыре последних символа номера группы ПП – порядковый номер студента в группе ДД – обозначение документа – в соответствии с указанным в п.2.2 2.2. В состав проекта должны входить следующие документы: ⎯ Пояснительная записка (ДН-ПЗ); ⎯ Приложение: План расположения зданий объекта проектирования (ДН-Э4); ⎯ Приложение: Схема организации связи между узлами сети (ДН - СС); ⎯ Приложение: Планы прокладки кабельных трасс (ДН-Э5); ⎯ Приложение: Схема электрическая соединений или таблица цепей (ДН-Э3 или ДН-ТЦ); ⎯ Приложение: Спецификация оборудования и материалов (ДН - СП). ⎯ Приложение: Техническое задание1

Формат: Список

2.3. Пояснительная записка должна содержать следующие разделы: ⎯ Введение: Постановка задачи и описание объекта проектирования (Введение); ⎯ Раздел 1:Описание предлагаемых проектных решений; ⎯ Раздел 2:Обоснование выбора предлагаемого проектного решения; ⎯ Раздел 3:Расчет единовременных затрат на приобретение комплектующих и материалов; ⎯ Заключение. 2.3.1. В разделе «Постановка задачи» должны быть представлены следующие данные: ⎯ Назначение проектируемой ЛВС ⎯ Описание взаимного расположения корпусов заданий, в которых размещаются абоненты ЛВС (в той мере, какая необходима для обоснований проектных решений); ⎯ Количество абонентов проектируемой ЛВС в каждом из подключаемых зданий; для ⎯ Краткая характеристика технологий и технических решений, предлагаемых проектирования данной ЛВС. 2.3.2. В разделе «Описание предлагаемых проектных решений» должны быть представлены ⎯ Краткое описание схемы организации связи ЛВС; ⎯ Указание точек размещения активного оборудования (узлов) ЛВС ⎯ Перечень и характеристики узлов размещения активного оборудования и сервера ЛВС; ⎯ 2.3.3. В разделе «Обоснование выбора предлагаемого решения» должны быть приведены расчеты, подтверждающие соответствие предлагаемого технического решения требованиям соответствующих стандартизирующих документов и рекомендаций ⎯ Краткое описание и характеристики предлагаемых к использованию технических решений, оборудования и материалов; ⎯ Расчет длин соединительных линий и сегментов, используемых для подключения абонентов ЛВС ⎯ Расчет мощности, потребляемой активным и серверным оборудованием ЛВС и определение параметров приобретаемого источника бесперебойного электропитания. Для расчета параметров ИБП использовать конфигураторы, предлагаемые производителем, например http://www.apc.com/tools/ups_selector/index.cfm

1

Обязательно при выполнении проекта по индивидуальному техническому заданию 4

Удалено: рекомендуемых

2.3.4. В разделе «Калькуляция затрат на оборудование и комплектующие» должна быть приведена общая калькуляция расходов на приобретение компонентов ЛВС ⎯ Активное оборудование ЛВС (сетевые карты, коммутаторы) ⎯ Сервер(ы) ⎯ Источник(и) бесперебойного электропитания ⎯ Компоненты СКС 2.4. Схема организации связи должна отображать функциональные связи узлов и общие характеристики линий, используемых для подключения абонентов проектируемой ЛВС. На схеме организации связи должны быть представлены: ⎯ Схематические изображения узлов размещения активного оборудования проектируемой ЛВС ⎯ Схематическое изображение соединительных линий проектируемой ЛВС 2.4.1. Изображения узлов размещения активного оборудования должно содержать ⎯ Наименование узла (Например - «Узел 1-226\1», где 1-номер здания, 226-номер комнаты , 1 – порядковый номер узла) ⎯ Изображения блоков активного сетевого оборудования, устанавливаемых в этом узле сети (например, – «Коммутатор 3C16981A-12 портов») 2.4.2. Изображения соединительных линий описывают физические подключения абонентов к активному оборудованию ЛВС. Для каждой соединительной линии или группы соединительных линий указываются: ⎯ Тип технологии, используемой для подключения к активному оборудованию (например – «10/100 Base-Т») ⎯ Количество линий и их протяженность (например, – «10 линий по 67 метров») ⎯ Назначение линии (например – «Подключение абонентов ЛВС») 2.5. Планы прокладки кабельных трасс выполняются на основе строительных планов зданий, в которых осуществляется проектирование ЛВС. На этих планах должны быть указаны ⎯ Помещения, в которых проектируется расположение узлов активного оборудования ЛВС ⎯ Трассы прохождения соединительных линий между узлами ЛВС и абонентами. ⎯ Точки перехода между этажами, используемые для прокладки кабеля 2.6. Спецификация оборудования и материалов должна быть оформлена в соответствии с основными требованиями ГОСТ 2.108-68 и содержать ⎯ Перечень активного оборудования ЛВС ⎯ Перечень материалов и комплектующих принадлежностей ЛВС Пример заполнения спецификации приведен в приложении №2 настоящих методических указаний.

5

Удалено: -2-3 Удалено: этажа Удалено: 3 Удалено: на этаже Удалено: и должны содержать указания об их характеристиках и назначе Удалено: сетевому компоненту

3. Требования к оформлению материалов КП 3.1. Курсовой проект должен быть оформлен в соответствии с требованиями, приведенными в СТП «Общие требования и правила оформления дипломных и курсовых проектов». 3.2. Пояснительная записка должна быть оформлена в соответствии с основными требованиями ГОСТ 2.105-95 «ЕСКД. Общие требования к текстовым документам»; 3.3. Схема организации связи должна быть выполнена в соответствии с основными требованиями, приведенными в ГОСТ 2.701-84 «ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению»; 3.4. Спецификация оборудования и материалов должна быть оформлена в соответствии с основными требованиями ГОСТ 2.108-68 «ЕСКД. Спецификация».

6

4. Техническое задание на проектирование локальной вычислительной сети учреждения 4.1. Рабочие станции должны подключаться к ЛВС по технологии IEEE 802.3 10/100 Base T 4.2. Размещение рабочих станций для каждого из вариантов ТЗ приведено в столбце №3 Таблицы 1 (число, указанное после номера комнаты, означает число компьютеров) 4.3. Размещение серверного оборудования ЛВС для каждого из вариантов ТЗ приведено в столбце №4 Таблицы 1. Типовой сервер должен иметь следующую комплектацию ⎯ Процессор 2.5-3ГГц ⎯ ОЗУ не менее 512МБ ⎯ HDD не менее 80ГБ ⎯ CD-R/RW 4.4. В случае аварии основного источника электропитание активного и серверного оборудования ЛВС должно осуществляться от накопителей ИБП в течение интервала времени, значение которого указано в столбце №4 Таблицы 1 4.5. Строительные планы двух зданий, в которых должно быть установлено оборудование проектируемой сети, приведены 4.6. Размеры помещений: ⎯ один «оконный шаг» (ширина однооконной комнаты) В0=4м; ⎯ глубина всех комнат (от входа к окну) L0=6м; ⎯ ширина многооконной комнаты Вj=В0·m. Здесь m – число окон, j – номер комнаты; ⎯ ширина коридора Вк=2м; ⎯ высота всех помещений Н=3м. 4.7. При проектировании кабельных трасс следует считать, что: ⎯ кабели связи прокладываются (главным образом) вдоль коридорных стен на высоте не менее 2,4м; ⎯ переходы кабелей с этажа на этаж производятся через кабельные туннели, показанные на плане этажей; ⎯ переходы кабелей через межкомнатные переборки допускаются как исключение, не далее, чем из данной комнаты в одну соседнюю; ⎯ прокладка кабелей из коридора в комнату, как правило, не связывается с дверным проемом. 4.8. Сегменты проектируемой ЛВС, размещенные в зданиях №1 и №2 должны быть связаны при помощи внешнего волоконно-оптического кабеля. В зависимости от указанного в ПРИЛОЖЕНИИ 6 способа прокладки (наружная подвеска, укладка в колодцах) при проектировании должен быть использован кабель соответствующего типа. 4.9. Подключение активного оборудования ЛВС к внешнему волоконно-оптическому кабелю должно осуществляться через оптические кроссы, установленные в выбранных разработчиком проекта помещениях зданий №1 и №2. 4.10. Каждый из проектируемых оптических кроссов должен быть укомплектован следующим оборудованием1: ⎯ оптические полувилки (Pig Tails) с оптическими соединителями выбранного типа; ⎯ необходимое количество и комплектов КДЗС; ⎯ проходные муфты (оптические розетки); ⎯ сплайс – пластина(ы); ⎯ оптические вилки (патч-корды). ⎯ оптические кроссы; Описание и основные характеристики типовых компонентов волоконно- оптического сегмента ЛВС приведено в приложении 7 настоящих методических указаний. 1

Стоимость работ по наварке полувилок на волоконные световоды внешнего оптического кабеля не учитывается при расчете затрат на реализацию проекта.

7

8

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Строение А, 2 этажа

План взаимного расположения зданий объекта проектирования

Строение В

Здание №2, 5 этажей Строение С, 2 этажа

Здание №1 4 этажа 100м

9

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

116

117 118

119

Межэтажный кабельный туннель Т1

120

121

130 132 134 126

128

127

109 103 105 107

125

106 102 104

111

108 101

136

135 Межэтажный кабельный туннель Т4

129 131 133

115

Межэтажный кабельный туннель Т2

113

110

План первого этажа здания 1

122 Межэтажный кабельный туннель Т3

10

123

124

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

202

201

240 242 244

247 249

217

219 221 223

Межэтажный кабельный туннель Т1 218 220 222

225

227

229 231

233

236

237

238

239

241 243 245

216 212

Межэтажный кабельный туннель Т4

204 206 208 210

203 205

207

209 211

214

213

Межэтажный кабельный туннель Т2

246 248 250

План второго этажа здания 1

235 Межэтажный кабельный туннель Т2

224

226

228

11

230

232

234

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

215

213 211

233 235

255 251 249

237

226

12

242 244

245

240

241 243

238

239

212

248

221 219

214

246

220 222

224

216

218

Наружный кабельный ввод КбВ2

253

256 258

210 206 208

254 Межэтажный кабельный туннель Т24

250 252

207 209 205

Межэтажный кабельный туннель Т23

247

217

202 204

Межэтажный кабельный туннель Т22

201 203

231 223 225 227 229

228 230

232

Межэтажный кабельный туннель Т21

234 236

План второго этажа здания 2

318 320

312 313 337 339

310 334

13

302

301 303

333

328 330 332

355 357 359

350

352

354

335

361 363

308

305 307 309 311

304 306

327 329 331

324 326

353

336

343 345 347

341 346 348

351

315

349

322

317

338 340 342 344

319 321 323 325

316

Кабельный ввод и межэтажный туннель

314

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.

План третьего этажа здания 2

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

2 1

110_1; 111_1; 106_12; 107_1; 108_2; 130_1;134_3; 135_12; 202_3; 245_3;

3

2

332_2; 333_5; 324_1; 331_2; 314_6; 312_12; 336_12

1

202_2; 203_2; 205_4; 211_12;

2

232_5; 234_2; 236_3; 242_10; 243_10;

1

101_15; 103_2; 104_4; 107_1; 227_12; 234_4; 237_6 246_2; 248_3;

2

326_12; 312_12; 222_12; 240_1; 242_1; 244_1; 217_1;

1

106_14; 117_2; 119_3; 235_6;

2

306_10; 322_3; 324_1; 337_4;

1

101_15; 109_6; 115_1; 121_4; 122_3; 123_4; 125_3; 129_2; 131_1; 133_1;

2

229_12; 221_12; 215_1; 213_1; 211_1 306_12; 333_12;

4

1

117_1; 118_20; 121_6; 106_20;

2

213_2; 215_2; 224_6; 226_6; 246_4; 303_5; 306_12; 318_2; 327_1; 329_2;

1

204_2; 208_2; 211_8; 229_1; 231_3;

2

304_2; 306_10; 341_3; 347_10;

1

121_6; 117_2; 207_10; 218_2; 220_2; 231_4; 233_3;

2

202_1; 204_4; 236_2; 238_2; 337_2; 339_4;

Рекомендуемый производитель активного оборудования

Максимальное время электропитания от накопителей ИБП 7 15 мин.

3COM

20 мин.

204

DLink

30 мин.

подвесной

102

3COM

20 мин.

Allied Telecyn

15 мин.

Cisco Systems

30 мин.

DLink

15 мин.

3COM

20 мин.

подземный 216

226_4; 232_4; 202_2; 204_4; 206_1; 237_3;

211_2; 213_2; 215_5; 232_12; 235_3; 312_10; 334_6; 336_6;

6 Allied Telecyn

подземный

подвесной

206_1; 210_12; 212_4; 218_1; 222_2; 239_3;

118_12; 106_12; 108_12; 103_1; 105_1; 107_1; 125_10;

5 103

223

2

2

подвесной подземный

1

1

Расположение серверного оборудования

Способ прокладки магистрального ВОК

Номер здания

Номер варианта 1

Размещение рабочих мест ЛВС

204

подвесной 324 подземный 321

14

подвесной

102

Allied Telecyn

15 мин.

подземный

229

Cisco Systems

30 мин.

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

2 1

3

4 103

104_4; 106_15; 121_4; 225_4; 234_5; 241_1; 243_2; 244_4;(∑=39)

Максимальное время электропитания от накопителей ИБП

Размещение рабочих мест ЛВС

Рекомендуемый производитель активного оборудования

Таблица 1 (продолжение)

Расположение серверного оборудования

1

Номер здания

Номер варианта

Варианты заданий

5 Allied Telecyn

6 15 мин.

3COM

20 мин.

2 1

101_12; 115_1; 121_4; 122_3; 123_4; 125_3; 129_2; 131_1; 133_1;

2

226_4; 232_3; 202_2; 204_4; 206_1; 237_3;(∑=48)

223

1

108_4; 111_3; 113_4; 122_6; 134_4; 224_5; 233_4; 246_3; 253_8;(∑=41)

204

DLink

30 мин.

1

103_2; 104_3; 107_1; 227_10; 237_6 246_2;

102

3COM

20 мин.

2

232_4; 234_2; 236_3; 242_8; 243_8;(∑=49) Allied Telecyn

15 мин.

Cisco Systems

30 мин.

DLink

15 мин.

3COM

20 мин.

2

1 2

201_2; 203_5; 239_2; 241_2; 243_12; 314_4; 316_6; 327_2; 332_5;(∑=40)

216

1

206_1; 210_12; 212_4; 218_1; 222_2; 239_3;

204

2

203_4; 210_3; 246_4; 251_3; 232_4; 202_2;(∑=43)

1

101_15; 109_6; 115_1; 121_4; 122_3; 123_4; 125_3; 129_2; 131_1; (∑=39)

2 1

324 109_6; 115_1; 121_4; 227_10; 241_2; 247_2;

2

210_3; 246_4; 251_4; 232_4; 202_2; 204_4; 206_1;(∑=47)

321

1

101_12; 113_2; 110_2; 129_1;124_3; 227_12; 234_4; 237_6; 246_2;(∑=44)

102

Allied Telecyn

15 мин.

1

101_12; 103_1; 105_2; 125_6; 229_2; 231_4; 244_4;

229

Cisco Systems

30 мин.

2

213_2; 215_2; 223_2; 334_4; 359_3; 361_2; (∑=43)

2

15

1

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

2 1

3

4

201_12; 205_3; 207_4; 214_3; 227_12; 241_2; 244_6; 247_2; 249_1;(∑=41)

103

5

Максимальное время электропитания от накопителей ИБП

Размещение рабочих мест ЛВС

Рекомендуемый производитель активного оборудования

Таблица 1 (окончание)

Расположение серверного оборудования

Номер здания

Номер варианта

Варианты заданий

6

Allied Telecyn

15 мин.

3COM

20 мин.

2 1

116_5; 117_2; 126_4; 130_2; 132_1; 209_2; 218_8;

2

322_3; 344_3; 337_2; 339_4; 350_4;(∑=40)

223

1

102_2; 106_15; 121_4; 225_4; 234_5; 241_1; 243_2; 244_4; 246_2;(∑=39)

204

DLink

30 мин.

1

103_2; 105_2; 121_10; 240_1 242_2; 245_4;

102

3COM

20 мин.

2

205_10; 223_2; 227_2; 235_5; 334_5; 341_3;(∑=48)

1

101_15; 103_2; 104_4; 107_1; 202_2; 203_2; 205_4; 211_12;(∑=42)

Allied Telecyn

15 мин.

Cisco Systems

30 мин.

DLink

15 мин.

3COM

20 мин.

2

2

216

1

108_2; 111_3; 113_4; 122_6; 134_4; 136_3;

2

201_2; 203_4; 210_3; 246_4; 251_3; 253_8;(∑=46)

204

1

214_4; 216_5; 226_4; 230_15; 232_2; 235_4; 246_2; 247_1; 249_2;(∑=39)

2

324

1

103_2; 111_4; 120_8; 127_10;

2

213_2; 215_1; 322_5; 349_6; 351_4;(∑=42)

321

1

116_5; 117_2; 120_6; 129_2; 133_5; 135_15; 211_4; 213_1; 216_2;(∑=42)

102

Allied Telecyn

15 мин.

1

203_2; 210_10; 229_2;

229

Cisco Systems

30 мин.

2

233_2; 237_6; 248_10; 301_3; 337_3; 359_4;(∑=42)

2

16

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Компоненты, используемые при построении волоконнооптического сегмента ЛВС1 Сплайс-пластины

Предназначены для размещения сростков оптических волокон и запасов длин сращиваемого оптического волокна. Габариты сплайс-пластин обеспечивают требуемый нормативными документами радиус изгиба волокна (около 40 мм). Для изготовления сплайс-пластин может быть использована сталь, алюминиевый сплав или пластмасса. Как правило, сплайс-пластины комплектуются эластичными полимерными держателями гильз КДЗС.

Комплекты для защиты сварных соединений (КДЗС)

Комплект для защиты сварных соединений (КДЗС) обеспечивает механическую прочность сварному стыку волоконных световодов, защищает его от воздействий окружающей среды и предотвращает его повреждение. Один комплект (гильза) предназначен для защиты одного сварного шва и состоит из клея расплава (внутренняя трубка), помещенного во внешнюю термоусаживаемую трубку. Металлический стержень из нержавеющей стали со скругленными торцами, помещенный между трубками защищает сварной шов от повреждений. При нагреве КДЗС внутренняя трубка полностью расплавляется, защищая место сварки волокон от внешних воздействий. КДЗС применяется для всех сварных стыков одиночных волоконных световодов с диаметром покрытия 250...900мкм. Характеристики типовых КДЗС приведены в таблице Длина, мм Время усадки, с Номинальный диаметр после усадки, мм:

40 или 60 90 2,8

1

При подготовке приложения использованы рекламные материалы ЗАО «ПТ Плюс» (www.ptfiber.ru) и ООО «Конструктив» (www) г. С.Петербург. 17

Температура усадки минимальная, °С: Температура плавления клея расплава, °С: Диапазон рабочих температур, °С: Материал внешней трубки: Материал внутренней трубки: Материал армирующего стержня:

90 80 -55...+160 полиолефин (прозрачный) сополимер полиолефина (прозрачный) нержавеющая сталь (полированная)

Оптические шнуры (патч-корды)

PigTail используется для наращивания на основной кабель внутри коммутационных панелей

Проходные адаптеры (оптические розетки)

Проходные адаптеры используются для

Оптические кроссы

18

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Методика оценки качества выполнения курсового проекта Ниже приведены критерии оценки качества выполнения курсового проекта, а также их влияние на изменение итоговой отметки за курсовое проектирование.

1. Итоговая отметка за курсовое проектирование повышается при рассмотрении в представленных материалах альтернативного варианта построения ЛВС1. 2. Итоговая отметка повышается в том случае, если при проектировании были предусмотрены дополнительные меры, обеспечивающие удобство обслуживания и эксплуатации ЛВС1. 3. Итоговая отметка повышается в том случае, если общая стоимость проекта не превысила величины установленного кредита1. 4. Итоговая отметка за курсовое проектирование снижается при отсутствии в представленных материалах каждого из обязательных разделов, или при отсутствии обязательного подраздела2. 5. Итоговая отметка за курсовое проектирование снижается при нарушении каждого требования ТЗ на проектирование2. 6. При нарушении ограничений, установленных стандартизирующими документами, определяющими требования к параметрам проектируемой ЛВС, за курсовое проектирование выставляется отметка «неудовлетворительно».

1

Максимальное итоговое значение при этом не превышает 5 – ти баллов, что соответствует отметке «отлично».

2

Минимальное итоговое значение при этом не должно быть менее 2 – х баллов, что соответствует отметке «неудовлетворительно». 19