Проектирование структурированной кабельной системы по дисциплине
 Скачать 0.76 Mb.
|
Саранск 2022
Институт электроники и светотехники Кафедра информационной безопасности и сервиса ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Студент: Мешаал Мохаммед 1 Тема: Проектирования структурированной кабельной системы 4 этажа 25 корпуса МГУ им. Н. П. Огарева 2 Срок предоставления проекта к защите: _________ 3 Исходные данные для проектирования: техническая литература, нормативная документация 4 Содержание курсового проекта: Строительное описание этажа Технические требования к кабельной системе Описание топологии Расчет количества кабелей, коробов и крепежей Выбор коммутационного оборудования Расчет размеров коммутационного шкафа 5 Перечень графического материала: рисунки, схема, таблицы 6 Приложения: спецификация, план этажа, журналы Руководитель проекта канд. техн. наук, доц. _____________________ С. Н. Ивлиев подпись, дата Задание принял к исполнению _____________________ подпись, дата РЕФЕРАТ Пояснительная записка 25 с., 6 рис., 1 табл., 16 источн., 3 прил. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, СТРУКТУРИРОВАННАЯ КАБЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, СКС, КОММУТАТОР, ПАТЧ-ПАНЕЛЬ, ИНФОРМАЦИОННАЯ РОЗЕТКА, КАБЕЛЬ, КОММУТАЦИОННЫЙ ШКАФ Объектом исследования является структурированная кабельная система 4 этажа 25 корпуса МГУ им. Н. П. Огарёва. Цель работы – проектирование структурированной кабельной системы 4 этажа 25 корпуса МГУ им. Н. П. Огарёва. Полученные результаты – спроектирована структурированная кабельная система 4 этажа 25 корпуса МГУ им. Н. П. Огарёва. В процессе работы использовались методы: теоретический анализ литературы в аспекте исследуемых вопросов, анализ и синтез теоретических и эмпирических данных, обобщение полученной информации. Степень внедрения – частичная. Область применения – практическая деятельность. СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ 5 1Строительное описание этажа 6 2Технические требования к кабельной системе 7 3Описание топологии 10 4Расчет количества кабелей, коробов и крепежей 14 5Выбор коммутационного оборудования 16 6Расчет размеров коммутационного шкафа 21 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 24 ПРИЛОЖЕНИЕ А 26 (обязательное) 26 СПЕЦИФИКАЦИЯ 26 ПРИЛОЖЕНИЕ Б 28 (обязательное) 28 КАБЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ 28 ВВЕДЕНИЕ Структурированная кабельная система (СКС) – это универсальная телекоммуникационная инфраструктура здания или комплекса зданий, обеспечивающая передачу сигналов всех типов, включая речевые, информационные, видео. СКС может быть установлена прежде, чем станут известны требования пользователей, скорость передачи данных, тип сетевых протоколов. Кабельные системы являются основой, на которой строятся компоненты информационно-вычислительных комплексов предприятий. Правильная организация кабельной системы здания является одной из ключевых задач создания информационных систем и определяет надежность функционирования всех служб и подразделений организации. Структурированные кабельные системы обеспечивают длительный срок службы, сочетая удобство эксплуатации, качество передачи данных, надежность. Внедрение СКС создает основу повышения эффективности организации, снижения эксплуатационных расходов, улучшения взаимодействия внутри компании, обеспечения качества обслуживания клиентов. Сейчас кабельные системы являются неотъемлемой частью организаций. Часто работа организации зависит не только от её персонала и оборудования, на котором работают служащие, но и от кабельной системы. Темой данного курсового проекта выбрано проектирование структурированной кабельной системы для четвертого этажа экономического факультета «НИ МГУ имени Н. П. Огарёва». Цель курсовой работы: спроектировать структурированную кабельную сеть, рассчитать количество необходимого оборудования и расходных материалов на построение данной сети. Строительное описание этажа Объект проектирования расположен по адресу: Республика Мордовия, город Саранск, улица Полежаева, 44. Помещения расположены на седьмом этаже здания, экономического факультета. Стены здания и внутренние некапитальные перегородки, где проектируется СКС, изготовлены из обычного кирпича и имеют толщину около 0,5 м и покрашены краской, толщиной около 1 мм. Каких-либо каналов в полу и стенах, которые были бы предназначены для прокладки кабелей, строительным проектом здания не предусмотрены. В коридорах строительным проектом здания также не предусмотрены навесные потолки и фальшполы для прокладки необходимого кабеля. Принцип прокладки кабелей – настенные каналы кабельные короба. Постановка задачи: требуется разработать проект кабельной системы, позволяющей обеспечить функционирование локальных сетей объекта. Технические требования к кабельной системе В состав структурированной кабельной системы входят: информационные розетки в зоне рабочего места; кроссовое оборудование; точка доступа; кабельные соединения между кроссовым оборудованием и информационными розетками; соединительные кабели для подключения оборудования автоматизированных рабочих мест (АРМ) к информационным розеткам; соединительные кабели для подключения центрального сетевого оборудования к кроссовому оборудованию; кабельные соединения между технологическими помещениями в зданиях и между ними. Проходные кабельные соединения между кроссовым оборудованием и информационными розетками должны выполняться с использованием неэкранированного четырехпарного кабеля «витая пара» с волновым сопротивлением 100 Ом (UTP-кабелей). Все применяемые компоненты проводных кабельных соединений должны отвечать требованиям стандарта ANSI/TIA/EIA-568-B. Каждое проводное кабельное соединение должно состоять из восьмипроводной линии передачи, образованной четырьмя «витыми парами». Витая пара является одним из видов кабельной связи. Состоит из одного или нескольких пар проводников в изоляции, которые скручены между собой и покрыты защитной оболочкой. Используются для передачи данных между сетевыми устройствами, подключаются разъемом 8Р8С. Электрический монтаж информационных розеток RJ-45 в зоне рабочего места и на кроссовом оборудовании должен осуществляться в соответствии с вариантом Т568В стандарта ANSI/TIA/EIA-568-B с обязательным задействованием всех восьми проводов кабеля. Длина линий связи от кроссового оборудования, размещаемого в технологических помещениях, до информационных розеток в зоне рабочего места не должна превышать предельной величины 90 м, установленной стандартом ANSI/TIA/EIA-568-B [1]. Длина соединительных кабелей для подключения центрального сетевого оборудования ЛВС к кроссовому оборудованию не должна превышать предельной величины 6.0 м, установленной стандартом ANSI/TIA/EIA-568-B [1]. Длина соединительных кабелей для подключения оборудования зоны рабочего места к информационным розеткам не должна превышать предельной величины 4.0 м. Указанные кабели должны обеспечивать восьмипроводное соединение оборудования АРМ с соответствующей информационной розеткой. Проектная документация, а также спецификации на материалы, оборудование и работы в обязательном порядке должны быть согласованы с заказчиком до заключения договора на монтаж структурированной кабельной системы. Технические требования к маркировке кабельных соединений. Структурированная кабельная система (СКС) является сложным техническим продуктом, в состав которого входят тысячи и даже десятки тысяч отдельных компонентов. Маркировка элементов структурированной кабельной системы (СКС) должна выполняться в соответствии с требованиями стандарта ANSI/TIA/EIA-606. Маркировка элементов кабельных соединений должна наноситься в доступном для наблюдения месте и позволять идентифицировать данные элементы согласно документации [5]. Характеристика помещений для установки информационных розеток проектируемой СКС представлена в таблице 1. Таблица 1 – Помещения для установки информационных розеток проектируемой СКС
Итого получили 18 информационных розеток. Описание топологии Структурированная кабельная система – это система, с помощью которой проектировщик сети строит нужную ему конфигурацию из стандартных кабелей, соединенных стандартными разъемами и коммутируемых стандартных кроссовых панелях. При необходимости конфигурацию связей можно легко изменить – добавить компьютер, сегмент, коммутатор, изъять ненужное оборудование, а также поменять соединения между компьютерами и концентраторами. Структурированная кабельная система планируется и строится иерархически, с главной магистралью и многочисленными ответвлениями от нее. Все соединения кабелей выполняются в распределительных пунктах (коммутационных центрах). В распределительных пунктах кабели монтируются с кроссовой панели, разъемы которых соединяются с активным сетевым оборудованием или друг с другом короткими соединительными кабелями. Иерархическая структура СКС включает: горизонтальные кабельные подсистемы (в пределах этажа); вертикальные кабельные подсистемы (внутри здания); магистральную кабельную подсистему кампуса (в пределах одной территории с несколькими зданиями); кабельную подсистему рабочих мест. В данном курсовом проекте производится проектирование горизонтальной кабельной системы. Горизонтальная кабельная система представляет собой кабельную разводку, которая идет от настенной розетки до места подключения в коммутационном шкафу. Максимальная длина горизонтального кабеля не должна превышать 90 м. Топологически структурированная кабельная система представляет собой «иерархическую звезду». Топология сети – это логическая схема соединения компьютеров или узлов сети каналами связи. Топологией называют геометрическое изображение отношений в сети. Имеется большое количество различных топологий. Есть 4 вида топологии: а) Звезда. Суть данного вида архитектуры СКС заключается в том, что каждый второй компьютер в общую сеть включается через отдельный кабель. Один разъем подключается к сетевому устройству, а второй – к адаптеру. Достоинства: простота монтажа; расширяемость и управляемость; возможность модернизации СКС. Недостатки: дешевизна внедрения; большое количество кабеля для устройства этой архитектуры; отказ концентратора приводит к отключению всех рабочих станций. б) Кольцо. Предполагает последовательное соединение ПК, при этом передача сигнала идет в одном направлении по кольцу. Отдельный ПК выполняет функцию повторителя для усиления сигнала. Достоинство – простота архитектуры СКС. Недостаток – выход из строя одного из ПК неизбежно привезет к проблемам в работе всей системы. в) Шина. Подразумевает присоединение каждого компьютера к сети по единому кабелю. На концах этого кабеля находятся терминаторы. Они отражают проходящий через ПК сигнал, который в свою очередь передается шиной по сети. Каждый ПК (рабочая станция) сверяет адрес данного сигнала с адресом рабочей станции. При совпадении сигнал принимается. При несоответствии – передается дальше. Так происходит до тех пор, пока сигнал не найдет правильного адресата. Достоинства: безотказность сети; гибкость системы; доступная цена разъемов и кабеля; минимальная длина кабеля для построения этой архитектуры. Недостатки: ограничение на количество рабочих станций и длину кабеля; низкая производительность; задержки при передаче больших объемов данных; сложность выявления дефектов сети. г) Гибрид. На практике какой-либо вид топологии СКС редко реализуется в «чистом виде». Локальные сети, как правило, отличаются симметричной топологией, глобальные – неправильной. Объединение различных топологий СКС в единую архитектуру приводит к созданию таких разновидностей топологий, как древовидная, пересекающиеся кольца, «снежинка» и ряд других. Топология СКС – «иерархическая звезда» представляет собой одну из разновидностей звездообразной топологии структурированных кабельных систем, которая характеризуется тем, что часть ответвлений системы, выходящие из главного центра, сами в свою очередь ветвятся на концах. Данная топология является базовой и чаще всего применяется в компьютерных сетях, где все компьютеры присоединяются до центрального узла или сетевого концентратора и образуют физический сегмент сети. В том случае, если сеть с топологией иерархическая звезда состоит из нескольких узлов за счет их подключения к сетевым элементам, такую топологию уже называют расширенной звездой. В основе иерархической звезды лежит центральный концентратор, непосредственно к которому подключаются все компьютеры при помощи отдельных кабелей. Данный тип топологии является одним из самых распространенных в глобальных и локальных сетях. Топология иерархическая звезда используется в таких сетях, где имеется довольно большое количество компьютеров. Когда в одной сети присутствует не один концентратор, а несколько, то при проектировании компьютерных сетей отдельные участки сети соединяются между собой иерархически при помощи связей типа звезда. «Иерархическая звезда» допускает дополнительные соединения распределительных пунктов одного уровня. Однако такие соединения не должны заменять магистрали основной топологии. Число и тип подсистем зависит от размеров комплекса или здания и стратегии использования системы. Распределительные пункты размещаются в телекоммуникационных помещения и аппаратных. Телекоммуникационные помещения предназначены для установки панелей и шкафов, сетевого и серверного оборудования, обслуживающих весь или часть этажа. Аппаратные выделяют для телекоммуникационного оборудования, обслуживающего пользователей всего здания (например, УАТС, мультиплексоры, серверы) и размещения РП здания. Панели, шкафы и оборудования РП этажа, совмещенные с РП здания также могут находиться в помещении аппаратной. Интерфейсы СКС – это окончания подсистем, обеспечивающие подключение оборудования и кабелей внешних служб методом подключения или коммутации. Подключение к сети общего пользования осуществляется с помощью интерфейса сети общего пользования. Местоположение интерфейса сети общего пользования определяется национальными, региональными и местными правилами. Если интерфейсы сети общего пользования и СКС не соединены коммутационным кабелем или с помощью оборудования, необходимо учитывать параметры промежуточного кабеля. Расчет количества кабелей, коробов и крепежей Точный расчёт количества декоративных коробов и их аксессуаров, необходимых для реализации конкретного проекта, возможен только в процессе рабочего проектирования. Это обусловлено тем, что данная процедура сопряжена с необходимостью выполнения скрупулезных подсчетов с учетом многочисленных индивидуальных архитектурных особенностей технических и рабочих помещений. Поэтому на данном этапе разработки проводят оценочный расчет. Необходимо 572/305 + 10% (запас) = 3 коробок по 305 метра кабеля витой пары категории 5Е и 1 упаковка (305 метров) кабеля 6 категории для соединения коммутаторов и патч-панелей. Габариты декоративного короба рассчитываем следующим образом. Принимаем диаметр горизонтального кабеля категории 5Е равным 5,2 мм, что соответствует площади поперечного сечения 21,2 мм2. Коэффициент использования площади в соответствии с теоретическими данными принимаем равным ki = 0,5, а коэффициент заполнения – средним по стандарту TIA/EIA-569-A и равным kz – 0,45. При такой степени заполнения существенно упрощается эксплуатация кабельной системы и становится возможной при необходимости установка дополнительных ИР с прокладкой новых кабелей в существующих декоративных коробах. В случае острой необходимости иногда допускается увеличение этого параметра, но не выше максимального значения, установленного стандартом. В соответствии с исходными данными, кроме информационной сети должна быть создана сеть электропитания. Для выполнения норм противопожарной безопасности для прокладки сетевых кабелей должна быть выделена отдельная секция декоративного короба. При относительно небольшом количестве ИР, обслуживаемых одним сегментом декоративных коробов, применение этих изделий больших размеров со съемными перегородками является нецелесообразным. Таким образом получаем, что для минимизации габаритов необходимо применять 3-секционные настенные кабельные каналы, то есть короба размером 60х60 мм и более. Проведем необходимые расчеты: 572/21,2 * 0,5 = 14. Количество кабеля составляет 572 метра. Соответственно, количество дюбелей составляет 572/2*3 + 10% (запас) = 944 крепежей. Поставка этих компонентов осуществляется упаковками по 100 штук в каждой, то есть всего потребуется 10 упаковок. Кабельные стяжки используются для формирования жгутов кабелей. Нам необходимо 2 упаковки по 100 штук. Выбор коммутационного оборудования Для построения сети в данном курсовом проекте использовалось следующее коммутационное оборудование. а) Коммутатор IP-COM G1024F (рисунок 1).  Рисунок 1 - Коммутатор IP-COM G1024F Характеристики: тип оборудования: УправляемыйL2; уровень коммутатора Layer2; базовая скорость передачи данных: 10/100/1000 Мбит/сек; память: 128 МБ CPU RAM, 32 Мб flash; количество портов RJ45 (LAN): 24 x RJ45; порты FastEthernet: 24 портов 10/100 Мбит/сек; гигабитные порты: 24 портов 10/100/1000 Мбит/сек; порты SFP: 2 x SFP, разделяемых с портами RJ45; потребление энергии: 49,5 Вт; размеры (ширина х высота х глубина): 550х410х170 мм; масса: 4,9 кг; высота аппаратурной стойки: 1U. б) Коммутационная панель (патч-панель) CABEUS PL-24-CAT.6A-DUAL (рисунок 2).  Рисунок 2 - Патч-панель CABEUS PL-24-CAT.6A-DUAL Цифровая маркировка портов на лицевой панели и площадки для дополнительной маркировки. Интуитивно понятная цветовая маркировка на задней панели в соответствии с Т568В и Т568А. Встроенный задний кабельный организатор для укладки кабелей, компактные размеры и малый вес. Характеристики: 24 портов; порты RJ-45; неэкранированная; высота 1U. в) Источник бесперебойного питания ИБП EATON 5PX1500IRT (рисунок 3).  Рисунок 3 - ИБП EATON 5PX1500IRT Напряжение питающей сети 160 – 294 В. Постоянное выходное напряжение: при наличии напряжения сети, режим «ОСНОВНОЙ» и температуре окружающей среды 25 оС – 3,0…13,7 В; при отсутствии сети, режим «РЕЗЕРВ», от АКБ – 9,5…13,7 В. Максимальное напряжение на выходе, при котором происходит автоматическое отключение нагрузок 14,8…15 В. Мощность, потребляемая источником от сети ВА, не более 310 ВТ. Корпус для установки в 19’’ шкаф, высота 2U, 5 информационных выходов о состоянии источника в формате «сухие контакты реле». Габаритные размеры (Ш х В х Г): 441х522х86 мм. Вес: 27,6 кг. г) Вентиляторный модуль Hyperline TRFA-MICR-2F-RAL9004 (рисунок 4).  Рисунок 4 - Вентиляторный модуль Hyperline TRFA-MICR-2F-RAL9004 д) Коммутационный шкаф ЦМО (ШРН-Э-6.650-9005) (рисунок 5).  Рисунок 5 - Коммутационный шкаф ЦМО (ШРН-Э-6.650-9005) Шкаф подходит только для настенного монтажа; надежная сборная конструкции; простой монтаж на стену; открывающаяся передняя стеклянная дверь с замком и удобной ручкой; угол открывания двери более 180о. Соответствует стандартам ANSI/EIA; RS-310-D; IEC 297-2; DIN 41494 часть 1; DIN 41494 часть 7; GB/T3047.2-92. Допустимая статическая нагрузка: 50 кг. Степень защиты: IP20. Габариты: 9U – (Ш х Г х В) 600х745х520 мм. Данные коммутационные шкафы обладают небольшими габаритами, и не будут занимать много места в коридоре. Также они оснащены хорошей системой охлаждения. Возможно размещение до 3 патч-панелей. В каждый коммутационный шкаф будут установлены 24-портовые коммутаторы. е) Настенная розетка RJ-45 (рисунок 6).  Рисунок 6 - Настенная розетка RJ-45 Расчет размеров коммутационного шкафа Зная все оборудование, был рассчитан максимальный размер коммутационного шкафа: коммутатор – 1Ux1=1U; источник бесперебойного питания – 2U; патч-панель – 1Ux1=1U; вентиляционный модуль – 1U. В итоге, высота коммутационного шкафа 1 будет составлять 5U. В данной работе был использован шкаф высотой 9U для дополнительного резерва пространства. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||