43643

Абонентская сеть широкополосного доступа ООО «ТомГейт». Результат моделирования в среде Packet Tracer

Дипломная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Сегодня в мире бизнеса компьютерная сеть – это больше чем набор соединенных между собой устройств. Для множества видов деятельности предприятий компьютерная сеть это ресурс, позволяющий сотрудникам собирать, анализировать, организовывать и распространять информацию, являющуюся основой их бизнеса и источником прибыльности всего предприятия.

Русский

2013-10-28

2.18 MB

198 чел.

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

184

ФЭТ ДП.465613.350 ПЗ

Инв. № подл.

Взам. Инв. №

Подп. и дата

Инв. № дубл.

Подп. и дата

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 11

1  Постановка задачи модернизации 14

2  Анализ недостатков существующей сети 15

3  Аналитический обзор 17

  3.1 Службы сети доступа 17

  3.2 Технология  IPTV (Internet Protocol Television) 19

  3.3 Обзор технологий 19

  3.4 Обзор существующих способов прокладки оптического кабеля 28

  3.5 Обзор коммутационного оборудования 32

  3.6 Обзор оптического волокна 36

  3.7 Обзор пассивного оборудования 39

4  Модернизация сети широкополосного доступа 48

  4.1 Выбор технологии и сетевого оборудования 48

     4.1.1 Обзор технологий передачи данных 48

     4.1.2 Выбор технологии для передачи данных 56

     4.1.3 Выбор домовых коммутаторов 57

     4.1.4 Выбор коммутаторов второго уровня для агрегирующих узлов                 связи 64

     4.1.5 Выбор коммутатора третьего уровня для центрального узла связи 72

  4.2 Расчет основных параметров волокно – оптических линий связи 75


     4.2.1 Расчет параметров оптического волокна 75

     4.2.2 Расчет показателя преломления оболочки 76

     4.2.3 Расчет числовой апертуры 76

     4.2.4 Расчет нормированной частоты 77

     4.2.5 Расчет дисперсии 77

     4.2.6 Расчет потерь в оптическом волокне 78

     4.2.7 Расчет нагрузки на кабель 81

     4.2.8 Расчет помехоустойчивости системы 88

  4.3 Выбор элементов СКС 91

  4.4 Выбор оборудования резервного питания 95

5  Расчет надежности системы 100

6  Экспериментальная часть 103

  6.1 Настройка сетевых служб 103

  6.2 Настройка сетевого оборудования 105

  6.3 Моделирование сети в среде Packet Tracer 117

7 По вопросам безопасности жизнедеятельности 143

  7.1 Рабочее место системного администратора 143

  7.2 Анализ факторов производственной опасности  и  вредности  143

  7.3 Требования безопасности 146

  7.4 Разработка комплекса защитных мероприятий 151

  7.5 Инструкция по технике безопасности 158

8  По организационно – экономической части 163

  8.1 Обоснование целесообразности разрабатываемой сети 163

  8.2 Планирование комплекса работ по разработке темы 163

  8.3 Расчет сметы затрат 171

  8.4 Расчет эксплуатационных затрат 176

  8.5 Расчет годового экономического эффекта от разработки 180

Заключение 183

Список используемых источников 184

Графический материал:                                                    

На отдельных листах

ФЭТ ДП. 465613.350

Абонентская сеть широкополосного доступа ООО «ТомГейт». Схема расположения сетевого оборудования.

ФЭТ ДП. 465613.350

Абонентская сеть широкополосного доступа ООО «ТомГейт» модернизированная. Схема расположения сетевого оборудования.

ФЭТ ДП. 465613.350

Сетевое оборудование. Алгоритм настройки.

ФЭТ ДП. 465613.350

Абонентская сеть широкополосного доступа ООО «ТомГейт». Результат моделирования в среде Packet Tracer.

ФЭТ ДП. 465613.350

Модернизированная абонентская сеть широкополосного доступа ООО «ТомГейт». Результат моделирования в среде Packet Tracer.

ФЭТ ДП. 465613.350

Модернизация абонентской сети широкополосного доступа  ООО «Томгейт». Технико-экономические показатели.


ВВЕДЕНИЕ

Информационные методы все шире внедряются во все сферы деятельности. Информатизация, конвергенция компьютерных и телекоммуникационных технологий, переход к широкомасштабному применению современных информационных систем в сфере науки и образования обеспечивают принципиально новый уровень получения и обобщения знаний, их распространения и использования.

На наиболее фундаментальном уровне, сеть  это набор соединенных между собой устройств, предоставляющих возможность пользователям сохранять, обмениваться и получать доступ к необходимой информации. Наиболее популярными устройствами, соединяющимися в сеть, являются микрокомпьютеры, миникомпьютеры, терминалы, принтеры, факсы, пейджеры и различные устройства для хранения данных. В ближайшем будущем множество других типов устройств станут сетевыми, включая интерактивное телевидение, видеотелефоны, системы навигации и контроля. Принципиально, сетевые устройства везде будут предоставлять возможность двухстороннего доступа к массе ресурсов в глобальной компьютерной сети.

Сегодня в мире бизнеса компьютерная сеть – это больше чем набор соединенных между собой устройств. Для множества видов деятельности предприятий компьютерная сеть  это ресурс, позволяющий сотрудникам собирать, анализировать, организовывать и распространять информацию, являющуюся основой их бизнеса и источником прибыльности всего предприятия. Сейчас массово используются термины интрасеть (intranet) и экстрасеть (extranet)  сети предприятий, базирующихся на технологиях Интернет, что является индикатором важности использования компьютерных сетей в бизнесе.

На сегодняшний день, невозможно представить свою жизнь без качественного и недорогого выхода в Интернет. Кроме того, с каждым днем Интернет становится все более доступным финансово и технически, и вот уже выгода и удобство использования Всемирной паутины полностью окупают затраты на ее подключение.

Сеть  это совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Международная организация по стандартизации определила вычислительную сеть как последовательную бит-ориентированную передачу информации между связанными друг с другом независимыми устройствами.

Структурированная кабельная сеть (СКС) представляет собой коммуникационную систему, позволяющую совместно использовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, таких как принтеры, плоттеры, диски, модемы и другие периферийные устройства. Локальная сеть обычно ограничена территориально одним или несколькими близко расположенными зданиями.

В состав сети в общем случае включается следующие элементы:

  1. сетевые ЭВМ (оснащенные сетевым адаптером);
  2. каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, цифровые, волоконно-оптические, радиоканалы и др.);
  3. различного рода преобразователи сигналов;
  4. сетевое оборудование.

Под информационной системой следует понимать объект, способный осуществлять хранение, обработку или передачу информация. В состав информационной системы входят: ЭВМ, программы, пользователи и другие составляющие, предназначенные для процесса обработки и передачи данных.

Целью данной практической работы является получение навыков по модернизации сети широкополосного доступа оператора связи  ООО «Томгейт».

Задачей практической работы является модернизация топологии сети и узлов связи для предоставления телематических услуг связи и услуг передачи данных (доступ в сеть Интернет) оператора ООО «Томгейт» в районе улиц пер. Дербышевского – Дальне-Ключевская – пр. Ленина города Томска.

Актуальность данной темы объясняется тем, что все современные операторы связи не могут обойтись без сети широкополосного доступа в интернет. Процесс модернизации сети широкополосного доступа должен дать максимальный экономический эффект, что также является одной из задач  моей работы. Поэтому необходимо провести тщательный анализ и сделать необходимые расчеты перед непосредственной модернизацией сети.


Постановка задачи модернизации

ООО «ТомГейт» является, на данный момент, одним из ведущих операторов  на рынке предоставления телематических услуг связи – доступа во внешний Интернет по технологии VPN. Компания начала свое существование в 2005 году, когда цена за доступ во «внешний» интернет в Томске была очень высокой, но существовала возможность предоставить клиентам услугу по значительно более низкой стоимости, используя спутниковые каналы связи, чем у крупных операторов связи Томска. Незначительная цена доступа в томскую сеть для абонентов практически всех операторов, конкурентоспособные цены тарифных планов, высокое качество сервиса, - вот факторы успеха компании.

Но, в связи с падением цен на «внешние» каналы связи, у магистральных операторов, – возникла угроза потери томского «феномена» - бесплатного внутригородского интернета, что могло привести к не востребованности услуг компании.

Поэтому было принято решение строить свою сеть передачи данных и напрямую предоставлять абонентам свои услуги. Основой стратегии компании – это  высокое качество доступа в Томскую сеть и низкие цены на «внешний» интернет. 

Также, дальнейшее развитие сервиса телематических услуг связи доступа в сеть Интернет с использованием технологии VPN, сможет приносить дополнительный доход. Прибылью от этого сервиса можно будет финансировать дальнейшее строительство собственной сети связи.

Существующая сеть передачи данных с течением некоторого промежутка времени устарела и уже не может составлять конкуренцию другим операторам связи, т.е. перестала соответствовать современным требованиям, вследствие чего появилась необходимость в модернизации.


Анализ недостатков существующей сети

Рассмотрим недостатки существующей сети:

2.1.1 Неуправляемое оборудование доступа  (свитчи, в которые непосредственно включаются абоненты), это приводит к ряду недостатков:

  1. в случае сбоя абонентского оборудования невозможно удалённо погасить клиентский порт;
  2. невозможность контроля меж абонентского трафика клиентов, включённых в один коммутатор;
  3. невозможность автоматизированного сбора статистики с коммутаторов;
  4. невозможность запрещения абонентских DHCP-серверов;
  5. невозможность предотвращения несанкционированного доступа к сети (например, отключённый за неуплату абонент может выходить в сеть с помощью соседа);
  6. невозможность быстрой диагностики состояния сети с целью поиска отказавшего оборудования и т.д.

2.1.2 Используемое оборудование в большинстве своём не имеет гигабитных портов, следовательно, ограничено суммарное потребление трафика абонентами, т.е. невысокая пропускная способность сети.

2.1.3 Используемое оборудование устарело и не позволяет эффективно вводить дополнительные услуги (IPTV, VoIP и так далее), что делает сеть менее привлекательной для новых абонентов.

2.1.4 Некоторые дома подключены не оптическим кабелем, а витой парой, что влечёт за собой повышенную восприимчивость узлов к грозам, частый выход оборудования из строя при попадании молнии в кабель, т.е. невысокую надежность передачи данных.

2.1.5 Отсутствие бесперебойного питания оборудования на центральном узле связи и узлах связи, расположенных на домах приводит к понижению надежности.

Основным путем решения технических недостатков является замена устаревшего оборудования на более новое, которое соответствует современным требованиям сетей. Недостатки, связанные с безопасностью и контролем сети, можно решить при помощи технологии Vlan per user, которая выделяет для каждого абонента свою виртуальную сеть, тем самым помогает избежать проблем с неконтролируемым межабоненстким трафиком.


Аналитический обзор

 Службы сети доступа

Сеть доступа на основе волокно - оптической системе передачи данных может предоставлять множество сервисов основанных на интернет протоколе (IP). Большинство из них не требуют применение специфического оборудования, кроме компьютера и Ethernet карты. Некоторыми сервисами всеже будет удобнее пользоваться, применяя специальное аппаратное обеспечение.

3.1.1 Доступ в глобальную сеть Интернет.Доступ к Интернет-ресурсам по ВОСПД позволяет:

  1.  иметь постоянное соединение с глобальной сетью Интернет и пользоваться полным спектром услуг сети;
  2.  обеспечить внутри сети на отдельном сервере (или серверах) выполнение таких задач, как: система электронной почты, система телеконференций, WWW, FTP;
  3.  иметь высокую скорость передачи данных, позволяет принимать потоковое видео и аудио, пользоваться различными социальными сервисами, службами мгновенного обмена сообщениями.

3.1.2 IP телефония  (Voice over IP).Передача голоса по IP сетям. Это технология передачи телефонных переговоров (голоса) и телефонной сигнализации (сигналов поднятия/опускания трубки, набора номера, готовности линии, занятости, вызова и другие) в компьютерных сетях с использованием протокола IP.

Сети IP-телефонии предоставляют возможности для вызовов трех основных типов:

«От телефона к телефону». Вызов идет с обычного телефонного аппарата к АТС, на один из выходов которой подключен шлюз IP-телефонии, и через IP-сеть доходит до другого шлюза, который осуществляет обратные преобразования;

«От компьютера к телефону». Мультимедийный компьютер, имеющий программное обеспечение IP-телефонии, звуковую плату (адаптер), микрофон и акустические системы, подключается к IP-сети или к сети Интернет, и с другой стороны шлюз IP-телефонии имеет соединение через АТС с обычным телефонным аппаратом;

«От компьютера к компьютеру». В этом случае соединение устанавливается через IP-сеть между двумя мультимедийными компьютерами, оборудованными аппаратными и программными средствами для работы с IP-телефонией.

3.1.3 Видеотелефония. Телекоммуникационная технология, обеспечивающая организацию видеоконференций между двумя и более абонентами по сети передачи данных. Во время сеанса ВКС обеспечивается интерактивный обмен звуком и изображением. Также абоненты могут транслировать телеметрические данные, компьютерные данные, демонстрировать документы и объекты с использованием дополнительных видеокамер. Передача потока звука и видео по сети передачи данных обеспечивается путем кодирования/декодирования данных (аудио и видео потока) с использованием стандартизованных аудио- и видео-кодеков.

Для общения в режиме видеоконференции абонент должен иметь терминал ВКС. Обычно Терминал ВКС состоит из микрофона, видеокамеры, устройств отображения информации и воспроизведения звука, а также центрального устройства - кодека, обеспечивающего кодирование

декодирование потока данных.

Технология  IPTV (Internet Protocol Television)

Цифровое интерактивное телевидение в сетях передачи данных по протоколу IP, новое поколение телевидения. Главным достоинством IPTV является интерактивность видеоуслуг и наличие широкого набора


дополнительных сервисов.

Интерактивность заключается в  возможности двустороннего взаимодействия абонента с передающим оборудованием  по сети КТВ,  в  том числе реальном масштабе времени.

Дополнительные сервисы IPTV:

  1.  video on demand (VoD) — видео по запросу, система индивидуальной доставки абоненту телевизионных программ или видеофильмов по кабельной сети с мультимедиасервера в формате MPEG;
  2.  TVoIP (Телевидение по протоколу IP) — это цифровая трансляция видеоконтента (телеканалов) одновременно для всех телезрителей с возможностями навигации по каналам в едином пакете каналов;
  3.  time shifted TV (англ. сдвинутое во времени вещание) — система телевидения, при которой можно заранее заказать просмотр транслируемой передачи «со сдвигом» на удобное время;
  4.  network personal video recorder (NPVR) (англ. сетевой персональный видеомагнитофон) - сервис цифрового телевидения сетевой персональный видеомагнитофон, который позволяет записать любую из транслируемых телепередач и посмотреть сколько угодно раз в удобное время, а также стереть.

Обзор технологий

3.3.1Виды сетей их реализация.Строительство сетей доступа в настоящее время главным образом идет по четырем направлениям:

  1.  сети на основе существующих медных телефонных пар и технологии xDSL;
  2.  подключение через сети кабельного телевидения;
  3.  беспроводные сети;


  1.  волоконно-оптические сети.

Использование технологии xDSL – это самый простой и недорогой способ увеличения пропускной способности существующей кабельной системы на основе медных витых пар. Как правило, применяется операторами телефонной связи. Главным практическим признаком xDSL является асимметричность передачи данных. От сети к пользователю скорость значительно выше ("нисходящий" поток от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с), чем в противоположном направлении ("восходящий" поток данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с). Наибольшая скорость достигается на расстоянии до 3 км, а максимальное расстояние для устойчивой связи на минимальной скорости около 5-6 км. Нужно отметить, что большим достоинством ADSL является возможность работы по одной линии параллельно с телефоном (не мешая друг другу).

На данный момент операторы КТВ используют технологию гибридной оптоволоконно-коаксиальной сети, в которой магистральная часть строится на оптоволокне, а абонентская (на один дом или группу домов) - по прежним коаксиальным кабелям.

Существует и развитие этой технологии - HFPC (Hybrid Fiber Passive Coax). В нем коаксиальные сегменты меньше по размеру (близко к одному большому дому, или 2-3 средним), из-за чего в этой части можно обойтись

без активного оборудования. Качество передачи сигналов (особенно в обратном канале) такой сети значительно выше, эксплуатационные расходы ниже. Мешает широкому распространению данного типа сетей только высокая стоимость оборудования для оптико-коаксиального преобразования.

Следующий вариант - транспортировать по оптоволокну только видео, а данные и голос передавать отдельно (или в том же оптическом кабеле, но в другом канале). Все сигналы объединять только на входе в коаксиальный сегмент.

Однако в сетях HFPC (Hybrid Fiber Passive Coax) по сути нет места


классическим (работающим по коаксиальному кабелю) кабельным модемам. Если волокно уже приходит в дом или небольшую группу домов, дешевле его раздать отдельным кабелем по Ethernet, чем ставить дорогостоящую головную станцию и кабельные модемы.

Беспроводные сети доступа могут быть привлекательны там, где возникают технические трудности для использования кабельных инфраструктур. Беспроводная связь по своей природе не имеет альтернативы для мобильных служб. В последние годы наряду с традиционными решениями на основе радио - и оптического Ethernet доступа, все более массовой становится технология WiFi (802.11b/g). Грубо говоря, устанавливая точку доступа 802.11, получаем концентратор (хаб) с характеристиками, несколько ухудшенными относительно его "проводных" аналогов. Таким образом, на одну точку пропускной способностью 11Mb/s (802.11b) для большинства приложений возможно подключить до 10-15 клиентов.

Это обстоятельство делает фактически невозможным применение подобного оборудования в сетях доступа масштаба города или хотя бы района. Несмотря на то, что подобные сети были построены во многих городах, услугу нельзя назвать массовой (или качественной).

Достойным применением оборудования 802.11b являются соединения

точка-точка или разнос на 2-3 точки на расстояниях до 7-8 километров.

Следует отметить, что для трех перечисленных направлений дальнейшее увеличение пропускной способности сети связано с большими трудностями, которые отсутствуют при использовании такой среды передачи, как волокно.

Таким образом, единственный путь, который позволяет заложить способность сети работать с новыми приложениями, требующими все большей скорости передачи – это прокладка волоконно-оптической линии связи от головной  станции  до потенциального клиента. В настоящее время


благодаря значительному снижению цен на оптические компоненты этот подход стал актуален. Сегодня использовать такое решение для организации сети доступа стало выгодно и при обновлении старых, и при строительстве новых сетей доступа. [3]

3.3.1 Основные топологии оптических сетей доступа.Существуют четыре основные топологии построения оптических сетей доступа: «кольцо», «точка-точка», «дерево с активными узлами», «дерево с пассивными узлами».

3.3.2.1 Кольцо. Кольцевая топология (рисунок 3.1) на основе SDH положительно зарекомендовала себя в городских телекоммуникационных сетях. Однако в сетях доступа не все так хорошо.

Если при построении городской магистрали расположение узлов планируется на этапе проектирования, то в сетях доступа нельзя заранее знать где, когда и сколько абонентских узлов будет установлено.

При случайном территориальном и временном подключении пользователей кольцевая топология может превратится в сильно изломанное кольцо с множеством ответвлений, подключение новых абонентов осуществляется путем разрыва кольца и вставки дополнительных сегментов.

На практике часто такие петли совмещаются в одном кабеле, что приводит к появлению колец, похожих больше на ломаную – “сжатых” колец (collapsed rings), что значительно снижает надежность сети.

Рисунок 3.1-Топология «кольцо»

Тем не менее, основными плюсами кольцевой топологии при условии точного заблаговременного расчета количества узлов, являются:

  1.  используется недорогой однотипный маловолоконный кабель (до 4 волокон);
  2.  не нужен многопортовый центр агрегации;
  3.  возможно использование дешевых двухволоконных ковертеров.
  4.  минусами такой топологии являются:
  5.  необходимы относительно дорогие домовые коммутаторы с расширенным функционалом, желательно однотипные;
  6.  активное оборудование на уровне квартала дает точки отказа, которые существенно снижают надежность сети в целом, необходимы блоки бесперебойного питания, вандалоустойчивые шкафы;
  7.  внутрирайонные магистрали объединены с домовой разводкой, что не лучшим образом сказывается на надежности при проведении регламентных работ или модернизации сети;

3.3.2.2 Дерево с активными узлами. Дерево с активными узлами (рисунок 3.2) – это экономичное с точки зрения использования волокна решение. Это решение хорошо вписывается в рамки стандарта Ethernet с иерархией по скоростям от центрального узла к абонентам 10/100/1000 Мбит/с. В этом случае возможно применение дешевого активного оборудование на доме. Квартальное оборудование, к которому будут приходить линии с домов, необходимо будет выбрать дороже, дабы управлять и вовремя локализовывать ошибки работы сети. Создание таких узлов влечет за собой необходиость обеспечения их бесперебойным питанием и защитой от вандалов (слишком высока цена оборудования).

Плюсы:

  1.  простота управления;
  2.  используется дешевый маловолоконный кабель (до 8 волокон);
  3.  можно использовать недорогое активное оборудование на домах, вплоть до неуправляемого.
  4.  неплохой потенциал увеличения скорости.

Минусы:

  1.  активное оборудование на уровне квартала дает точки отказа, который существенно снижают надежность сети в целом.
  2.  для "квартальных" узлов необходимы блоки бесперебойного питания, вандалоустойчивые шкафы.
  3.  внутрирайонные магистрали объединены с домовой разводкой, что не лучшим образом сказывается на надежности при проведении регламентных работ или модернизации сети.

Рисунок 3.2-Топология «дерево с активными узлами»

3.3.2.3 Дерево с пассивным оптическим разветвлением PON (P2MP). Решения на основе архитектуры PON, используют логическую топологию "точка - многоточка" P2MP (point-to-multipoint) , которая положена в основу технологии PON. К одному порту центрального узла можно подключать целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом в промежуточных узлах дерева устанавливаются компактные, полностью пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и обслуживания.

Общеизвестно, что PON позволяет экономить на кабельной инфраструктуре, за счет сокращения суммарной протяженности оптических волокон, т.к. на участке от центрального узла до разветвителя используется всего одно волокно. В меньшей степени обращают внимание на другой источник экономии – сокращение числа оптических передатчиков и приемников в центральном узле. Между тем экономия о второго фактора в некоторых случаях оказывается даже более существенной. Так по оценкам


компании NTT конфигурация PON с разветвителем в центральном офисе в непосредственной близости к центральному узлу оказывается экономичнее, чем сеть точка-точка, хотя сокращение длины оптического волокна практически нет! Более того, если расстояния до абонентов не велики (как в Японии) с учетом затрат на эксплуатацию (в Японии это существенный фактор) оказывается, что PON с разветвителем в центральном офисе экономичнее, чем PON с разветвителем, приближенным к абонентским узлам.

Рисунок 3.3-Топология «Дерево с пассивным оптическим разветвлением PON (P2MP)»

3.3.2.4 Звезда. В основе этой топологии  используется логическая топология "точка– точка", в которой к одному порту центрального


подключается один активный коммутатор на доме. При этом необходимость в промежуточных узлах, от коммутатора на доме до центрального узла отпадает.

Рисунок 3.4-Топология «звезда»

Плюсы:

  1.  высокая надежность, нет промежуточного активного оборудования (потенциальной точки отказа);
  2.  дешевизна долговременного обслуживания;
  3.  простота управления;
  4.  можно использовать недорогое активное оборудование на домах, вплоть до неуправляемого;
  5.  прекрасный потенциал увеличения скорости;  

Минусы:

  1.  применение дорогого многоволоконного кабеля. При необходимых ответвлениях ассортимент кабеля возрастает;
  2.  требуются навыки работы с многоволоконными кабелями;
  3.  весь участок проектировать обязательно одномоментно, так как


строительство "по частям" затруднено. [3]

В существующей сети используется топология «Звезда», подключенная только к одному оптическому узлу. После модернизации существующая топология изменится, будет один центральный узел связи и пять агрегирующих, что позволит нам увеличить число возможных подключаемых абонентов, за счет  агрегации трафика домов в одно волокно.

Обзор существующих способов прокладки оптического кабеля

Существуют два способа прокладки волоконно-оптического кабеля это подземная, т.е. прокладывается кабель под землей и воздушная это когда кабель подвешивают на столбы. Ниже рассмотрим эти 2 способа:

3.4.1 Подземная прокладка кабеля. Существуют три вида поземной прокладки оптического кабеля:

  1.  прокладка кабеля в грунт кабелеукладчиком (бестраншейная прокладка);
  2.  траншейная прокладка;
  3.  прокладка в кабельных канализациях.

Прокладка ВОЛС кабелеукладчиком (бестраншейная прокладка) применяется на трассах в различных условиях местности. В этом случае ножом кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель и кабель укладывается на ее дно.

Достоинства бестраншейной прокладки:

  1.  недорогая стоимость прокладки;
  2.  за счет автоматизированности прокладки, является наиболее производительным способом и сокращает трудоемкость в 10-20 раз.

Недостатки бестраншейной прокладки:

  1.  механические нагрузки достаточно высоки, так как волоконно-оптический кабель на пути от барабана до выхода из кабеленаправляющей


кассеты подвергается воздействиям продольного растяжения;

  1.  необходимость отвода земель под трассу;
  2.  используется случаях, длинного и беспрепятственного участка кабельной трассы;
  3.  сложность в обслуживании.

Траншейная прокладка производиться путем укладывания оптического кабеля в заранее вырытую траншею. При укладке кабеля на дно траншеи должна быть создана специальная подушка из песка, причем  большие или острые камни должны быть удалены из земли перед закапыванием траншеи, чтобы избежать последующего повреждения кабеля.

Достоинства траншейной прокладки:

  1.  наносит меньше механических повреждений;
  2.  обеспечивает большое качество прокладки;
  3.  применима также в условиях скальных грунтов, когда доступ кабелеукладчика затруднен и не имеется возможности прокладки воздушным способом.

Недостатки траншейной прокладки:

  1.  необходимость отвода земель под трассу;
  2.  более дорогая по сравнению использованием кабелеукладчика;
  3.  длительность в подготовлении и  прокладке кабельной трассы;
  4.  наиболее трудоемкий способ прокладки;
  5.  сложность в обслуживании.

Прокладка в кабельной канализации оптического кабеля используется преимущественно в населенных пунктах, там, где имеется  инфраструктура городской кабельной канализации. Для более эффективного использования каналов кабельной канализации предварительно в стандартные каналы прокладывают пластмассовые трубы, в которых и будет проложен оптический

кабель. Размещение волоконно-оптического кабеля в пластмассовом трубопроводе позволяет повысить механическую прочность и влагостойкость кабеля, не обладающего наружными металлическими покровами, и защитить его от грызунов.

Достоинства  прокладки в кабельных канализациях:

  1.  простота в обслуживании;
  2.  недорогая стоимость прокладки;
  3.  не наносит  механических повреждений;
  4.  недостатки прокладки в кабельных канализациях;
  5.  маршрут канализации может  не совпадать с проектируемой трассой прокладки кабеля, что потребует   дополнительных затрат на кабель;
  6.  весенние затопления, приводящие к невозможности обслуживания.

Воздушная подвеска кабеля:

Воздушная подвеска кабеля осуществляется путем прокладки ОК  по воздушным линиям  на специальных опорах.

В зависимости от конструкции кабеля существуют два метода воздушной подвески: с самонесущим кабелем и с подвеской на несущем тросе.

Достоинства использования воздушной прокладки:

  1.  можно использовать существующие линии электропередач;
  2.  она не зависит от типа почвы;
  3.  прокладку, вероятно, можно будет осуществить быстрее;
  4.  существуют возможности использовать большие строительные длины волокно – оптического кабеля;
  5.  ее легче обслуживать, особенно, если кабельная линия идет вдоль дорог;
  6.  однако существуют и недостатки воздушной прокладки;
  7.  у нее меньше срок службы в связи с воздействием окружающей среды;
  8.  возможность возникновения излишнего механического напряжения в неблагоприятных погодных условиях, таких как ветер, оледенение и


чрезмерно длинный пролет;

  1.  неэстетичность.

Самонесущий кабель это - такой кабель первоначально выкладывается вдоль линии опор на кабельных блоках, расположенных в точках установки опор. Это можно сделать с помощью установочных средств передвижения (кабельных тележек), в зависимости от полевых условий, или путем затягивания кабеля вручную.

Можно использовать пролеты различной длины, если правильно выбрать провисание волокно – оптического кабеля, принимая во внимание избыточную нагрузку. Для размещения воздушной линии рекомендуется использовать самую верхнюю позицию на опорах во избежание проблем, связанных с проездом под линией высокогабаритных средств передвижения.

Преимущества самонесущего кабеля:

  1.  монтаж проводится без отключения линии;
  2.  кабель не подвержен поражению молнией или токами короткого замыкания.

Недостатки самонесущего кабеля:

  1.  применение ограничивается напряжением линии не выше 110 кВ;
  2.  более высокая нагрузка на опоры;
  3.  при больших длинах пролета возрастает стоимость кабеля.

3.4.2  Кабель с подвеской на несущем тросе.При такой схеме подвески необходимо использовать несущий (поддерживающий) трос. Волокно – оптический кабель прикрепляется к несущему тросу либо на земле, либо после того как будет подвешен несущий трос. Несущий трос предварительно туго натягивается, что позволяет избежать чрезмерного удлинения кабеля. Во время этой процедуры нужно принять меры, чтобы избежать повреждения кабеля, в частности, из-за влияния сильного натяжения несущего кабеля на волокно – оптический 


кабель. Провисание волокно – оптического кабеля должно быть выровнено до прикрепления к нему кабеля, если несущий трос подвешивается на опоры после прикрепления к нему волокно – оптического кабеля.

Преимущества кабель с подвеской на несущем тросе:

  1.  монтаж проводится без отключения линии;
  2.  высокая скорость монтажных работ (при наличии несущего провода/троса);
  3.  увеличение нагрузки на опоры незначительное;
  4.  нет ограничений по классу напряжений при навивке на грозозащитный трос.

Недостатки кабель с подвеской на несущем тросе:

  1.  срок службы кабеля определяется сроком службы провода/троса, на который он навит;
  2.  применение ограничивается напряжением линии – не выше 110 кВ при навивке на фазный провод.

В ходе работы были рассмотрены различные способы прокладки кабеля, их достоинства и недостатки. [4]

Обзор коммутационного оборудования

В модернизированной кабельной сети активным оборудованием  будут являться коммутаторы L2 и L3 уровня.

Коммутатор  — сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил, принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня  между различными сегментами сети.         

Уровень 2 (по семиуровневой модели OSI) соответствует кадрам Ethernet. Соответственно их передвижение происходит согласно MAC-адресам, известных CAM-таблицам коммутаторов. Свитчи, которые "не знают" ничего выше по стеку протоколов называются коммутаторами 2-го


уровня.

При этом они могут производить весьма сложные операции. Например, ставить и убирать метки VLAN, распознавать приоритеты (QoS), устанавливать кадры в очереди, определять атаки, считать Ethernet-трафик, шейпить его, фильтровать по номерам портов, и т.п. Классическим типом "продвинутого" L2 можно считать несколько устаревшие на сегодня 3com SuperStack 3300 или Catalyst 2924. Следующие модели этих брендов (например 3com SuperStack 4400 или Catalyst 2950) уже имеют те или иные возможности следующих уровней.

Соединять разные сети Ethernet (т.е. реальные и виртуальные сети 2-го уровня) должны маршрутизаторы, которые обрабатывают данные на 3-м уровне (IP пакетов). При этом заголовки IP идут по сети Ethernet в поле данных, и обычным коммутаторам 2-го уровня недоступны.

Можно сказать, что маршрутизаторы (роутеры, routегs) - это следующая ступень сетевой иерархии. Упрощенного говоря, их задача - выбор маршрута передачи данных (иначе говоря, объединение разнородных сетей). Соответственно, если мосты для передачи кадров используют адреса физического уровня (МАС), то маршрутизаторы (роутеры) обычно используют IP адреса глобальной сети Интернет.

Для этого им, как минимум, нужно развернуть кадр Ethernet, извлечь из его поля данных дейтаграмму IP, и по ее заголовку направить пакет (возможно, опять упаковав дейтаграмму в кадр Ethernet). Однако, большинство маршрутизаторов работает по еще более сложному алгоритму, используя для передачи данных протоколы следующих уровней модели OSI (TCP, UDP, Nоvеll IРХ, АррlеТаlk II, и другие).


Основные требования, которые мы будем предъявлять к коммутаторам представлены в таблицы 3.1.

Т а б л и ц а 3.1 - Требования, предъявляемые к коммутаторам

Требование

Пояснение:

Коммутатор второго уровня (L2)

Предназначены для управления коммутацией на канальном (втором) уровне OSI.

24 порта 10/100Base-TX

10/100Base -TX Cпецификация IEEE 802.3us для сетей Ethernet со скоростью передачи 100 Мбит на основе оптического кабеля и витой пары

User/Password защита системы

Возможность защиты настроек по средствам учетных записей.

SSH, Telnet, SNMP

Управление коммутатором и изменение его настроек удаленно.

Работа с VLAN

VLAN (Virtual Local-Area Network) – это одна из функций Fast Ethernet. VLAN позволяет изменять конфигурацию сети, объединять пользователей в отдельные рабочие группы, определять доступные

сегменты для отдельно взятого порта.

Требование

Пояснение:

DHCP option 82

опция протокола DHCP, использующаяся для того чтобы проинформировать DHCP-сервер о том, от какого DHCP-ретранслятора и через какой его порт был получен запрос. Применяется при решении задачи привязки IP-адреса к порту коммутатора и для защиты от атак с использованием протокола DHCP


Продолжение таблицы 3.1

Требование

Пояснение:

Привязка IP адреса к номеру порта коммутатора

Функция необходима для пресечения подмены сетевых реквизитов пользователя злоумышленником.

Возможности ограничения входящего и  исходящего трафиков

Из за того, что данные не приходят на серверную машину, то ограничение трафика возможно только по средствам

наличия этой функции у коммутатора.

Rapid Spanning Tree

Основное назначение этого протокола состоит в следующем: построение топологии ЛВС без избыточного дублирования соединений или закольцовывания, недопустимых в силу логики построения ЛВС, позволяя тем

Т а б л и ц а 3.3 - Требования, предъявляемые к коммутаторам третьего               уровня

Требование

Пояснение:

Поддержка интерфейсов Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet

Поддержка необходимых интерфейсов.

Коммутатор второго уровня (L3)

Предназначены для управления коммутацией на сетевом (третьем) уровне OSI.

SSH, Telnet, SNMP

Управление маршрутизатором и изменение его настроек удаленно.

12 портов 1000BaseX

Порты в которые можно установить модуль GBIC (например для соединения с агрегирующими узлами связи)


Продолжение таблицы 3.3

Требование

Пояснение:

Работа с VLAN

VLAN (Virtual Local-Area Network) – это одна из функций Fast Ethernet. VLAN позволяет изменять конфигурацию сети, объединять пользователей в отдельные рабочие группы, определять доступные

сегменты для отдельно взятого порта.

User/Password защита системы

Возможность защиты настроек по

средствам учетных записей.

При выборе необходимо также делать немаловажную ставку на зарекомендовавших себя фирм производителей активного сетевого оборудования  фирм Cisco, D-link, Edge-core, 3Com, LinkSys. [2]

Обзор оптического волокна

Выбор оптических волокон для оптических кабелей линий связи имеет важное технико-экономическое значение. Правильный выбор типа волокна обеспечивает минимизацию эксплуатационных расходов и расходов на последующие реконструкции линий.

 Стандартное одномодовое волокно

Стандартное одномодовое волокно (рекомендация ITU-T G.652) по сути, представляет собой тонкую (5-8 мкм) сердцевину из стекла, легированного германием, окруженную более толстым слоем чистого стекла. Стандартное одномодовое волокно является основополагающим

компонентом оптической телекоммуникационной инфраструктуры.

Стандартные одномодовые волокна имеют минимальную дисперсию в диапазоне 1310 нм и пригодных для работы в диапазоне 1550 нм.

Оптические волокна типа G.652 обладают пониженным затуханием на «пике воды». «Пик воды» разделяет окна прозрачности в полосе пропускания одномодовых световодов в диапазонах 1300 нм и 1550 нм. Его наличие объясняется потерями, обусловленными наличием ионов гидроксильной группы OH+. Для устранения следов водяного пара в материале световода необходимо изменить технологию производства. Можно ввести в производственный цикл операцию дегидрации материала световода. Однако это приведет к снижению экономической эффективности производства.

Можно добиться существенного расширения полосы пропускания путем легирования материала волокна оксидом фосфора. В этом случае "пик воды" смещается в длинноволновую область, и окна прозрачности сливаются.

 Волокно со смещенной дисперсией

Волокно со смещенной дисперсией (Dispersion-Shifted Fiber, DSF) (рекомендация G.653) было предложено в середине 1980-х и составляет очень небольшой процент от всего используемого одномодового волокна. К потребности в DSF привела разработка 1550 нм лазеров, излучение которых имеет меньшее поглощение в волокне, чем у 1310 нм лазеров. DSF позволяет оптическим сигналам распространяться значительно дальше без регенерации или компенсации благодаря уменьшенному значению коэффициента хроматической дисперсии.

DSF хорошо приспособлено для удовлетворения потребностей


одноканальных оптических систем передачи. Но с появлением широкополосных оптических усилителей и волнового мультиплексирования (Wavelength-Division Multiplexing, WDM), хроматические дисперсионные

характеристики DSF стали вносить нежелательные эффекты в целостность многоволновых импульсов. В результате потребовался новый тип волокна – волокно с ненулевой смещенной дисперсией (Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber, NZDSF). NZDSF фактически вывело из употребления DSF и, таким образом, DSF больше не предлагается на коммерческом рынке.

 Одномодовое волокно со смещенной длиной волны отсечки

Одномодовое волокно со смещенной длиной волны отсечки (рекомендация G.654) создано для того, чтобы позволить передачу данных на большие расстояния с низким затуханием и возможностью использовать сигналы высокой мощности. Это волокно обычно используется для передачи в области 1550 нм благодаря большой величине длины волны отсечки (около 1500 нм).

Из-за высокой сложности изготовления одномодового волокна со смещенной длиной волны отсечки обычно намного дороже, чем другие одномодовые волокна. Оно используется практически исключительно в подводных решениях.

 Волокно с ненулевой смещенной дисперсией

Волокно с ненулевой смещенной дисперсией (рекомендация G.655) начали применять в середине 1990-х для устранения недостатков, связанных с использованием DSF при передаче на нескольких длинах волн. В этом волокне поддерживается ограниченный коэффициент хроматической дисперсии во всем оптическом диапазоне (обычно 1530-1625 нм),


используемом в волновом мультиплексировании (WDM).

NZDSF оптимизировано для передачи в диапазоне 1530-1625 нм, но поддерживает также некоторые конфигурации на длине волны 1310 нм с

соответствующим типом лазеров и конструкцией системы.

В ходе работы были рассмотрены различные типы волокон, их преимущества и недостатки. [5]

 Обзор пассивного оборудования

 Виды оптических соединителей

После прокладки оптического кабеля необходимо соединить его с приемо-передающей аппаратурой. Сделать это можно с помощью оптических соединителей (коннекторов). Сегодня разработано более семидесяти типов оптических коннекторов для ВОЛС различного назначения.

Основное назначение коннектора – позиционирование волокон относительно друг друга с обеспечением минимально вносимых потерь при соединении.

Для того чтобы обеспечить надежное крепление волокна, используются разные методы.

При проектировании оптических каналов крайне важно знать и правильно применять различные типы коннекторов, так как это во многом определяет качество линии. Существуют различные типы коннекторов для волоконно-оптического кабеля, существенно отличающиеся друг от друга как по оптическим характеристикам, так и по сложности.

В общем виде оптический коннектор можно определить как устройство для связи световода с источником излучения, приемником или другим световодом. Он должен обеспечивать возможность быстрого и простого многократного переключения.

Существуют различные виды коннекторов. Наиболее распространенными являются:

3.7.1.1 ST-коннектор. Коннекторы различаются не только применяемыми наконечниками, но и типом фиксации конструкции в розетке. Самым распространенным является ST-тип коннектора (от англ. Straight Tip). Керамический наконечник имеет цилиндрическую форму диаметром 2.5 мм со скругленным торцом.

Фиксация производится за счет поворота оправы вокруг оси коннектора. Схематичное изображение ST-коннектора приведено на рисунке 3.4.

Рисунок  3.4-ST-коннектор

Слабым местом ST-технологии является вращательное движение оправы при подключении/отключении коннектора.

3.7.1.2 SC-коннектор. Слабые стороны ST-коннекторов в настоящее время решают за счет применения SC-технологии (от англ. Subscriber Connector). Сечение корпуса имеет прямоугольную форму. Подключение/отключение коннектора осуществляется поступательным движением по направляющим и фиксируется защелками. Керамический наконечник также имеет цилиндрическую форму диаметром 2.5 мм со скругленным торцом (некоторые модели имеют скос поверхности). Наконечник почти полностью покрывается корпусом и потому менее подвержен загрязнению нежели в ST-конструкции. Отсутствие вращательных движений обуславливает более осторожное прижатие наконечников. Схематичное изображение SC-коннектора приведено на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5-SC-коннектор

В некторых случаях SC-коннекторы применяются в дуплексном варианте. На конструкции могут быть предусмотрены фиксаторы для спаривания коннекторов, или применяться специальные скобы для группировки корпусов.

3.7.1.3 LC-коннектор. Коннекторы типа LC – это малогабаритный вариант SC-коннектора.  Он также имеет прямоугольное сечение корпуса. Конструкция исполняется на пластмассовой основе и снабжена защелкой, подобной защелке, применяющейся в модульных коннекторах медных кабельных систем. Вследствие этого и подключение коннектора производится схожим образом. Схематичное изображение LC-коннектора приведено на рисунке 3.6.

  

Рисунок 3.6-LC-коннектор

Встречаются как многомодовые, так и одномодовые варианты коннекторов. Ниша этих изделий – многопортовые оптические системы.

FC-коннектор:

В одномодовых системах встречается еще одна разновидность коннекторов – FC. Они характеризуются отличными геометрическими характеристиками и высокой защитой наконечника. Схематичное изображение FC-коннектора приведено на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7-FC-коннектор

3.7.1.4 FDDI-коннектор. Для подключения дуплексного кабеля могут использоваться не только спаренные SC-коннекторы. Часто в этих целях применяют FDDI-коннекторы. Конструкция исполняется из пластмассы и содержит два керамических наконечника. Для исключения неправильного подключения линка коннектор имеет несимметричный профиль. Технология FDDI предусматривает четыре типа используемых портов: A, B, S и M представленных на рисунке 3.8. Проблема идентификации соответствующих линков решается за счет снабжения коннекторов специальными вставками, которые могут различаться по цветовой гамме или содержать буквенные индексы. В основном данный тип используется для подключения к оптическим сетям оконечного оборудования.

Рисунок 3.8-FDDI-коннекторы

Также не маловажно отметить, что при выборе коннекторов следует учитывать тип полировки наконечников волоконно-оптических коннекторов.

Задача полировки - обеспечить при установке коннекторов в проходник отсутствие воздушного зазора между торцами волокон, то есть, по сути, обеспечить физическое соприкосновение волокон, чтобы уменьшить обратное отражение сигнала (отражательную способность). В настоящее время различают 4 класса полировки: PC, SPC, UPC и APC.

3.7.1.5 Полировка PC (Physical Contact, физическое соприкосновение). Полировка PC возникла первой и поначалу предусматривала плоский вариант наконечника. Опыт эксплуатации показал, что абсолютно плоский торец коннектора не может исключить образование воздушных зазоров между торцами световодов, а это, в свою очередь, приводит к довольно большим обратным отражениям, что нежелательно. Поэтому торцы наконечников приобрели закругление. Коннекторы с такой плировкой пригодны для большинства систем передачи данных, в которых речь идет о небольших расстояниях и не слишком требовательных приложениях. В первую очередь это структурированные кабельные системы и небольшие компьтерные сети.

3.7.1.6 Полировка APC.Поскольку полировка PC в целом давала не идеальные результаты (В PC типичное значение вносимых потерь для одномодового волокна – 0,2 дБ, отражательная способность в пределах –35 дБ), производители продолжали поиск новых методов полировки, и так появились виды APC (Angled Physical Contact) и SPC (Super Physical Contact). Основное отличие коннекторов APC состоит в том, что торец световода заполирован под углом (как правило, 8 градусов), и это позволяет добиться существенного улучшения результатов. За счет этого угла практически весь отраженный (нежелательный) сигнал покидает пределы световода. У коннекторов APC значения прямых потерь – 0,4 дБ, а отражательная способность может составить –60 дБ. Поэтому их используют для реализации самых требовательных приложений, например, при передаче аналогового видео.

3.7.1.7 Полировка SPC.Этот тип полировки отличается от обычной полировки PC только более высоким качеством. Торец волокна полируется обычным способом, просто вместо ручной полировки используется


машинная. Они лучше, чем заделанные вручную коннекторы, и имеют отражательную способность в пределах –40 дБ и значения прямых потерь – 0,15 дБ.

3.7.1.8 Полировка UPC. Последним появился вариант полировки UPC (Ultra Physical Contact), и тоже как развитие идеи обычного коннектора, без использования полировки под углом, но с применением определенных машинных технологий, в том числе с учетом радиуса закругления наконечника. Этот вариант полировки позволяет добиться отражательной способности на уровне –55 дБ, что несколько хуже, чем APC, но лучше, чем остальные варианты полировки и значения прямых потерь – 0,15 дБ. В первую очередь это важно для одномодовых коннекторов.

3.7.1.9 Обзор кроссового оборудования. Оптическое кроссовое оборудование (Optical Distribution Frame, ODF оптическое распределительное устройство) используется для концевой заделки оптических кабелей и подключения их к аппаратуре систем передачи и предназначено, как и оборудование оптических систем передачи, преимущественно для эксплуатации в помещениях. Оптические кроссы подразделяются на настенные и стоечные.

Общие свойства всех оптических кроссов:

  1.  имеется кроссовый отсек, предназначенный для многократных оперативных переключений;
  2.  имеется отсек для размещения избытка оптических волокон, как правило, отделенный от кроссового поля;
  3.  конструкция кросса должна обеспечивать радиусы изгиба оптических кабелей, не превышающие допустимых значений;
  4.  имеется маркировка, позволяющая отыскать нужное волокно независимо от степени заполненности кросса.

Основные технические параметры кроссового оборудования:

  1.  ширина (чаще всего используются кроссы высотой 600 мм или


стандарта 19” – только для стоечных кроссов);

  1.  вариант исполнения (кроссы бывают высотой 1U - 44мм, 2U – 88 мм, 4U – 176мм – только для стоечных кроссов);
  2.  количество портов 1-96;
  3.  тип портов ST, FC, SC и LC.

Настенные оптические кроссы (КОН) – коммутационные устройства (2-48 портов),  которые используются для установки внутри помещений на стенах объектов связи и офисов. Внешний вид настенного оптического кросса приведен на рисунке 3.9

Рисунок 3.9 Настенный оптический кросс

Стоечные  оптические кроссы (КОР) - многопортовые (16-96 портов) коммутационные устройства для монтажа в 19'' стойки и шкафы.

Внешний вид стоечного оптического кросса приведен на рисунке 4.10

Рисунок 3.10-Стоечный оптический кросс

Для создания неразьемных соединений используются оптические муфты. Они предназначены для восстановления оболочек кабеля, и обеспечения прямого сращивания и разветвления кабелей. Применяются они в самых разных условиях, и поэтому их конструкция отличается большим разнообразием.

Рисунок 3.11-Оптическая муфта

Конструкция муфт достаточно проста. Это герметически закрытый корпус, в котором размешен организатор световодов (сплайс-кассета), и предусмотрено крепление кабелей. В общем случае, муфта не предназначена для коммутации или обслуживания. Но многие конструкции позволяют выполнять частичную модификацию соединения без полной замены конструкции.

Согласно технических требований, муфты должны обеспечивать размещение в них запаса длин оптических волокон с диаметром укладки не менее 750 мм, быть стойкими к воздействию растягивающих усилий 50...80% от нормируемого растягивающего усилия кабеля, для монтажа которого они предназначены.[5]


Модернизация сети широкополосного доступа

Выбор технологии и сетевого оборудования

 Обзор технологий передачи данных

Сетевая технология - это согласованный  набор  протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств, достаточный для построения вычислительной сети. Протоколы, на основе которых строится сеть базовой технологии, специально разрабатывались для совместной работы, поэтому от разработчика сети не требуется дополнительных усилий по организации их взаимодействия. Примерами базовых сетевых технологий могут служить такие известные технологии локальных вычислительных сетей как Ethernet, Token Ring, FDDI. Для получения работоспособной сети в этом случае достаточно приобрести программные и аппаратные средства, относящиеся к одной сетевой технологии - сетевые адаптеры, концентраторы, коммутаторы, кабельную систему и т.п.,  и соединить их в соответствии с требованиями стандарта на данную технологию.

4.1.1.1 Технология  Token Ring. Технология  Token Ring  разработана компанией  IBM.  Она является важнейшим стандартом, определяющим протоколы канального и физического уровня в сетях с кольцевой топологией. В данной технологии используется маркерный метод доступа к среде. Метод маркерного доступа основан на детерминированной передаче от одного узла сети другому специального кадра информации - маркера (токена) доступа.

В качестве среды при данной технологии допускается использование экранированной витой пары и оптоволоконного кабеля. Исходный вариант стандарта стандарта Token Ring определял скорость передачи данных  4 Мбит/с, в современных локальных сетях чаще всего используется последняя модификация технологии Token Ring, в соответствии с которой


максимальная скорость передачи данных равна  16 Мбит/с.

Стандарт Token Ring фирмы IBM предусматривает построение связей в сети с помощью концентраторов и мостов, упрощающих реконфигурацию сети и ее обслуживание. Сеть имеет комбинированную звездно-кольцевую конфигурацию, объединяющую несколько колец. Концентратор имеет порты для подключения конечных станций, а также специальные порты для образования общего кольца в сети, включающей несколько концентраторов. Все станции в кольце должны работать на одной скорости - либо  4 Мбит/с, либо  16 Мбит/с. Кабели, соединяющие станцию с концентратором называются ответвительными, а кабели, соединяющие концентраторы - магистральными.

При использовании экранированной витой пары в кольцо допускается объединять до 260 станций при длине ответвительных кабелей до 100 метров.

Для обеспечения отказоустойчивости сети каждый сетевой адаптер или порт концентратора должен иметь обходные пути передачи сигналов, которые замыкаются при исчезновении питания сетевого адаптера или концентратора. Использование концентраторов приводит к топологии сети, аналогичной топологии стандартов  10Base-T и 10Base-F.  Но следует различать топологию физических связей сети и топологию логических связей станций.

4.1.1.2 Высокоскоростная технология FDDI. Технология  FDDI  (Fiber Distributed Data Interfase)  - оптоволоконный интерфейс распределенных данных, появилась значительно позже, чем Ethernet и Token Ring. Данная технология обеспечивает передачу кадров по двойному волоконно-оптическому кольцу со скоростью  100 Мбит/с.

Протокол специально разрабатывался, чтобы быть как можно больше

похожим на стандарт Token Ring и отличаться от него только теми

особенностями, которые необходимы для поддержки большей скорости


передачи и больших расстояний. Кроме того, в технологии FDDI подробно

специфицированы действия концентраторов и конечных узлов по реконфигурации сети при отказах различных видов. В настоящее время технология FDDI является наиболее отработанной высокоскоростной технологией локальных сетей.

В качестве передающей среды в  FDDI  используются:

  1.  многомодовый оптоволоконный кабель, обеспечивающий расстояние между станциями до 2 километров;
  2.  одномодовый оптоволоконный кабель, обеспечивающий расстояние в зависимости от марки кабеля и приемо-передатчиков от 20 до 60 километров;
  3.  витая пара категории 5, обеспечивающая расстояние между станциями до 100 метров.

Максимальная общая длина кольца FDDI составляет 100 километров, максимальное число станций в кольце - 500.

Главное отличие технологии  FDDI  от технологии  Token Ring  заключается в отличии при передачи маркера. В протоколе Token Ring новый маркер начинает циркулировать только после возвращения отправленного кадра, а в FDDI новый маркер начинает циркулировать непосредственно после передачи кадра отправляющей станцией. Таким образом, в кольце Token Ring в один момент времени присутствуют кадры только одной станции, а в кольце FDDI в один и тот же момент времени предаются кадры различных станций, что повышает производительность кольца.

Отказоустойчивость сети FDDI поддерживается за счет постоянного слежения концентраторами и станциями за временными интервалами циркуляции маркера и кадров, а также за наличием физического соединения между соседними портами в сети. В сети FDDI в отличие от Token Ring нет выделенного монитора - все станции и концентраторы равноправны и при обнаружении отклонений от нормы они начинают процесс повторной


инициализации сети, а затем и ее переконфигурации.

4.1.1.3 Технология Fast Ethernet. IEEE Fast Ethernet именуется 100BaseT. Объясняется это просто: 100BaseT является расширением стандарта 10BaseT с пропускной способностью от 10 Мбит/с до 100 Мбит/с. Стандарт 100BaseT включает в себя протокол обработки множественного доступа с опознаванием несущей и обнаружением конфликтов CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), который используется и в 10BaseT. Кроме того, Fast Ethernet может работать на кабелях нескольких типов, в том числе и на витой паре. Оба эти свойства нового стандарта весьма важны для потенциальных покупателей, и именно благодаря им 100BasеТ оказывается удачным путем миграции сетей на базе 10BaseT.

Главным коммерческим аргументом в пользу 100BaseT является то, что Fast Ethernet базируется на  наследуемой технологии. Так как в  Fast Ethernet используется тот же протокол передачи сообщений, что и в старых версиях Ethernet, а кабельные системы этих стандартов совместимы, для перехода к 100BaseT от 10BaseT требуются меньшие капитальные вложения, чем для установки других видов высокоскоростных сетей. Кроме того, поскольку 100BaseT представляет собой продолжение старого стандарта Ethernet, все инструментальные средства и процедуры анализа работы сети, а также все программное обеспечение, работающее на старых сетях Ethernet должны в данном стандарте сохранить работоспособность. Следовательно, среда 100BaseT будет знакома администраторам сетей, имеющим опыт работы с Ethernet. А значит, обучение персонала займет меньше времени и обойдется существенно дешевле.

Пожалуй, наибольшую практическую пользу новой технологии принесло решение оставить протокол передачи сообщений без изменения. Протокол передачи сообщений, в нашем случае CSMA/CD, определяет


способ, каким данные передаются по сети от одного узла к другому через кабельную систему. В модели ISO/OSI протокол CSMA/CD является частью уровня управления доступом к среде (Media Access Control, МАC). На этом уровне определяется формат, в котором информация передается по сети, и способ, каким сетевое устройство получает доступ к сети (или управление сетью) для передачи данных.

Наряду с сохранением протокола CSMA/CD, другим важным решением было спроектировать 100BaseT таким  образом, чтобы в нем можно было применять кабели разных типов - как те, что используются в старых версиях Ethernet, так и более новые модели. Стандарт определяет три модификации для обеспечения работы с разными видами кабелей Fast Ethernet: 100BaseTX, 100BasеT4 и 100BaseFX. Модификации 100BaseTX и 100BaseT4 рассчитаны на витую пару, а 100BaseFX был разработан для оптического кабеля.

Стандарт 100BaseTX требует применения двух пар UTP или STP. Одна пара служит для передачи, другая - для приема. Этим требованиям отвечают два основных кабельных стандарта: EIA/TIA-568 UTP Категории 5 и STP Типа 1 компании IBM. В 100BaseTX привлекательно обеспечение полнодуплексного режима при работе с сетевыми серверами, а также использование всего двух из четырех пар восьмижильного кабеля - две другие пары остаются свободными и могут быть использованы в  дальнейшем для расширения возможностей сети.

Впрочем, если мы собираетесь работать, с 100BaseTX, используя для этого проводку категории 5, то  следует знать и об его недостатках. Этот кабель дороже других восьмижильных кабелей (например Категории 3).

Стандарт 100BaseT4 отличается более мягкими требованиями к используемому кабелю. Причиной является то обстоятельство, что в 100BaseT4 используются все четыре пары восьмижильного  кабеля: одна для передачи, другая для приема, а оставшиеся две работают как  на передачу, так и на прием. Таким образом, в 100BaseT4 и прием, и передача данных


могут осуществляться по трем парам. Раскладывая 100 Мбит/с на три пары, 100BaseT4 уменьшает частоту сигнала, поэтому для его передачи довольно и менее высококачественного кабеля. Для реализации сетей 100BaseT4 подойдут кабели UTP Категорий 3 и 5, равно как и UTP Категории 5 и STP Типа 1. Преимущество 100BaseT4 заключается в менее жестких требованиях к проводке. Кабели Категорий 3 и 4 более распространены, и, кроме того, они существенно дешевле, нежели кабели Категории 5, о чем не следует забывать до начала монтажных работ.

Fast Ethernet включает также стандарт для работы с многомодовым оптоволокном с 62.5-микронным ядром и 125-микронной оболочкой. Стандарт 100BaseFX ориентирован в основном на магистрали - на соединение повторителей Fast Ethernet в пределах одного здания. Традиционные преимущества оптического кабеля присущи и стандарту 100BaseFX: устойчивость к электромагнитным шумам, улучшенная защита данных и большие расстояния между сетевыми устройствами.

Хотя Fast Ethernet и является продолжением стандарта Ethernet, переход от сети 10BaseT к 100BaseT нельзя рассматривать как механическую замену оборудования - для этого могут потребоваться изменения в топологии сети.

Теоретический предел диаметра сегмента сети Fast Ethernet составляет 250 метров; это всего лишь 10 процентов теоретического предела размера сети Ethernet (2500 метров).

Как уже отмечалось, передающая данные рабочая станция должна прослушивать сеть в течение времени, позволяющего убедиться в том, что данные достигли станции назначения. В сети Ethernet с пропускной способностью 10 Мбит/с (например 10Base5) промежуток времени, необходимый рабочей станции для прослушивания сети на предмет конфликта, определяется расстоянием, которое 512-битный кадр (размер кадра задан в стандарте Ethernet) пройдет за время обработки этого кадра на рабочей станции. Для сети Ethernet с пропускной способностью 10 Мбит/с это расстояние равно 2500 метров.

С другой стороны, тот же самый 512-битный кадр (стандарт 802.3u задает кадр того же размера, что и 802.3, то есть в 512 бит), передаваемый рабочей станцией в сети Fast Ethernet, пройдет всего 250м, прежде чем рабочая станция завершит его обработку. Если бы принимающая станция была удалена от передающей станции на расстояние свыше 250 м, то кадр мог бы вступить в конфликт с другим кадром на линии где-нибудь дальше, а передающая станция, завершив передачу, уже не восприняла бы этот конфликт. Поэтому максимальный диаметр сети 100BaseT составляет 250 метров.

Чтобы использовать допустимую дистанцию, потребуется два повторителя для соединения всех узлов. Согласно стандарту, максимальное расстояние между узлом и повторителем составляет 100 метров;  в Fast Ethernet, как и в 10BaseT, расстояние между концентратором и рабочей станцией не должно превышать 100 метров. Поскольку соединительные устройства (повторители) вносят дополнительные задержки, реальное рабочее расстояние между узлами может оказаться еще меньше. Поэтому представляется разумным брать все расстояния с некоторым запасом.

Для работы на больших расстояниях придется приобрести оптический кабель. Например, оборудование 100BaseFX в полудуплексном режиме позволяет соединить коммутатор с другим коммутатором или конечной станцией, находящимися на расстоянии до 450 метров друг от друга.

Установив полнодуплексный 100BaseFX, можно соединить два сетевых устройства на расстоянии до двух километров.

На сегодняшний день для передачи данных по оптоволоконному кабелю используется технология Gigabit Ethernet о которой будет описано ниже. Во-первых, в этой технологии, скорость была повышена с 100Мбит/с до 1Гбит/с, во-вторых, стало возможным применение одномодового кабеля превосходящим по техническим характеристикам, использовавшийся до сих пор многомодовый кабель.

4.1.1.4 Технология Gigabit Ethernet. Технология Gigabit Ethernet представляет собой дальнейшее развитие стандартов 802.3 для сетей Ethernet с пропускной способностью 10 и 100 Мбит/с. Основная цель Gigabit Ethernet состоит в значительном повышении скорости передачи данных с сохранением совместимости с уже установленными сетями на базе Ethernet. Необходимо обеспечить возможность пересылки данных между сегментами, работающими на разных скоростях, что помимо всего прочего позволило бы упростить архитектуру существующих мостов и коммутаторов, применяющихся в больших промышленных сетях.

Разработка технологии Gigabit Ethernet началась в ноябре 1995 года, когда была сформирована рабочая группа (IEEE 802.3z), рассматривающая возможность развития Fast Ethernet до гигабитных скоростей. После утверждения полномочий этой группы работа над стандартом стала продвигаться быстрыми темпами.

При разработке этой технологии были поставлены следующие  задачи:

  1.  достичь скорости передачи 1 Гбит/с;
  2.  использовать формат кадра Ethernet 802.3;
  3.  соответствовать функциональным требованиям стандарта 802;
  4.  предусмотреть простое взаимодействие между сетями со скоростями 10, 100 и 1000 Мбит/с;
  5.  сохранить неизменными минимальный и максимальный размер кадра согласно существующему стандарту;
  6.  предоставить поддержку полу – и полнодуплексного режима работы;
  7.  поддерживать топологию ”звезда”;
  8.  использовать метод доступа CSMA/CD с поддержкой по крайней мере одного повторителя в домене коллизий (под доменом коллизий понимается область, в пределах которой кадры от различных станций могут конфликтовать друг с другом);
  9.  поддерживать спецификации ANSI Fibre Channel FC-1 и FC-0 (оптоволоконный кабель) и , если возможно, медный кабель;
  10.  определить методы контроля потока;
  11.  стандартизировать независимый от среды интерфейс GMII (Gigabit Ethernet Media Independent Interface).

В основном, продукты, поддерживающие технологию Gigabit Ethernet, планируется внедрять в центре корпоративной сети. Наиболее быстрый и простой путь получения отдачи от внедрения Gigabit Ethernet состоит в замене традиционных коммутаторов Fast Ethernet на концентраторы или коммутаторы  Gigabit Ethernet. Это приводит к тому, что в сети появляется некое иерархия скоростей. Персональные компьютеры могут подключаться со скоростью 10 Мбит/с к коммутаторам рабочих групп, которые за тем связываются с коммутаторами Fast Ethernet, имеющими порты для связи со скоростью 1 Гбит/с.

К недостаткам технологии Gigabit Ethernet можно отнести отсутствие встроенного  механизма поддержки качества обслуживания. Как и ее предшественники,  технология предполагает конкуренцию за доступ к среде передачи без какой – либо гарантии качества обслуживания. Однако пользователи Gigabit Ethernet для обеспечения качества обслуживания могут воспользоваться протоколами на базе IP, такими как RVSP. Они позволяют резервировать ресурсы маршрутизаторов для обеспечения необходимой скорости передачи данных. Достоинства такого подхода заключается в том, что удается сохранить основную часть капиталовложений в маршрутизаторы.

Выбор технологии для передачи данных

Из выше рассмотренных технологий, свой выбор я сделал в сторону технологий Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Технологию Fast Ethernet будем использовать для  прокладки линий связи в от домового коммутатора до квартиры абонента.

Технология Gigabit Ethernet будет использоваться для прокладки линий связи так как данная технология наиболее применима для объединения нескольких зданий в одну ЛВС.

Пропускная способность для обмена информацией между домовым коммутатором и абонентом в 100 Мбит/с будет вполне достаточна. Между домовыми коммутаторами, агрегирющими коммутаторами и центральным коммутатором пропускная способность будет 1000 Мбит/с.[3]

 Выбор домовых коммутаторов

В ходе выбора мы будем  анализировать  три модели коммутатор DES-3526, Cisco Catalyst WS-C2950G - 24, Edge-core ES3526XA, которые можно свободно приобрести по доступной цене у московских дилеров.  

Коммутаторы семейства Cisco Catalyst 2950 – это коммутаторы фиксированной конфигурации, которые предназначены для инфраструктуры сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet и обеспечивают производительность на скорости среды передачи. Коммутаторы поставляются с двумя типами программного обеспечения и в самых различных конфигурациях, благодаря чему можно подобрать подходящий вариант для любого предприятия малого и среднего бизнеса, а также удаленных офисов и производственных сред. Стандартная программная конфигурация предлагает базовые функции программного обеспечения Cisco IOS для передачи данных, голоса и видео. Для интеллектуальных сетей, которым требуются дополнительные функции безопасности, расширенные функции управления качеством обслуживания (QoS) и высокий уровень доступности на границе сети, предназначены модели с улучшенным программным обеспечением (EI), включающие поддержку таких функций, как ограничение скорости и фильтрация трафика.

Бесплатно распространяемое программное приложение Cisco Network Assistant для централизованного управления коммутаторами семейства


Catalyst 2950 упрощает администрирование коммутаторов, маршрутизаторов и беспроводных точек доступа Cisco, предлагая дружественный к пользователю графический интерфейс для удобства конфигурирования, поиска и устранения неисправностей, а также включения и мониторинга элементов сети.

Опции конфигурации включают:

  1.  24 порта 10/100 Base-TX;
  2.   поддержка MVR (multicast vlan registration), DHCP option 82 insertion, QoS mark/remark, DHCP snooping;
  3.   полнофункциональная фильтрация Layer3 и Layer4 (ACL - access control list). Ограничение доступа по IP (layer 3) и номеру порта tcp/udp (layer 4);
  4.   управляемый дуплекс на всех портах (авто, полу-дуплексный и полнодуплексный режимы);
  5.  возможность автоматического или принудительного перехода на 10base-T и 100base-Tx на всех медных портах;
  6.  высокоскоростная внутренняя коммутация;
  7.  полная поддержка VLAN включая 802.1q (256 active VLANs, 4094 Vlan ID)
  8.  поддержкаа Voice VLAN и 802.1x;
  9.  развитые функции по обеспечению безопасности;
  10.  встроенное программное обеспечение Cisco IOS обеспечивает наибольшие функциональные возможности для конечной интеграции активного оборудования, включая создание высокоскоростных магистралей;
  11.  наличие flash-памяти и конфигурации по умолчанию позволяет включать коммутаторы в работу с минимальным количеством изменений, а также позволяет сохранять конфигурацию устройства при отключении

питания;

  1.  режим автоконфигурирования облегчает процесс ввода в


эксплуатацию новых коммутаторов. Это обеспечивается копированием конфигурации на несколько коммутаторов по сети с одного загрузочного сервера;

  1.  протокол Cisco Discovery Protocol (CDP) позволяет станции сетевого управления с программным обеспечением CiscoWorks автоматически распознавать коммутатор в составе вычислительной системы;
  2.  поддержка четырех групп RMON;
  3.  встроенный web-сервер для управления;
  4.  режим security - привязка до 132 MAC-адресов к порту вручную;
  5.  поддержка протокола Spanning Tree - увеличение надежности используя избыточную топологию;
  6.  возможность обновления прошивки;
  7.  возможность установки в 19" стойку (Rack-mount).

Рисунок 4.1 Cisco Catalyst WS-C2950G – 24

Коммутаторы серии 10/100 Мбит/с D-Link DES-3500 являются взаимно стекируемыми коммутаторами уровня доступа, поддерживающими технологию Single IP Management (SIM, управление через единый IP-адрес). Эти коммутаторы, имеющие 24 или 48 10/100BASE-TX портов и 2 комбо- порта 1000BASE-T/SFP Gigabit Ethernet в стандартном корпусе для установки в стойку, разработаны для гибкого и безопасного сетевого подключения.

В основном, коммутаторы серии DES-3500 формируют стек сети уровня подразделения, предоставляя порты 10/100 Мбит/с и возможность

организации гигабитного подключения к магистрали. Трафик, передаваемый между устройствами стека, проходит через интерфейсы Gigabit Ethernet с


поддержкой полного дуплекса и обычные провода сети, позволяя избежать

использования дорогостоящих и громоздких кабелей для стекирования. Отказ от использования этих кабелей позволяет устранить барьеры, связанные с их длиной и ограничениями методов стекирования. В стек могут быть объединены устройства, расположенные в любом месте сети, исключая возможность появления любой точки единственного отказа (single point of failure).

Рисунок 4.2 D-Link DES-3500

Управляемый коммутатор ES3526XA L2/L4 уровня имеет 26 портов, из них 24 порта 10/100BASE-TX и 2 комбинированных порта - 1000Base-T/SFP slot, которые позволяют использовать гигабитный канал по витой паре или создание оптического гигабитного канала с применением дополнительно SFP модуля. ПО коммутатора предполагает использование IP-кластеризации для создания виртуального стека, который может управляться как единое целое через один IP-адрес. Коммутатор обладает высокой производительностью управления и защиты групповой передачей данных.

Также предусмотрено внедрение свойств QoS для услуг Triple Play. Устройство обладает высокопроизводительной архитектурой с общей пропускной способностью 12 Гб/с. Протокол GVRP позволяет легко конфигурировать VLAN, а IGMP слежение – результативно использовать полосу частот. Также это позволяет агрегировать частоты между оборудованием, поддерживающим IEEE 802.3ad (LACP). К тому же, IEEE 


302.1p 4 очереди помогают приоритезировать пакеты как мультимедийный речевой поток. Гибкость канала на SFP портах. Оба SFP порта могут работать с одномодовым и многомодовым Gigabit волокном, что дает возможность простого управления и обновления сети, системным администраторам. Безопасность и производительность. Фильтрация МАС-адресов по портам предотвращает доступ неавторизированных пользователей к коммутатору. Протокол STP IEEE 802.1D работает в сетях без циклов, он повышает отказоустойчивость, а также упрощает конфигурирование сети. Всесторонняя управляемость. Система может управляться и конфигурироваться по протоколу SNMP/RMON с любого компьютера, на котором установлено ПО управления, либо через веб-браузер.

Рисунок 4.3 Edge-core ES3526XA

Рисунок 4.4 Edge-core ES3526XA

Составим сравнительную таблицу 4.1 этих трех моделей по параметрам


заявленных в пункте 3.2:

Т а б л и ц а 4.1 - Сравнительная таблица коммутаторов

Параметры

D-Link

DES-3526

Cisco Catalyst WS-C2950G - 24

Edge-core

ES3526XA

24 порта 10/100Base-TX

+

+

+

Работа с VLAN

+

+

+

User/Password защита системы

+

+

+

SSL: HTTP/SSL

+

+

+

DHCP option 82

-

+

+

Привязка IP адреса к номеру порта коммутатора

-

+

-

Возможности ограничения входящего и  исходящего трафиков

+

+

+

Стоимость (руб.)

7500

5500

7000

Таким образом проанализировав табл.4.1 выбираем домовым коммутатором доступа Cisco Catalyst WS-C2950G - 24 по наличию всех требуемых нами функций и приемлемой цены.

4.1.3.1 Выбор модулей GBIG WDM для Cisco Catalyst WS-C2950G – 24.Исходя из того что у коммутатора Cisco Catalyst WS-C2950G-24 есть слоты для модулей GBIC, но в комплекте не поставляются, потребуется приобрести их отдельно.

Выберем модули GBIC WDM, дальность 20км (14dB), 1310нм, так как они полностью удовлетворяют наши требования.

Рисунок 4.1 GBIC WDM 1000Base-Bx.

Описание:

Одноволоконный модуль, GBIC WDM 1000Base-Bx, разъем SC, рабочая длина волны Tx/Rx: 1310/1550нм, дальность до 20км (14dB).

Совместим с оборудованием:

  1.   3com;
  2.   Lucent;
  3.   Cisco;
  4.   Nortel;
  5.   Foundry;
  6.   Zyxel;
  7.   D-link.

Основные возможности:  

  1.   Возможность горячей замены;


  1.   FP-лазер, Tx: 1310nm;
  2.   Напряжение питания 3.3В, 5В, и LVPECL уровни интерфейса данных;
  3.   TTL логический уровень сигнала RX LOS;
  4.   Безопасности лазера класса 1 c EN 60825-1;
  5.   Детальная информация о модули в EEPROM;
  6.   EMI и ESD защита;
  7.   Соответствие спецификации SFP MSA и SFF-8472;

Технические характеристики:

  1.   Выходная мощность передатчика: -8 ... -3dBm;
  2.   Чувствительность приемника: -22 dBm;
  3.   Скорость передачи данных: 1.25Gbps;
  4.   Максимальная длина одноволоконного одномодового оптического кабеля 9/125 мкм: 20 km;
  5.   Рабочая температура: 0~70 °C;
  6.   Напряжение питания: 3.3 V, 5 V;
  7.   Разъемы для оптического кабеля: одинарный SC.

Выбор коммутаторов второго уровня для агрегирующих узлов связи

Исходя из требований пункта 4.4, выберем коммутаторы второго уровня. В нашем случае эти устройства должны соединять в себе оптические волокна домовых коммутаторов доступа, затем соединяться с центральным узлом связи. Под эти требования нам подходит не дорогой коммутатор второго уровня D-Link DGS-3100-24TG.

Серия управляемых стекируемых коммутаторов второго уровня DGS-3100 включает в себя управляемые коммутаторы начального уровня, обладающие богатым функционалом и невысокой стоимостью. В эту серию


вошли 24- и 48- портовые коммутаторы 10/100/1000 Мбит/с с возможностью физического стекирования до 20 Гбит/с и поддержкой 802.3af Power over Ethernet (PoE) (только для устройств DGS-3100-24P и DGS-3100-48P). Также стоит отметить такие их характеристики, как масштабируемость, порты SFP для подключения к оптическим каналам, улучшенная сетевая безопасность, управление полосой пропускания и богатый функционал для сетевого управления. Предприятия малого и среднего бизнеса, желающие получить гибкое, функциональное, но в то же время доступное по цене решение, могут использовать эти коммутаторы для обеспечения подключения рабочих станций на скорости Gigabit Ethernet или развертывания магистральной сети компании.

Коммутаторы обладают богатым функционалом для обеспечения безопасности сети, включая списки контроля доступа (Access Control List, ACL), аутентификацию 802.1x на основе портов / МАС-адресов, а также аутентификацию 802.1х в Guest VLAN, что позволяет получать доступ к сети только авторизованным пользователям. Функция D-Link Safeguard Engine защищает коммутаторы от вредоносного трафика, вызванного активностью вирусов/червей, и увеличивает сетевую безопасность.

Для увеличения гибкости и отказоустойчивости сети, стек коммутаторов DGS-3100 может использовать протоколы Spanning Tree (802.1D, 802.1w, 802.1s). 802.3ad Link Aggregation позволяет увеличить доступную полосу пропускания канала связи. Для обеспечения нужного качества обслуживания (Quality of Service, QoS) коммутаторы поддерживают очереди приоритетов 802.1p и классификацию пакетов на основе TOS, DSCP, MAC-адресов, IP-адресов, VLAN ID и протоколов уровня 4, позволяя пользователям использовать в сети чувствительные к задержкам приложения, такие как потоковое аудио и видео, и VoIP.

Используя функцию управления полосой пропускания с шагом до 64 Кбит/с, администратор может гибко настроить полосу пропускания для


каждого порта. Благодаря функциям управления широковещательным штормом и полосой пропускания по потокам, уменьшается воздействие на устройства в связи с активностью вирусов в сети. Кроме того, коммутатор поддерживает функции IGMP Snooping и MLD Snooping 2 - для управления многоадресными пакетами и функцию зеркалирования портов – для проведения мониторинга.

DGS-3100 поддерживает стандартные протоколы управления, а именно SNMP, RMON, Telnet, Web GUI, SSH/SSL. Функция автоконфигурации с помощью протокола DHCP позволяет администратору настроить автоматическое получение коммутаторами настроек IP с DHCP-сервера.

Характеристики:

Интерфейсы:

  1.   8 портов 10/100/1000BASE-T;
  2.   16 выделенных портов SFP;
  3.   консольный порт RS-232.

Физическое стекирование:

  1.   порты стекирования HDMI – 2;
  2.   максимальное количество коммутаторов, объединенных в стек- 6;
  3.   полоса пропускания:

Производительность:

  1.   коммутационная матрица -68 Гбит/с;
  2.   скорость пересылки пакетов – 50.6 Mpps;
  3.   размер таблицы МАС-адресов - 8 К;
  4.   размер буфера - 768 Кбайт;
  5.   поддержка Jumbo-фреймов: 10,240 байт;

Функции 2 уровня:

  1.   таблица MAC-адресов: 8K;
  2.   управление потоком:
  3.   поддержка Jumbo-фреймов до 10240 байт;


  1.   IGMP snooping:
  2.   MLD Snooping:
  3.   spanning tree:
  4.   фильтрация BPDU на основе порта/устройства;
  5.   loopback detection;
  6.   агрегирование портов 802.3ad Link:
  7.   зеркалирование портов:

VLAN:

  1.   группы VLAN: 
  2.   802.1Q Tagged VLAN
  3.   GVRP

QoS (Качество обслуживания):

  1.   qos 802.1p;
  2.   4 очереди;
  3.   обработка очередей:
  4.   QoS на основе:
  5.   управление полосой пропускания:
  6.   максимальное количество профилей: 15 профилей, 240 правил;
  7.   ACL на основе:
  8.   ACL на основе времени (Time Based ACL)

Безопасность:

  1.   SSH v2;
  2.   SSH v3;
  3.   рort security: 16 МАС-адресов на порт;
  4.   управление широковещательным/ однонаправленным штормом;
  5.   рrivate VLAN;
  6.   дink safeguard engine/

AAA (аутентификация, авторизация, ведение учетных записей пользователей):


  1.   управление доступом 802.1x на основе порта/МАС-адреса;
  2.   guest VLAN;
  3.   аутентификация RADIUS/TACACS+.

Управление:

  1.   графический интерфейс Web GUI;
  2.   интерфейс командной строки CLI;
  3.   тelnet- сервер/клиент;
  4.   TFTP-клиент;
  5.   SNMP v1, v2c, v3;
  6.   SNMP traps;
  7.   журнал system log;
  8.   RMON v1;
  9.   BootP/DHCP – клиент;
  10.   DHCP-автоконфигурация;
  11.   поддержка двух копий ПО (Dual Image);
  12.   поддержка двух копий конфигурации (Dual configuration);
  13.   мониторинг CPU;
  14.   SNTP;

Стандарты MIB/IETF:

  1.   RFC1213 MIB-II;
  2.   RFC1493 Bridge MIB;
  3.   RFC1907 SNMPv2 MIB;
  4.   RFC1757, 2819 RMON MIB;
  5.   RFC1643,2358,2665 Ether-like MIB;
  6.   RFC2674 802.1p MIB;
  7.   RFC2233, 2863 IF MIB;
  8.   RFC2618 RADIUS Authentication Client MIB;
  9.   RFC2925 Ping & Traceroute MIB;
  10.   D-Link Private MIB;


  1.   RFC768 UDP;
  2.   RFC783 TFTP;
  3.   RFC791 IP;
  4.   vRFC792 ICMP;
  5.   RFC793 TCP;
  6.   RFC826 ARP;
  7.   RFC854 Telnet;
  8.   RFC951, 1542 BootP;
  9.   RFC2068 HTTP;
  10.   RFC2138 RADIUS;
  11.   RFC2139,2866 RADIUS Accounting;
  12.   RFC1492 TACACS;
  13.   RFC1157 SNMPv1;
  14.   RFC1901, 1908 SNMPv2c;
  15.   RFC2570,2575 SNMPv3;

4.1.4.1 Выбор модулей SFP WDM для коммутатора D-Link DGS-3100-24TG. Исходя из того что у коммутаторов D-Link DGS-3100-24TG, есть 16 выделенных портов SFP, но в комплектацию подули не входят, необходимо приобрести их отдельно.

Выберем модули SFP WDM, дальность до 20км (14dB), 1550нм, так как

они полностью удовлетворяют наши требования.

Рисунок 4.2 SFP WDM 1000Base-BX

Описание:

Одноволоконный модуль, SFP WDM 1000Base-BX, разъем SC, рабочая длина волны Tx/Rx: 1550/1310нм, дальность до 20км (14dB).

  1.   рабочая длина волны TX1550/RX1310;
  2.   мощность излучения: -8...-3dBm;
  3.   чувствительности приемника: -22dBm;
  4.   расстояние до 20км;
  5.   тип коннектора: SC;
  6.   длинна волны: 1550nm;
  7.   поддерживает горячую замену ;
  8.   напряжение питания: +3.3V;
  9.   LVPECL Data Interface;
  10.   Eye Safety, Designed to Meet Laser Class1;
  11.   Compliant with Telcordia (Bellcore) GR-468-CORE.

Является аналогом Cisco GLC-LH-SM.

Применяется в коммутаторах и маршрутизаторах Cisco, Nortel, 3Com, Lucent, Allied Telesyn, D-link.

 Выбор коммутатора третьего уровня для центрального узла связи

Исходя из требований пункта 4.4, выберем коммутатор третьего уровня. В нашем случае, это устройство должно быть соединено с агрегирующими узлами связи и обеспечивать соединение с сетями передачи данных общего пользования, вышестоящих операторов связи города Томска. Обеспечивать маршрутизацию с этими сетями по протоколу BGP. Учет трафика производить нет необходимости. Под эти критерии прекрасно подходит недорогой коммутатор фирмы Cisco серии 3550.

Серия Cisco Catalyst 3550 - серия многоуровневых коммутаторов Ethernet для корпоративных заказчиков.Серия Catalyst 3550 может использоваться как высокопроизводительные коммутаторы на уровне доступа, а также в качестве ядра небольших локальных сетей.

Основные особенности:

  1.   поддержка  IP Unnumbered for VLAN-SVI interfaces, IP Source Guard, DHCP Snooping, IEEE 802.1Q and Layer 2 Protocol Tunneling;
  2.   высокоскоростная маршрутизация трафика: благодаря технологии Cisco Express Forwarding (CEF) серия Catalyst 3550 обеспечивает высокопроизводительную маршрутизацию трафика IP. Программное обеспечение SMI поддерживает статическую, RIPv1 и RIPv2 маршрутизацию, а EMI – еще и OSPF, IGRP, EIGRP, а также маршрутизацию multicast-трафика (PIM, DVMRP, IGMP snooping);
  3.   высокая безопасность: поддержка протокола 802.1x, функциональность Identity-Based Networking Services (IBNS), списки доступа для трафика, коммутируемого на втором уровне (VLAN ACL), на третьем и


четвертом уровнях (Router ACL), а также Port-based ACLs (PACL). Для обеспечения безопасности при администрировании поддерживаются протоколы SSH и SNMPv3, а также централизованная аутентификация на TACACS+ и RADIUS серверах;

  1.   высокая доступность: для защиты от сбоев внутренних блоков питания коммутаторы Catalyst 3550 поддерживают ре- зервные системы питания Cisco Redundant Power System 300 (RPS 300) и 675 (RPS 675), протоколы 802.1D, 802.1s, 802.1w, функциональность UplinkFast, CrossStack UplinkFast (CSUF), HSRP, UDLD, Aggressive UDLD, Switch port Auto-recovery;
  2.   поддержка качества обслуживания (QoS): классификация трафика по полям DSCP или 802.1p (CoS), стандартные и расширенные списки доступа для выделения заданного типа трафика, WRED, очередность Strict Priority, Weighted Round Robin. Существует возможность определения максимальной полосы для определенного вида трафика, а также выделения гарантированной полосы CIR;
  3.   отличная управляемость: внедренное в коммутатор ПО Cisco CMS, поддержка управления с помощью SNMP-плат- форм, таких как CiscoWorks, поддержка SNMP версий 1, 2, 3, Telnet, RMON, SPAN, RSPAN, NTP, TFTP.

Коммутаторы являются неблокируемыми, т.е. обеспечивают одновременную работу всех портов на скорости канала:

  1.   2 порта 10/100/1000;
  2.   10 Модульных (GBIC) uplink'а;
  3.   пропускная способность 24 Гбит/с;
  4.   производительность маршрутизации 17 млн. пакетов/c;
  5.   неблокируемый (Wire-speed производительность);
  6.   тип поддерживаемых транков 802.1q или ISL;
  7.   тип поставляемого ПО – EMI;
  8.   объем flash памяти 16Мб;


  1.   Объем ОЗУ 64Мб;
  2.   Размеры (ВxШxГ) 2,63x17,5x15,9 дюймов

4.1.5.1 Выбор модуля GBIC WDM для Cisco Catalyst WS - 3550 - 12G. Исходя из того что у коммутаторов Cisco Catalyst WS - 3550 - 12G, 10 выделенных слотов под модули GBIC, но в комплекте не поставляются, необходимо перебрести отдельно.

Выберем модули GBIC WDM, дальность 20км (14dB), 1310нм, так как они полностью удовлетворяют наши требования.

Рисунок 4.3 GBIC WDM 1000Base-Bx.

Описание:

Одноволоконный модуль, GBIC WDM 1000Base-Bx, разъем SC, рабочая длина волны Tx/Rx: 1310/1550нм, дальность до 20км (14dB).

Совместим с оборудованием:

  1.   3com;
  2.   Lucent;
  3.   Cisco;
  4.   Nortel;
  5.   Foundry;
  6.   Zyxel;


  1.   D-link;

Основные возможности:  

  1.   возможность горячей замены;
  2.   FP-лазер, Tx: 1310nm;
  3.   напряжение питания 3.3В, 5В, и LVPECL уровни интерфейса данных;
  4.   TTL логический уровень сигнала RX LOS;
  5.   безопасности лазера класса 1 c EN 60825-1;
  6.   детальная информация о модули в EEPROM;
  7.   EMI и ESD защита;
  8.   соответствие спецификации SFP MSA и SFF-8472.

Технические характеристики:

  1.   выходная мощность передатчика: -8 ... -3dBm;
  2.   чувствительность приемника: -22 dBm;
  3.   скорость передачи данных: 1.25Gbps;
  4.   максимальная длина одноволоконного одномодового оптического кабеля 9/125 мкм: 20 km;
  5.   рабочая температура: 0~70 °C;
  6.   напряжение питания: 3.3 V, 5 V;
  7.   разъемы для оптического кабеля:

Расчет основных параметров волокно – оптических линий связи

Расчет параметров оптического волокна

Произведем теоретический расчет параметров одномодового оптического волокна со ступенчатым профилем показателя.

Зададимся исходными параметрами для расчета:

показатель преломления сердцевины на длине волны мкм;

показатель преломления сердцевины на длине волны мкм;

разность между показателями преломления сердцевины и оболочки оптического волокна – ;

ширина спектральной линии передатчика – нм;

диаметр сердцевины – мкм;

диаметр оболочки – мкм;

Расчет показателя преломления оболочки

Показатель преломления оболочки можно рассчитать по формуле 4.1:

                          , (4.1)

где – показатель преломления оболочки;

– показатель преломления сердцевины;

– относительная разность показателей преломления сердцевины и оболочки.

По формуле (4.1) рассчитаем показатель преломления оболочки:

;

.

Расчет числовой апертуры

Числовую апертуру находим по формуле 4.2:

                                .  (4.2)

Для наших значений показателей преломления сердцевины и оболочки числовая апертура, рассчитанная по формуле (4.2), будет равна:

;

.

Расчет нормированной частоты

Нормированная частота находится по следующей формуле 4.3:

                (4.3)

Для нашей числовой апертуры и длины волны нормированная частота, рассчитанная по формуле (4.3), равна:

;

.

Нормированная частота является безразмерным числом, которое определяется количеством мод поддерживаемых волокном.

Расчет дисперсии

Дисперсию найдем по формуле 4.4:

       ,      (4.4)

где – хроматическая дисперсия, пс ;

– поляризационная модовая дисперсия, пс.

Хроматическую дисперсию найдем по формуле 4.5:

 , (4.5)

где – протяженность трассы на самом длинном участке сети, км;

– удельная хроматическая дисперсия, пс/(нм·км).

В соответствии с рекомендацией ITU-T G.652 пс/(нм·км) на длине волны мкм и пс/(нм·км) на длине волны мкм.

Рассчитаем хроматическую дисперсию по формуле (4.5):

пс;

пс.

Поляризационную модовую дисперсию найдем по формуле 4.6:

 , (4.6)

где – протяженность трассы, км;

– удельная поляризационная модовая дисперсия, пс/.

Рассчитаем поляризационную модовую дисперсию по формуле (4.6):

пс

Подставляя найденные значения в формулу (4.4) получим:

пс;

пс.

Расчет потерь в оптическом волокне

Затухание обусловлено собственными и кабельными потерями в ОВ.  Собственные потери состоят из потерь поглощения и потерь рассеяния

   (4.7)

Затухание на рассеяние (Рэлеевское рассеяние) найдем по формуле:

,   (4.8)

где – постоянная Больцмана, Дж/К;

– коэффициент сжижаемость, м2/Н;

– абсолютная температура плавления стекла, К.

Рассчитаем затухание на рассеяние по формуле (4.8):

дБ/км;

дБ/км.

Затухание на поглощение рассчитывается по формуле:

                                               ,  (4.9)

где  - потери на поглощение в ультрафиолетовой области;

 - потери на поглощение в инфракрасной области.

Потери на поглощение в ультрафиолетовой и инфракрасной области рассчитываются по формулам:

;

;

дБ/км;

дБ/км.

Подставляя найденные значения и в формулу (4.9) получим:

дБ/км;

дБ/км.

Кабельные потери – из-за скрутки, деформации изгибов о ОВ, возникающих в процессе производства и прокладке, рассчитываются по формуле (5.10):

.    (4.10)

Подставляя найденные значения в формулу (6.10) получим:

дБ/км;

дБ/км.

Подставляя найденные значения в формулу для общего затухания (4.7) получим:

дБ/км;

дБ/км.

Рассчитанные параметры оптического волокна находятся в пределах,


установленных рекомендациями ITU-T. Это позволяет сделать вывод, что для проектирования сети можно использовать любой вид волокна, соответствующий данным рекомендациям.

Расчет нагрузки на кабель

Конструкция ОК должна обеспечивать защиту ОВ от механических напряжений: механические напряжения должны прикладываться не к ОВ, а к силовым (упрочняющим) элементам кабеля, которые ограничивают растяжение ОК, обеспечивают необходимые радиусы изгиба и повышают стойкость ОК при механических радиальных воздействиях.

В подвесных ОК роль силового элемента играет стальной несущий трос.

Эти расчеты могут оказаться необходимыми для грамотного выбора типа несущего троса. Рассмотрен случай расположения опор на одинаковой высоте (Рисунок 5.1). Приведенные ниже формулы могут также использоваться для выбора мест расположения опор при заданном типе троса, а также для оценки вероятности появления трещин, вытягивания центрального проводника и изменения его электрических свойств при растяжении кабеля.

Рисунок 5.1-Пример подвеса кабеля и действующих на него сил

Первые два уравнения не учитывают влияние климатических факторов и температурных изменений:

 , (4.11)

 , (4.12)

где – составляющая напряжения, направленная по касательной к линии кабеля, Н;

– среднее расстояние между опорами, м;

– суммарный линейный вес кабеля и троса, кг/км;

– провис, м;

– фактическая длина подвешенного кабеля, м.

В нашем случае эти значения будут равны:

Н;

м.

В реальных условиях на напряжение троса будут влиять колебания температуры, ветер и нарастание льда. Кабель монтируется при исходной температуре , исходный линейный вес кабеля составляет . Через некоторое время температура меняется, например падает, при этом кабель стремится укоротиться пропорционально его линейному коэффициенту расширения. В результате провис уменьшается, а напряжение увеличивается.               

Увеличение напряжения, в свою очередь, приводит к растяжению троса, пропорциональному его модулю упругости. Кроме того, напряжение троса увеличивают ветровые и ледовые нагрузки, что приводит к дополнительному растяжению троса. Все эти процессы происходят одновременно, и в тросе постоянно поддерживается их динамический баланс.

В результате реальное натяжение найдем по формуле (4.13):


                                             , (4.13)

где   – суммарная линейная нагрузка на трос, кг/км;

  – провис в реальных условиях, м.

Для расчета натяжения с учетом этих процессов необходимо определить начальную длину подвешенного отрезка троса (), которую он имеет в ненапряженном состоянии, то есть до того как он начал растягиваться под действием собственного веса и веса кабеля.

Для определения примем, что трос является упругим телом и к нему применим закон Гука, гласящий, что упругая деформация пропорциональна силе, вызывающей эту деформацию.

Математически это можно найти по формуле (4.14):

 , (4.14)

где   – удлинение кабеля, м;

  – поперечное сечение троса, мм;

  – модуль упругости, характеризующий упругие свойства материала (для стального троса  ГПа).

С учетом того, что:

 , (4.15)

легко получить выражение для определения исходной длины подвешенного отрезка кабеля можно найти по формуле (4.16):

 , (4.16)

Для нашего случая исходная длина подвешенного отрезка кабеля будет равна:

м.

Теперь учтем температурные изменения. Подвес кабеля производится при некоторой температуре . Со временем температура меняется, и с ней меняется длина троса. Длину ненатянутого троса при изменениях температуры можно определить по следующей формуле (4.17):

 , (4.17)

где   – температура при подвесе, °С;

  – минимальная текущая температура, °С;

  – температурный коэффициент линейного расширения, 1/K.

В нашем случае длина отрезка троса в ненатянутом состоянии при текущей температуре будет по формуле (4.17) равна:

м.

Добавим учет действия ветра и намерзающего льда. Они будут изменять вес кабеля, причем намерзающий лед будет увеличивать вертикальную составляющую веса, а ветер – его горизонтальную составляющую (Рисунок 5.2).

Рисунок 5.2-Влияние ветра и льда на вес кабеля


Суммарный вес определяется по формуле (4.18):

 , (4.18)

где – суммарный линейный вес кабеля, кг/км;

  – сумма горизонтальных сил, кг/км;

  – сумма вертикальных составляющих веса, кг/км.

Сумма вертикальных составляющих веса в реальных условиях складывается из веса кабеля и намерзающего льда.

В горизонтальном направлении при наихудших условиях на трос действует сила ветра, прикладываемая к связке кабеля с тросом, покрытой льдом.

В результате предыдущая формула для расчета при наихудших условиях выглядит следующим образом:

 , (4.19)

где – вес намерзающего льда, кг/км;

– вес кабеля, кг/км;

        – вес тросса, кг/км;

  – сила воздействия ветра, кг/км;

  – добавляемый вес, кг/км.

Вес намерзающего льда (нормативное значение линейной гололедной нагрузки) для элементов круглого сечения до 70мм. включительно согласно СНИП 2.01.07-85 следует определять по формуле:

, (4.20)

где   – толщина стенки гололеда, мм;

  – коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда по высоте, определяемый по табл.13 СНИП 2.01.07-85;

 - коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра элементов круглого сечения, определяемый по табл.14 СНИП 2.01.07-85;

 - диаметр кабеля с тросом, мм;

 - плотность льда, г/см3;

 - ускорение свободного падения, м/с2.

Подставляя значения в формулу (4.20), получим:

Н/м =кг/м

В горизонтальном направлении при наихудших условиях на трос действует сила ветра, прикладываемая к связке кабеля с тросом, покрытой льдом.

Сила ветра (ветровая нагрузка) может быть определена по формуле (4.21):

 , (4.21)

где – коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету;

– коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку;

- аэродинамический коэффициент для кабелей и тросов;

- 0,25 от нормативного значения ветрового давления, кгс/м2 ;

- cуммарный диаметр кабеля с тросом и слоем льда, мм.

Суммарный диаметр кабеля с тросом и слоем льда найдем по формуле (4.22):

м. (4.22)

Подставляя найденные значения в формулу (4.21) получим:

кг/м

Для нашего случая суммарный вес при наихудших условиях согласно формуле (4.19) будет равен:

кг/м кг/км.

Для расчета по формуле (5.13) требуется еще вычислить . Оно определяется из кубического уравнения:

 , (4.23)

где,

 , (4.24)

 . (4.25)

Дискриминант кубического уравнения вычисляется по формуле (4.26):

 , (4.26)

Для нашего случая дискриминант кубического уравнения будет равен:

.

Решения кубического уравнения зависят от величины дискриминанта.

Если , то решение определяется по формуле Кардана. В этом случае подставив значения в формулу (4.27):

. (4.27)

После этого подставляем полученные значения и в формулу (5.13) и определяем натяжение троса при наихудших условиях эксплуатации.

см;

Н/м

Следовательно  раздавливающее усилие кабеля должно быть не менее 96,72 H/м.

 Расчет помехоустойчивости системы

Помехоустойчивость характеризует степень соответствия принятого и переданного сообщения при заданном уровне помех. В бинарных системах в качестве меры помехоустойчивости используется вероятность ошибочного приема сигнала [20].

Вероятность ошибочного приема сигнала можно найти по формуле:

  ,   (4.32)

где – фактор помехоустойчивости.

Q-фактор определяется по формуле (4.33):

, (4.33)

где – квантовая эффективность лавинного ФД (примем η = 0,8);

M – коэффициент лавинного умножения ЛФД (примем M=5, так как используется ЛФД);

F(M) = M - коэффициент шума ЛФД;

G – суммарный коэффициент шума ЛФД (примем G = 0,3);

nc- среднее число сигнальных фотоэлектронов на ТИ:

,    (4.34)

– постоянная Планка, Дж/Гц;

– мощность оптического сигнала, мВт (=0,8);

T=1/B – длительность ТИ, с (T=1нс) ;

- скорость света, м/с2;

 nTT – среднее число фотоэлектронов темнового тока ФД на тактовом интервале (ТИ), определяющее его дробовой шум:

,                                  (4.35)

где    – заряд электрона, Кл;

 nt – эквивалентное число электронов, связанных с тепловыми шумами:

                                                      ,                               (4.36)


где   t – температура, К ( t=300°К);

– номинал нагрузочного резистора интегрирующего предварительного усилителя (ПУ) (R=200 Ом);

– постоянная Больцмана, Дж/К;

- безразмерный температурный параметр, определяющий уровень шумов входной цепи:

                ,                 (4.37)

где α – параметр формы гауссова сигнала (примем );

C – сумма выходной ёмкости фотодиода, входной ёмкости ПУ и ёмкости монтажа (C = 0,55 пФ);

I2 и I3 – интегралы Персоника, устанавливающие соотношение между эффективной шумовой полосой частот ПУ и битовой скоростью B (для α=0.1 интегралы Персоника равны I2 = 0.4, I3 = 0.05);

SI и SE – шумовые параметры на полевых транзисторах (ПТ):

                                                      ,                                                  (4.38)

                                                .                                              (4.39)

где   IЗ – ток утечки затвора ПТ (примем IЗ = 0,01 нА);

Г – коэффициент шума ПТ (Г=1,5);


gm – проводимость канала ПТ (5 мСм);

– коэффициент уширения сигнала относительно длительности ТИ:

                                  ,                                                   (4.40)

где - дисперсионное уширение импульса, рассчитывается по формуле (4.41):

                                       Δτд = τдL,                                                         (4.41)

где τд – дисперсия на километр (рассчитана ранее, составляет 1.78 пс/км);

L – длина линии связи, км (5,946).

Q-фактор по формуле (4.33) будет равен:

при следующих параметрах: , , , ,

Подставляя полученное значение Q-фактор в формуле (4.32) найдем вероятность ошибочного приема сигнала:

.

Такое малое значение вероятности ошибочного приема сигнала получается из-за малой протяженности сети.

Выбор элементов СКС

Выбор прокладки кабеля

Трасса для прокладки оптического кабеля (ОК) выбирается исходя из


следующих условий:

  1.  выполнение наименьшего объема работ при строительстве;
  2.  наименьшая протяженность трассы;
  3.  возможности максимального применения наиболее эффективных средств индустриализации и механизации строительных работ;
  4.  наименьшее число препятствий, усложняющих и удорожающих стоимость строительства, (реки, карьеры, автомобильные и железные дороги, подземные сооружения и прочие препятствия);
  5.  удобства эксплуатации сооружений и надежности их работы.

Анализируя существующие способы прокладки кабеля (см. пункт 3.4), примем решение, что прокладка проектируемой линии связи будет осуществляться воздушным способом (самонесущий кабель).

Подвес оптического кабеля

Для строительства ВОЛС методом подвески в населённых пунктах широко используется подвеска ОК к стене здания.

В стене делают два отверстия, по одному из которых в металлической трубе диаметром 25 мм прокладывается оптический кабель, а во второй  при помощи специальной анкерной штанги производиться крепление самонесущего кабеля.

Для натяжного крепления кабеля используют спиральный зажим марки НСО-14П-02. Крепление этого зажима к опоре осуществляется через поставляемый с зажимом коуш и линейную сцепную арматуру 2ПР-7-1

На приведённом  Рисунок 5.1 показана схема крепления самонесущего ОК к стене здания.

Рисунок 4.1 - Схема крепления самонесущего оптического кабеля к стене здания

Выбор кабеля

Самонесущие кабели используются при подвеске на опорах воздушных линий связи и высоковольтных ЛЭП, контактной сети железнодорожного транспорта, а также на стойках воздушных линий городской телефонной сети. Диэлектрическая конструкция таких ОК имеет круглую форму, что снижает нагрузки, создаваемые ветром и льдом, и позволяет использовать кабель при больших расстояниях между опорами (до 100 метров и более). В качестве силового элемента таких ОК используется центральный силовой элемент из стеклопластика и пряжа из арамидных нитей, заключенная между полиэтиленовой оболочкой и полиэтиленовым защитным шлангом (Рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 - Конструкция самонесущего кабеля

Для прокладки в сельских и пригородных районах, а также для устройства переходов от одного здания к другому могут применяться ОК с несущим тросом (Рисунок 4.3).

Рисунок 5.3 - Конструкция оптического кабеля с несущем тросом

Конструкция самонесущих кабелей с металлическим тросом имеет форму восьмерки; несущий трос вынесен отдельно от оптического сердечника и скрепляется с ним в единую конструкцию полиэтиленовой оболочкой. В обоих видах кабелей свободное пространство заполнено гидрофобным заполнителем, но возможно использование водоблокирующих нитей и лент для уменьшения веса и ускорения процесса монтажа.

Для проектируемой сети выбираем  кабель марки ОПЦ-8А-12  фирмы «Еврокабель І».

В пункте 4.2 был сделан расчет минимальной величины раздавливающего усилия равное 96,72 Н/м. В нашем случае выбран кабель с очень большим запасом данного параметра.

На Рисунок 4.4 представлена маркировка кабеля:

 

Рисунок 4.4-Маркировка оптического кабеля [5]

Выбор оборудования резервного питания

Источники бесперебойного электропитания (UPS – Uninterruptible Power Supply) в настоящее время становятся неотъемлемой частью телекоммуникационного оборудования.  Это связано с достаточно низким качеством электроэнергии в государственных энергосетях. Улучшения ситуации, несмотря на жесткость стандартов, не ожидается, так как невозможно избежать соседства чувствительного электронного оборудования с силовыми коммутаторами, мощными полупроводниковыми (тиристорными и транзисторными) преобразователями и регуляторами, электродвигателями и другими подобными устройствами.

Таким образом можно выделить следующие виды аварийных ситуаций приводящие к сбоям в работе телекоммуникационного оборудования:

  1.  обесточивание, вызванное срабатыванием автоматов защиты сети на трансформаторной подстанции либо автоматов, установленных в помещениях на местной электросети при ее перегрузке или авариях на сети потребителей, вызванных выходом из строя питаемой аппаратуры, ошибками при ее эксплуатации, молниями, авариями энергосистемы и т. д.;
  2.  пики и всплески питающего напряжения выше допустимого значения, вызванные молниями, статическим электричеством, повреждением линий электропередач, остановкой работающих поблизости электродвигателей, лифтов, компрессоров и т.п.;
  3.  кратковременное превышение действующего напряжения выше допустимого в течение времени до 2,5 с, вызванное работой поблизости электродуговых и электрогидравлических установок, переключениями на электроподстанции, ударами молнии;
  4.  искажения формы питающего напряжения (радиочастотные шумы и паразитная модуляция) за счет электрических колебаний с частотой 0,1 – 1000 МГц и амплитудой до 10 В, наложенные на основную кривую напряжения. Вызваны они работой многих нелинейных нагрузок в одной электросети (кондиционеры, лампы дневного освещения, устройства с импульсными блоками питания);
  5.  изменение частоты питающего напряжения. Возникают в большинстве случаев при работе мощных потребителей, сварочных аппаратов;
  6.  кратковременное снижение действующего значения напряжения ниже допустимого в течение времени до 2,5 с, вызванное перегрузкой сети в связи с включениями близко расположенного мощного технологического оборудования.

По интенсивности появления самым характерным аварийным режимом в сети (более 80%)  является длительное по времени в течение суток пониженное напряжение, что связано с перегрузкой сети по тем или иным причинам.

Далее идут различного рода искажения формы напряжения сети (более 15%): всплески (0,7%), низкочастотные шумы (7%), помехи по электросети и


другие виды искажения формы питающего напряжения (7,4%). Наиболее редкими (около 5%), но и самыми неприятными по воздействию на питаемую аппаратуру, являются различные по длительности обесточивания, наличие которых в совокупности с перечисленными выше аварийными режимами сети заставляет разрабатывать оборудование, обеспечивающее гарантированное либо бесперебойное снабжение потребителя электроэнергией требуемого качества.

Анализ научно-технической позволил произвести следующую классификацию ИБП: SPS и UBS.

Системы резервного или гарантированного питания, в зарубежной литературе называемые SPS (Standby Power Supply) или off-line. Они содержат в своем составе аккумуляторную батарею, устройство ее подзаряда и инвертор, преобразующий постоянное напряжение батареи в переменное напряжение синусоидальной формы 220 В, 50 Гц.

Постоянно контролируя состояние входного напряжения, система SPS переключается  на использование АБ в случае снижения напряжения сети ниже минимально допустимого значения (около 70% от номинального).

Подзарядка аккумулятора осуществляется в процессе нормальной работы системы, т. е. при питании нагрузки от сети. При значительном снижении питающего напряжения или при его полном пропадании переход на работу от аккумулятора осуществляется за относительно малое время (до 20 мс), но это время становится неприемлемым при питании микропроцессорной техники и ПЭВМ, так как с периодом повторения около 2 мс производится контроль состояния ОЗУ. Поэтому появление даже кратковременных провалов в питающем напряжении может привести к искажению базы данных в питаемой ПЭВМ. Другим недостатком данной системы является то, что в нормальном режиме не осуществляется стабилизация выходного напряжения, так как питание нагрузки производится непосредственно от сети (в лучшем случае через помехоподавляющий и


радиочастотный фильтры). Конечно, это неприемлемо для большинства видов потребителей. В частности, недопустимо использование таких систем для файлсерверов локальных вычислительных сетей и коммутационного оборудования. Но надо отметить также то обстоятельство, что из возможных вариантов построения это самый дешевый и простой способ удовлетворить основным требованиям.

Системы бесперебойного питания UPS (Uninterruptable Power Supply) или on-line. Эти системы также, как и предыдущие, содержат в своем составе аккумуляторные батареи, зарядное устройство и инвертор-преобразователь. Отличие же их от систем резервного питания заключается в отсутствии какого-либо искажения кривой выходного напряжения при переходе на работу от батареи, которая эксплуатируется в буферном режиме.

Этот класс систем применяется для питания наиболее ответственного оборудования (файл-серверов локальных вычислительных сетей, мини-

компьютеров, крупного коммуникационного оборудования и т. д.).

Системы автономного электропитания UBS (Uninterruptable Battery System), имеющие в своем составе моторгенераторы, работающие на бензине, газе или дизельном топливе, которые в случае аварийной ситуации обеспечивают непрерывное энергопитание в течение 2000 и более часов. Эти системы, фактически, являются подклассом систем бесперебойного питания и их применение оправдано при больших потребляемых мощностях и там, где длительное отсутствие энергопитания может привести к необратимым последствиям (госпитали, системы охраны, противопожарные системы, системы связи, технологическое оборудование непрерывного цикла и т. д.).

Т а б л и ц а 5.1 - Возможности защиты основных типов ИБП

Описание неполадок сети

Off-Line

On-Line

Аварийно завышенное напряжения, более 30%  до 380 В

Да

(переход на АБ)

Да

(переход на АБ)


Конец таблицы 5.1

Описание неполадок сети

Off-Line

On-Line

Значительно пониженное напряжения, более 30%

Да

(переход на АБ)

Да

(переход на АБ)

Завышенное напряжение,не более 15%

-

Да

Заниженное напряжение, не более 20%

-

Да

Кратковременные всплески, провалы напряжения

Да

(переход на АБ)

Да

Переходные процессы при коммутации

-

Да

Исчезновение напряжения

Да

(переход на АБ)

Да

(переход на АБ)

Изменение частоты и искажения формы напряжения

-

Да

Поэтому для защиты от отрицательного влияния питающей сети на коммутационное оборудование, будем использовать системы бесперебойного питания UPS или online. [2]


Расчет надежности системы

Проблема обеспечения надежности весьма актуальна для волоконно-оптических систем передачи (ВОСП). Поэтому очень важно предварительно рассчитать их надежность с тем, чтобы получить требуемые показатели в процессе эксплуатации аппаратуры ВОСП, т.к. отказ в работе аппаратуры несет за собой крупные экономические затраты.

Надежность объекта – его свойство сохранять во времени и установленных пределах значения всех параметров, характеризующих качество передачи информации в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Комплексный показатель надежности – коэффициент готовности (), определяющий вероятность работоспособности объекта в произвольный момент времени (кроме планируемых периодов, в течение которых использование объекта по назначению не предусматривается).

Безотказность – свойство системы непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. Ее характеризуют два показателя:

– среднее время между отказами системы (элемента), ч;

– среднее количество отказов за единицу времени, 1/ч.

Для обеспечения высокого коэффициента готовности при расчете надежности ВОСП удобно в качестве комплексного показателя надежности выбрать коэффициент простоя (), определяющий вероятность того, что система окажется в неработоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов.

Cреднее число (плотность) отказов ОК из-за внешних повреждений на 100 км кабеля в год

Тогда интенсивность отказов ОК за 1 ч определяется по формуле (5.1):

.                                               (5.1)

Интенсивность отказов для нашей линии  найдем по формуле (5.1):

1/час.

При существующей на эксплуатации стратегии восстановления, начинающегося с момента обнаружения отказа (аварии), коэффициент простоя (неготовности) определяется по формуле (5.2):

, (5.2)

– время восстановления, ч;

Коэффициент простоя для нашей линии связи найдем по формуле (5.2):

.

Коэффициент простоя ВОСП однозначно связан с коэффициентом готовности:

. (5.3)

Из формулы (7.3) находим коэффициент готовности:

.

Определим среднее время между отказами по формуле (5.4):

. (5.4)

Подставляя наши значения в формулу (5.4) определим среднее время между отказами:

часов.

В ходе расчетов мы получили значения коэффициента готовности 0,99999746 и среднего значения между отказами 4,3105 ч. Из полученных результатов видно, что наша система является достаточно надежной, что является мощным преимуществом ВОЛС по сравнению с другими видами связи.


Экспериментальная часть

В экспериментальной части будет описываться настройка сетевых служб, настройка сетевого оборудования, а так же моделирование сети в среде Packet Trace.

Настройка сетевых служб

Листинга настройки DHCP сервера

ddns-update-style none;

authoritative;

option netbios-node-type 8;

option ms-classless-static-routes code 249 = array of unsigned integer 8;

option rfc3442-classless-static-routes code 121 = array of unsigned integer 8;

if exists agent.circuit-id

{

   log ( info, concat( "Lease for ",

   binary-to-ascii (10, 8, ".", leased-address),

   " Switch port: ",

   binary-to-ascii (10, 8, ".", option agent.circuit-id),

   " Switch MAC: ",

   binary-to-ascii(16, 8, ".", option agent.remote-id)));

}

shared-network default {

class "vlan2001" { match if binary-to-ascii (10,16, "", substring(option


agent.circuit-id, 2, 2))="2001"; }

class "vlan2002" { match if binary-to-ascii (10,16, "", substring(option agent.circuit-id, 2, 2))="2002"; }

class "vlan2003" { match if binary-to-ascii (10,16, "", substring(option agent.circuit-id, 2, 2))="2003"; }

class "vlan2004" { match if binary-to-ascii (10,16, "", substring(option agent.circuit-id, 2, 2))="2004"; }

class "vlan2005" { match if binary-to-ascii (10,16, "", substring(option agent.circuit-id, 2, 2))="2005"; }

class "vlan2006" { match if binary-to-ascii (10,16, "", substring(option agent.circuit-id, 2, 2))="2006"; }

class "vlan2007" { match if binary-to-ascii (10,16, "", substring(option agent.circuit-id, 2, 2))="2007"; }

class "vlan2008" { match if binary-to-ascii (10,16, "", substring(option agent.circuit-id, 2, 2))="2008"; }

subnet 88.204.96.0 netmask 255.255.224.0 {

option routers   88.204.120.1;

option subnet-mask  255.255.252.0;

option domain-name-servers 88.204.14.1,88.204.110.2;

default-lease-time 3600;

max-lease-time 7200;

 

pool { range 88.204.120.2; allow members of "vlan2001"; }

pool { range 88.204.120.3; allow members of "vlan2002"; }

pool { range 88.204.120.4; allow members of "vlan2003"; }

pool { range 88.204.120.11; allow members of "vlan2004"; }

pool { range 88.204.120.12; allow members of "vlan2005"; }

 


pool { range 88.204.120.13; allow members of "vlan2006"; }

pool { range 88.204.120.14; allow members of "vlan2007"; }

pool { range 88.204.120.15; allow members of "vlan2008"; }

}

}

Настройка сетевого оборудования

Листинг конфигурации домового коммутатора Cisco Catalyst WS-C2950G-24

!

version 12.1

no service pad

service timestamps debug uptime

service timestamps log uptime no service password-encryption!

hostname o13 // сетевое имя коммутатора

!

aaa new-model

aaa authentication login default local

aaa authorization exec default local

!

username vitek privilege 15 secret 5 $1$VpuN$.sQASEriCUNuXJ/xN3goj.

username maxim privilege 15 secret 5$1$hXtq$XN8oa3e9ShNZK7zx4ELHh.

ip subnet-zero

!

ip domain-name tomgate.net

ip name-server 88.204.14.1


ip ssh time-out 120

ip ssh authentication-retries 3 ip ssh version 2

vtp mode transparent  

!

spanning-tree mode pvst

spanning-tree portfast default

no spanning-tree optimize bpdu transmission

spanning-tree extend system-id

!

!

!

!

vlan 201

name MANAGEMENT

!

vlan 2060-2064,2066-2067,2069-2070

!

vlan 2145

name TG0145

!

interface FastEthernet0/1

description TG0060

switchport access vlan 2060

!

interface FastEthernet0/2


description TG0061

switchport access vlan 2061

!

interface FastEthernet0/3

description TG0062

switchport access vlan 2062

!

interface FastEthernet0/4

description TG0063

switchport access vlan 2063

ip access-group 163 in

!

interface FastEthernet0/5

description TG0064

switchport access vlan 2064

!

interface FastEthernet0/6

description TG0066

switchport access vlan 2066

!

interface FastEthernet0/7

description TG0067

switchport access vlan 2067

!

interface FastEthernet0/8


description TG0069

switchport access vlan 2069

!

interface FastEthernet0/9

description TG0070

switchport access vlan 2070

!

interface FastEthernet0/10

description BAD PORT

shutdown

!

interface FastEthernet0/11

description TG0146

switchport access vlan 2145

!

interface FastEthernet0/12

shutdown

!

interface FastEthernet0/13

shutdown

!

interface FastEthernet0/14

shutdown

!

interface FastEthernet0/15

shutdown


!

interface FastEthernet0/16

shutdown

!

interface FastEthernet0/17

shutdown

!

interface FastEthernet0/18

shutdown

!

interface FastEthernet0/19

shutdown

!

interface FastEthernet0/20

shutdown

!

interface FastEthernet0/21

shutdown

!

interface FastEthernet0/22

shutdown

!

interface FastEthernet0/23

shutdown

!

interface FastEthernet0/24

shutdown

!

interface FastEthernet0/25


description UPLINK

switchport trunk allowed vlan 201,1500-4000

switchport mode trunk

!

interface FastEthernet0/26

shutdown

!

interface Vlan1

no ip address

no ip route-cache

shutdown

!

interface Vlan201

ip address 88.204.110.85 255.255.255.192

no ip route-cache

!

interface Vlan2145

no ip address

no ip route-cache

shutdown

!

ip default-gateway 88.204.110.65

no ip http server

access-list 100 remark ACCESS-RESTRICTION

access-list 100 permit icmp any any


access-list 100 permit ip 88.204.14.80 0.0.0.15 any

access-list 100 permit ip 88.204.110.0 0.0.0.15 any

access-list 100 permit ip host 88.204.14.1 any

access-list 163 deny   ip host 88.204.120.89 host 95.65.64.90

access-list 163 permit ip any any

!

line con 0

line vty 5 15

!

ntp clock-period 17180148

ntp server 88.204.14.1

!

End

Листинг конфигурации агрегирующего узла связи D-link DGS-3100-24TG

! PORT

config ports description 1:1 OSTROVSKOKO-22

config ports description 1:10 D-KLYUCHEVSKAYA-3

config ports description 1:11 LENINA-189-1

config ports description 1:12 OSTROVSKOGO-8

config ports description 1:13 R-LYUKSEMBURG-74

! VLAN

config vlan default delete 1:(1-24)

create vlan MANAGEMENT tag 201

create vlan TG0012 tag 2012

create vlan TG0013 tag 2013

create vlan TG0032 tag 2032


create vlan TG0040 tag 2040

create vlan TG0041 tag 2041

create vlan TG0042 tag 2042

create vlan TG0044 tag 2044

create vlan TG0045 tag 2045

create vlan TG0050 tag 2050

create vlan TG0051 tag 2051

create vlan TG0060 tag 2060

create vlan TG0061 tag 2061

create vlan TG0062 tag 2062

create vlan TG0063 tag 2063

config vlan MANAGEMENT add tagged 1:(1,10-17,19-24)

config vlan TG0012 add tagged 1:(11,24)

config vlan TG0013 add tagged 1:(11,24)

config vlan TG0032 add tagged 1:(11,24)

config vlan TG0040 add tagged 1:(13,24)

config vlan TG0041 add tagged 1:(13,24)

config vlan TG0042 add tagged 1:(13,24)

config vlan TG0044 add tagged 1:(13,24)

config vlan TG0045 add tagged 1:(13,24)

config vlan TG0050 add tagged 1:(13,24)

config vlan TG0051 add tagged 1:(13,24)

config vlan TG0060 add tagged 1:(14,24)

config vlan TG0061 add tagged 1:(14,24)

config vlan TG0062 add tagged 1:(14,24)

config vlan TG0063 add tagged 1:(14,24)

! SSH

enable ssh

! SSL

 


! BASIC IP

config ipif System ipaddress 88.204.110.94/26 vlan MANAGEMENT

! ROUTING TABLE

create iproute default 88.204.110.65

Настройка центрального коммутатора Cisco VS-C3550-12G

ip routing

!

ip dhcp snooping vlan 1500-4000

ip dhcp snooping information option format remote-id hostname

ip dhcp snooping

vtp mode transparent

!

vlan 1501

name CORPORATE-CUSTOMER-1

!

vlan 1502

name CORPORATE-CUSTOMER-2

!

vlan 1503

name CORPORATE-CUSTOMER-3

!

vlan 2001

name PRIVATE-USER-1

!

vlan 2002

name PRIVATE-USER-2

!


vlan 2003

name PRIVATE-USER-3

!

vlan 2004

name PRIVATE-USER-4

!

vlan 2005

name PRIVATE-USER-5

!

!

interface Loopback2

ip address 88.204.120.1 255.255.252.0

!

interface GigabitEthernet0/1

description LAN-NODE-1

switchport trunk encapsulation dot1q

switchport trunk allowed vlan 201,1500-4000

switchport mode trunk

ip access-group 100 in

!

interface GigabitEthernet0/2

description LAN-NODE-2

switchport trunk encapsulation dot1q

switchport trunk allowed vlan 201,1500-4000

switchport mode trunk

ip access-group 100 in

!

interface GigabitEthernet0/3

description LAN-NODE-3


switchport trunk encapsulation dot1q

switchport mode trunk

switchport trunk allowed vlan 201,1500-4000

ip access-group 100 in

!

interface GigabitEthernet0/4

description LAN-NODE-4

switchport trunk encapsulation dot1q

switchport trunk allowed vlan 201,1500-4000

switchport mode trunk

ip access-group 100 in

!

interface GigabitEthernet0/5

description LAN-NODE-5

switchport trunk encapsulation dot1q

switchport trunk allowed vlan 201,1500-4000

switchport mode trunk

ip access-group 100 in

!

interface GigabitEthernet0/12

description UPLINK-TO-CORE

switchport trunk encapsulation dot1q

switchport trunk allowed vlan 111,201

switchport mode trunk

no cdp enable

ip dhcp snooping trust

!

interface Vlan1

no ip address


shutdown

!

interface Vlan111

ip address 88.204.110.6 255.255.255.240

!

interface Vlan1501

ip unnumbered Loopback2

ip helper-address 88.204.110.1

!

interface Vlan1502

ip unnumbered Loopback2

ip helper-address 88.204.110.1

!

interface Vlan1503

ip unnumbered Loopback2

ip helper-address 88.204.110.1

!

interface Vlan2001

ip unnumbered Loopback2

ip helper-address 88.204.110.1

!

interface Vlan2002

ip unnumbered Loopback2

ip helper-address 88.204.110.1

!

interface Vlan2003

ip unnumbered Loopback2

ip helper-address 88.204.110.1

!


interface Vlan2004

ip unnumbered Loopback2

ip helper-address 88.204.110.1

!

interface Vlan2005

ip unnumbered Loopback2

ip helper-address 88.204.110.1

!

ip classless

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 88.204.110.3

ip route 88.204.120.2 255.255.255.255 Vlan2001

ip route 88.204.120.3 255.255.255.255 Vlan2002

ip route 88.204.120.4 255.255.255.255 Vlan2003

ip route 88.204.120.5 255.255.255.255 Vlan1501

ip route 88.204.120.6 255.255.255.255 Vlan1502

ip route 88.204.120.11 255.255.255.255 Vlan2004

ip route 88.204.120.12 255.255.255.255 Vlan2005

ip route 88.204.120.31 255.255.255.255 Vlan1503

end

Моделирование сети в среде Packet Tracer

Моделирование существующей сети

В среде Cisco Packet Tracer 5.3 собрана модель существующей сети и приведена на рисунке 7.1 , что бы убедиться, что сеть работает проверим связь между сетевыми устройствами.

Рисунок 6.1 - Модель существующей сети.

а) рисунок 6.2 – Проверка связи между абонентом №20 (192.168.4.2) и Интернетом (10.0.0.1)

б) рисунок 6.3 - Отправка ICMP пакетов между абонентом №20 (192.168.4.2) и Интернетом (10.0.0.1)

в) рисунок 6.4 – Выход в Интернет (10.0.0.1) из абонента №20 (192.168.4.2)

д) Рисунок 6.2 – Проверка связи между абонентом №20 (192.168.4.2) и Интернетом (10.0.0.1)

Рисунок 6.2 – Проверка связи между абонентом №20 (192.168.4.2) и Интернетом (10.0.0.1)

Рисунок 6.3 - Отправка ICMP пакетов между абонентом №20 (192.168.4.2) и Интернетом (10.0.0.1)

Рисунок 6.4 – Выход в Интернет (10.0.0.1) из абонента №20 (192.168.4.2)

 Моделирование модернизированной сети

Настройка роутера:

Press RETURN to get started!

Router>enable // Активировать командную строку

Router#config t // Выбор режима настройки

Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.

Router(config)#no service timestamps log datetime msec // Отключение временных отметок

Router(config)#no service timestamps debug datetime msec // Отключение 


временных отметок

// Настройка DHCP

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.0

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.0

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.4

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.4

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.8

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.8

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.12

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.12

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.16

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.16

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.20

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.20

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.24

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.24

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.28

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.28

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.32

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.32

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.36

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.36

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.40

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.40

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.44

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.44

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.48

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.48

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.52


// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.52

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.56

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.56

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.60

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.60

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.64

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.64

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.68

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.68

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.72

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.72

Router(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.76

// Исключение из пулов DHCP адресов адреса 192.168.1.76

Router (config)#ip dhcp pool us1 // Настройка DHCP пула «us1»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.1 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us2 // Настройка DHCP пула «us2»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.4 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.5 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us3 // Настройка DHCP пула «us3»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.8 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.9 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us4 // Настройка DHCP пула «us4»


Router(dhcp-config)#network 192.168.1.12 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.13 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us5 // Настройка DHCP пула «us5»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.16 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.17 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us6 // Настройка DHCP пула «us6»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.20 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.21 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us7 // Настройка DHCP пула «us7»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.24 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.25 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us8 // Настройка DHCP пула «us8»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.28 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.29 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us9 // Настройка DHCP пула «us9»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.32 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.33 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула


Router (config)#ip dhcp pool us10 // Настройка DHCP пула «us10»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.36 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.37 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us11 // Настройка DHCP пула «us11»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.40 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.41 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us12 // Настройка DHCP пула «us12»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.44 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.45 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us13 // Настройка DHCP пула «us13»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.48 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.49 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us14 // Настройка DHCP пула «us14»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.52 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.53 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us15 // Настройка DHCP пула «us15»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.56 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.57 // Адрес шлюза по умолчанию для пула


Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us16 // Настройка DHCP пула «us16»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.60 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.61 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us17 // Настройка DHCP пула «us17»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.64 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.65 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us18 // Настройка DHCP пула «us18»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.68 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.69 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us19 // Настройка DHCP пула «us19»

Router(dhcp-config)#network192.168.1.72 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.73 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

Router (config)#ip dhcp pool us20 // Настройка DHCP пула «us20»

Router(dhcp-config)#network 192.168.1.76 255.255.255.252 // Адрес сети пула

Router(dhcp-config)#default-router 192.168.1.77 // Адрес шлюза по умолчанию для пула

Router(dhcp-config)#exit // Конец настройки пула

// Настройка сетевых интерфейсов

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0


Router(config-if)#no ip address // Без IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.101 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.101

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 101 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.102 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.102

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 102 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.5 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.103 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.103

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 103 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.9 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.104 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.104

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 104 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.13 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса


Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.105 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.105

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 105 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.17 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.106 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.106

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 106 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.21 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.107 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.107

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 107 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.25 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.108 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.108

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 108 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.29 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса


Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.109 // Настроить интерфейс 

GigabitEthernet0/0.109

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 109 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.33 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.110 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.110

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 110 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.37 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.111 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.111

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 111 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.41 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.112 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.112

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 112 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.45 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.113 // Настроить интерфейс 


GigabitEthernet0/0.113

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 113 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.49 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.114 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.114

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 114 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.53 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.115 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.115

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 115 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.57 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.116 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.116

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 116 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.61 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.117 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.117


Router(config-if)#encapsulation dot1Q 117 // Установка метода разметки и

виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.65 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.118 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.118

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 118 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.69 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.119 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.119

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 119 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.73 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.120 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.120

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 120 // Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.1.77 255.255.255.252

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet0/0.200 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/0.200

Router(config-if)#encapsulation dot1Q 200


// Установка метода разметки и виртуальной сети, связанной с интерфейсом

Router(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0

// Установка интерфейсу IP адреса

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface GigabitEthernet2/0 // Настроить интерфейс GigabitEthernet2/0

Router(config-if)#no ip address // Без IP адреса

Router(config-if)#duplex auto // Автоматический выбор режима передачи канала

Router(config-if)#speed auto // Автоматический выбор скорости канала Ethernet

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Router(config)#interface FastEthernet3/0 // Настроить 

интерфейс GigabitEthernet3/0

Router(config-if)#address 10.0.0.2 255.255.255.252

Router(config-if)#ip nat outside // Настройка интерфейса в качестве внешнего NAT интерфейса

Router(config-if)#duplex auto // Автоматический выбор режима передачи канала

Router(config-if)#speed auto // Автоматический выбор скорости канала Ethernet

Router(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

// Настройка NAT и маршрутизации

Router(config)#ip nat pool inet_pool 10.0.0.2 10.0.0.2 net mask 255.255.255.252 // Установка именованного пула NAT с адресом 10.0.0.2

Router(config)#ip nat inside source list uip pool inet overload // Настройка режима работы NAT

Router(config)#ip classless // Средства сопоставления маршрутов без учета классов


Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.1 // Установка маршрута по умолчанию

Router(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.0/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.4 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.4/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.8 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.8/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.12 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.12/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.16 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.16/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.20 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.20/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.24 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.24/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.28 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.28/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.32 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.32 /30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.36 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.36/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.40 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.40/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.44 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.44/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.48 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.48/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.52 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.52/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.56 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.56/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.60 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.60/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.64 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.64/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.68 255.255.255.252 10.0.0.1

// Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.68/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.72 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.72/30 через


адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip route 192.168.1.76 255.255.255.252 10.0.0.1 // Настройка статической маршрутизации сообщений в подсеть 192.168.1.76/30 через адрес 10.0.0.1

Router(config)#ip access-list standard uip // Настройка списка доступа uip

Router(config-std-nacl)#permit 192.168.0.0 0.0.0.255 // Разрешить пакеты от сети 192.168.0.0/21

Router(config-std-nacl)#exit // Завершение конфигурирования списка доступа

Router(config)#line con 0 // Настройка консоли

Router(config)#line vty 0 4 // Настройка виртуальных линий

Router(config-line)#login // Использовать пароль регистрации

Router(config-line)#end // Переключение в режим enable

Настройка центрального коммутатора:

Press RETURN to get started!

Switch>enable // Активировать командную строку

Switch#config t // Выбор режима настройки

Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.

Switch(config)#no service timestamps log datetime msec

// Отключение временных отметок

Switch(config)#no service timestamps debug datetime msec // Отключение временных отметок

Switch(config)#no service password-encryption

// Отключение шифрования паролей

Switch (config)#hostname Switch // Установка имени устройства

Switch(config)#interface GigabitEthernet0/1 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/1

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-1001

// Указываем, какие VLAN будет пропускать данный порт

Switch(config-if)#switchport mode trunk // Задаем режим работы trunk

Switch(config)#interface GigabitEthernet1/1 // Настроить интерфейс GigabitEthernet1/1

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-1001

// Указываем, какие VLAN будет пропускать данный порт

Switch(config-if)#switchport mode trunk // Задаем режим работы trunk

Switch(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Switch(config)#interface GigabitEthernet2/1 // Настроить интерфейс GigabitEthernet2/1

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-1001

// Указываем, какие VLAN будет пропускать данный порт

Switch(config-if)#switchport mode trunk // Задаем режим работы trunk

Switch(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Switch(config)#interface GigabitEthernet3/1 // Настроить интерфейс GigabitEthernet3/1

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-1001

// Указываем, какие VLAN будет пропускать данный порт

Switch(config-if)#switchport mode trunk // Задаем режим работы trunk

Switch(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Switch(config)#interface GigabitEthernet4/1 // Настроить интерфейс GigabitEthernet4/1

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-1001

// Указываем, какие VLAN будет пропускать данный порт

Switch(config-if)#switchport mode trunk // Задаем режим работы trunk

Switch(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Switch(config)#interface GigabitEthernet5/1 // Настроить интерфейс GigabitEthernet5/1

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-1001

// Указываем, какие VLAN будет пропускать данный порт

Switch(config-if)#switchport mode trunk // Задаем режим работы trunk


Switch(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Switch(config)#interface Vlan1 // Настроить интерфейс Vlan1

Switch(config-if)# no ip address //Отсутствие у интерфейса IP адреса

Switch(config-if)# shutdown // выключение интерфейса

Switch(config)#interface Vlan200 // Настроить интерфейс Vlan200

Switch(config-if)#ip address 192.168.0.30 255.255.255.0 //Установка интерфейсу IP адреса

Switch(config-if)#ip default-gateway 192.168.0.1

// Адрес шлюза по умолчанию

Switch(config-if)#exit// Завершение конфигурирования интерфейса

Switch(config)#line con 0 // Настройка консоли

Switch(config)#line vty 0 4 // Настройка виртуальных линий 0-4

Switch(config-line)#login // Использовать пароль регистрации

Switch(config-line)#exit // Выход на уровень вверх

Switch(config)#line vty 5 15 // Настройка виртуальных линий 5-15

Switch(config-line)#login // Использовать пароль регистрации

Switch(config)#end // Переключение в режим enable

Настройка агрегирующих коммутаторов:

Press RETURN to get started!

Switch>enable // Активировать командную строку

Switch#config t // Выбор режима настройки

Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.     

Switch(config)#no service timestamps log datetime msec

// Отключение временных отметок

Switch(config)#no service timestamps debug datetime msec // Отключение временных отметок

Switch(config)#no service password-encryption

// Отключение шифрования паролей

Switch(config)#hostname Switch // Установка имени устройства


Switch(config)#interface GigabitEthernet0/1 // Настроить интерфейс 

GigabitEthernet0/1

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-1001

// Указываем, какие VLAN будет пропускать данный порт

Switch(config-if) # exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Switch(config)#interface GigabitEthernet1/1 // Настроить интерфейс GigabitEthernet1/1

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-1001

// Указываем, какие VLAN будет пропускать данный порт

Switch(config-if)#switchport mode trunk // Задаем режим работы trunk

Switch(config-if) # exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Switch(config)#interface GigabitEthernet2/1 // Настроить интерфейс GigabitEthernet2/1

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-1001

// Указываем, какие VLAN будет пропускать данный порт

Switch(config-if)#switchport mode trunk // Задаем режим работы trunk

Switch(config-if) # exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Swith(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Swith(config)#interface Vlan1 // Настроить интерфейс Vlan1

Swith(config-if)#no ip address // Без IP адреса

Swith(config-if)#shutdown // Интерфейс выключен

Swith(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Swith(config)#interface Vlan200 // Настроить интерфейс Vlan200

Swith(config-if)#ip address 192.168.0.07 255.255.255.0

// Установка интерфейсу IP адреса

Swith(config-if)#ip default-gateway 192.168.0.1 // Адрес шлюза по умолчанию

Swith(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Swith(config)#line con 0 // Настройка консоли

Swith(config)#line vty 0 4 // Настройка виртуальных линий 0-4


Swith(config-line)#login // Использовать пароль регистрации

Swith(config-line)#exit // Выход на уровень вверх

Swith(config)#line vty 5 15 // Настройка виртуальных линий 5-15

Swith(config-line)#login // Использовать пароль регистрации

Swith(config)#end // Переключение в режим enable

Настройка домовых коммутаторов:

Press RETURN to get started!

Switch>enable // Активировать командную строку

Switch#config t // Выбор режима настройки

Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.     

Switch(config)#no service timestamps log datetime msec

// Отключение временных отметок

Switch(config)#no service timestamps debug datetime msec // Отключение временных отметок

Switch(config)#no service password-encryption

// Отключение шифрования паролей

Switch(config)#hostname Switch // Установка имени устройства

Switch(config)#interface GigabitEthernet0/1 // Настроить интерфейс GigabitEthernet0/1

Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1-1000

// Указываем, какие VLAN будет пропускать данный порт

Switch(config-if)#switchport mode trunk // Задаем режим работы trunk

Switch(config-if) # exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Swith(config) #interface FastEthernet1/1 // Настроить интерфейс FastEthernet1/1

Swith(config-if)#switchport access vlan 116 // Назначает порт в VLAN 116

Swith(config-if)#switchport mode access // Задаем режим работы access

Swith(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Swith(config) #interface FastEthernet2/1 // Настроить интерфейс FastEthernet2/1

Swith(config-if)#switchport access vlan 115 // Назначает порт в VLAN 115


Swith(config-if)#switchport mode access // Задаем режим работы access

Swith(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Swith(config)#interface Vlan1 // Настроить интерфейс Vlan1

Swith(config-if)#no ip address // Без IP адреса

Swith(config-if)#shutdown // Интерфейс выключен

Swith(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Swith(config)#interface Vlan200 // Настроить интерфейс Vlan200

Swith(config-if)#ip address 192.168.0.13 255.255.255.0

// Установка интерфейсу IP адреса

Swith(config-if)#ip default-gateway 192.168.0.1 // Адрес шлюза по умолчанию

Swith(config-if)#exit // Завершение конфигурирования интерфейса

Swith(config)#line con 0 // Настройка консоли

Swith(config)#line vty 0 4 // Настройка виртуальных линий 0-4

Swith(config-line)#login // Использовать пароль регистрации

Swith(config-line)#exit // Выход на уровень вверх

Swith(config)#line vty 5 15 // Настройка виртуальных линий 5-15

Swith(config-line)#login // Использовать пароль регистрации

Swith(config)#end // Переключение в режим enable

Приведенная на схеме модернизированная абонентская сеть широкополосного доступа ООО «ТомГейт». Для моделирования данной сети я использовал среду Cisco Packet Tracer 5.3, в которой содержится оборудование производителя Cisco. В среде Cisco Packet Tracer 5.3 были выбраны аналоги, реального оборудования. Результат моделирования модернизированной абонентской сети широкополосного доступа ООО «ТомГейт» приведен на рисунке 6.5.

Рисунок 6.5 - Результат моделирования модернизированной абонентской сети широкополосного доступа ООО «ТомГейт».

Теперь для того чтобы убедиться в правильности выше перечисленных настроек проверим связь сетевыми устройствами. На рисунках 7.6 – 7.8 приведены результаты проверки связи и передачи пакетов между сетевыми устройствами.

а)  рисунок 6.6 – Проверка связи между абонентом №10 (192.168.1.37) и Интернетом (10.0.0.1)

б) рисунок 6.7 - Отправка ICMP пакетов между абонентом №15 (192.168.1.58) и Интернетом (10.0.0.1)

в) рисунок 6.8 – Выход в Интернет (10.0.0.1) из абонента №14 (192.168.1.53)

Рисунок 6.6 – Проверка связи между абонентом №10 (192.168.1.37) и Интернетом (10.0.0.1)

Рисунок 6.7 - Отправка ICMP пакетов между абонентом №15 (192.168.1.58) и Интернетом (10.0.0.1)

Рисунок 6.8 – Выход в Интернет (10.0.0.1) из абонента №14 (192.168.1.53)


По вопросам безопасности жизнедеятельности

Рабочее место системного администратора

Под рабочим местом понимается зона, оснащенная необходимыми техническими средствами, в которой осуществляется трудовая деятельность исполнителя или группы исполнителей, совместно выполняющих одну работу или операцию.

К рабочему месту системного администратора, исходя из специфики его деятельности, относятся: рабочий стол, кресло, персональный компьютер, а также периферийные устройства (типа принтера, сканера и другой оргтехники).

При проектировании и размещении рабочих мест стараются предусмотреть меры, предупреждающие и снижающие преждевременное утомление работника, предотвращая возникновение у него психофизиологического стресса. Это благоприятно сказывается на качестве работы и позволяет исключить значительную часть ошибок в работе.

Анализ факторов производственной опасности  и  вредности разрабатываемого объекта

Согласно ГОСТ-12.0.003-74 "ССБТ Опасные и вредные  производственные факторы" при эксплуатации ЭВМ, а также сетей ЭВМ можно выделить следующие опасные и вредные  факторы,  разделенные на две группы:

  1.  физические.
  2.  психофизиологические.

Физические факторы:

Поражение электрическим током. Одним из главных факторов


производственной опасности, относящимся к группе физических факторов, является опасность поражения эл. током от напряжения сети (220/380 вольт), необходимого для питания ЭВМ, а также другой электронной аппаратуры.

Основными причинами, приводящими к поражению электрическим током, являются:

  1. случайное  прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Это могут быть как сетевые разъемы, так и предохранительные  колодки;
  2. появление на корпусе устройств сетевого напряжения в результате  повреждения изоляции сетевых проводов. Повреждение возможно в месте подсоединения сетевого  провода к устройства, из-за многократных изгибов соединительного провода;
  3. появление напряжения на  отключенных токоведущих частях, вследствие неверного включения устройств.

7.2.1 Шум наносит  большой  ущерб,  вредно действует на организм человека и снижает  производительность труда. В зависимости от уровня и характера  шума, его продолжительности, а также индивидуальных  особенностей человека, шум  может  оказывать  на  него  различное  действие. Шум, даже когда он не велик (например, шум от работающей ЭВМ) создает значительную нагрузку  на  нервную  систему  человека, оказывая на него  психологическое воздействие. Это особенно сказывается на людях, занимающихся умственной деятельностью.

Недостаточное освещение

Отсутствие надлежащего освещения относится к вредным производственным факторам физической группы, так как отрицательно  влияет на здоровье человека и приводит к ухудшению производственных показателей.

Нормы и правила при проектировании освещения устанавливает СНиП


11-4-79 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования».

Отклонения параметров микроклимата от климата

ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ Общие  санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» устанавливает оптимальные и допустимые показатели микроклимата.

Микроклимат в производственных условиях характеризуется, главным образом, следующими показателями:

  1.  температурой воздуха (измеряется в град. Цельсия);
  2.  относительной влажностью (измеряется в %);
  3.  скоростью движения воздуха на рабочем месте (измеряется в м/с);
  4.  интенсивностью теплового излучения.

Измерение параметров микроклимата проводят на высоте одного метра от пола при основном положении работающих «сидя».

Необходимость учета основных  параметров микроклимата очевидна: количеством теплоты, выделяемое  организмом человека в окружающую среду и охлаждающей способностью  среды должны быть адекватны, т.е. человек должен чувствовать себя комфортно. В противном случае у человека возникают  беспокоящие его температурные ощущения холода или перегрева, отрицательно сказывающиеся не только на его самочувствии, но и на работоспособности.

Электромагнитное излучение

Согласно ГОСТ 12.1.006-74 "ССБТ Электромагнитные  поля радиочастот " одним из основных факторов  производственной  опасности является электромагнитное излучение, исходящее от экрана ЭЛТ монитора.

Психофизиологические факторы:

Согласно ГОСТ-12.0.003-74 "ССБТ Опасные и вредные  производственные факторы", работа  по монтажу и администрированию вычислительной сети носит  умственный  характер. Возможны нагрузки


организма в результате того, что основное положение администратора сети сидячее. Восприятие большого объема информации, ее анализ в ходе разработки также способствует возникновению перенапряжения  организма в частности нервной системы.

Администрирование сети - это работа с использованием экрана дисплея, документации и клавиатуры, что отнимает у человека много энергии и сил. Подобной работе присуще выраженное нервно - эмоциональное напряжение, вызванное:

  1.  переработкой большого объема информации;
  2.  ограничение времени, отведенного на выполнение задания;
  3.  недостаток в организации совместных действий работающих в лаборатории;
  4.  наличие психологического или физического напряжения (перегрузки, мышечное напряжение и т. д.);
  5.  состояние общей напряженности (в результате бессонницы, гиподинамии и т. д.);
  6.  наличие отрицательных эмоций (страх, тревога, скука и т. д.).

В ходе работ по проведению экспериментов  налицо  выполнение однообразных операций, т.е. характерно наличие монотонного труда. Все  рассмотренные    факторы  оказывают большое психофизиологическое воздействие на организм человека, которое проявляется в переутомляемости.

Требования безопасности

Требования безопасности, эргономики, технической эстетики установлены СанПиН 2.2.2.542.

Требования безопасности, эргономики и  технической  эстетики относятся к задачам совместимости конструкции устройства с  человеком при эксплуатации и ремонте, с целью сохранения жизни и здоровья


операторов и ремонтного  персонала,  снижения утомляемости при работе.

Рабочее место должно быть приспособлено для конкретного вида труда и для работников определенной квалификации с учетом их физиологических и психологических возможностей и особенностей.

При конструировании и размещении рабочих мест следует предусмотреть меры, предупреждающие или снижающие преждевременное утомление работающего человека, предотвращающие появление у него психофизиологического стресса, а также появление ошибочных действий.

Требования электробезопасности:

Для исключения возможности поражения человека электрическим током проводят следующие меры:

  1.  токоведущие части, находящиеся под сетевым напряжением, изолируют R изол= 0, 5 МОм (ГОСТ 15150-69);
  2.  токоведущие провода стараются помещать в специальные желоба, исключая доступ к ним неспециалистов;
  3.  все питающие цепи подводятся обязательно через предохранители, разрывающие цепь в случае превышения некоторого порога тока;
  4.  обязательно наличие заземления, корпуса всех приборов должны быть заземлены, сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать 4 Ом (ГОСТ 12.1.030-81).
  5.  заземляющие проводники должны быть видимыми, а места их соединений скреплены резьбовыми соединениями;
  6.  ежедневно должны проводиться влажная уборка и проветривание помещения. Эти меры предотвращает скопление пыли, а также её попадание под кожухи электрооборудования, что  приводит  к утечке тока и замыканиям на землю.

Способом защиты от статических разрядов является заземление оборудования и антистатическая обработка корпусов ЭВМ, а также видеомонитора специальными растворами.

Требования к защите от шума:

Корректированный уровень звука мощности шума (эквивалентный уровень звука) на рабочем месте оператора не должен превышать 50 дБA (ГОСТ 27818-88 и ГОСТ 12.1.003-83).

Посредством  применения звукопоглощающей облицовки помещения может   быть  достигнуто  снижение   уровня  звукового давления от 3 до 7 дБ.

Требования к освещению помещений и рабочих мест с ПЭВМ:

При проектировании и расчете освещения, в первую очередь, руководствуются СНиП II-4-79 «Естественное и искусственное освещение».

Освещение помещений должно быть смешанным (естественным и искусственным).

Требования к естественному освещению:

  1.  естественное освещение должно осуществляться в виде бокового освещения. Величина коэффициента естественной освещённости (К.Е. О) должна быть не ниже 1.5%;
  2.  ориентация светопроёмов должна быть северной;

При естественном освещении следует применять средства солнцезащиты, в качестве таких средств можно использовать плёнки с металлизированным покрытием или регулируемые жалюзи с вертикальными ламелями. Каждое окно должно иметь светорассеивающие шторы с коэффициентом отражения 0.5-0.7.

Требования к искусственному общему освещению:

  1.  величина освещённости при искусственном освещении люминесцентными лампами должна быть в горизонтальной плоскости не ниже 300-500 лк - для общего освещения и не ниже 750 лк - для комбинированного;
  2.  искусственное освещение следует осуществлять в виде комбинированного освещения, в качестве источников общего освещения


должны использоваться люминесцентные лампы типа ЛБ и ДРЛ с индексом цветопередачи не менее 70, в качестве светильников - светильники с отражённым или рассеянным светораспределением (тип УСП-5-2×40, УСП-35-2×40, ЛВ-003-2×40-002);

  1.  светильники общего освещения должны располагаться над рабочими местами в равномерно-прямоугольном порядке и обеспечивать равномерную освещённость;
  2.  необходимо располагать источники света параллельно направлению взгляда на экран с обеих его сторон (при условии, что экран дисплея не имеет антибликерного покрытия).
  3.  пульсация освещённости люминесцентных ламп не должна превышать 10%.

Требования к искусственному местному освещению:

  1.  местное освещение обеспечивается светильниками, установленными непосредственно на столе;
  2.  светильник должен иметь возможность ориентации в разных направлениях, быть оснащён устройством для регулирования яркости и защитной решёткой, предохраняющей от ослепления и отражённого блеска. Защитный угол арматуры у этих источников должен быть не менее 30°.

Требования к параметрам микроклимата (ГОСТ Р 50923-96):

С целью создания нормальных условий труда для персонала установлены нормы производственного микроклимата (ГОСТ 12. 1. 005-88). Эти нормы устанавливают оптимальные и допустимые значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха для рабочей зоны помещений с учётом избытков явной теплоты, тяжести выполняемой работы. В таблице 1.3.4 приведены параметры микроклимата по ГОСТ 12. 1. 005-88 и фактические значения параметров микроклимата в кабинете.


Т а б л и ц а 1.3.4  Микроклимат на рабочем месте

Период года

Категория Работ

Температура, °С

Относительная влажность, %

Скорость движения, м/с

Оптим.

Фактич.

Оптим.

Фактич.

Оптим.

Фактич.

Холодный

Легкая

22-24

24

40-60

40-60

0,1

0,1

Теплый

Легкая

23-25

25

40-60

40-60

0,1-0,2

0,2

Так же параметры микроклимата регламентируются СН245-71. Для контроля основных параметров микроклимата каждое закрытое помещение должно содержать термометр и гигрометр. Контроль температуры и влажности должен осуществляться не реже одного раза в день (в основном в начале рабочего дня).

Требования к защите от электромагнитного излучения

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений от монитора компьютера представлены в табл. 1.3.5.

Т а б л и ц а 1.3.5 Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений (в соответствии с СанПиН 2.2.2.542-96)

Наименование параметра

Допустимые значения

Напряженность электрической составляющей электромагнитного

поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора

10В/м

Напряженность магнитной составляющей электромагнитного

поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора

0,3А/м

Напряженность электростатического поля не должна превышать:

20кВ/м


К методам защиты от электромагнитных излучений относятся:

  1.  применение жк мониторов с пониженным уровнем излучения ;
  2.  рациональное размещение излучающих и облучающих объектов, исключающее или ослабляющее воздействие излучения на персонал;

Эргономические требования к рабочему месту:

  1.  рабочие места с ПЭВМ по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно слева.
  2.  расстояния между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора), должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м.
  3.  рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки.
  4.  экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600 - 700 мм.
  5.  высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.

Разработка комплекса защитных мероприятий

К работе на персональном компьютере допускаются лица, прошедшие обучение безопасным методам труда, вводный инструктаж, первичный инструктаж на рабочем месте.

Необходимо не реже одного раза в год производить измерение сопротивления изоляции проводки, так как неисправная изоляция может привести к утечке тока, что может явиться причиной возникновения пожара или же к поражению людей током.

Для предотвращения влияния на здоровье оператора психофизиологических факторов риска необходимо в течение 8-ми часового рабочего дня предусмотреть один часовой перерыв на обед, 5-ти минутные перерывы каждые полчаса и 15-ти минутные перерывы каждые 1.5 – 2 часа.

Мероприятия по электробезопасности:

Поскольку попадание человека под воздействие высокого напряжения в ЭВМ возможно только по причине аварии (пробой изоляции), то рассчитаем возможный ток через тело человека (Ih) при касании частей схемы, находящихся под напряжением 220В.

      (7.1)

где  

U - напряжение токоведущих элементов, В;

Rh=1000 Ом- сопротивление тела человека.

Полученное значение выше смертельного порога (0,1 А для переменного тока), значит необходимо предусмотреть меры по защите человека от поражения электрическим током.

Расчет заземления:

Рассчитаем требуемое сопротивление защитного заземляющего устройства. При этом вертикальные электроды размещаются на расстоянии а=10 м один от другого. Расчёт производим для однородной земли, где грунтом является суглинок, с удельным сопротивлением грунта р=100 Ом /м. Заземлитель выполнен из вертикальных стержневых электродов длиной lв = 3 м, диаметром d = 12 мм, верхние концы которых соединяются с помощью горизонтальных электродов - стальных полос суммарной длиной

м,           (7.2)

где А – длина здания, м;

В – ширина здания, м,

Горизонтальные электроды уложены на глубину t0= 0,8 м. Количество

вертикальных электродов n = 170/10 = 17 шт.

Расчётные сопротивления растеканию тока электродов - вертикального Rв и горизонтального Rг определяются по соотношениям:

,   (7.3)   

   

где t = t0 + lв/2 = 2,3 м.

Ом;        (7.4)

Ом;        (7.5)

Так как заземлитель контурный и n = 17 шт., то отношение

  (7.6)     

  

По справочным данным определяем коэффициенты использования электродов заземлителя - вертикальных и горизонтальных ηв=0,41, ηг= 0,47.

Сопротивление растеканию тока группового заземлителя рассчитывается по формуле:

Ом   (7.7)


Rз= 1.86 Ом < 4 Ом        

Сопротивление заземления меньше допустимого сопротивления заземления (4 Ом), что соответствует требованиям безопасности. Так же проводится постоянный контроль со стороны сотрудником в отношении состояния электропроводки, выключателей, штепсельных розеток и шнуров, с помощью которых включаются в сеть электроприборы.

Мероприятия по снижению шума:

Так как в офисе используются современная компьютерная техника, в которой уже учтены требования к минимизации производимого шума, то не требуется использование каких-либо средств для понижения уровня шума. По необходимости проводиться очистка вентиляторов в системных блоках от накопившейся пыли.

При помощи шуммомера были произведены измерения шума и полученный результат составил 47,3 дБ, что не превышает допустимой нормы.

Мероприятия по удовлетворению требований  к  освещению:

Произведем расчет необходимой освещённости. Расчет производится для комнаты площадью 15м2 , ширина которой 5м, высота - 3 м. Воспользуемся методом светового потока (Самгин Э.Б. Освещение рабочих мест. – М.: МИРЭА, 1989. – 186с).

Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность по формуле:

   , где  (7.8)

F - рассчитываемый световой поток, Лм;

Е - нормированная минимальная освещенность, Лк (определяется по таблице). Работу системного администратора относится к разряду точных


работ, следовательно, минимальная освещенность будет Е = 300Лк;

S - площадь освещаемого помещения (в нашем случае S = 15м2);

Z - отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1,1…1,2 , пусть Z = 1,1);

К - коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (зависит от типа помещения и характера проводимых в нем работ и в нашем случае К = 1,5);

n - коэффициент использования, (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (РС) и потолка (РП)), значение коэффициентов РС и РП примем следующими: РС=40%, РП=60%. Значение n определим по таблице коэффициентов использования различных светильников. Для этого вычислим индекс помещения по формуле:

                                                                           (7.9)

, где  

S - площадь помещения, S = 15 м2;

h - расчетная высота подвеса, h = 2.92 м;

A - ширина помещения, А = 3 м;

В - длина помещения, В = 5 м.

Подставив значения получим:

(7.10)


Зная индекс помещения I, по таблице  находим n = 0,22

Подставим все значения в формулу для определения светового потока F:

              (7.11)

Для освещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток которых  F = 4320 Лк.

Рассчитаем необходимое количество ламп по формуле:

     (7.12)

N - определяемое число ламп;

F - световой поток, F = 33750 Лм;

Fл- световой поток одной лампы, Fл = 4320 Лм.

                      (7.13)

При выборе осветительных приборов с светильники типа ОД. Каждый светильник комплектуется двумя лампами.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях для использования ПЭВМ проводиться чистка стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год, а так же своевременная замена перегоревших ламп.

Мероприятия по удовлетворению требований  к  параметрам микроклимата:

В рабочем помещении используются Сплит – системы, позволяющие поддерживать параметры микроклимата на заданном уровне. Таким образом,


решается проблема необходимости проветривания помещений, а также появляется возможность возложить контроль параметров микроклимата на автомат.

Мероприятия по снижению влияния электромагнитного излучения:

Не допускается установка ЭВМ так, чтобы тыльная часть монитора  была направлена на другого пользователя, находящегося на расстоянии ближе двух метров от него. Используемые жидкокристаллические мониторы соответствуют требованиям стандарта TCO '99, что благоприятно сказывается на пользователе ЭВМ.

Мероприятия по созданию удобного и  безопасного рабочего места:

Для снижения воздействия психофизических факторов на организм оператора ЭВМ создано максимально удобное рабочее место в соответствии с ГОСТ 12.2.032-78  "ССБТ Рабочее место,  при  выполнении работ стоя" и ГОСТ-12.2.032-78 "ССБТ Рабочее место при выполнении работ сидя”.

Используются рабочие столы с высотой рабочей поверхности 725 мм, а также рабочие кресла с подъемно-поворотным устройством. Конструкция кресел обеспечивает регулировку высоты опорной поверхности сиденья в пределах 400-500 мм и углов наклона вперед до 15 градусов и назад до 5 градусов. Каждое кресло оборудовано подлокотниками, что сводит к минимуму неблагоприятное воздействие на кистевые суставы рук.

Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности:

Основы пожарной безопасности предприятий определены стандартами ГОСТ 12.1.004-91 "Пожарная безопасность".

Система пожарной безопасности обеспечивает:

  1.  пожарную безопасность людей;
  2.  пожарную безопасность материальных ценностей.

Для предотвращения пожара разработан комплекс общих мер, снижающих вероятность возникновения пожара:

  1.  соблюдение противопожарных норм и правил при установке


оборудования;

  1.  наличие и исправное состояние средств пожаротушения;
  2.  применение машин, механизмов, оборудования, устройств, при эксплуатации которых не образуется источников зажигания;
  3.  запрещение курения в неустановленных местах;
  4.  в качестве оперативных средств тушения пожара применяются порошковые огнетушители ОПУ-5;
  5.  для извещения о пожаре на предприятии смонтирована система тревожной охранно-пожарной сигнализации с тепловыми датчиками;
  6.  защита электрической сети реализована с использованием плавких предохранителей, выключателей, бесконтактных автоматических схем защиты;
  7.  особое внимание уделено розеткам, куда включается ЭВМ и электронная аппаратура;
  8.  сеть электропитания оборудуется входным рубильником, позволяющим в оперативном порядке отключить электропитание во всем здании;
  9.  для обеспечения эвакуации людей в случаях пожара помещения имеются два выхода  шириной не менее одного метра и высотой не менее двух метров.

Основной и единственной причиной возникновения пожара в помещениях с ПЭВМ, а также другой электронной техникой является неисправность проводки.

Инструкция по технике безопасности

Общие требования безопасности:

Общие положения:

  1.  к работе допускаются только лица, прошедшие инструктаж по


технике безопасности;

  1.  работы выполняются в указанном месте, при условии, что способы ее выполнения безопасны для исполнителя;
  2.  при выполнении работ необходимо быть внимательным;
  3.  в случаях обнаружения каких-либо неисправностей оборудования, электропроводки и т.д. незамедлительно прекратить работу и сообщить об этом мастеру. Самостоятельное устранение неисправностей категорически запрещено;
  4.  проходы между рабочими местами, проход к силовому рубильнику, а также запасные выходы необходимо держать свободными;

Каждый работник обязан знать, где находятся средства пожаротушения, а также оказания первой помощи, и уметь ими пользоваться;

Невыполнение требований настоящей инструкции является  нарушением трудовой дисциплин. Виновные несут  ответственность в соответствии с действующим законодательством и системой управления охраны труда.

Перед началом работы:

  1.  необходимо внимательно осмотреть рабочее место и привести его, при необходимости, в порядок;
  2.  необходимые материалы, чертежи расположить в удобном месте и порядке;
  3.  необходимо проверить наличие и подключение защитного заземления  к каждому устройству;
  4.  убедиться в исправности заземления защитного экрана, если он установлен.

Во время работы:

  1.  необходимо поддерживать на рабочем месте чистоту и порядок.;
  2.  на рабочем месте категорически запрещается курить;
  3.  в случае возникновения аварии или ситуации, которая может привести к аварии, немедленно обесточить электроустановку и сообщить об этом начальнику;
  4.  при возникновении неисправностей немедленно отключить неисправное устройство от сети путем выключения рубильника на рабочем месте или общего рубильника;
  5.  запрещено прикасаться к открытым токоведущим частям электрооборудования, к электропроводке, а также открывать дверцы электрораспределительных шкафов;

По окончании работы:

  1.  по окончанию работы необходимо выключить ЭВМ, а также периферийные устройства в соответствии с инструкциями по их эксплуатации;
  2.  навести порядок на рабочем месте.

В случае заболевания или получения незначительной травмы прекратить работу, сообщить руководителю и обратиться в медпункт.

При несчастном случае необходимо оказать первую медицинскую помощь пострадавшему, вызвать службу скорой помощи и сообщить руководителю.

Меры оказания первой медицинской помощи при поражении электрическим током:

  1.  необходимо отключить электроэнергию ближайшими выключателем или перерубить/замкнуть металлом провода, при этом пользоваться изоляционными предметами для изоляции рук от металла.
  2.  если пострадавший не потерял сознание и может самостоятельно передвигаться, отвести в помещение для отдыха, положить, дать выпить воды. При травме - оказать помощь, направить в медпункт или вызвать врача.
  3.  если пострадавший находится в бессознательном состоянии, но


нормально дышит и прослушивается пульс, необходимо вызвать врача и оказать помощь на месте - привести в сознание, дать нюхать нашатырный спирт, обеспечить поступление свежего воздуха.

  1.  если пострадавший находится в тяжелом состоянии, т.е. не дышит или дышит тяжело, прерывисто, то, вызвав врача, необходимо немедленно приступить к искусственному дыханию контактным методом вдувания воздуха изо рта спасающего в рот пострадавшего.
  2.  при отсутствии пульса необходимо продолжить искусственное дыхание и одновременно приступить к проведению наружного массажа сердца.

Действия персонала в случае возникновения пожара:

  1.  каждый сотрудник при обнаружении пожара или признаков горения (задымление, запах гари, повышение температуры и т.п.) обязан:
  2.  немедленно сообщить об этом по телефону в пожарную охрану (при этом необходимо сообщить адрес объекта, место возникновения пожара, свою должность и фамилию), руководству предприятия.
  3.  принять по возможности меры по эвакуации людей, тушению пожара огнетушителем ОПУ-5 расположенным в левом углу у входа в лабораторию, сохранности материальных ценностей.

Лица, назначенные ответственными за обеспечение пожарной безопасности, прибывшие к месту пожара, обязаны:

  1.  продублировать сообщение о возникновении пожара в пожарную охрану и поставить в известность вышестоящее руководство.
  2.  проверить включение в работу автоматических систем противопожарной защиты.
  3.  при необходимости отключить электроэнергию (за исключением систем противопожарной защиты).
  4.  прекратить все работы в здании кроме работ, связанных с


мероприятиями по ликвидации пожара.

  1.  удалить за пределы опасной зоны всех работников, не участвующих в тушении пожара.
  2.  обеспечить соблюдение требований безопасности работниками, принимающими участие в тушении пожара.
  3.  одновременно с тушением пожара организовать эвакуацию и защиту материальных ценностей.
  4.  организовать встречу подразделений пожарной охраны и оказать помощь в выборе кратчайшего пути для подъезда к очагу пожара.


По организационно – экономической части

Обоснование целесообразности разрабатываемой сети

Технико-экономическое обоснование выполняется для определения целесообразности модернизации. Технико-экономические расчеты представляют одну из существенных частей технико-экономического обоснования проектируемой сети. Сметная стоимость модернизации  сети широкополосного доступа - это сумма денежных средств, определяемых сметными документами, необходимых для ее осуществления в соответствии с проектом. Сметная стоимость модернизации сети широкополосного доступа, утвержденная подрядчиком и заказчиком, играет роль цены на данную сеть.

В связи с тем, что после модернизации сети, подразумевается ее коммерческое использование, то для этого выполняется комплекс работ: 

  1.  определение величины капитальных вложений на модернизацию сети широкополосного доступа;
  2.  расчет годовых эксплуатационных расходов;
  3.  срок возмещения капитальных вложений (срок окупаемости).

В данном технико-экономическом обосновании рассматривается модернизация абонентской сети широкополосного доступа в интернет оператора связи ООО «ТомГейт». Данная сеть позволяет пользователю получать требуемую информацию, как и из Томской сети, так и из «внешнего» интернета.

Планирование комплекса работ по разработке темы

Для нахождения наиболее эффективного пути решения поставленных задач необходимо рационально спланировать свою работу, для этого нужно провести отбор и обоснование комплекса работ.

Целью дипломного проекта является модернизация абонентской сети широкополосного доступа оператора связи ООО «ТомГейт». В существующей сети используется устаревшее коммутационное оборудование и элементы СКС, которые не соответствует современным требованиям сети, в связи с этим требуется модернизация, устаревшее оборудование будет заменено на современное, что позволит увеличить качество предоставляемых услуг.

При этом были использованы принципы последовательной организации выполнения работ относительно времени.

Само планирование заключается в:

  1.  составление перечня работ, что необходимо для достижения результата;
  2.  установка продолжительности в рабочих днях;
  3.  определение самих исполнителей в выполнении работ.

Для поиска наиболее эффективного пути решения поставленных задач необходимо рационально спланировать свою работу, для этого нужно установить продолжительность  работ в рабочих днях.

Для разработки проекта было задействовано два человека:

  1.  руководитель проекта;
  2.  исполнитель (Инженер).
  3.  в задачи руководителя входит:
  4.  определение круга задач на выполнение проекта,
  5.  ответственность за конечный результат.
  6.  в задачи исполнителя входит:
  7.  поиск наиболее оптимальных решений;
  8.  предоставление выполненных разделов проекта в срок.

Работа над темой дипломного проекта началась с 17 января по 6 июня 2011 года включительно – 140 календарных дней.


Т а б л и ц а 8.1 – Комплекс работ по разработке проекта

Этапы работ

Содержание работ

Исполнители

Длитель-ность в днях

Загруз-ка в днях

Загруз-ка в %

1

Исследование и обоснование стадии создания

1.1

Постановка задачи

Руководитель

1

1

100

инженер

1

1

100

1.2

Подбор и изучение литературы. Сбор исходных данных.

инженер

10

10

100

Итого по этапу

Руководитель

1

1

100

инженер

11

11

100

2

Научно-исследовательская работа.

2.1

Анализ существующих технологий решений задачи

инженер

3

3

100

2.2

Обоснование принципиальной важности разработки

Руководитель

1

1

100

Инженер

1

1

100

Итого по этапу

Руководитель

1

1

100

инженер

4

4

100

3

Разработка и утверждение технического задания

3.1

Составление и согласование технического задания

Руководитель

1

1

100

Продолжение таблицы 8.1

Этапы работ

Содержание работ

Исполнители

Длитель-ность в днях

Загруз-ка в днях

Загруз-ка в %

Инженер

1

0,5

50

3.2

Анализ технического задания

Инженер

3

2

66

3.3

Сбор информации, изучение технической литературы

Инженер

7

5

71

3.4

Формулировка возможных вариантов решения задачи

Инженер

4

3

75

Итого по этапу

Руководитель

1

1

100

Инженер

15

10,5

70

4

Технический проект

4.1

Работа с документацией оборудования

Руководитель

1

1

100

Инженер

6

5

83

4.2

Выбор структурной схемы

Инженер

3

2

66

4.3

Разработка функциональной схемы

Инженер

5

4

80

Продолжение таблицы 8.1

Этапы работ

Содержание работ

Исполнители

Длитель-ность в днях

Загруз-ка в днях

Загруз-ка в %

4.4

Разработка принципиальной схемы

Инженер

7

5

71

4.5

Расчет среды передачи

Инженер

7

5

71

4.6

Выбор сетевого оборудования

Инженер

7

4

57

4.7

Экспериментальная часть

Инженер

7

5

71

Итого по этапу

Руководитель

1

1

100

Инженер

42

30

71

5

Рабочий проект

5.1

Построение электронной модели сети

Инженер

10

10

100

5.2

Проведение испытаний работы модели сети

Инженер

15

15

100

5.3

Анализ результатов испытаний

Руководитель

1

0,5

50

Инженер

1

0,5

50

Итого по этапу

Руководитель

1

0,5

Инженер

26

25,5

6

Оформление рабочей документации

Окончание таблицы 8.1

Этапы работ

Содержание работ

Исполнители

Длитель-ность в днях

Загруз-ка в днях

Загруз-ка в %

6.1

Проведение расчетов показателей безопасности жизнедеятельности

Инженер

2

2

100

6.2

Проведение экономических расчетов

Инженер

2

2

100

Этапы работ

Содержание работ

Исполнители

Длитель-ность в днях

Загруз-ка в днях

Загруз-ка в %

6.3

Оформление чертежей

Инженер

10

10

100

6.4

Оформление пояснительной записки

Руководитель

1

1

100

Инженер

20

15

75

Итого по этапу

Руководитель

1

1

100

Инженер

34

30

88

ИТОГО ПО ТЕМЕ

Руководитель

6

5,5

100

Инженер

134

125

93

В модернизации абонентской сети широкополосного доступа важным является определение общей продолжительности их проведения.

Наиболее наглядным является метод определения длительности по ленточному графику.

Для перевода рабочих дней в календарные используется коэффициент календарности Ккал , который определяется по формуле:

,    (8.1)

Где Ткал – календарное число дней в году (Ткал = 365 дней);

Тпр, Твых – число праздничных и выходных дней в году.

При выполнении проекта можно принимать Ккал = 1.45, полученный из соотношения:

 ;          (8.2)

Время выполнения проекта в календарных днях с учетом количества исполнителей (Н) находится по формуле:

,                (8.3)

Где n – количество этапов.

Т –длительность дней.

Нi – разработчик дипломного проекта,

Ккал – коэффициент календарности.


Т а б л и ц а 8.2 – Ленточный график

Расчет сметы затрат

Расчет капиталовложений, связанных с автоматизацией обработки информации производится по формуле:

К = Кп + Кр,       (8.4)

где Кп – капиталовложения на проектирование, руб.;

          Кр – капиталовложения на реализацию, руб.

Капиталовложения на проектирование включают в себя расходы на проведение исследований и обработку материалов, расходы на разработку ТЗ, технического и рабочего варианта работы, а также расходы на написание программы.

Необходимые данные для расчета затрат на выполнение работы сведены в таблицу 8.3

Т а б л и ц а 8.3 - Данные для расчета затрат на выполнение работы.


Исходные данные

Значения

Время, затраченное на выполнение работы (в днях):

Руководитель

Инженер

6

134

Должностные оклады без учета районного коэффициента (80%):

Руководитель

Инженер

10000

4000

Коэффициенты:

Wс – учитывает страховые отчисления

Wн – учитывает накладные расходы организации

0,34 (34%)

0,2 (20%)


Окончание таблицы 8.3


Исходные данные

Значения

Машинное время на проектирование и реализацию сети

Стоимость 1 часа машинного времени

120 дней

(1000 часов)

10 рублей

Расчеты затрат на основную заработную плату приведены в таблице 8.4. При расчете учитывалось, что в месяце 21 рабочий день, а затраты времени на выполнение работы по каждому исполнителю брались из таблицы 8.1

Т а б л и ц а 8.4 – Затраты на основную заработную плату.

Исполнители

Оклад с учетом районного коэффициента

Среднеднев-ная ставка, руб/день

Затраты времени, дни

Фонд з/пл, руб.

Руководитель

13000

619,04

6

3714,29

Инженер

5200

247,61

134

33180,95

Итого:

36895,23

Страховые отчисления составляют 34% от рассчитанного фонда заработной платы (основная + дополнительная):

Отчисления = (36895,23+3714,29)0,34. = 13807,24 руб.

Стоимость машинного времени, потраченного на выполнение и реализацию сети, рассчитывается как:

Ст = СчКч ,      (8.5)

где Сч – стоимость часа работы на компьютере;

 Кч – количество часов работы на компьютере.


Ст = 101000 руб. = 10000 руб.    (8.6)

Расчет затрат на аренду

Арендная плата рассчитывается по формуле:

ЗАРЕНДА = А * КР * КЗ * S * N,    (8.7)

где ЗАРЕНДА  - затраты на аренду

      A -  арендная плата за 1м2 в месяц

      КР – коэффициент районирования, равный 2

КЗ – коэффициент зонирования, равный 1,8

     S – норма площади на одного человека, равная 6 м2

       N – количество месяцев

По формуле затраты на аренду равны

ЗАРЕНДА = 250 * 2 * 1,8 * 6 * 3 = 16 200 руб.   (8.8)

Материальные затраты представлены в таблице 8.5.

Т а б л и ц а 8.5 – Материальные затраты

Наименование

Единица измерения

Количество

Сумма (руб.)

Бумага, формат А4

Лист

500

150

USB Flash

4 Гб

Штук

1

500

Ватман

Лист

6

180

Компакт – диск для записи CD-R

Штук

5

50

Итого:

880

 

  Т а б л и ц а 8.6 – Расчет затрат сторонних организаций

Услуга

Количество

Стоимость одной единицы, руб.

Сумма затрат, руб.

Распечатка на принтере

200 листов

2

400

Изготовление плакатов

5 штук

100

600

Переплет

1 штука

60

60


Окончание таблицы 8.6

Услуга

Количество

Стоимость одной единицы, руб.

Сумма затрат, руб.

Транспортные расходы

50

12

600

Работа в Internet

50 часов

25

1250

Итого

2910

Накладные расходы составляют 20% от суммы прямых затрат на разработку, которые, в свою очередь, включают затраты на материалы, основную заработную плату с учетом районного коэффициента, отчисления на социальные нужды и стоимость затраченного машинного времени.

Накладные расходы = 0,2∙ (36895,23+13807,24 +10000+880+2910) руб. = 12898,5 руб. Смета затрат на выполнение работы представлена в таблице 8.7.

Т а б л и ц а 8.7 – Смета затрат на выполнение работы.

№ п/п

Статьи затрат

Затраты, руб.

1

Материальные затраты

880

2

Затраты на услуги сторонних организаций

2910

3

Затраты на основную заработную плату (включая районный коэффициент)

36895,23

4

Затраты на дополнительную заработную плату

3689,52

5

Страховые выплаты

13807,24

6

Стоимость машинного времени

10000

7

Затраты на аренду

16 200

8

Накладные расходы

15490,5

Итого:

99872.49

Капиталовложения на реализацию сети (Кр) в общем случае включают в себя затраты на:

  1.  приобретение основного и вспомогательного оборудования;


  1.  транспортировку, установку и монтаж оборудования;
  2.  прокладка линий связи;
  3.   запуск системы в целом;
  4.  затраты по подготовке и переподготовке кадров.

Для модернизации абонентской сети широкополосного доступа ООО «ТомГейт» необходимо приобрести:

  1.  50 домовых коммутаторов L2 уровня стоимостью 6700 рублей, 50 GBIC модулей стоимостью 1734 рубля.
  2.  5 коммутаторов L2 уровня для агрегирующих узлов связи стоимостью 21600 рублей, 80 SFP модулей стоимостью 1008 рублей.
  3.  Один коммутатор L3 уровня стоимостью 24768 рублей, 10 GBIC модулей стоимостью 1734 рубля.
  4.  50 источников бесперебойного электропитания стоимостью 3567 рублей.

Т а б л и ц а 8.8 – Затраты на покупку оборудования и программного обеспечения

Статьи расходов

Количество

Стоимость одной единицы, руб

Сумма затрат, руб.

1

Домовые коммутаторы L2 уровня

50

6700

335000

2

Коммутаторы L2 уровня для агрегирующих узлов связи

5

21600

108000

3

Коммутатор L3

1

24768

24768

4

GBIC модули

60

1734

104040

5

SFP модули

80

1008

80640


Окончание таблицы 8.8

Статьи расходов

Количество

Стоимость одной единицы, руб

Сумма затрат, руб.

6

Источники бесперебойного электропитания

55

3690

202950

Итого:

855398

Капитальные вложения К, связанные с автоматизацией обработки информации равны сумме капитальных вложений на проектирование Кп и капитальных вложений на модернизацию сети Кр.

К = Кп + Кр = 855398+125236.55руб. = 980634,55руб.    (8.9)

 

Расчет эксплуатационных затрат

К эксплуатационным (текущим) относятся затраты, связанные с обеспечением нормальной работы системы, поэтому эти затраты называют также годовыми текущими издержками.

Это могут быть затраты на заработную плату обслуживающего персонала с начислениями (СЗП), амортизационные отчисления (СА), затраты на потребляемую энергию (СЭЛ), затраты на текущие ремонты(СТ).

Расчет годовых эксплуатационных издержек производится методом прямого счета на основе составляющих, приведенных ниже.

,                              (8.10)

где Сз.п. – затраты на зарплату обслуживающего персонала с начислениями, руб.;

Са – амортизационные отчисления от стоимости оборудования и устройств системы и нематериальные активы, руб.;

Сэл – затраты на потребляемую электроэнергию, руб.;

СВМ – затраты на вспомогательные материалы, руб.;

Сm.р. – затраты на текущие ремонты, руб.

Затраты на заработную плату обслуживающего персонала с начислениями рассчитываются следующим образом:

,                                 (8.11)

где Чобс – численность обслуживающего персонала (1 человек);

ti – время, затраченное работником i-той квалификации, час.;

Sn – среднедневная заработная плата работника i-той категории;

n – количество категорий работников;

Нд – коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату в долях к основной заработной плате, Нд = 0.3 (для г.Томска);

    Нс.с. – коэффициент, учитывающий отчисления во внебюджетные фонды (органам социального страхования), Нс.с. = 34%.

Время, затраченное обслуживающим персоналом, рассчитывается исходя из того, что продолжительность эксплуатации системы в течение рабочего дня составляет 8 часа, следовательно за год:

 tu = 254 дня · 8 часов = 2032 часа   (8.12)

Данные по заработной плате работников, занимающихся эксплуатацией системы:


  1.  количество человек – 1;
  2.  должностной оклад – 7800 руб.;
  3.  средняя дневная ставка – 371 руб.;
  4.  затраты времени на работу – 254 дня;

На основании выше изложенного получаем:

Сз.п.=  (1· 254 · 371 · (1+0,8) · (1+0,26)) руб. = 122505,54 руб.  (8.13)

Амортизация – это отчисленный в денежном выражении износ основных средств в процессе их применения, производственного использования.

Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:

,                                          (8.14)

где Цбал – балансовая стоимость j-того вида оборудования, руб.;

 На – норма годовых амортизационных отчислений, (12,5% для компьютера);

 g – количество единиц j-того вида оборудования;

 tPj – время работы j-того вида оборудования, час;

 Фэф – эффективный фонд времени работы оборудования, час.

Балансовая стоимость оборудования для проекта компьютер с монитором стоимостью Цбал = 22000 руб

Эффективный фонд времени работы оборудования можно вычислить:

,                                               (8.15)

где Dр – количество рабочих дней в году, 254 дня;

          Нэ – норматив среднесуточной загрузки, 8 часов.

Фэф j = 254 дня  8 часов=2032 часа

Са=  (22000 · 0,125 · 1 · 2032 / 2032) руб.= 2750 руб.  (8.16)

Затраты на потребляемую электроэнергию рассчитываются следующим образом:

,                                              (8.17)

где Wy – установленная мощность, 0,4 кВт;

      Tg – время работы оборудования, час;

      Sэл – тариф на электроэнергию, Sэл = 2,50 руб.

СЭЛ = 0,4 · 2032 · 2,50  руб. = 2032 руб.  (8.18)

Затраты на материалы определяются нормативом (1-2 %) от стоимости технических средств:

СМ = 0,001 · Crj,                                                (8.19)

где Crj – стоимость j–го оборудования;

СМ = 0.01*22000 руб. =220 руб.; ,                                                (8.20)

Затраты на текущие ремонты рассчитываются следующим образом:

,                                             (8.21)

где Цбал – балансовая стоимость j-того вида оборудования, руб.;

     Нт.р. – норма отчислений на текущий ремонт.

СТ = 22000 · 5 / 100  руб. = 1100 руб.                    (8.22)

Все остальные статьи годовых эксплутационных затрат на аналог полностью совпадают с проектируемым.

Статьи годовых эксплутационных затрат сведены в таблицу 8.9.

Т а б л и ц а 8.9 – Расчет годовых эксплутационных затрат

Статьи затрат

Разрабатываемый ПП, руб.

Заработная плата обслуживающего персонала

122505,54

Амортизационные отчисления

2750

Затраты на электроэнергию

2032

Затраты на вспомогательные материалы

220

Затраты на текущий ремонт

1100

Итого:

128607,54

Расчет годового экономического эффекта от разработки

Оценка экономической эффективности вариантов проектных решений  сети основывается на расчете показателей сравнительной  экономической эффективности капитальных вложений.

Экономический эффект от использования разрабатываемой локальной вычислительной сети определяется по формуле:

Эг = (З1 · Ак – З2) · А2,                                        (8.23)

где Эг – экономический эффект от использования разрабатываемой


локальной вычислительной сети (руб.);

     З1, З2 – приведенные затраты на единицу работ, выполняемых с помощью базового и проектного варианта (руб.);

     Aк – коэффициент технического уровня, Aк = 1,33;

     А2 – объем работ, выполняемых с помощью разрабатываемой сети, натур. ед. (А2 = 1).

Приведенные затраты (Зi) на единицу работ, выполняемых по базовому и разрабатываемому вариантам рассчитывается по формуле:

Зi = Сi + Ен · Кi,                                        (8.24)

где Ci – себестоимость, текущие эксплуатационные затраты единицы работ, руб.;

      Ен – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений в средства вычислительной техники, (Ен=0,33);

       Кi – удельные (на единицу работ) капитальные вложения, связанные с проектированием и внедрением элементов системы.

Базовый вариант:

З1 = С1н ·К1 = 128607,54 + 1550000 · 0,33 руб. = 553940,49 руб. (8.25)

Проект:

З2 = С2н ·К2 = 128607,54 + 980634,55 · 0,33 руб. = 580824,48 руб.(8.26)

Подставим полученные значения в формулу (8.21):

Эг = (553940,49· 1,33-580824,48) · 1 руб. = 155916,37руб.       (8.27)

Фактический коэффициент экономической эффективности разработки (Eф) показывает величину экономии на текущих эксплуатационных затратах (С), образующихся в результате новой сети мультисервисного доступа, на один рубль капитальных единовременных вложений (К):

,                                         (8.28)

                              (8.29)

Поскольку Ен = 0,33, то следует неравенство:

Еф = 0,42> Ен.

Исходя из этого, можно сделать вывод: проектирование и внедрение разработанной сети мультисервисного доступа является эффективным, т.е. эффект от использования данного продукта окупает все затраты, связанные с проектированием, внедрением и эксплуатацией.

Расчетный срок окупаемости капитальных вложений в разработку, определяется как величина, обратная расчетному коэффициенту эффективности:

.                                            (8.30)

    (8.31)

Нормативный срок окупаемости Тн = 3 года (Тн = 1 / 0,33 года = 3 года), т.е. этот коэффициент также показывает, что использование капитальных вложений в данный проект является эффективным.

Расчетный срок окупаемости капитальных вложений в разработку, определяется как величина, обратная расчетному коэффициенту эффективности:

                              (8.32)


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рынок предоставления услуг связи в Томске на момент написания дипломного проекта уже сформирован. В основном, ведущие операторы связи предоставляют полный спектр услуг доступа в сеть Интернет, но всегда есть возможность конкурировать на этом рынке, предлагая абонентам высокий уровень сервиса и конкурентоспособные цены.

В данном проекте был произведен анализ основных недостатков существующей сети и предложены пути их решения. Были так же рассмотрены  и выбраны различные технологии передачи данных, технологии прокладки оптического кабеля, сетевого оборудования. Также были приведены реальные настройки выбранного сетевого оборудования, при выборе оборудования было предусмотрена возможность дальнейшей масштабируемости сети доступа. Было  выполнено моделирование существующей  сети, сети модернизированной и проверка их работоспособности. После модернизации компания «ТомГейт» выйдет на новый уровень в сфере предоставления услуг связи  и сможет составлять конкуренцию ведущим операторам связи г.Томска.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Википедия [Электронный ресурс] : свободная энциклопедия. – Режим доступа к энциклопедии: http:// ru.wikipedia.org.
  2. НАГ - интернет магазин [Электронный ресурс] : обзор и  выбор сетевого оборудования – Режим доступа: http://shop.nag.ru.
  3. Тералинк интернет ресурс [Электронный ресурс] : обзор технологий – Режим доступа: http://www.teralink.ru/?do=stech1&id=85.
  4. Рускабель интернет ресурс [Электронный ресурс]: обзор способов прокладки оптического кабеля – Режим доступа: http://www.ruscable.ru.
  5. ОСКС интернет ресурс [Электронный ресурс]: обзор элементов и выбор СКС – Режим доступа: http://ockc.ru.
  6. Гроднев, И. И. Волоконно-оптические линии связи : Учебное пособие для вузов / И. И. Гроднев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Радио и связь, 1990. - 223с.
  7. Олифер, Н.А. Протоколы и оборудование сетевого уровня / Н.А. Олифер - М.: Центр информационных технологий. 1996. - 176 с.
  8. Смирнов,  Г.В. Безопасность жизнедеятельности : учебное пособие для дипломников специальностей ТУСУРа / Г.В. Смирнов, Л.И. Кодолова – Томск : ТУСУР, 2007. – 227 с.
  9. Афонасова, М.А. Организационно-экономическое обоснование дипломных проектов : учебно-методическое пособие / М.А. Афонасова. – Томск : ТУСУР, 2000. – 56 с.
  10. Мишуров, В.С. Методические указания по инженерно-исследовательской, преддипломной практике и дипломированию / В.С. Мишуров, В.А. Скворцов, А.В. Топор  Томск : ТУСУР, 2006. – 47 с.
  11.  Родюков, В.П. Работы выпускные квалификационные [Текст] : Методические указания по оформлению технической документации / сост. В.П. Родюков, Томский межвузовский центр дистанционного образования. – Томск : Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2010. 111 с.

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21079. Экологический менеджмент на предприятии 124.5 KB
  Можно сказать что экологический менеджмент это тип управления принципиально ориентированный на формирование и развитие экологического производства и экологической культуры жизнедеятельности человека. Предметом экологического менеджмента являются прежде всего экологические природоохранные ресурсосберегающие и т. Конечной целью экологического менеджмента является минимизация отрицательных влияний бизнесдеятельности на окружающую природную среду достижение высокого уровня экологической безопасности процессов производства и потребления...
21080. Экологический учет, аудит и страхование на предприятии 112 KB
  Общие требования к системе экологического учета на предприятии Экологический учет как управленческий и информационный инструмент управления окружающей природной средой в современном виде сложился не сразу и его формирование продолжается. Обычно информация по первой и второй из перечисленных позиций объединяется под общим понятием собственно экологического учета который еще называют статистическим учетом. Специалисты большинства стран подчеркивают важность соблюдения относительно экологического учета таких общих принципов: сравнимость...
21081. Общетеоретические основы экономики природопользования в контексте проблемы функционирования хозяйственного механизма природопользования 111.5 KB
  Экологизация общественного производства 1. Природопользование представляет собой основную область и форму взаимодействия общественного производства и окружающей среды. Рациональное природопользование это процессы касающиеся рационального использования природных ресурсов воспроизводства отдельных природных ресурсов и элементов окружающей среды а также по охраны природы.13]: 1 социальноэкономические непосредственные связи в сфере производства; 2 экологические непосредственные связи в биоценозах экосистемах; 3...
21082. ГОСУДАРСТВЕННОЕ И РЫНОЧНОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ 91 KB
  Причины рыночной и государственной неэффективности в охране окружающей среды Формирование механизмов реализации экологической политики концепции устойчивого развития а также экологизации экономики может основываться на трех подходах: прямом регулировании связанном с воздействием государства на процессы экологизации экономики рационализации природопользования и охраны окружающей среды нормативноправовые административноконтрольные меры прямое регламентирование и т. Опыт бывшего Советского Союза и стран Восточной Европы...
21083. Структурно-содержательная основа хозяйственного механизма природопользования (природопользования и экологической безопасности, экологизации производства, экологического регулирования) 253.5 KB
  Общие принципы формирования хозяйственного механизма природопользования. Общие принципы формирования хозяйственного механизма природопользования. Основными особенностями сферы природопользования и охраны окружающей среды как объекта управления являются следующие: Инфраструктурный характер продукции данной сферы качества окружающей природной среды ее экосистем и ресурсов и оказываемых ею услуг природоохранных по ресурсосбережению обеспечению экологической безопасности производства и потребления.
21084. Инструменты экополитики и хозяйственного механизма природопользования 265.5 KB
  Классификация инструментов экополитики и хозяйственного механизма природопользования. Классификация инструментов экополитики и хозяйственного механизма природопользования. Обязательные инструменты экополитики обеспечивают нормативноправовое регулирование которые создают прямые ограничения деятельности юридических и физических лиц в форме правил требований стандартов или указывает на разрешенный способ поведения.
21085. Анализ функционирования и развития хозяйственного механизма природопользования 114.5 KB
  Характеристика современного механизма природопользования экологического регулирования. Направления совершенствования существующих инструментов экологического регулирования. Характеристика современного механизма природопользования экологического регулирования. Экономический механизм экологического регулирования рационализации природопользования в Украине находится на стадии становления.
21086. Торговые механизмы национальной экологической защиты 104.5 KB
  Торговля как инструмент экологической защиты В регулировании влияния на экосистемы не последнюю роль играет торговля. Считается что разногласия которые возникают в системе отношений торговля окружающая среда могут быть до определённой меры разрешимы с помощью таких трех основных подходов: воспитательноубеждающий основывается на принципе: делать то что полезно для окружающей природной среды даже если такие действия не удобны для экономического субъекта; запретноштрафной основывается на использовании разного рода экономических...
21087. Экологизация научно-технического прогресса 82 KB
  Общественные и государственные интересы Интересы потребителей Интересы производителей Рынок экологических инноваций Вторичный рынок экологических товаров Первичный рынок экологических разработок Спрос Предложение Спрос Предложение Мотивационный механизм потребления экологических товаров 1 Мотивационный механизм производства экологических товаров 2 Мотивационный механизм внедрения инновационных разработок 3 Мотивационный механизм разработки инновационных проектов 4 Тема 8: Экологизация научнотехнического прогресса...