Курсовая работа: Локальная вычислительная сеть организации, располагающейся в двухэтажном здании

Шлюзы (gateway) - устройства (компьютер), служащие для объединения разнородных сетей с различными протоколами обмена. Шлюзы выполняют протокольное преобразование для сети, в частности преобразование сообщения из одного формата в другой.

Проектируемая сеть должна располагаться на двух этажах. В зданиях предполагается использовать в качестве сетевого кабеля витую пару.

Для объединения ПК в группы и структурирования сети будем использовать неуправляемые коммутаторы. Нужны коммутаторы на 8, 24 и 32 портов.

В группах № 2, 3, 5 на первом этаже и группах 5, 7, 8, 9 на втором этаже будем использовать коммутатор Linksys 4124 (рис.3).

Linksys 4124- неуправляемый коммутатор 24-портовый LinksysEtherFast (10/ 100), настольный/ монтируемый в шкаф-стойку корпус, с автоматическим определением необходимости кроссового подключения.

Коммутатор LinksysEtherFast SLM248P

рис.3 Коммутатор Linksys 4124

В группе № 6 на втором этаже будем использовать коммутатор D-Link DES-1008D, 8-портовый (рис.4).

D-Link DES-1008D являeтcя нeупpaвляeмым кoммутaтopoм 10/100 Mбит/c пpeднaзнaчeнным для пoвышeния пpoизвoдитeльнocти paбoты мaлoй гpуппы пoльзoвaтeлeй, oбecпeчивaя пpи этoм выcoкий уpoвeнь гибкocти.

рис.4 Коммутатор D-Link DES-1008D

В группах №1,4 и в аудиториях руководителя и секретаря на первом этаже будем использовать неуправляемый коммутатор FastEthernet, монтируемый в стойку FNSW-3200 , который оборудован 32 портами (рис.5).

Рис.5 Коммутатор FNSW-3200 (32x10/100Base-T/RJ-45)

Для бесперебойной работы коммутаторов следует предусмотреть источники бесперебойного питания, по одному на каждый коммутатор. В качестве источников бесперебойного питания выбираем источники, рекомендуемые фирмой-производителем коммутаторов: DPS-200 (рис.6), разработанные для использования совместно с коммутаторами локальных сетей D-Link. Каждый источник питания подключается к коммутатору, обеспечивая резервирование его внутреннего источника питания.

Рис.6 ИБП DPS-200

Пэтч-панели (или панели переключения) предназначены для обеспечения гибких соединений между горизонтальными или магистральными кабелями и портами активного оборудования в телекоммуникационных шкафах. Пэтч-панели имеют модульные гнезда, аналогичные гнездам телекоммуникационных розеток или активного оборудования.

Пэтч-корд представляет собой короткий отрезок гибкого кабеля, терминированный с обоих концов 8-позиционными модульными вилками. Пэтч-корд аналогичен пользовательским шнурам на рабочем месте и в телекоммуникационном шкафу.

Остальные расходные материалы приведем в спецификации для расчета стоимости.

2.4 Определение длины сегментов, количество рабочих станций в каждом сегменте

Расчет длин сегментов ведем по схеме. При этом нужно учитывать, что:

1. Кабельные каналы могут прокладываться как в верхнем положении, у потолка, так и в нижнем, у плинтуса, т.е. необходимо учитывать расход на вертикальную составляющую.

2. Для присоединения розеток и разъемов необходим запас кабеля не менее 30 см.

3. Присоединение кабеля к разъемам в соединительном шкафу тоже требует некоторой длины.

4. Компьютерную технику иногда перемещают по рабочему месту, т. е также необходим запас и на перемещения.

Рассчитаем количество вычислительной техники, подключаемой к каждому коммутационному устройству.

NK1= 3+5+8= 16 шт.

NK2= 3+6+4+7=20 шт.

NK3= 5 шт.

NK4= 1+1+15+7+4(сервера)= 28шт.

Коммуникационное оборудование следует подбирать с учетом того, что количество подключаемого оборудования может увеличиться и сеть должна быть легко масштабируема. Исходя из этого решаем, что К1 -24 портовый, К2 - 24 портовый, К3 - 8 портовый, К4 - 32 портовый.

Расчет необходимого количества кабеля.

От К1 до каждого компьютера, подключенного к нему.

LК1- 2/1 = 8+3+2+2*2(свобода перемещения)+1(заделка кабеля)+ 3(вверх и вниз)=21 м

LК1-2/2= 8+3+4+8 =23 м

LК1- 2/3 = 8+3+6+8=25 м

LК1- 2/4 = 8+3+8+8=27 м

LК1- 2/5 = 8+3+10+8=29 м

LК1- 5/1 = 8+8+12+5+2+2*2(свобода перемещения)+1(заделка кабеля)+ 3(вверх и вниз) = 43 м

LК1- 5/2 = 33+4+8 = 45 м

LК1- 5/3 = 33+6+8 = 47 м

LК1- 3/1 = 8+2+8= 18 м

LК1- 3/2= 8+4+8=20 м

LК1- 3/3 = 8+6+8=22 м

LК1- 3/4 = 8+8+8=24 м

LК1- 3/5 = 8+10+8=26 м

LК1- 3/6 = 8+12+8=28 м

LК1- 3/7 = 8+14+8=30 м

LК1- 3/8 = 8+16+8=32 м

Общее количество кабеля:

21+23+25+27+29+43+45+47+18+20+22+24+26+ +28+30+32=460(м).

От К2 до каждого компьютера, подключенного к нему.

LК2- 7/1 = 8+8+12+5+2+8=43 м

LК2- 7/2 = 33+4+8=45 м

LК2- 7/3 = 33+6+8=47 м

LК2- 7/4 = 33+8+8=49 м

LК2- 7/5 = 33+10+8=51 м

LК2- 7/6 = 33+12+8=53 м

LК2- 8/1 = 8+8+6+2+8= 32 м

LК2- 8/2= 22+4+8= 34 м

LК2- 8/3 = 22+6+8= 36 м

LК2- 8/4 = 22+8+8= 38 м

LК2- 5/1 = 8+3+2+8=21 м

LК2-5/2= 8+3+4+8 =23 м

LК2- 5/3 = 8+3+6+8=25 м

Общее количество кабеля:

43+45+47+49+51+53+32+34+36+38+21+23+25= 497 м

От К3 до каждого компьютера, подключенного к нему.

LК3-6/1= 2+8 =10 м

LК3-6/2= 4+8 =12 м

LК3-6/3= 6+8 =14м

LК3-6/4= 8+8 =16м

LК3-6/5= 10+8 =18 м

Общее количество кабеля: 10+12+14+16+18=70м

От К4 до каждого компьютера, подключенного к нему.

LК1- ПК руководителя= 16+3+2+8 = 29 м

LК1- ПК секретаря= 32+3+10+2+8=55 м

LК4-4/1 = 32+21+3+5+5+8=74 м

LК4-4/2 = 66+2+8=76 м

LК4-4/3 = 66+4+8=78 м

LК4-4/4 = 66+6+8=80 м

LК4-4/5 = 66+8+8=82 м

LК4-4/6 =66+10+8=84 м

LК4-4/7 = 66+12+8=86 м

LК4-1/1 = 16+2+8 = 26 м

LК4-1/2 = 16+4+8 = 28 м

LК4-1/3 = 16+6+8 = 30 м

LК4-1/4 =16+8+8 = 32 м

LК4-1/5 = 16+10+8 = 34 м

LК4-1/6= 16+12+8 = 36 м

LК4-1/7= 16+14+8 = 38 м

LК4-1/8 = 16+16+8 = 40 м

LК4-1/9 = 16+18+8 = 42 м

LК4-1/10 =16+20+8 = 44 м

LК4-1/11 = 16+22+8 = 46 м

LК4-1/12= 16+24+8 = 48 м

LК4-1/13= 16+26+8 = 50 м

LК4-1/14= 16+28+8 = 52 м

LК4-1/14= 16+30+8 = 54 м

LК4-С1 = 16+16+3+10+8=53 м

LК4-С2 = 45+2+8=55 м

LК4-С3 = 45+4+8=57 м

LК4-С4 = 45+6+8=59 м

Общее количество кабеля:

29+55+74+76+78+80+82+84+86+26+28+30+32+34+36+38+40+42+44+46+48+50+52+54+53+55+57+59 = 1468 м

Для подсоединения коммутирующего оборудования между собой.

LК1-К4= 15+10+10+32+3 = 70 м

LК2-К3= 15+10+10+32++21+10= 98м

Общее количество кабеля: 70+98 = 168 м

Общая длина кабеля: 460+497+70+1468+168=2663 м

Увеличим длину кабеля на 30%, чтобы обеспечить запас, который пригодится как для компенсации неточностей расчета, изменения расположения ПК, так и для возможного наращивания сети.

Итого, нам потребуется 1,3*2663=3462 метра кабеля.

2.5 Расчет корректности сети

Проведем расчет параметров Path Delay Value и Path Variability Value.

Расчет PDV

Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные IEEE содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и различных физических средах. В таблице 1 приведены данные, необходимые для расчета значения PDV для всех физических стандартов сетей Ethernet. Битовый интервал обозначен как «bt».

Таблица 1. Данные для расчета PDV.

Данные, приведенные в таблице, включают сразу несколько этапов прохождения сигнала. Например, задержки, вносимые повторителем, состоят из задержки блока повторения и задержки выходного трансивера. Чтобы не нужно было два раза складывать задержки, вносимые кабелем, в таблице даются удвоенные величины задержек для каждого типа кабеля. Также используются понятия, левый сегмент, правый сегмент и промежуточный сегмент. С каждым сегментом связана постоянная задержка, названная базой, которая зависит только от типа сегмента и от положения сегмента на пути сигнала. С каждым сегментом связана задержка распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, которая зависит от длины сегмента и вычисляется путем умножения времени распространения сигнала по одному метру кабеля на длину кабеля в метрах.

Расчет заключается в вычислении задержек, вносимых каждым отрезком кабеля, а затем суммировании этих задержек с базами левого промежуточных и правого сегментов. Общее значение PDV не должно превышать 575.

Расчет проведем по наиболее протяженной и сложной линии. Рассмотрим несколько потенциально критичных путей.

Левый сегмент LК4-4/7: 15,3+86*0,113=25,018 м

Промежуточный сегмент LК4-К3 : (70+6+98)*0,113+42=61,662 м

Правый сегмент LК3-6/5: 165+18*0,113=167,034 м

Итого: 253,714 метров.

Наше значение намного меньше допустимой величины (575 м), следовательно, сеть удовлетворяет данным требованиям.

3.Расчет PVV

Чтобы признать конфигурацию сети корректной, нужно рассчитывать также, уменьшение меж кадрового интервала повторителями, то есть величину PVV.

Для расчета PVV также можно воспользоваться значениями максимальных величин уменьшения меж кадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред, рекомендованными IEЕЕ и приведенными в таблице 2.

Таблица 2.Сокращение меж кадрового интервала повторителями

Левый сегмент LК4-4/7 - 10BaseT = 10.5

Промежуточный сегмент LК4-К3 - 10BaseT = 8

Итого: 18,5

Для сетей Ethernet предельное значение - 49. Следовательно, рассчитанное значение по спроектированной конфигурации локальной сети удовлетворяет предельному установленному значению.

4.Понятие о датчиках и их выбор

Датчики (в литературе часто называемые также измерительными преобразователями), или по-другому, сенсоры являются элементами многих систем автоматики - с их помощью получают информацию о параметрах контролируемой системы или устройства.

Датчик - это элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (температуру, давление, частоту, силу света, электрическое напряжение, ток и т.д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а иногда и для воздействия им на управляемые процессы. Или проще, датчик - это устройство, преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал, удобный для дальнейшего использования.

Используемые датчики весьма разнообразны и могут быть классифицированы по различным признакам:

В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают: датчики механических перемещений (линейных и угловых), пневматические, электрические, расходомеры, датчики скорости, ускорения, усилия, температуры, давления и др.

В настоящее время существует приблизительно следующее распределение доли измерений различных физических величин в промышленности: температура - 50%, расход (массовый и объемный) - 15%, давление - 10%, уровень - 5%, количество (масса, объем) - 5%, время - 4%, электрические и магнитные величины - менее 4%.

По виду выходной величины, в которую преобразуется входная величина, различают неэлектрические и электрические: датчики постоянного тока (ЭДС или напряжения), датчики амплитуды переменного тока (ЭДС или напряжения), датчики частоты переменного тока (ЭДС или напряжения), датчики сопротивления (активного, индуктивного или емкостного) и др.

Большинство датчиков являются электрическими. Это обусловлено следующими достоинствами электрических измерений:

- электрические величины удобно передавать на расстояние, причем передача осуществляется с высокой скоростью;

- электрические величины универсальны в том смысле, что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот;

- они точно преобразуются в цифровой код и позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и быстродействия средств измерений.

По принципу действия датчики можно разделить на два класса: генераторные и параметрические (датчики-модуляторы). Генераторные датчики осуществляют непосредственное преобразование входной величины в электрический сигнал.

Параметрические датчики входную величину преобразуют в изменение какого-либо электрического параметра (R, L или C) датчика.

По принципу действия датчики также можно разделить на омические, реостатные, фотоэлектрические (оптико-электронные), индуктивные, емкостные и д.р.

Различают три класса датчиков:

- аналоговые датчики, т. е. датчики, вырабатывающие аналоговый сигнал, пропорционально изменению входной величины;

- цифровые датчики, генерирующие последовательность импульсов или двоичное слово;

- бинарные (двоичные) датчики, которые вырабатывают сигнал только двух уровней: "включено/выключено" (иначе говоря, 0 или 1); получили широкое распространение благодаря своей простоте.

Требования, предъявляемые к датчикам: