Локальная сеть Ethernet для фирмы

Передача информации в данном случае идет по двум оптоволоконным кабелям, передающим сигналы в разные стороны (как и в 10BASE-T). Иногда используются двухпроводные оптоволоконные кабели, содержащие два кабеля в общей внешней оболочке, но чаще — два одиночных кабеля. Вопреки распространенному мнению, стоимость оптоволоконного кабеля не слишком высока (она близка к стоимости тонкого коаксиального кабеля). Правда, в целом аппаратура в данном случае оказывается заметно дороже, так как требует использования дорогих оптоволоконных трансиверов.

Ethernet 10BaseFL имеет следующие спецификации:

Максимальная  длина сегмента   2000 м

 Максимальное число подключаем устройств    2

Максимально допустимое число сегментов      4

Максимальное  чисто сегментов с узлами 4

Минимальное расстояние между   2.5 м

подключаемыми устройствами

Максимальное  число повторителей 4

Максимальная  общая длина с повторителями 10000 км

Максимальная длина  абонентских отводков AUI 100 м

Тройниковое подключение  осуществляется через концентратор. Концентратор (многопортовый повторитель) осуществляют функции повторителей сигналов на всех участках передачи данных. Обнаруживают коллизии в сегменте и посылают джам-последовательности на все свои выходы.

Для  нашего случая подобрали  оптический кабель с двумя волокнами  для закрытых помещений фирмы Duplex-ST 2.8 мм.

 Характерные особенности выбранного кабеля:

• Удобные для оконцовки оптические волокна в полуплотном буфере.
• Кабели этой категории изготовлены из диэлектрических материалов (не содержат какого-либо металла).
• Кабели этой категории не содержат галогена (FRNC - пожаростойкий материал и LSNH - безгалогенного материала с низким дымовыделением).
• Срок службы кабелей не менее 30 лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Определение длины сегментов, количество рабочих станций в каждом сегменте.

 

По схеме определяем длины сегментов локальной сети результаты внесли в таблицу.

Таблица 3.1 – Длины сегментов рабочих станций локальной сети.

№ группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1

3м

3м

6м

6м

10м

10м

15м

15м

20м

20м

28м

35м

-

-

-

-

-

-

2

4м

4м

7м

7м

12м

12м

15м

15м

21м

21м

-

-

-

-

-

-

-

-

3

3м

3м

6м

6м

10м

10м

15м

15м

20м

20м

28м

35м

40м

42м

50м

-

-

-

4

3м

3м

6м

6м

10м

10м

15м

15м

20м

20м

28м

25м

40м

42м

45м

47м

56м

5

3м

3м

6м

6м

10м

10м

15м

15м

20м

20м

28м

30м

40м

42м

-

-

-

-

6

4м

4м

7м

7м

12м

12м

15м

15м

21м

21м

-

-

-

-

-

-

-

-

7

3м

3м

6м

6м

10м

10м

15м

15м

20м

20м

28м

25м

40м

42м

45м

47м

56м

66м

 

Таблица 3.2 – Длины промежуточных сегментов локальной сети.

 

Наименование	1 группа	2 группа	3 группа	4 группа	5 группа	6 группа	7 группа
Маршрутизатор	140м	85м	90м	50м	60м	95м	150м

 

Как видно по схеме  для соединения всех рабочих групп  в одну сеть мы использовали маршрутизатор. Для подключения маршрутизатора с группами №1,7 использовали для  связи оптоволоконный кабель, т.к. расстояние от коммутатора до маршрутизатора больше 100м, что не дает возможности использовать витую пару для передачи данных. Соединение остальных промежуточных сегментов произвели витой парой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Расчет корректности сети и оценка их с предельно допустимыми

 

4.1 Расчет PDV

 

Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные IEEE, содержащие значение задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и различных физических средах. В таблице 3 приведены данные для расчета значения PDV для используемых в данной локальной сети физических стандартов. Битовый интервал обозначен как bt.

 

Таблица 4.1 – Данные для расчета значения PDV.

 

Тип сегмента	База левого сегмента, bt	База промежуточно-го сегмента, bt	База правого сегмента, bt	Задержка среды на 1м, bt	Максимальная длина  сегмента, м
10 Base T	15.3	42.0	165.0	0.113	100
10 Base FL	12.3	33.5	156.5	0.1	2000

 

Для корректности расчета PDV необходимо выбрать сегменты локальной сети с максимальной длинной. Отсюда получили, что сегментом максимальной длины является  связь между рабочими станциями 4.17 и 7.18.

Проведем расчет для  левого сегмента 4.17 и правого сегмента 7.18:

Левый сегмент 4.17: 15.3+56*0.113=21,6

Промежуточный сегмент 4: 42+50*0.113=47,65

Промежуточный сегмент 7(1): 42+1*0.113=42,113

Промежуточный сегмент 7(2): 42+1*0.113=42,113

Промежуточный сегмент 7: 33,5+150*0,1=48,5

Правый сегмент 7.18: 165+66*0.113=172,5.

Определили  суммарную величину задержек всех сегментов  выделенного пути

21,6+47,65+42,113+42,113+48,5+172,5=374,476.

Произведем обратный расчет для левого сегмента 7.18 и  правого сегмента 4.17:

Левый сегмент 7.18: 15.3+66*0.113=22,758

Промежуточный сегмент 7(1): 42+1*0.113=42,113

Промежуточный сегмент 7(2): 42+1*0.113=42,113

Промежуточный сегмент 7: 33,5+150*0,1=48,5

Промежуточный сегмент 4: 42+50*0.113=47,65

 

Правый сегмент 7.18: 165+56*0.113=171,328.

Определили  суммарную величину задержек всех сегментов  выделенного пути

22,758+47,65+42,113+42,113+48,5+171,328 =374,462.

Суммарная величина задержек всех сегментов выделенного пути не должна превышать предельной величины 512 битовых интервалов. Таким образом, для данного случая сеть корректна.

3.2 Расчет PVV

Однако расчета двойного времени прохождения, в соответствии со стандартом, еще не достаточно, чтобы  сделать окончательный вывод о работоспособности сети.

Второй расчет проверяет  соответствие стандарту величины межкадрового интервала (IPG). Эта величина изначально не должна быть меньше, чем 96 битовых  интервалов (9,6 икс), то есть только через 9,6 мкс после освобождения сети абоненты могут начать свою передачу. Однако при прохождении пакетов (кадров) через репитеры и концентраторы межкадровый интервал может сокращаться, вследствие чего два пакета могут в конце концов восприниматься абонентами как один. Допустимое сокращение IPG определено стандартом в 49 битовых интервалов (4,9 мкс).

Таблица 4.2 - Величины сокращения межкадрового интервала (IPG) для разных сегментов Ethernet.

 

Сегмент	Начальный	Промежуточный
10BASE-T	16	11
10BASE-FL	11	8

 

Для вычислений здесь так же, как и в предыдущем случае, используются понятия начального сегмента и промежуточного сегмента. Конечный сегмент не вносит вклада в сокращение межкадрового интервала, так как пакет доходит по нему до принимающего компьютера без прохождения репитеров и концентраторов.

Для вычисления используются данные таблицы 4.2.

Для получения полной величины сокращения IPG надо просуммировать величины из таблицы для сегментов, входящих в путь максимальной длины, и сравнить сумму с предельной величиной 49 битовых интервалов. Если сумма меньше 49, мы можем сделать вывод о работоспособности сети. Для гарантии расчет производится в обоих направлениях выбранного пути.

Берем в качестве начального сегмента 10BASE-Т. Для него сокращение межкадрового интервала равно 16. Далее следуют промежуточные сегменты: два сегмента 10BASE-FL (каждый из них внесет свой вклад по 8 битовых интервалов) и 10BASE-Т (величина сокращения составит 11). В результате суммарное сокращение межкадрового интервала составит:

16 + 8 + 8+11 = 43,

что меньше предельной величины 49. Следовательно, данная конфигурация и по этому показателю будет работоспособна.

Вычисления для обратного  направления по этому же пути дадут  в данном случае тот же результат, так как начальный сегмент 10BASE-T даст ту же величину, а все промежуточные сегменты опять же останутся промежуточными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Окончательный  компоновочный вариант сети

Чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо выполнение четырех основных условий:

• количество станций в сети не более 1024;
• максимальная длина каждого физического сегмента не более величины, опре 
  деленной в соответствующем стандарте физического уровня;
• время двойного оборота сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми

 

удаленными друг от друга  станциями сети не более 575 битовых  интервала;

• сокращение межкадрового интервала PVV (Path Variability Value, при про-хождении последовательности кадров через все повторители должно быть не больше, чем 49 битовых интервала. Так как при отправке кадров конечные узлы обеспечивают начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервала, то после прохождения повторителя оно должно быть не меньше, чем 96 - 49 = 47 битовых интервала.

Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и общую длину сети в 2500 м.

Все рассчитанные, параметры спроектированной локальной  сети удовлетворяют основным необходимым требования сети Ethernet. Для расчетов применялись максимальные из возможных значений параметров (длины и т.д.). Исходя из чего, можно утверждать, что рассчитанный проект локальной сети будут работоспособен и удовлетворяет поставленным требованиям проектирования.

Окончательный вариант  компоновочной схемы сети приведен в приложении 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Экономический  расчет стоимости компонентов  сети с определением 
суммы затрат на их приобретение.

 

Для   повышения   надежности   соединения   и   лучшего   сохранения   кабеля   можно приобрести прокладочные короба. Для надежности и защиты коммутаторов, бесперебойных блоков питания, маршрутизатора и медиаконвертеров используем установочные шкафы имеющие возможность принудительного охлаждения.

На основании предьявленных  требований произведем подбор необходимого сетевого оборудования и элементов  необходимых для бесперебойной  работы этого оборудования составили  таблицу с указанием элементов  и их стоимости.

Таблица 6.1 – Спецификация оборудования.

 

Наименование	Модель	Количество, шт.	Цена, руб. за ед.
1. Маршрутизатор	D-Link DIR-130	1	3268.00
2 Коммутатор 16-портовый	D-Link DES-1018DG	4	3455,00
3 Коммутатор 24 порта	D-Link DES-1024D	3	2196,00
4 Медиаконвертер	LINKPRO FL-508	4	620,00
5 Источник бесперебойного  питания	ИБП UPS 500VA Back CS APC	8	3 125,00
6 Сетевая карта	Compex RE100TX PCI 10/100	96	166,00
7 Кабель UTP	Cable UTP 5 level (305m)	8	4330,00
8 Кабель	Duplex-ST	200 м	18,00
9 Оконцовка кабеля	Инструмент	1	1932,00
10 Коннектор	RJ-45	290	5.00
11 Коннектор	ST	8	24
12 Шкаф настенный	PRACTICAL 19" (TWP-125442-G-GY)	7	4792,00
13 Шкаф настенный	ADVANCED 19" (TWA-095362-G-GY)	1	8948,00
14 Розетка	Розетка под коннектор RJ-45	96	8.00
Итого			152166,00