Założenia wstępne do projektu.

Projekt przewiduje budowę lokalnej sieci komputerowej dla firmy umiejscowionej w trzy-piętrowym budynku. Zapotrzebowaniem firmy jest 47 stanowisk komputerowych rozlokowanych w 24 pomieszczeniach tegoż budynku. Przewidziane jest również zaprojektowanie dedykowanej sieci elektrycznej.

Zakładamy, iż firma dla której zostanie zaprojektowana sieć, korzysta z aplikacji wyłącznie biurowych, dlatego też odpowiednim standardem sieci dla tej firmy będzie Fast Ethernet 100Mbps ponieważ jest to rozwiązanie optymalne z punktu widzenia kosztów, jak i szybkości pracy. Standard Ethernet 10Mbps przy obecnych wymaganiach aplikacji biurowych mógłby się okazać zbyt wolny (jak nie teraz to w najbliższej przyszłości). Gibabit Ethernet jest natomiast zbyt drogim rozwiązaniem.

System będzie działał w standardzie klient-serwer - jeden główny komputer z większym kanałem transmisji oraz pozostałe 46 stacji roboczych. Rozwiązanie typu klient-serwer jest oszczędniejsze, ponieważ większość danych przechowuje się na serwerze. Spowoduje to jednak duże obciążenie serwera, należy więc zapewnić mu odpowiednią przepustowość komunikacyjną. Sieć zaprojektowana zostanie w sposób ułatwiający wszelkie modernizacje, tak aby jej rozbudowa nie musiała za sobą pociągać ingerowania w strukturę okablowania.

1. Dedykowana instalacja elektryczna.

Aby przeciwdziałać takim zjawiskom jak: spadki napięcia, wyższe harmoniczne, szumy, krótkotrwałe zaniki, dłuższe przerwy czy okresowe przepięcia, przekraczające często 600 V, rzadziej 6000 V i sporadycznie 20 kV, urządzenia sieci komputerowej powinny być zasilane z osobnej instalacji elektrycznej, której zadaniem jest dostarczanie wysokiej jakości mocy elektrycznej.

Zasilacze UPS są źródłami napięcia przemiennego poprawiającymi jakość napięcia sieci elektroenergetycznej. Zapewniają zasilanie nawet wtedy, gdy są odłączone od sieci.

Bardzo ważną sprawą jest bezpieczeństwo sieci elektrycznej, dlatego też muszą tu zostać zamontowane wyłączniki różnicowoprądowe oraz zastosowane przewody N i PE. Wyłączniki różnicowoprądowe to niewielkie aparaty elektryczne, przeznaczone do ograniczenia wielu zagrożeń wywołanych niekontrolowanym przepływem prądu elektrycznego. Aby zabezpieczyć wyłączniki różnicowoprądowe przed przeciążeniem i zwarciem dodatkowo stosuje się bezpieczniki.

Sieć elektryczna zbudowana jest z rozdzielni głównej umieszczonej w klatce wejściowej do budynku, w tym samym miejscu znajduje się również zasilacz UPS. Sieć jest podzielona na sześć rejonów okablowania (po dwa na każde piętro). Skrzynki elektryczne są zamieszczone po jednej na piętro, w miejscach zaznaczonych na schemacie.

Schemat skrzynki nr3

W celu zabezpieczenia użytkowników sieci przed porażeniami zostały zastosowane wyłączniki różnicowoprądowe (10 mA) multi 9 typ ID oraz wyłączniki nadprądowe, których to zadaniem jest zabezpieczenie wyłączników różnicowoprądowych przed przeciążeniem lub zwarciem.

Kabel łączący skrzynki elektryczne z rozdzielnią główną poprzez zasilacz UPS jest kablem pięciożyłowym typu YDY o średnicy 16mm². Z rozdzielni jest wyprowadzonych sześć takich przewodów, które najpierw przebiegają po zewnętrznej stronie budynku, następnie są wpuszczane do środka i biegną około 40cm od sufitu aż do skrzynek. Natomiast kable łączące gniazda ze skrzynką są kablami jednożyłowymi o średnicy 2,5mm² i przebiegają one w odległości około 50 cm od sufitu. Wszystkie przewody ułożone są w listwach ochronnych.

W sieci elektrycznej zostało wyodrębnionych 25 obwodów:

• skrzynka 1 : 4 obwody (1 x faza I, 1 x faza II, 2 x faza III), 24 gniazd;

• skrzynka 2 : 4 obwody (2 x faza I, 1 x faza II, 1 x faza III), 27 gniazd;

• skrzynka 3 : 6 obwodów (2 x faza I, 2 x faza II, 2 x faza III), 31 gniazd;

• skrzynka 4 : 3 obwody (1 x faza I, 1 x faza II, 1 x faza III), 24 gniazd;

• skrzynka 5 : 5 obwodów (1 x faza I, 2 x faza II, 2 x faza III), 28 gniazd;

• skrzynka 6 : 3 obwody (1 x faza I, 1 x faza II, 1 x faza III), 24 gniazd;

Razem zostało wykorzystanych 8 obwodów fazy I, 8 obwodów fazy II, 9 obwodów fazy III oraz 158 gniazd wtykowych typu CAN-PF (od 3 do 5 na stanowisko komputerowe i 7 w przypadku serwera).

Możliwość rozbudowy :

Aby projektowana sieć komputerowa była skalowalna musi istnieć możliwość rozbudowy sieci elektrycznej poprzez możliwość montowania dodatkowych gniazd elektrycznych pod stanowiska komputerowe. Jako, że większość obwodów nie jest maksymalnie obciążona można utworzyć w każdym pomieszczeniu przynajmniej po jednym stanowisku, natomiast tam gdzie ilość gniazd dla obwodu została maksymalnie wykorzystana zostały poprowadzone dodatkowe przewody ukryte w listwach (na schemacie zaznaczone przerywaną linią). Dzięki takiemu rozplanowaniu okablowania można zamontować dodatkowo około 26 gniazd na parterze (8 stanowisk), około 25 gniazd na I piętrze (8 stanowisk), około 29 gniazd na II piętrze (9 stanowisk).

Zakłada się, że zostanie zużyte około 1,2 km kabla jednofazowego o średnicy 2,5mm², oraz około 100 m kabla pięciożyłowego o średnicy 16 mm² .

Następne trzy strony zawierają rzuty poszczególnych kondygnacji budynku z naniesioną siecią elektryczną :3. Okablowanie strukturalne.

Ponieważ sieć ma pracować z prędkością znamionową 100Mb/s więc okablowanie użyte musi przenosić taki sygnał zapewniając bezbłędność transmisji. Jako okablowanie strukturalne do połączenia urządzeń sieci zostanie więc użyty system ICCS100 firmy Siemens. Jest to kompletny system okablowania na który składają się : kabel do połączenia relacji panel krosujący-komputer, kabel do połączenia relacji urządzenia aktywne-panel krosujący ( dwu metrowy ) , gniazda RJ-45, panel połączeniowy 18-portowy ekranowany, listwy ścienne. System ten jest więc doskonały do niniejszego projektu, pewną nadmiarowością może być ekranowanie wszystkich elementów, ale pozwoli to na uchronieniu się przed zakłóceniami pomiędzy przewodami umieszczonymi w listwach.

Główne cechy systemu ICCS100 (według specyfikacji producenta):

• Łącze Kategorii 5, Klasy D według ISO/IEC 11801 lub EN 50173

• Odpowiednie do wszystkich technologii transmisji głosu i danych do maksymalnie 155 Mbit/s

• Elementy sieciowe skoordynowane dla optymalnych wyników pod względem technicznego aspektu transmisji (do 100 MHz)

• Zoptymalizowany system instalacji zapewnia niezawodne i szybkie wykonywanie prac instalacyjnych

• Niezależność instalacji dzięki 8-stykowemu wtykowi RJ45

• System z ekranowaniem ciągłym zapewnia ochronę przed napromienianiem i promieniowaniem

• Spełnia wymagania EN 55022, EN 50082T-1 (przepisy kompatybilności elektromagnetycznej)

• Wszystkie kable ICCS100 mają konstrukcję ognioodporną (według IEC332-1 , -3)

Panel krosujący :

• Tablica połączeń SSL Patch Panel 19", całkowicie ekranowana, 1 jednostka wysokości, 18 podwójnych portów RJ45, standardowy system niemodułowy

Konstrukcja kabla :

• Goły drut miedziany o średnicy 0.51 mm (AWG)

• Izolacja z warstwy pianki polietylenowej

• Dwa druty skręcone w pary

• Cztery pary skręcone w linki

• Ekran z folii aluminiowej laminowanej plastikiem plus ocynkowany przewód drenowy

• Powłoka plastikowa (petrol), wykonana z PVC lub materiału ognioodpornego pozbawionego halogenów

Kolory poszczególnych par :

• Para 1 - biały/niebieski

• Para 2 - biały/pomarańczowy

• Para 3 - biały/zielony

• Para 4 - biały/brązowy

Jako centralny punkt okablowania wybrane zostało pomieszczenie nr 18, gdyż znajduje się ono mniej więcej centralnie w budynku zarówno w pionie jak i w poziomie. Takie rozmieszczenie pozwoli na zminimalizowanie maksymalnej długości kabla prowadzącego od szafy kablowej do gniazd RJ-45 w poszczególnych pomieszczeniach. Z przeprowadzonych obliczeń długość potrzebnej skrętki ekranowanej wynosi około 1,2 km. Skrętkę należy umieścić w listwach naściennych w odległości od 5 do 10 cm od sufitu i minimum 30 cm od sieci elektrycznej.

Wykonanie okablowania strukturalnego sprowadza się więc do rozprowadzenia kabli od centralnego punktu okablowania, w listwach naściennych, do wszystkich pokoi na trzech kondygnacjach. Do każdego pomieszczenia przewidziano od jednego do dwóch nadmiarowych kabli ( w zależności od wielkości pokoju ) bez wyprowadzeń, w przypadku chęci późniejszej rozbudowy. Po rozprowadzeniu kabli przewidziany jest test poprawności każdego kabla za pomocą przenośnego testera.

Ponieważ w systemie ICCS100 znajduje się panel krosujący (połączeniowy) 19'' posiadający 18 podwójnych portów, potrzebne będą 3 takie panele umieszczone w szafie w punkcie koncentracji okablowania. Każdy z paneli będzie odpowiadał za jedno piętro, gdyż liczba komputerów na jednej kondygnacji nie przekracza 18. Jako szafa kablowa wykorzystana zostanie szafa 19 calowa Triton model Delta 9U/400. Jest to szafa wisząca mogąca pomieścić do 9 urządzeń o jednej jednostce wysokości, czyli ilość wystarczającą na potrzeby tego projektu ( 3 panele krosujące + 1 przełącznik + 3 koncentratory = 7 urządzeń, każde o jednej jednostce wysokości ).

Na następnych trzech stronach znajdują się rzuty poszczególnych kondygnacji budynku z naniesionym okablowaniem strukturalnym :

4. Aktywne urządzenia sieciowe.

Zaprojektowanie systemu urządzeń aktywnych musi spełniać dwie podstawowe zasady : zapewniać transfer zgodny z wymaganiami projektu(klienta) i pozwalać na łatwą, późniejszą rozbudowę (skalowalność) zwiększającą wydajność ogólną sieci lub poszczególnych segmentów.

Na potrzeby niniejszej firmy wystarczy sieć Fast Ethernet 100 Mb/s. Ponieważ sieć będzie działać od strony programowej w strukturze klient-serwer, przewidziane jest zastosowanie jednego głównego komputera jako punktu składowania danych, któremu musi zostać przedzielone szerokie pasmo transmisji. Oprócz serwera w budynku firmy znajduje się, według założeń, około 50 stacji roboczych o równym priorytecie (bez specjalnych wymagań na pasmo transmisji) rozmieszczonych na 3 kondygnacjach. Dla takiego przypadku idealnym rozwiązaniem jest zastosowanie jednego przełącznika 10/100 i trzech koncentratorów (hub-ów) 10/100. Do przełącznika podłączone zostaną serwer i trzy hub-y odpowiedzialne za poszczególne piętra. Powstaną w ten sposób trzy domeny kolizji (każda na jeden koncentrator czyli na jedno piętro) każda mająca połączenie 100Mb/s z przełącznikiem i serwer z dedykowanym łączem 100Mb/s do przełącznika. Takie rozwiązanie jest bardzo elastyczne gdyż w przypadku gdy jedna ze stacji roboczych będzie potrzebowała większego pasma transmisji do serwera, wystarczy ją przepiąć z koncentratora odpowiedzialnego za dane piętro wprost do przełącznika. Operacja ta znacznie zwiększy przepustowość do danej stacji, gdyż wyeliminowane zostaną kolizje zachodzące na koncentratorze.

Jako koncentratory zostaną wykorzystane urządzenia firmy 3Com, a dokładniej SuperStack II Baseline Dual Speed Hub 24 portowy (3C16593A). Jako przełącznik zostanie wykorzystany SuperStack II 3300XM (3C16985A) firmy 3Com 24-portowy. Na potrzeby projektu wystarczyłoby 12 portów w koncentratorze, ale wersja 24 ułatwi późniejszą rozbudowę w razie potrzeby zwiększenia wydajności ogólnej sieci, co zostanie opisane w dalszej części tego punktu.

Hub SSII Baseline Dual Speed idealnie nadaje się do sieci 10/100 gdyż posiada on 24 porty, które automatycznie wykrywają szybkość urządzenia podłączonego do nich. Do koncentratora tego mogą więc być podłączane zarówno komputery wyposażone w karty 10Mb/s jak i 100Mb/s. Takie rozwiązanie pozwala zaoszczędzić kosztów związanych z zakupem kart sieciowych 100Mb/s gdyż część stacji roboczych nie wymagających dużej przepustowości można wyposażyć w karty 10Mb/s.

Przełącznik SSII 3300XM posiada również 24 porty 10/100, które w tym przypadku będą działały z prędkością znamionową 100Mb/s gdyż, będą do nich podłączone trzy koncentratory i serwer z kartą 100Mb/s.

Wszystkie komputery muszą zostać wyposażone w karty sieciowe z portem RJ-45. Prędkość kart zależy od tego czy dane stanowisko komputerowe potrzebuje transferu 10Mb/s czy więcej. Serwer musi zostać wyposażony bezwzględnie w kartę 100Mb/s, idealnie nadaje się do tego 3Com Fast Etherlink Server Card (PCI) pracująca z szybkością do 100Mb/s. Dla reszty komputerów, zależnie od potrzeb poszczególnych stanowisk, dla bardzie wymagających 3Com EtherLink 10/100 (PCI), a dla stanowisk z mniejszym zapotrzebowaniem na transfer 3Com EtherLink 10 TPO z magistralą PCI, lub w przypadku gdy dany komputer nie będzie posiadał PCI to w standardzie ISA.

Powyższy rysunek przedstawia jedynie strukturę połączeń między urządzeniami aktywnymi. Od poszczególnych koncentratorów odchodzą kable połączeniowe relacji koncentrator - panel krosujący - gniazdo RJ-45 w konkretnym pomieszczeniu. Nie zostały one umieszczone na rysunku, gdyż stałby on się nieczytelny od nadmiaru linii.

Każde z urządzeń aktywnych i paneli krosujących zajmuje jedno miejsce (1U) w szafie kablowej. W sumie zostanie więc zajętych 7 miejsc z 9 ( 1 przełącznik + 3 koncentratory + 3 panele krosujące. Zalecane jest umieszczenie urządzeń aktywnych w dolnej części szafy natomiast paneli krosujących w górnej, gdyż okablowanie strukturalne będzie prowadzone w listwach naściennych znajdujących się blisko sufitu więc bliżej będzie do paneli krosujących.

Urządzenia aktywne firmy 3Com z serii SuperStack II są standardowo wyposażone w elementy pozwalające na ich montaż w szafach ( Rack ).

---