Структурная схема сети передачи данных. Структурная схема сети

Архитектура сети связи является одной из основных характеристик, определяющих состав сети, раскрывающий типы образующих ее функциональных компонентов, иерархию и характер их взаимодействия.

В связи с большим разнообразием видов передаваемых сообщений и сигналов, среды распространения, методов и устройств коммутации илиВ маршрутизации сигналов и информационных потоков архитектура сетейВ связи классифицируется согласно требованиям Единой сети электросвязиВ Российской Федерации (ЕСЭ РФ).

Единая сеть электросвязи РФ определяется совокупностью сетей связи различного назначения и технологий, располагающихся на территории РФ.В Модель архитектуры сети связи, предложенная в положении о ЕСЭ РФ,В может быть представлена в виде, показанном на рис. 1.4.

Первый уровень модели - первичная сеть (первичные сети), образуемая на системах передачи определенных родов связи. Первичные сети разделяются на магистральные, внутризоновые и местные (городские и сельские). Первичная сеть представляет собой совокупность всех каналов связи независимо от назначения и вида связи; она включает линии связи и каналообразующую аппаратуру.

Второй уровень - вторичные сети, образуемые на базе каналов передачи первичной сети и систем коммутации, выполняющих функции распределения сообщений по заданному адресу. Вторичные сети различаются по виду передаваемых по ним сообщений: телефонные, передачи данных,В телеграфные, передачи газет, звукового вещания, телевизионного вещанияВ и др. При интеграции сетей связи вторичные сети превращаются в единуюВ сеть, обеспечивающую передачу и распределение сообщений различныхВ видов связи (передачи речи, данных, факсимильных сообщений и др.).

Рис. 1.4.

ТСОП - телефонная сеть общего пользования; СТФС - сеть телефонной связи; СТГС - сеть телеграфной связи; ЦСИО - цифровые сети с интеграцией обслуживания; ПД - КП - передача данных - коммутация пакетов; ПД - передача данных; ТВ - телевещание;В ПГ - передача газет; СРПЗВ - сети распределения программ звукового вещания; ЗВ - звуковое вещание; СРПТВ - сети распределения

программ телевизионного вещания; АТ - абонентское телеграфирование

Третий уровень модели - службы связи , обеспечивающие предоставление пользователям услуг различных видов связи.

Четвертый уровень - пользователь услуг связи. Он определяется видом связи (передача речи, телеграфных и/или факсимильных сообщений,В сообщений данных), а также терминальным оборудованием, имеющимсяВ у пользователя.

В соответствии с выполняемыми функциями сети ЕСЭ разделяются на сети доступа и транспортные сети. По транспортной сети передаютсяВ высокоскоростные (широкополосные) потоки информации. ТранспортнаяВ сеть связи включает магистральную (междугородную и международную)В и зоновые (региональные) сети связи. Сеть доступа обеспечивает доступВ абонентов к транспортной сети; она также называется сетью абонентскогоВ доступа и по территориальному признаку является местной сетью. ДаннаяВ сеть состоит из абонентских линий и оконечных устройств.

Обобщенная структурная схема телекоммуникационной сети включает в себя транспортный уровень (магистральная сеть), уровень доступа (сетиВ доступа) и терминальное оборудование пользователей.

Компоненты телекоммуникационной сети:

• - магистральные сети;
• - сети доступа;
• - терминального оборудования пользователей;
• - информационных центров, или центров управления сервисами {Services Control Point , SCP).

Магистральная сеть объединяет отдельные сети доступа, обеспечивая транспорт трафика между ними по высокоскоростным каналам. По сути,В магистральные сети относятся к глобальным сетям связи {Wide AreaВ Network , WAN).

Сеть доступа располагается на нижнем уровне иерархии телекоммуникационной сети и предназначена для агрегации потоков, поступающих по различным каналам связи от клиентского оборудования, в магистральной сети.

Сеть доступа представляет собой региональную сеть большой разветвленности. Она может быть многоуровневой. Сетевые элементы нижнего уровня мультиплексируют информацию, поступающую по многочисленным абонентским каналам (абонентскими окончаниями), и передают ееВ сетевым элементам верхнего уровня для перенаправления элементам магистрали. Размер сети доступа определяет число ее уровней - небольшаяВ сеть доступа будет иметь один уровень, крупная - несколько.

В компьютерной сети оконечным оборудованием являются компьютеры, в телефонной - телефонные аппараты, в телевизионной или радиосети -В соответствующие теле- или радиоприемники.

Оконечное оборудование пользователей может формировать сеть, не входящую в состав телекоммуникационной сети. Например, совокупность компьютеров пользователей организации образует локальную сеть

(Local Area Network , LAN). Локальные сети характеризуются высокой скоростью передачи данных на сравнительно небольшие расстояния.

Информационные центры (центры управления сервисами) предоставляют информационные сетевые услуги. В таких центрах хранится пользовательская информация (информация, непосредственно интересующая конечных пользователей) и служебная информация, помогающая поставщику услуг предоставлять услуги пользователям.

Пользовательская информация обычно содержит разнообразную справочную и новостную информацию. Подобные центры телефонных сетей оказывают, например, услуги экстренного вызова милиции или скоройВ помощи, а также справочные услуги различных организаций и предприятий - вокзалов, аэропортов, магазинов и т.п.

К служебной информации обычно относят различные данные системы авторизации и аутентификации пользователей, с помощью которых организация, которая владеет сетью, проверяет права пользователей на получение тех или иных услуг. Это могут быть системы биллинга, используемые для определения платы за предоставляемые услуги, или базы данных,В содержащие учетные записи пользователей и перечни предоставляемыхВ пользователям услуг.

Сети конкретного типа обладают своими особенностями, в них могут отсутствовать некоторые элементы обобщенной сети, но в целом их структура соответствует описанной выше.

Структурная схема системы мобильной связи стандарта GSM пред­ставлена на рисунке 3.1. Сеть GSM делится на две системы: система коммутации (SSS) и система базовых станций (BSS). В стандарте GSM функциональное сопряжение элементов системы осуществляется посредством интерфейсов, а все сетевые компоненты взаимодействуют в соответствии с системой сигнализации МККТТ SS № 7 (CCITT SS № 7).

Центр коммутации мобильной связи MSC обслуживает группу сот и обеспечивает все виды соединений, в которых нуждается в процессе работы мобильная станция. MSC аналогичен коммутационной станции и представляет собой интерфейс между фиксированными сетями (PSTN, PDN, ISDN и т. д.) и системой мобильной связи. Он обеспечивает мар­шрутизацию вызовов и функции управления вызовами. Кроме выполне­ния функций обычной коммутационной станции, на MSC возлагаются функции коммутации радиоканалов. К ним относятся «эстафетная пере­дача», в процессе которой достигается непрерывность связи при переме­щении мобильной станции из соты в соту и переключение рабочих кана­лов в соте при появлении помех или при неисправностях.

Рисунок 3.1 - Структурная схема системы мобильной связи стандарта GSM

На данной схеме обозначены: MS – мобильная станция; BTS – приемно-передающие базовые станции; BSC – контроллер базовой станции; TCE – транскодер; BSS – оборудование базовой станции; MSC – центр коммутации мобильной связи; HLR – регистр положения; VLR – регистр перемещения; AUC – центр аутентификации; EIR – регистр идентификации оборудования; OMC – центр эксплуатации и технического обслуживания; NMC-центр управления сетью.

MSC обеспечивает обслуживание мобильных абонентов, располо­женных в пределах определенной географической зоны.

MSC управляет процедурами установления вызова и маршрутизации, накапливает данные о состоявшихся разговорах, необходимые для вы­писки счетов за предоставленные сетью услуги.

MSC поддерживает процедуры безопасности, применяемые для управления доступом к радиоканалам. MSC управляет процедурами ре­гистрации местоположения для обеспечения доставки вызова переме­щающимся мобильным абонентам от абонентов телефонной сети общего пользования и обеспечения ведения разговора при перемещении мобиль­ной станции из одной зоны обслуживания в другую. В стандарте GSM также предусмотрены процедуры передачи вызова между сетями (кон­троллерами), относящимися к разным MCS.

MSC формирует данные, необходимые для выписки счетов за предоставленные сетью услуги связи, накапливает данные по состоявшимся разговорам и передаёт их в центр расчётов (биллинг-центр). MSC составляет также статистические данные, необходимые для контроля работы и оптимизации сети.

MSC не только участвует в управлении вызовами, но также управляет процедурами регистрации местоположения и передачи управления.

Центр коммутации осуществляет постоянное слежение за мобильными станциями, используя регистры положения (HLR) и перемещения (VLR).

Регистр положения HLR представляет собой базу данных о посто­янно прописанных в сети абонентах. Информация об абоненте заносится в HLR в момент регистрации абонента и хранится до тех пор, пока абонент не прекратит пользоваться данной системой связи и не будет удалён из регистра HLR.

В базе данных содержатся опознавательные номера и адреса, параметры подлинности абонентов, состав услуг связи, информация о маршрутизации, регистрируются данные о роуминге або­нента, включая данные о временном идентификационном номере мо­бильного абонента (TMSI) и соответствующем VLR. Долговременные данные, хранящиеся в регистре положения HLR приведены в таблице 3.3.

К данным, содержащимся в HLR, имеют дистанционный доступ все MSC- и VLR-сети, в том числе относящиеся к другим сетям при обеспе­чении межсетевого роуминга абонентов. Если в сети несколько HLR, ка­ждый HLR представляет собой определенную часть общей базы данных сети об абонентах. Доступ к базе данных об абонентах осуществляется по номеру IMSI или MS ISDN (номеру мобильного абонента в сети ISDN).

HLR может быть выполнен как в собственном узле сети, так и отдельно. Если емкость HLR исчерпана, то может быть добавлен дополнительный HLR. В случае организации нескольких HLR база данных остаётся единой – распределённой. Запись данных об абоненте всегда остаётся единственной. К данным, хранящихся в HLR, могут получить доступ MSC и VLR, относящиеся к другим сетям, в рамках обеспечения межсетевого роуминга абонентов.

Таблица 3.3 – Долговременные данные, хранящиеся в регистре HLR

Состав долговременных данных, хранящихся в HLR
	IMS1 - международный идентификационный номер подвижного абонента
	Номер подвижной станции в международной сети ISDN
	Категория подвижной станции
	Ключ аутентификации
	Виды обеспечения вспомогательными службами
	Индекс закрытой группы пользователей
	Код блокировки закрытой группы пользователей
	Состав основных вызовов, которые могут быть переданы
	Оповещение вызывающего абонента
	Идентификация номера вызываемого абонента
	График работы
	Оповещение вызываемого абонента
	Контроль сигнализации при соединении абонентов
	Свойства (средства) закрытой группы пользователей
	Льготы закрытой группы пользователей
	Запрещенные исходящие вызовы в закрытой группе пользователей
	Максимальное количество абонентов
	Используемые пароли
	Класс приоритетного доступа
	Запрещенные входящие вызовы в закрытой группе абонентов

Регистр перемещения VLR также предназначен для контроля пере­движения мобильной станции из одной зоны в другую. База данных VLR содержит информацию обо всех абонентах мобильной связи, расположенных в данный момент в зоне обслуживания MSC. Он обеспечивает функционирование мобильной станции за пределами зоны, контролируе­мой HLR.

Когда абонент перемещается в зону обслуживания нового MSC, VLR, подключенный к данному MSC, запрашивает информацию об абоненте из того HLR, в котором хранятся данные этого абонента. HLR посылает копию информации в VLR и обновляет у себя информацию о местоположении абонента. Когда абонент звонит из новой зоны обслуживания, VLR уже располагает всей информацией, необходимой для обслуживания вызова. В случае роуминга абонента в зону действия другого MSC, VLR запрашивает данные об абоненте из HLR, к которому принадлежит данный абонент. HLR в свою очередь передаёт копию данных об абоненте в запрашивающий VLR и в свою очередь обновляет информацию о новом местоположении абонента. После того как информация обновится, MS может осуществлять исходящие/входящие соединения.

Для обеспечения сохранности данных в регистрах HLR и VLR преду­смотрена защита их устройств памяти. VLR содержит такие же данные, что и HLR. Эти данные хранятся в VLR, пока абонент находится в контролируемой зоне. Временные данные, хранящиеся в регистре VLR приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Временные данные, хранящиеся в регистре VLR

	Состав временных данных, хранящихся в HLR и VLR
	HLR		VLR
			1	TMSI - временный международ­ный идентификационный номер пользователя
	Временный номер подвижной станции, который назначается VLR			Идентификация зоны расположения
	Адреса регистров перемещения VLR			Указания по использованию основных служб
	Зоны перемещения подвижной станции			Номер соты «эстафетной передачи»
	Номер соты при эстафетной передаче			Параметры аутентификации и шифрования
	Регистрационный статус
	Таймер отсутствия ответа (отклю­чения соединения)
	Состав используемых в данный момент паролей
	Активность связи

При роуминге мобильной станции VLR присваивает ей номер (MSRN). Когда мобильная станция принимает входящий вызов, VLR вы­бирает его MSRN и передает его на MSC, который осуществляет маршрутизацию этого вызова к базовым станциям, находящимся рядом с мо­бильным абонентом.

VLR управляет процедурами установления подлинности во время обработки вызова. По решению оператора TMSI может периодически изменяться для усложнения процедуры идентификации абонентов, Дос­туп к базе данных VLR может обеспечиваться через IMSI, TMSI или че­рез MSRN. В целом VLR представляет собой локальную базу данных о мобиль­ном абоненте для той зоны, где находится абонент. Это позволяет исклю­чить постоянные запросы в HLR и сократить время на обслуживание вы­зовов.

Центр аутентификации AUC предназначен для удостоверения под­линности абонентов с целью исключения несанкционированного исполь­зования ресурсов системы связи. AUC принимает решения о параметрах процесса аутентификации и определяет ключи шифрования абонентских станций на основе базы данных, сосредоточенной в регистре идентифи­кации оборудования (Equipment Identification Register – EIR). Каждый мобильный абонент на время пользования системой связи получает стандартный модуль подлинности абонента (SIM), который со­держит: международный идентификационный номер (IMSI), свой инди­видуальный ключ аутентификации K i и алгоритм аутентификации А3. С помощью записанной в SIM информации в результате взаимного обмена данными между мобильной станцией и сетью осуществляется полный цикл аутентификации и разрешается доступ абонента к сети. Процедура проверки подлинности абонента следующая показана на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Схема процедуры аутентификации

Сеть передает случайный номер (RAND) на мобильную станцию. На ней с помощью K i и алгоритма аутентификации А3 определяется значение отклика (SRES), т. е. SRES = Кi*. Мобильная станция посылает вычисленное значение SRES в сеть. Сеть сверяет принятое значение SRES со значением SRES, вычисленным сетью. Если значения совпадают, мобильная станция допускается к пере­даче сообщений. В противном случае связь прерывается и индикатор мобильной станции показывает, что опознавание не состоялось. Для обеспечения секретности вычисление SRES происходит в рамках SIM. Несекретная информация не подвергается обработке в модуле SIM.

Регистр идентификации оборудования EIR содержит базу данных для подтверждения подлинности международного идентификационного номера оборудования мобильной станции (IMEI). База данных EIR со­стоит из списков номеров IMEI, организованных следующим образом:

Белый список – содержит номера IMEI, о которых есть сведения, что они закреплены за санкционированными мобильными станциями;

Черный список – содержит номера IMEI мобильных станций, которые украдены или которым отказано в обслуживании по какой-либо причине;

Серый список – содержит номера IMEI мобильных станций, у которых выявлены проблемы, не являющиеся основанием для внесения в «черный список».

К базе данных EIR имеют доступ MSC данной сети, а также могут получать доступ MSC других мобильных сетей.

Центр эксплуатации и технического обслуживания ОМС является центральным элементом сети GSM. Он обеспечивает управление элемен­тами сети и контроль качества ее работы. ОМС соединяется с другими элементами сети по каналам пакетной передачи протокола Х.25. ОМС обеспечивает обработку аварийных сигналов, предназначенных для опо­вещения обслуживающего персонала, и регистрирует сведения об ава­рийных ситуациях в элементах сети. В зависимости от характера неис­правности ОМС обеспечивает ее устранение автоматически или при ак­тивном вмешательстве персонала. ОМС может осуществить проверку состояния оборудования сети и прохождения вызова мобильной станции. ОМС позволяет регулировать нагрузку в сети.

Центр управления сетью NMC позволяет обеспечивать рациональ­ное иерархическое управление сетью GSM. NMC обеспечивает управле­ние трафиком сети и диспетчерское управление сетью в сложных ава­рийных ситуациях. Кроме того, NMC контролирует и отражает на дис­плее состояние устройств автоматического управления сетью. Это позволяет операторам NMC контролировать региональные проблемы и оказывать помощь при их решении. В экстремальных ситуациях операто­ры NMC могут задействовать такие процедуры управления, как «приори­тетный доступ», когда только абоненты с высоким приоритетом (экс­тренные службы) могут получить доступ к системе. NMC контролирует сеть и ее работу на сетевом уровне и, следова­тельно, обеспечивает сеть данными, необходимыми для ее оптимального развития.

Итак, персонал NMT может сосредоточиться на решении долгосрочных стратегических проблем, связанных со всей сетью в целом, а локальный персонал каждого OMC/OSS может сосредоточиться на решении краткосрочных региональных или тактических проблем.

Оборудование базовой станции BSS состоит из контроллера базо­вой станции (BSC) и приемопередающих базовых станций (BTS). Кон­троллер базовой станции может управлять несколькими BTS. BSC управ­ляет распределением радиоканалов, контролирует соединения, регулиру ет их очередность, обеспечивает режим работы со скачками частоты, мо­дуляцию и демодуляцию сигналов, кодирование и декодирование сооб­щений, кодирование речи, адаптацию скорости передачи речи, данных и вызова. BSS совместно с MSC выполняет функции освобождения канала, если из-за радиопомех не проходит вызов, а также осуществляет приори­тетную передачу информации для некоторых категорий мобильных стан­ций.

Транскодер ТСЕ обеспечивает приведение выходных сигналов ка­нала передачи речи и данных MSC (64 кбит/с ИКМ) к виду, соответст­вующему рекомендациям GSM по радиоинтерфейсу (Рек. GSM 04.08), со скоростью передачи речи 13 кбит/с – полноскоростной канал. Стандар­том предусмотрено использование в перспективе полускоростного рече­вого канала 6,5 кбит/с. Снижение скорости передачи обеспечивается применением специ­ального речепреобразующего устройства, применяющего линейное пре­дикативное кодирование (LPC), долговременное предсказание (LTP), ос­таточное импульсное возбуждение (RPE или RELP). Транскодер, как правило, размещается вместе с MSC. При передаче цифровых сообщений к контроллеру базовых станций BSC осуществля­ется стафингование (добавление дополнительных битов) информацион­ного потока 13 кбит/с до скорости передачи 16 кбит/с. Затем осуществля­ется уплотнение полученных каналов с кратностью 4 в стандартный ка­нал 64 кбит/с. Так формируется определенная Рекомендациями GSM 30-канальная ИКМ-линия, обеспечивающая передачу 120 речевых каналов. Дополнительно один канал (64 кбит/с) выделяется для передачи инфор­мации сигнализации, второй канал (64 кбит/с) может использоваться для передачи пакетов данных, согласующихся с протоколом Х.25 МККТТ. Таким образом, результирующая скорость передачи по указанному ин­терфейсу составляет 30x64 + 64 + 64 = 2048 кбит/с.

Идентификаторы – ряд номеров, которые сеть GSМ использует для определения местоположения абонента при установлении соединения. Данные идентификаторы используются для маршрутизации вызовов к МS. Важно, чтобы каждый идентификационный номер был уникальным и был всегда корректно определён. Описание идентификаторов приведено ниже.

IМSI (International Mobile Subscriber Identity) уникально описывает мобильную станцию в глобальной мировой сети GSМ. Большинство операций внутри сети GSМ производятся именно по этому номеру. IМSI хранится в SIМ, в НLR, в обслуживающем VLR и в АUС. Согласно спецификациям GSM длина IМSI составляет как правило 15 цифр. IМSI состоит из трёх основных частей:

- MCC

- MNC

- MSIN (Mobile Station Identification Number) – идентификационный номер MS.

MSISDN (Моbile Station ISDN Number) это номер абонента, котрый мы набираем, когда хотим ему позвонить. Данных номеров может быть несколько у одного абонента. План нумерации для MSISDN полностью соответствует плану нумерации ТфОП:

- СС (Country Code) - код страны;

- NDC (National Destination Code) - национальный код пункта назначения (города или сети);

- SN (Subscriber Number) - номер абонента.

Для каждой сети РLМN существует свой NDC. В сети связи Республики Казахстан NDC + SN называется «национальный значащий номер». NDС для мобильных сетей обозначаются как DEF и называются «негеографическим кодом зоны». В России для каждой РLМN определены несколько NDС. Номер MSISDN может быть переменной длины. Максимальная длина составляет 15 цифр, префиксы не включаются (+7). Входящее соединение с абонентом сети Beeline осуществляется набором +7 777 ХХХ ХХХХ или же с кодом 705.

ТМSI (Теmporary Mobile Subscriber Identity) – временный номер IМSI, который может выдаваться МS при её регистрации. Он используется для сохранения конфиденциальности передвижения мобильной станции. МS всегда будет выходить в радиоэфир с новым номером ТМSI. ТМSI не имеет жесткой структуры как IМSI, длина его как правило составляет 8 цифр. Поскольку TМSI имеет в два раза меньший размер, чем IМSI, пейджинг в одном цикле осуществляется для двух абонентов, что также сокращает нагрузку на процессор. Каждый раз, когда МS делает запрос на системные процедуры (LU, попытка вызова или активация сервиса) МSС/VLR ставит новый ТМSI в соответствие с IМSI, МSС/VLR. передаёт ТМSI на МS, которая хранит его в SIМ-карте. Сигнализация между МSС/VLR. и МS используется только на основе ТМSI. Таким образом, реальный номер абонента IМSI не передается через радиоэфир. IМSI используется тогда, когда процедура Location Update выполнена неудачно или не назначен ТМSI.

IМЕI (International Mobile Terminal Identity) используется для уникальной идентификации мобильного терминала в сети. Данный код используется в процедурах обеспечения безопасности связи для идентификации украденного оборудования и предотвращения неавторизованного доступа в сеть. Согласно спецификациям GSМ длина IМЕI составляет 15 цифр:

- ТАС (Туре Арргоvаl Соdе) – код утвержденного типового образца (6 цифр);

- FАС (Final Assembly Соdе) – код окончательно собранного изделия,

присваивает производитель (2 цифры);

- SNR (Serial Number) – индивидуальный серийный номер (6 цифр).

Идентифицирует полностью все оборудование с учетом кодов ТАС и FАС.

- Sраrе – свободная цифра. Зарезервирована для будущего использования.

Когда данный код передается в МS, значение данного кода должно быть всегда «0».

IМЕISV (International Mobile Terminal Identity и Software Version number) – обеспечивает уникальную идентификацию каждого МТ, а также обеспечивает соответствие версии программного обеспечения, инсталлированного в МS, разрешенному оператором. Версия программного обеспечения является важным параметром, так как от этого зависят услуги, доступные для МS, а также способность выполнять речевое кодирование. Так, например, PLMN необходимо знать возможности речевого кодирования MS при установлении соединения (например, half rate/full rate, и т.д.). Данные возможности отображаются с помощью IМЕISV, первые 14 цифр которого повторяют IМЕI, а 2 последние:

- SVN (Software Version number) – номер программной версии, позволяют производителю МS идентифицировать различные версии программного обеспечения утверждённого типового образца МS. SVN со значением 99, зарезервирован для будущих целей.

МSRN (Моbile Station Roaming Number) – временный номер, необходимый для маршрутизации входящего соединения в тот МSС, в котором сейчас находится МS. Время использования МSRN очень маленькое - только проключение входящего соединения, после этого номер освобождается и может быть использован для проключения следующего соединения. МSRN состоит из трёх частей, таких же как в MSISDN, но в этом случае SN означает адрес обслуживающего МSC/VLR.

LAI (Location Area Identity) – номер области (LA), описывающий уникально LA в рамках всей мировой сети GSM. LAI состоит из следующих частей:

- MCC (Mobile Country Code) – код мобильной связи для страны (3 цифры);

- MNC (Mobile Network Code) – код оператора мобильной связи (3 цифры);

- LAC (Location Area Code) – код местоположения, максимальная длина LAC составляет 16 бит, что позволяет определить 65536 различных LA внутри одной PLMN.

- CGI (Cell Global Identity) используется для идентификации конкретной соты внутри LA. Идентификация соты осуществляется посредством добавления параметра Cell Identity (CI) к компонентам LAI. CI имеет размер 16 бит.

- BSIC (Base Station Identity Code) дает возможность MS различать соты с одинаковыми частотами. BSIC состоит из:

- NCC (Network Color Code) – цветовой код сети. Используется для того, чтобы разграничивать зоны действия операторов в тех местах, где сети операторов перекрывают друг друга.

- BCC (Base station Color Code) – цветовой код базовой станции. Используется для того, чтобы различать между собой базовые станции, использующие одинаковые частоты.

Исходя из схемы информационных потоков, разделения этих потоков, и схемы информационной потоков с учетом серверов, также зная расположение зданий и их габариты составим структурную схему корпоративной сети (В ПРИЛОЖЕНИИ) и приводим ее краткое описание.

Организация связи с филиалами.

В этом разделе необходимо описать выданный преподавателем тип связи с филиалами по следующим разделам: теоретическое описание выданного метода, аппаратура, которая позволяет организовать данную связь на приемной и передающей стороне.

Распределение адресов рабочих станций с учетом структурной схемы.

В данном разделе необходимо разделить сеть на несколько подсетей исходя из структурной схемы сети. Определить IP – адреса для подсетей (для серверов и ПК), маску и широковещательные адреса. Для распределения адресов использовать внеклассовую модель.

Выбор сетевых протоколов.

Выбрать сетевые протоколы, которые будут использоваться в разработанной сети и каких функции на основе данных протоколов будут выполнятся.

Выбор активного и пассивного оборудования корпоративной сети.

Виды используемых кабелей.

В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, радиоканал и оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели:

1. Стоимость монтажа и обслуживания;

2. Скорость передачи информации;

3. Ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей–повторителей (репитеров));

4. Безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость и безопасность передачи данных.

Выбор типов кабелей для сети.

Чтобы выбрать тип кабеля, а значит и тип сетевой технологии и, соответственно, оборудование, нужно знать какая нагрузка будет на этот канал связи. Протяженность этого канала и условия окружающей среды, в которой этот канал будет находиться.

Рассчитаем нагрузку на каналы связи. Для этого необходимы данные из таблиц в первой главе, а также структурная схема сети.

Выбор коммутаторов.

Коммутаторы (Switch) – это:
1. Многопортовое устройство, обеспечивающее высокоскоростную коммутацию пакетов между портами.
2. В сети с коммутацией пакетов - устройство, направляющее пакеты, обычно на один из узлов магистральной сети. Такое устройство называется также коммутатором данных.

Коммутатор предоставляет каждому устройству (серверу, ПК или концентратору), подключенному к одному из его портов, всю полосу пропускания сети. Это повышает производительность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей на сегмент. Как и двухскоростные концентраторы, новейшие коммутаторы часто конструируются для поддержки 10 или 100 Мбит/с, в зависимости от максимальной скорости подключаемого устройства. Если они оснащаются средствами автоматического опознавания скорости передачи, то могут сами настраиваться на оптимальную скорость - изменять конфигурацию вручную не требуется. Как работает коммутатор? В отличие от концентраторов, осуществляющих широковещательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устройству (адресату), так как знают MAC-адрес (Media Access Control) каждого подключенного устройства (аналогично тому, как почтальон по почтовому адресу определяет, куда нужно доставить письмо). В результате уменьшается трафик и повышается общая пропускная способность, а эти два фактора являются критическими с учетом растущих требований к полосе пропускания сети современных сложных бизнес приложений.

Коммутация завоевывает популярность, как простой, недорогой метод повышения доступной полосы пропускания сети. Современные коммутаторы нередко поддерживают такие средства, как назначение приоритетов трафика (что особенно важно при передаче в сети речи или видео), функции управления сетью и управление многоадресной рассылкой.

Для выбора коммутаторов предварительно необходимо вычислить минимальное количество портов у каждого из них. На каждом коммутаторе необходимо предусмотреть запасные порты, чтобы в случае отказа одного из используемых, можно было в кратчайшие сроки устранить неполадку и задействовать один из резервных портов. Такой подход имеет смысл для портов под UTP-кабель. Для оптических портов это неактуально, так как они отказывают крайне редко.

Количество портов рассчитывается по следующей формуле:

где: N – требуемое количество портов; N k – количество занятых портов.

И округляется в большую сторону в зависимости от стандартных количеств портов на коммутаторах.

Далее можно перейти к выбору конкретных моделей коммутаторов. Будем брать по возможности коммутаторы и сетевые карты одной фирмы-производителя. Это позволит избежать конфликтов, а также упростить настройку сети.

Выбор сетевых адаптеров.

Сетевые интерфейсные платы (NIC, Network Interface Card) устанавливаются на настольных и портативных ПК. Они служат для взаимодействия с другими устройствами в локальной сети. Существует целый спектр сетевых плат для различных ПК, имеющих определенные требования требованиям к производительности. Характеризуются по скорости передачи данных и способах подключения к сети.

Если рассматривать просто способ приема и передачи данных на подключенных к сети ПК, то современные сетевые платы (сетевые адаптеры) играют активную роль в повышении производительности, назначении приоритетов для ответственного трафика (передаваемой/принимаемой информации) и мониторинге трафика в сети. Кроме того, они поддерживают такие функции, как удаленная активизация с центральной рабочей станции или удаленное изменение конфигурации, что значительно экономит время и силы администраторов постоянно растущих сетей.

Выбор конфигурации серверов и рабочих станций.

Главным требованиям к серверам является надежность. Для повышения надежности будем выбирать машины с RAID контроллером. Он может работать в двух режимах: «зеркала» и в «быстром режиме». Нас будет интересовать первый режим. При этом режиме данные записываемые на жесткий диск одновременно записываются и на другой второй аналогичный жесткий диск (дублируются). Так же для серверов необходимо большее количество оперативной памяти (сколько памяти требуется выяснить не возможно, так как нам неизвестны реальные размеры баз данных и объемы хранимой на жестких дисках информации). Также на сервере совершается обработка запросов(серверы баз данных) пользователя, следовательно нужно выбирать марку и частоту процессора лучше (больше), чем на рабочих станциях.

Структурированная кабельная система – это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.

Структурированная кабельная система представляет своего рода «конструктор», с помощью которого проектировщик сети строит нужную ему конфигурацию из стандартных кабелей, соединенных стандартными разъемами и коммутируемых на стандартных кроссовых панелях. При необходимости конфигурацию связей можно легко изменить – добавить компьютер, сегмент, коммутатор, изъять ненужное оборудование, а также поменять соединения между компьютерами и коммутаторами.

При построении структурированной кабельной системы подразумевается, что каждое рабочее место на предприятии должно быть оснащено розетками для подключения телефона и компьютера, даже если в этот момент этого не нужно. То есть хорошая структурированная кабельная система строится избыточной. В будущем это может сэкономить средства, так как изменения в подключении новых устройств можно производить за счет перекоммутации уже проложенных кабелей.

Согласно заданию структурная схема расположения зданий, в каждом из которых находится своя подсеть, представлена на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 – Структурная схема расположения зданий

Структурная схема подсетей каждого из зданий представлена на рис. 2.2 – 2.3. Так как 5-ти этажных зданий два, и они имеют одинаковое количество коммутационного оборудования и ПК, то их структурные схемы идентичны.

Рисунок 2.2 – Структурная схема подсети 5-ти этажного здания

Рисунок 2.3 – Структурная схема подсети 4-х этажного здания

Структурная схема соединения подсетей в одну сеть представлена на рис. 2.4.

Рисунок 2.4 – Общая структурная схема сети

В зданиях технология – FastEthernet, между зданиями –FDDI, выход в интернет с каждого здания по радиоканалу.

3 Выбор оборудования и кабеля

3.1 Выбор коммутаторов

Коммутатор (англ. switch) – устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости обрабатывать данные, которые им не предназначались.

В данном курсовом проекте в каждой комнате зданий располагаются комнатные коммутаторы – коммутаторы рабочих групп, на каждом этаже – этажный коммутатор, объединяющий коммутаторы рабочих групп своего этажа, и корневой коммутатор, находящийся в серверной комнате на первом этаже, к которому подключаются коммутаторы всех этажей.

Коммутационное оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы) было выбрано от фирмы производителя Cisco. По данным Dell"Oro Group компания Cisco занимает 60% мирового рынка сетевого оборудования, то есть, больше, чем все остальные конкуренты. У этого производителя имеется наиболее широкая линейка по всем сетевым решениям, широкий спектр технологий, протоколов, идеологий, как стандартных, так и своих собственных, позволяющих расширить возможности сети, широчайшие возможности по поиску неисправностей, встроенные практически во все устройства Cisco.

По оптимальному соотношению цены, производительности и функциональности были выбраны представленные ниже модели коммутаторов, относящиеся к серии Cisco 300, разработанной специально для малых предприятий. Линейка включает в себя целый ряд недорогих управляемых коммутаторов, предоставляющих мощную основу для поддержания корпоративной сети.

Особенности коммутаторов Cisco серии 300

обеспечивают высокую доступность и производительность, необходимую для важнейших бизнес-приложений, одновременно сокращая возможное время простоя.

позволяют контролировать сетевой трафик с применением таких современных функций, как анализ качества обслуживания, статическая маршрутизация третьего уровня, поддержка протокола IPv6.

имеют понятные инструменты с веб-интерфейсом; возможность массового развертывания; сходные функции во всех моделях.

позволяют оптимизировать расход энергии, при этом не оказывая влияния на производительность.

3.1.1 Коммутаторы рабочих групп

Согласно заданию на курсовую работу в 4-х этажном здании в трех комнатах на каждом этаже находится по 35 компьютеров, а в двух 5-ти этажных зданиях в одной комнате на каждом этаже – 31 компьютер, для соединения которых выбирается коммутатор SG300-52, имеющий 48 портов (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 – Коммутатор рабочей группы SG300-52

Коммутатор SG300-52 (цена: 7522 грн.), фирмы производителя Cisco, оснащен 48 портами 10/100/1000 Мбит/с для сетей Ethernet с автоматическим согласованием скоростей для портов RJ45, что облегчает установку устройства.

Данный коммутатор обеспечивает хорошую производительность и позволяет повысить характеристики рабочей группы и пропускную способность сети и главного узла, гарантируя простоту и гибкость установки и настройки. Благодаря компактному размеру корпуса устройство идеально для размещения на ограниченном пространстве рабочего стола; также устройство может монтироваться в стойку. Динамические светоиндикаторы отображают состояние коммутатора в режиме реального времени и позволяют провести базовую диагностику работы устройства.

Основные технические характеристики коммутатора SG300-52представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Технические характеристики коммутатора SG300-52

	Управляемый коммутатор
Интерфейс	4 x SFP (mini-GBIC), 48 x Gigabit Ethernet (10/100/1000 Мбит/с)
	SNMP 1, RMON 1, RMON 2, RMON 3, RMON 9, Telnet, SNMP 3, SNMP 2c, HTTP, HTTPS, TFTP, SSH,
Протокол маршрутизации	Static IPv4 routing, 32 routes
Таблица MAC адресов	16000 записей
	128 MB (RAM), Flash память – 16 МВ
Алгоритм шифрования
Дополнительные возможности	До 32 статических маршрутов и до 32 IP-интерфейсов Трансляция DHCP на уровне 3 Трансляция User Datagram Protocol (UDP) Функция Smartports упрощает конфигурацию и управление безопасностью Встроенная утилита конфигурации, доступ через веб-интерфейс (HTTP/HTTPS) Двойной стек протоколов IPv6 и IPv4 Обновление программного обеспечения
Поддерживаемые стандарты	IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet, IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet, IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet, IEEE 802.3ad LACP, IEEE 802.3z Gigabit Ethernet, IEEE 802.3x Flow Control, IEEE 802.1D (STP, GARP, and GVRP),IEEE 802.1Q/p VLAN, IEEE 802.1w RSTP, IEEE 802.1s Multiple STP, IEEE 802.1X Port Access Authentication, IEEE 802.3af, IEEE
	Внутренний источник питания. 120-130 В переменного тока, 50/60 Гц, 53 Вт.
Условия окр. среды	Рабочая температура: 0°C ~40°C
Размеры (ШхДхВ)	440*260*44 мм

Для двух 5-ти этажных зданий, у которых в оставшихся комнатах на каждом этаже находится соответственно по 18 и 25 компьютеров, выбираются для соединения 18 компьютеров – коммутатор на 24 порта – SF300-24P (цена: 4042 грн.), а для соединения 25 компьютеров – два коммутатора, каждый на 16 портов – SG300-20 (цена: 3023 грн.), которые представлены нарис. 3.2. Оставшиеся порты – на резерв.

Рисунок 3.2 – Коммутатор рабочей группы SF300-24P (а) и SG300-20 (б)

Модель SF300-24P представляет собой 24-портовый управляемый коммутатор для сетей. Эти коммутаторы предоставляют все необходимые возможности для работы критически важных бизнес-приложений, защиты конфиденциальной информации и оптимизации полосы пропускания для более эффективной передачи данных в сети. Поддержка plug-and-play и автоматического согласования скоростей позволяют коммутатору автоматически определять тип подключаемого устройства (например, сетевой адаптер Ethernet) и выбирать наиболее подходящую скорость. Для контроля подключения кабеля и стандартной диагностики используются светодиодные индикаторы LED. Коммутатор можно устанавливать на столе или монтировать в стойку.

Коммутатор SG300-20 предназначен для малых рабочих групп и оснащен 18 портами Ethernet 10/100/1000BASE-TX и 2 mini-GBIC. Функционал данных коммутаторов схож с функционалом коммутатора SF300-24P, так как они оба относятся к одной серии Cisco 300.

Основные технические характеристики коммутатора SF300-24P представлены в таблице 3.2, а коммутатора SG300-20 – табл. 3.3.

Таблица 3.2 – Технические характеристики коммутатора SF300-24P

	Управляемый коммутатор
Интерфейсы	24 порта Ethernet 10Base-T/100Base-TX - разъем RJ-45, поддержка PoE ; консольный порт управления - 9 пин D-Sub (DB-9); 4 Ethernet порта 10Base-T/100Base-TX/1000Base-T - разъем RJ-45, 2 порт для SFP (mini-GBIC) модулей.
Протокол удаленного администрирования
Протокол маршрутизации	Static IPv4 routing
Таблица MAC адресов	16000 записей
	128 MB (RAM), Flash память – 16 МВ
Алгоритм шифрования
Управление	SNMP версий 1, 2c и 3 Встроенный программный агент RMON для управления, наблюдения и анализа трафика Двойной стек протоколов IPv6 и IPv4 Обновление программного обеспечения Зеркалирование портов DHCP (опции 66, 67, 82, 129 и 150) Функция Smartports упрощает конфигурацию и управление безопасностью Облачные службы Другие функции управления: Traceroute; управление через единый IP-адрес; HTTP/HTTPS; SSH; RADIUS; DHCP-клиент; BOOTP; SNTP; обновление Xmodem; диагностика кабеля; ping; системный журнал; клиент Telnet (поддержка SSH)
Поддерживаемые стандарты	IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet IEEE 802.3ad LACP IEEE 802.3z Gigabit Ethernet IEEE 802.3x Flow Control IEEE 802.1D (STP, GARP, and GVRP) IEEE 802.1Q/p VLAN IEEE 802.1w RSTP IEEE 802.1s Multiple STP IEEE 802.1X Port Access Authentication IEEE 802.3af IEEE 802.3at
Производительность	Неблокируемая коммутация на скорости до 9.52 миллионов пакетов/с (размер пакетов 64 байта)Матрица коммутации: до 12.8 Гбит/сРазмер пакетного буфера: 4 Мб
Доступность	Автоматическое отключение питания на портах RJ-45 Gigabit Ethernet при отсутствии соединения, повторное включение при возобновлении активности

Таблица 3.3 – Технические характеристики коммутатора SF300-20

	Управляемый коммутатор
Интерфейсы	18 портов Ethernet 10Base-T/100Base-TX - разъем RJ-45, 2 порта для SFP (mini-GBIC) модулей.
Протокол удаленного администрирования	SNMP 1, RMON 1, RMON 2, RMON 3, RMON 9, Telnet, SNMP 3, SNMP 2c, HTTP, HTTPS, TFTP, SSH,
Протокол маршрутизации	Static IPv4 routing
Таблица MAC адресов	16000 записей
	128 MB (RAM), Flash память – 16 МВ, объем буфера - 1 МВ
Алгоритм шифрования	802.1x RADIUS, HTTPS, MD5, SSH, SSH-2, SSL/TLS
Протоколы управления	IGMPv1/2/3, SNMPv1/2c/3
Поддерживаемые стандарты	IEEE 802.1ab, IEEE 802.1D, IEEE 802.1p, IEEE 802.1Q, IEEE 802.1s, IEEE 802.1w, IEEE 802.1x, IEEE 802.3, IEEE 802.3ab, IEEE 802.3ad, IEEE 802.3at, IEEE 802.3u, IEEE 802.3x, IEEE 802.3z
Поддерживаемые сетевые протоколы	IPv4/IPv6, HTTP, SNTP, TFTP, DNS, BOOTP, Bonjour
Функционал	Поддержка управления потоками Зеркальное отражение порта Объединение каналов Поддержка Jumbo Frames Контроль "широковещательного шторма" Ограничение скорости DHCP клиент Протокол Spanning tree и др.
	Внутренний источник питания. 120-130 В переменного тока, 50/60 Гц, 53 Вт.
Условия окр. среды	Рабочая температура: 0°C ~40°C

3.1.2 Коммутаторы этажей

Для соединения коммутаторов рабочих групп используются этажные коммутаторы, в качестве которых выбран коммутатор SRW208G-K9 (цена: 1483 грн.), имеющий 8 портов (рис. 3.3).

Рисунок 3.3 – Этажный коммутатор SRW208G-K9

Коммутатор SRW208G-K9 оборудован 8 RJ45 портами для Fast Ethernet, 1 портом Gigabit Ethernet и двумя портами SFP (mini-GBIC), которые работают в режиме с автоматической настройкой и определением скорости.

Cisco Catalyst 2960 – серия новых интеллектуальных коммутаторов Ethernet с фиксированной конфигурацией. Они обеспечивают потребность в передаче данных со скоростью 100 Мбит/сек и 1 Гбит/сек, позволяют использовать LAN сервисы, например, для сетей передачи данных, построенных в филиалах корпораций. Семейство Catalyst 2960 позволяет обеспечить высокую безопасность данных за счет встроенного NAC, поддержки QoS и высокого уровня устойчивости системы.

Основные особенности:

Высокий уровень безопасности, усовершенствованные списки контроля доступа (ACL);

Организация контроля сети и оптимизация ширины канала с использованием QoS, дифференцированного ограничения скорости и ACL.

Для обеспечения безопасности сети коммутаторы используют широкий спектр методов аутентификации пользователя, технологии шифрации данных и организации разграничения доступа к ресурсам на основании идентификатора пользователя, порта и MAC адресов.

Коммутаторы просты в управлении и конфигурировании

Доступна функция aвтоконфигурации посредством Smart портов для некоторых специализированных приложений.

Основные технические характеристики данного коммутатора, фирмы производителя Cisco, совпадают с характеристиками, представленными в табл. 3.2. для коммутатора той же фирмы.

3.1.3 Корневые коммутаторы

Для соединения этажных коммутаторов используются корневые коммутаторы, в качестве которых в каждом здании был выбран коммутатор – SG300-20, имеющий 16 портов. Данный коммутатор также был выбран и как коммутатор рабочей группы, его описание представлено в п. 3.1.1.

3.2 Выбор маршрутизаторов

Маршрутизатор (роутер) – устройство, имеющиее минимум два сетевых интерфейса и пересылающее пакеты данных между различными сегментами сети, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором.

Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её разделению на домены коллизий или широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.

Для соединения зданий в одну сеть используется маршрутизатор, в качестве которого был выбран Cisco 7507 серии 7500 (цена: 121360 грн.), имеющий возможность подсоединения модуля FDDI (рис. 3.4).

Рисунок 3.4 – Маршрутизатор Cisco 7507

Данный маршрутизатор был выбран исходя из возможности подсоединения модуля FDDI, оптимальной цены из всей линейки данной серии и того, что модульные маршрутизаторы Cisco серии 7500 являются самыми мощными маршрутизаторами фирмы Cisco. Они удовлетворяют самым высоким требованиям, предъявляемым к современным сетям передачи данных. Гибкая модульная архитектура маршрутизаторов этой серии позволяют использовать их в крупных узлах сети, подбирая оптимальные решения.

Серия Cisco 7500 состоит из трех моделей. Cisco 7505 имеет один процессор маршрутизации и коммутации (RSP1= Route/Switch Processor), один блок питания и четыре слота для интерфейсных процессоров (всего 5 слотов). Cisco 7507 и Cisco 7513 с семью и тринадцатью слотами соответственно, обеспечивают большую пропускную способность и могут быть укомплектованы двумя RSP2 или PSP4 и резервным источником питания. В сочетании с новой, дублированной шиной CyBus, маршрутизаторы Cisco 7507/7513 обладают непревзойденными возможностями в части производительности и надежности. Это достигается благодаря новой, распределенной мультипроцессорной архитектуре, включающей в себя три элемента:

Интегрированный процессор маршрутизации и коммутации (RSP);

Новый многоцелевой (Versatile) интерфейсный процессор (VIP);

Новая высокоскоростная шина Cisco CyBus.

В конфигурации с двумя RSP (интегрированный процессор маршрутизации и коммутации), Cisco 7500 распределяет функции между основным и вспомогательным RSP, увеличивая производительность системы, а в случае отказа одного из процессоров, другой берет на себя все функции.

Маршрутизатор Cisco 7507 является модульным маршрутизатором, предназначен для построения магистралей крупных сетей и работает практически со всеми технологиями локальных и глобальных сетей и со всеми основными сетевыми протоколами.

Серия Cisco 7507 поддерживает очень широкий диапазон соединений, среди которых: Ethernet, Token Ring, FDDI, Serial, HSSI, ATM, Channelized T1, Fractionalized E1 (G.703/G.704), ISDN PRI, Channel Interface for IBM mainframes.

Сетевые интерфейсы располагаются на модульных процессорах, которые обеспечивают прямое соединение между высокоскоростной магистралью Cisco Extended Bus (CxBus) и внешней сетью. Семь разъемов доступны под интерфейсные процессоры в модели Cisco 7507. Возможность "горячей" замены позволяет добавлять, заменять или удалять процессорные модули CxBus без прерывания работы сети. Для хранения информации используется стандартная Flash-память. Все модели поставляются с комплектом для монтажа в стандартную 19" стойку.

Существует такие интерфейсные модули связи:

Ethernet Intelligent Link Interface - 2/4 порта Ethernet с возможностью высокоскоростной фильтрации (29000 п/с), поддержкой алгоритмов Transparent Bridging и Spanning Tree, конфигурирование с помощью системы Optivity;

Token Ring Intelligent Link Interface - 2/4 порта Token Ring 4/16 Мб/с;

FDDI Intelligent Link Interface - 2 порта, поддерживающие два соединения SAS или одно соединение DAS, фильтрация со скоростью до 500000 п/с;

ATM Intelligent Link Interface.

3.3 Выбор кабеля

Кабель – конструкция из одного или нескольких изолированных друг от друга проводников (жил), или оптических волокон, заключённых в оболочку. Кроме собственно жил и изоляции может содержать экран, силовые элементы и другие конструктивные элементы. Основное назначение – передача высокочастотного сигнала в различных областях техники: для систем кабельного телевидения, для систем связи, авиационной, космической техники, компьютерных сетей, бытовой техники и т. д. При использовании коммутаторов протокол Fast Ethernet может работать в дуплексном режиме, в котором нет ограничений на общую длину сети, а остаются ограничения на длину физических сегментов, соединяющих соседние устройства (коммутатор-адартер и коммутатор-коммутатор).

По заданию внутри зданий использована технология Fast Ethernet со спецификацией 100Base-TX, в качестве линии связи – неэкранированная витая пара (UTP) 5 категории.

Между зданиями – технология FDDI, в качестве линии связи используется

кабель оптический для наружной прокладки.

Кабель UTP для внутренней прокладки, 2 пары, категория 5, используется в абонентской разводке при предоставлении доступа к услугам сети передачи данных. Для прокладки был выбран кабель фирмы производителя Neomax – NM10000 (рис. 3.4) из-за высокой прочности и долгого срока службы, его характеристики представлены в таблице 3.4.

Рисунок 3.4 – UTP, 2 пары, кат. 5е: 1 - Внешняя оболочка; 2 - Витая пара

Таблица 3.4 – Основные характеристики кабеля UTP, кат.5

Проводник	проволока из электролитической меди
Изоляция жил	полиэтилен высокой плотности
Диаметр проводника (жилы)	0,51 мм (24 AWG)
Диаметр проводника с оболочкой	0,9 ± 0,02 мм
Внешний диаметр (размер) кабеля
Толщина внешней оболочки
Цвет витых пар:	синий-белый/синий, оранжевый-белый/оранжевый
Радиус изгиба кабеля:	4 внешних диаметра кабеля
Рабочая температура:	20°C – +75°C

3.4 Выбор беспроводного оборудования

Для доступа в интернет каждого из зданий используется радиоканал. В качестве антенны на БПС выбрана направленная антенна Maximus Sector 515812-В (рис. 3.5, а), а на зданиях в качестве точки доступа внешнего исполнения выбрана – WiFi-точка доступа TP-Link TL-WA7510N(рис. 3.5, б). Данное оборудование было выбрано по оптимальному соотношению цена и функциональность.

В качестве диапазона работы был выбран частотный диапазон 5ГГц, так как диапазон 2,4 ГГц является более насыщенным (загруженным) по причине повсеместного распространения беспроводных сетей. На этой частоте работают: старый стандарт 802.11b, недавно ушедший 802.11g и 802.11n. Вне зависимости от того, используете ли вы 802.11b, 802.11g или 802.11n – вы передаете данные по одному и тому же каналу. Еще одним недостатком 2,4 ГГц является наличие «побочных шумов» в беспроводном канале, которые ухудшают проходимость канала, поскольку он разделяет спектр со множеством других нелицензированных устройств – микроволновых печей, мини-мониторов, беспроводных телефонов и др. Также количество используемых радиоканалов в диапазоне 2,4 ГГц ограничено. Диапазон 5 ГГц является менее насыщенным и имеет больше используемых каналов за счет немного более короткой зоны действия.

Рисунок 3.5 – Беспроводное оборудование: а) антенна; б) точка доступа

Модель TL-WA7510N (цена: 529 грн.) представляет собой наружное беспроводное устройство дальнего действия, работает в частотном диапазоне 5 ГГц и осуществляет передачу данных по беспроводному соединению со скоростью до 150 Мбит/с. Устройство имеет антенну с двойной поляризацией и коэффициентом усиления 15 дБи, которая является ключевым элементом для построения соединений Wi-Fi на большие дистанции. Она предназначена для передачи сигнала с углами излучения 60 градусов по горизонтали и 14 градусов по вертикали, увеличивая силу сигнала за счет концентрации излучения в заданном направлении.

Благодаря всепогодному корпусу и температурной устойчивости внутреннего аппаратного обеспечения, точка доступа может функционировать в различных природных условиях, в солнечную или дождливую погоду, при сильном ветре или в снегопад. Встроенная защита от разрядов статического электричества до 15 КВ и защита от молний до 4000 В может предотвратить скачки напряжения в грозу, что гарантирует стабильность работы устройства. Кроме этого устройство имеет терминал заземления для более профессионального уровня защиты для некоторых опытных пользователей.

Устройство может работать не только в режиме точка доступа. Модель TL-WA7510N также поддерживает рабочие режимы маршрутизатор-клиент точки доступа, маршрутизатор-точка доступа, мост, ретранслятор и клиент, что позволяет значительным образом расширить сферу применения устройства, предоставить пользователям как можно более многофункциональный продукт.

Благодаря питанию от инжектора PoE, наружная точка доступа может использовать кабель Ethernet для одновременной передачи данных и электричества где бы не находилась точка доступа на расстояние до 60 метров. Наличие этой функции увеличивает возможные варианты размещения точки доступа, позволяя расположить точку доступа в наиболее подходящем месте для получения лучшего качества сигнала.

Основные характеристики TL-WA7510N представлены в табл. 3.5.

Таблица 3.5 – Характеристики TL-WA7510N

Интерфейс	1 порт 10/100 Мбит/с с автоопределением RJ45(Авто-MDI/MDIX, PoE) 1 внешний разъем Reverse SMA 1 терминал заземления
Стандарты беспроводной передачи данных	IEEE 802.11a , IEEE 802.11n
	Направленная антенна с двойной поляризацией, коэффициент усиления 15 дБи
Размеры (ШхДхВ)	250 x 85 x 60,5 мм (9,8 x 3,3 x 2,4 дюйма)
Ширина луча антенны	По горизонтали: 60° По вертикали: 14°
	Защита от статического электричества 15 кВ Защита от ударов молнии до 4000 В Встроенный терминал заземления
Продолжение табл. 3.5
Частотный диапазон	5,180-5,240 ГГц 5,745-5,825 ГГц Примечание: частота зависит от региона или страны.
Скороcть передачи сигналов	11a: до 54 Мбит/с (динамическая) 11n: до 150 Мбит/с (динамическая)
Чувствительность (прием)	802.11a 54 Мбит/с: -77 дБм 48 Мбит/с: -79 дБм 36 Мбит/с: -83 дБм 24 Мбит/с: -86 дБм 18 Мбит/с:-91 дБм 12 Мбит/с:-92 дБм 9 Мбит/с:-93 дБм 6 Мбит/с:-94 дБм	802.11n 150 Мбит/с: -73 дБм 121,5 Мбит/с: -76 дБм 108 Мбит/с: -77 дБм 81 Мбит/с: -81 дБм 54 Мбит/с:-84 дБм 40,5 Мбит/с:-88 дБм 27 Мбит/с:-91 дБм 13,5 Мбит/с:-93 дБм
Режимы работы	Маршрутизатор-точка доступа Маршрутизатор-клиент точки доступа (клиент WISP) Точка доступа / клиент / мост / ретранслятор
Защита беспроводной сети	Включение/выключение SSID; Фильтр по MAC-адресу 64/128/152-битное шифрование WEP WPA/WPA2, WPA-PSK/WPA2-PSK(AES/TKIP)
Дополнительные возможности	Поддержка PoE на расстояние до 60 метров 4-уровневый светодиодный индикатор

Секторная антенна Maximus Sector 515812-В (цена: 991 грн.) вертикальной поляризации изготовлена в антенном кожухе из УФ-стойкого пластика с литым алюминиевым кронштейном. Высококачественные материалы позволяют применять антенну в тяжёлых погодных условиях. Её можно использовать для базовых станций малых, средних и больших размеров. Антенна выдаёт сильный и стабильный сигнал на средних и больших расстояниях. Основные характеристики представлены в табл. 3.6.

Таблица 3.6 – Технические характеристики Maximus Sector 515812-В