Провайдер интернет в коттеджном поселке

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский государственный  институт электроники и математики

(технический  университет)»

 

 

 

Кафедра ИКТ

 

 

 

Курсовой проект по дисциплине

«Cети ЭВМ и телекоммуникации»

на тему:

«Провайдер  интернет в коттеджном поселке»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил

Соколкин Олег Сергеевич

АВТ, группа С-64

___________________

 

 

Руководитель

д.т.н., профессор

Леохин Юрий Львович

___________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация

В данной курсовой работе была разработана  сеть передачи данных для провайдера Интернет коттеджного поселка. В  процессе выполнения работы была детально проанализированна предметная область, определенны

 основные  задачи и требования. В работе  также приведены полные спецификации  всего использованного

 сетевого  оборудования и произведен расчет  стоимости реализации проекта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Техническое задание

• 1. Цель

Спроектировать вычислительную сеть для провайдера Интернет в коттеджном поселке. Необходимо обеспечить высокоскоростным доступом в интернет жителей небольшого коттеджного поселка, где люди живут круглогодично. Особенностями сети являются: использование ADSL и наличие большого объема трафика.

• 2. Задачи

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Проанализировать исходные данные о телефонной сети и структуре коттеджного поселка.
• Разработать логическую структуру сети в поселке.
• Разработать функиональную схему сети.
• Определение необходимого оборудования для обеспечения функциональности сети с запасом вычислительных мощностей.
• Произвести рассчет стоимости проекта.

• 3. Требования

Сеть должна отвечать следующим требованиям:

• Обеспечивать всем жителям поселка высокоскоростной доступ к сети Интернет
• Подключение к сети Интернет конечных пользователей должно производиться по уже существующим телефонным линиям
• Используемое оборудование должно обладать определенным техническим ресурсом безотказности

 

 

 

 

 

 

 

Анализ технического задания

Прежде, чем  начать построение логической или физической модели проектируемой сети, необходимо рассчитать планируемую нагрузку на сеть, вычислить предполагаемую пропускную способность, которую может обеспечить телефонная линия в рамках данного проекта. Также необходимо более подробно проанализировать задачи, стоящие перед сетевым оборудованием и в соответствии со всеми требуемыми критериями заняться рассчетом сети и подбором требуемого обородувания.

В коттеджном поселке необходимо обеспечить доступом в интернет 20 домов. АТС находится на расстоянии 3км от поселка и в качестве телефонного кабеля используется кабель с сечением 0,5мм^2, что обеспечивает максимальную скорость передачи данных с использованием технологии ADSL. ADSL используется стандарта ANSI T1.413, который обеспечивает максимальную скорость исходящего трафика 8 Мбит/сек.

Общие теоритические  данные

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) — это технология модемной связи, использующая телефонные аналоговые линии для обеспечения высокоскоростного доступа в интернет. Доступная полоса пропускания канала распределена ассиметрично между исходящим и входящим трафиком. Поскольку у большинства пользователей большая часть трафика — входящая, скорость исходящего трафика намного ниже. Поскольку ADSL, как и коммутируемая связь, использует телефонные линии, провайдерам необходимо устанавливать свое оборудование на АТС. Различие с коммутируемым доступом заключается в необходимости установки обородувания на каждой АТС, абоненты которой пользуются услугами данного провайдера. Очевидным плюсом технологии ADSL является отсутствие дополнительных кабелей до компьютера клиента. Главным минусом, из-за которого в последнее время спрос на такой тип подключения угасает, являются сильные ограничения в скорости трафика, особенно исходящего. Так, для технологии ADSL (стандарт ANSI T1.413) максимальная скорость входного потока ограничена 8,1 Мбит/сек, а скорость исходящего трафика ужимается в совсем скромные рамки 1,3 Мбит/сек, чего решительно не хватает для использования p2p-сетей и видеосвязи.

Согласно теореме Шеннона, невозможно с помощью модемов достичь скоростей выше 33,6 Кбит/с. В ADSL технологии цифровая информация передается вне диапазона частот стандартного канала ТЧ. Это приведет к тому, что фильтры, установленные на телефонной станции отсекут частоту выше 4 кГц, поэтому необходимо на каждой телефонной станции установить оборудование доступа к территориально-распределенным сетям (коммутатор или маршрутизатор).

Доступ к  сети интернет с использованием технологии ADSL организуется с помощью модема ADSL (непосредственно у конечного  пользователя), DSL Access Module (DSLAM) и частотных  разделителей (POTS splitter). На участке между ADSL модемом и DSLAM функционируют три потока: высокоскоростной поток к абоненту (26КГц — 1,1МГц), двунаправленный служебный и речевой канал в стандартном диапазоне частот канала ТЧ (0,3-3,4 Кгц).

Частотные разделители  выделяют телефонный поток и направляют его к телефонному аппарату, обеспечивая таким образом возможность использования телефона в любое время, вне зависимости от состояния подключения к сети интернет. Так же такая схема подключения позволяет в случае проблем с каким-либо ADSL-оборудованием использовать обычный коммутируемый доступ к сети интернет. Конструкционно сплиттер представляет собой частотный фильтр, который может быть как интегрирован в ADSL-модем, так и быть самостоятельным устройством.

 

 

Схема организации ADSL-соеденения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Распределение частот в ADSL

 

Провайдер мультиплексирует множество абонентских линий DSL в  одну высокоскоростную

 

магистральную сеть с помощью мультиплексора доступа (DSL Access Multiplexer, DSLAM). Находясь на

 центральном  узле, DSLAM объединяет трафик данных  с нескольких линий DSL и подает в магистраль

 провайдера услуг,  а магистраль уже доставляет  его всем адресатам в сети. Обычно DSLAM подключается к

 сети ATM (Asynchronous Transfer Mode — асинхронный способ передачи  данных) по каналам PVC (Постоянный

 виртуальный канал) с провайдерами услуг Internet и другими сетями.

 

Пропускная  способность сети ADSL

Значения пропускной способности для сетевых технологий регламентированы и приводятся в  стандарте. Однако, для сети ADSL характерна особенная зависимость пропускной способности от качества канала. Характеристики линии ухудшаются с увеличением её длины или уменьшением сечения телефонного кабеля. В таблице приведены некоторые зависимости скорости потока от длины и сечения линии.

Также на скорость передачи данных могло бы влиять соеденение мультиплексора DSLAM с главным маршрутирующим коммутатором, однако учитывая количество абонентов, подключенных к сети через одну АТС учетом этого соеденения ввиду его высокой скорости (1 Гбит/сек) можно пренебречь.

 

 

 

 

 

Длина линии (км)	Сечение провода (мм^2)	Максимальная скорость (Мбит/сек)
2,7	0,4	8,1
3,7	0,5	8,1
4,6	0,4	3
5,5	0,5	3

* Данные приведены для стандарта  ADSL ANSI T1.413 и входящего типа трафика

 

При рассчете максимальной скорости соеденения учитываем  расстояние от АТС до коттеджного поселка (3 км) и сечение медного провода (0,5 мм^2).

• Рассчет нагрузки на сеть

Нагрузка на сеть - это объем данных, передаваемый по сети в единицу времени. Рассматриваемый  нами коттеджный посёлок состоит  из 20 домов. Предположим что в  каждом доме есть 1 компьютер, подключенный к сети интернет. Исходя из того, что люди в коттедже живут постоянно, использование сети интернет планируется очень активное и нагрузка на сеть планируется большая.

Расчет нагрузки:

 

V = n*vi  где n – число компьютеров в сети, vi – усредненная нагрузка на один компьютер в сети.

 

v = D/t, где D –переданные данные, t – время,  за которое были переданы данные. Пусть t = 60 секунд, D = 25 Mb.

 

v = 25/60 = 0,417 Mb/сек.

 

Нагрузка: V = 20*0.417  = 8,4Mb/сек или 1,05 Мбит/сек

.

• Коэффициент использования сети

Исходя из полученных ранее данных о максимально  возможной пропускной способности  сети и рассчетной нагрузки на сеть, можно рассчитать коэффициент использования  сети. Коэффициент использования  сети равен отношению нагрузки на сеть к пропускной способности.

Ή = 1,05 / 8,1 = 0,13

 

 

Коммутация логических элементов сети

Структура оборудования у провайдера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема коммутации на АТС и у абонента

Построение функциональной схемы

 

Общая функциональная схема

 

 

 

Функциональная  схема оборудования у конечного  пользователя

Выбор оборудования

• 1. Выбор маршрутизирующего коммуникатора

 

	Кол-во портов	ОЗУ, Мб	Пропускная способность, Гбит/сек	Количество свободных отсеков  для сменных модулей	Ethernet	Fast Ethernet	Gigabit Ethernet
Nortel Networks 2550T	48	128	15,6	2	+	+	+
HP ProCurve 4148GL	48+	256	28,3	2	+	+	+
Nortel Networks Passport 1424T	24	128	13,7	2	+	+	-
D-Link DES-3326	24	128	8,8	2	+	+	-
HP ProCurve 4104GL	0 (96)	256	18,3	4	+	+	+

 

Необходимый параметр: количество портов Ethernet более 20. Параметру полностью удовлетворяет HP ProCurve 4148GL, обеспечивая необходимый запас возможности оборудования на случай расширения коттеджного поселка, появления рядом сходных поселений либо появлением новых абонентов, подключенных к той же АТС.

 

Характеристики маршрутизирующего коммуникатора  HP ProCurve 4148GL

маршрутизирующий  коммуникатор  HP ProCurve 4148GL

Маршрутизирующий  коммуникатор  HP ProCurve 4148GL обладает 4мя отсеками под сменные модули, 2 из которых свободны. Поддерживает максимум 96 портов с автоматическим определением 10/100 Мбит/с или 80 гигабитных портов и 8 слотов для mini-GBIC. Обладает пожизненной гарантией и скоростью внутренней шины 18 Гбит/сек. Управление осуществляется посредством ProCurve Manager.

Поддерживаемые  стандарты - IEEE 802.1D (Transparent Bridging) 
- IEEE 802.1H (Translation Bridging) 
- IEEE 802.1p (Prioritizing) 
- IEEE 802.1Q (VLAN) 
- IEEE 802.3 (Ethernet) 
- IEEE 802.3ab (TP Gigabit Ethernet) 
- IEEE 802.3ad (Link Aggregation) 
- IEEE 802.3u (Fast Ethernet) 
- IEEE 802.3x (Flow Control) 
- IEEE 802.3z (Gigabit Ethernet)

Размер таблицы MAC адресов (L3) 8192

Протоколы удаленного управления

- RMON 
- RS-232 
- SNMP 2.0c

 

Процессор Motorola PowerPC • 200 МГц

Интерфейсы  последовательный • DB-9 (управление) 
48 x Ethernet 10/100BaseT • RJ-45 (базовый порт) (модуль расширения)

встроеный блок питания  
- 100 / 240В (перемен. Ток)

Размеры 44.2 x 13.3 x 38.9 см, вес -  6.7 кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• 2. Выбор мультиплексора DSLAM

 

	Кол-во портов	ADSL	ADSL2+	Ethernet	Fast Ethernet	Gigabit ethernet	Сплиттер POTS	ATM
D-Link DAS-3224 rev. B	24	+	+	+	+	+	-	+
D-Link DAS-3248F	48	+	+	+	+	+	+	-
Lucent IP ADSL DSLAM	24(до 120)	+	_	+	+	-	+	-

 

 

Необходимые параметры: количество портов более 20, тип линии связи ADSL/ADSL2/ADSL2+. Выбор — D-link DAS 3248F, обеспечивающий запас производительности для возможного расширения сети, а так же поддерживающий технологию ADSL2+, которая может быть использована в случае необходимости увеличения скорости доступа к сети интернет в коттеджном поселке.

 

Характеристики  мультиплексора DSLAM D-link DAS 3248F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мультиплексор D-link DAS 3248F