Құрылымдыстырылған кабельдік жүйенің ішкі жүйелерін жобалау бойынша теориялық негіздер

 

1. Теориялық бөлім

 

1.1 Жобалауға тапсырма

 

Тапсырманың жеке нұсқасына сәйкес құрылымдастырылған кабельдік жүйені жобалау барысында келесілерді орындау қажет:

1 Объектті зерттеу:

• Құрылымдастырылған кабельдік жүйені құрастырудың мақсаты мен міндеті.

• Объект жөнінде ақпарат жинастыру мен талдау (қабаттылық, сәулет, жобалаушы және өзге де ерекшеліктер, ғимараттық геометриялық сипаттамалары, бөлмелердің өлшемдері мен жоспарлары, олардың міндеттері, жұмыс орындарының санын алдын-ала есепке алу, қабырғалар, төбе материалдары, есік және терезелердің орналасуы).

2. Кабельдік жүйеге қойылатын талаптарды орындау: әкімшілдендіру тәсілдері, құрастырудың негізгі қағидалары,монтажға қойылатын талаптар.

3. Құрылымдастырылған кабельдік жүйе жобасын ойластыру.

• негізгі техникалық шешімдерді ойластыру (құрылым, топология, жұмыс орындарының, көлденең ішкі жүйенің, магистраль төсеніштерінің орналасуы, кабель және,кростық баулардың санын есепке алу),

• ҚКЖ элементтерін маркерлеу  мен ҚКЖ әкімшілдендіру жүйелерін қолдану жөніндегі ұсыныстар.

 

1.2 Жобаланушы объекттің сипаттамасы

 

ЛЕЖ жоғары оқу мекемесінің 7-қабатты ғимаратында орнатылады, жеке қабаттар мен жұмыс бөлмелерінің жоспарлануы бірдей. Төсеулер арасында қабаттың биіктігі 3,5 метр, ал қабатаралық төсеулердің қалындығы  50 см.

Ғимарат қабырғалары және бөлмелерді (2.1-сурет) бір-бірінен бөлетін ішкі іргелі емес қалқалары (некапитальные перегородки) қарапайым кірпіштен жасалған және балшық қабатымен сыланған, қабаттың қалындығы 1 см құрайды. Ғимараттың құрылыс жобасында еден, төбелер және қабырғалар ішінде кабельді төсеу үшін қолданылатын қосымша арналар қарастырылмаған.

2 қабат – ректорат, қызметтер  және бөлімдер

3 қабат – кітапхана + есептеуіш  орталық

1,4,5 қабаттар – оқу аудиториялары

 

 

 

 

 

 

1.3 Техникалық бөлмелерді  ұйымдастыру және орналастыру  мәселесі бойынша ұсыныстар құру

 

Құрылымдастырылған кабельдік жүйе дегеніміз құрылымдық ішкі жүйелерге бөлінген ғимараттар немесе ғимарат топтарының иерархиялық кабельдік жүйесі болып табылады.

Техникалық бөлмелер ҚКЖ мен ақпараттық жүйені бүтіндей құру үшін керек. Жалпы жағдайда олар аппараттық және кросстық болып бөлінеді.

Аппараттық деп ҚКЖ-нің топтық коммутациялық жабдығымен қоса, кәсіпорынның үжымдық қолдану масштабының жабдығы орналасатын техникалық бөлме аталады (УПАТС, серверлер, коммутаторлар). Аппараттықта орнатылатын инженерлік қамтамасызданудың әр түрлі құрылғылары мен жүйелерінің деңгейі ондағы өңделетін компьютерлік және телекоммуникациялық жабдықтың деңгейіне сәйкес келуі керек.

Аппараттық ғимараттардың мөлшерлері ондағы орналасатын жабдықтау құрамымен анықталады. Бұл жайында ақпарат болмаса, онда қалыпты офистік ғимараттарды жобалау (14 м2 кем емес).

Аппараттық орынға ғимараттың ең қолайлы пішіні квадратты немесе соған жақын болуы керек. Аппараттық ғимараттың төбесі міндетті түрде желілік жабдықтарды тесіктерден сақтайтын гидроизоляциямен қамтамасыздандырылуы керек.

Аппараттық ғимаратта терезе болған жағдайда, күн радиациясынан келетін жылу ағынын азайту мақсатында күннен қорғайтын жалюзилер, перделер, металлдандырылған пленка және тағы басқа ұқсас элементтері қолданылу қажет.

Аппаратқа қалалық телефондық желінің және басқа операторлардың байланыс кабельдері енгізіледі.

Кросстық дегеніміз ҚКЖ-нің коммутациялық жабдығы жиірек қолданушылардың шекті тобына қызмет ететін желілік және басқа көмекші жабдықтың орналасатын бөлмесі. Кросстықтың инженерлік қамтамасыздану жабдығымен жабдықталу деңгейі аппараттықпен салыстырғанда азырақ болып келеді. Бұл бөлмеде коммутациялық панельдер, желілік аспаптар және басқа көмекші құрылғылар жөнделеді.

Аппараттық ғимараттың кросстығымен (ҒҚ) сәйкестелуі мүмкін. Бұл жағдайда оның желілік жабдығы ҚКЖ-нің коммутациялық жабдығына тікелей жалгана алады. Егер аппараттық бөлек орналасса онда, оның желілік жабдығы жергілікті орналасқан коммутациялық жабдыққа немесе жұмыс орындарының розеткаларына ұқсас кәдімгі ақпараттық розеткаларға жалғанады[1].

 

1.4 Құрылымдыстырылған кабельдік  жүйенің ішкі жүйелерін жобалау  бойынша теориялық негіздер 

 

Ұсынылатын курстық жұмыста құрылымдастырылған кабельдік жүйені жобалау барысында сыртқы магистралдар ішкі жүйесі, ішкі магистралдар ішкі жүйесі, көлденең ішкі жүйе ұйымдастырылады. Құрылымдастырылған кабельдік жүйе жалпы жағдайда ISO/1EC 11801 халықаралық стандарты бойынша өзінде 3 ішкі жүйелерді қамтиды:

1 сыртқы магистралдар ішкі жүйесі сыртқы магистралдар кростығы және ғимараттар кростығы арасындағы сыртқы магитралды кабельдерден; сыртық магистралды кабельдер қосылатын сыртқы магистралдар кростығы және ғимараттар кростығының коммутациялық жабдығынан және сыртқы магистралдар кростығындағы коммутациялық баулардан және қосқыштардан тұрады. Сыртқы магистралдар ішкі жүйесі дегеніміз - бір желісі ғимараттың бр территориясында жеке орналасқан байланыстарды біріктіретін негіз болып табылады. Тәжірибеде бұл ішкі жүйе резервті кабельдік трассаларының бар болуы есебінен сенімділіктің артуын қамтамасыз ететін физикалық топологияға ие болады. Осының нәтижесінде сыртқы магистралдар ішкі жүйесі кейде екі қабатталған сақина топология бойынша жүзеге асырылады. Егер құрылымдастырылған кабельдік жүйе автономды түрде бір ғимаратта орнатылса, онда сыртқы магистралдар ішкі жүйесінің жоқ болғаны. Үлкен өлшемді ғимараттарда сыртқы магистралдардың ішкі жүйелеріне 500 м-ден ұзын кабельдер жатады, бірақ нақты түрде ғимарат шегінен шықпайды.

2  кейбір құрылымдастырылған кабельдік жүйелерде тігінен және туынды ішкі жүйе деп аталатын ішкі магистралдар ішкі жүйесі ғимараттар кростығы мен қабаттар кростығының арасына салынған ішкі магистралды кабельдерден тұрады, оларға ғимараттар кростығы мен қабаттар кростығындағы коммутациялық жабдықтар, сонымен қатар коммутациялық баулар мен ғимараттар кростығындағы қосқыштардың бөлігі қосылған. Қарастырылып жатқан кабель нақты түрде араларында ғимараттың жеке қабаттарын және бір ғимарат ішінде кеңістікте таралған бөлмелерді байланыстырады. Егер құрылымдастырылған кабельдік жүйе бір қабатқа қызмет етсе, онда ішкі магистралдар ішкі жүйесі жоқ болуы мүмкін.

3  көлденең ішкі жүйе қабаттар кростығы мен жұмыс орындарының ақпараттық розеткаларының розеткалық модульдері, ақпараттық розеткалары, сонымен қатар көлденең кабельдері жалғанатын қабаттар кростығындағы коммутациялық жабдығының арасындағы көлденең кабельдерімен құрылады. Көлденең ішкі жүйе құрамына коммутациялық баулардың үлкен бөлігі және қабаттар кростығындағы қосқыш кіреді. Көлденең төселуді құру кезінде төселетін кабель түрінің өзгерісі болатын трактқа бір нүктенің ауысуын қолдануға болады.

Осында қарастырылып отырған құрылымдыстырылған кабельдік жүйелері жеке ішкі жүйелерге бөле желі орындалу пішініне және түріне байланысты емес, яғни ол принцип бойынша бірдей болады, мысалы, офистік ғимаратты немесе өндірістік комплексті орнатылған кабельдік жүйе үшін қарастыруға болады[3].

Көптеген жағдайларда құрылымдастырылған кабельдік жүйелеріне желілік жабдықты жалғау және кабельдік жүйенің жеке порттарын коммутациялау әр түрлі баулық бұйымдар көмегімен жүзеге асырылады. Әр түрлі ауыстырғыштарды оның анық техникалық және эксплуатациялық артықшылықтарына қарамастан коммутация мәселелерін шешу үшін қолдану, аз функционалдық мүмкіндіктер үшін кең таралмады. Белсенді желілік аспаптар порттарының құрылымдық ерекшеліктеріне негізделген жағдайларда баудан басқа құрылымдыстырылған кабельдік жүйенің және желілік жабдықтың электр немесе оптикалық интерфейстерінің механикалық, сонымен қатар сигналдық парамертлер сәйкестігін қамтамасыз ететін адаптерлер де қажет болуы мүмкін.

 

1.5 Ішкі жүйелерді ұйымдастыру  кезінде қолданатын кабель түрлері

 

Тік ішкі жүйе кабельдерін жүргізу үшін қабырға арқылы жүргізетін жолды таңдалды. Сонымен қатар кабельді жүргізу үшін кабель түрін анықталды. Стандартқа сәйкес қазіргі қолданыстағы 3 кабель түрі ажыратылады. Кабель түрлерінің сипаттамаларын салыстыра тік ішкі жүйесінің магистралды кабельі ретінде оптикалық-талшықты кабель түрі таңдалды.

Оптикалық-талшықты (немесе талшықты-оптикалық) кабель - бұл оптикалық диэлектрлік волноводтар бойынша ақпарат тасымалданатын тасымалдау жүйесінің түрі, сонымен қатар ол «оптикалық талшық» атауымен белгілі.

Оптикалық-талшықты кабельдің құрылысы жеңіл жэне коаксиалды электрлік кабельдің кұрылысына ұқсас, бірақ орталық мысты сымның орнына жіңішке шыны талшық (диаметры 1-10 мкм шамасында), ал ішкі изоляцияның орнына - жарықтың шыны талшық шегінен шықпауын қамтамасыз ететін шыны жэне пластиктік жамылғы қолданылады. Берілген жағдайда шекарадан коэффиценттері әр түрлі екі заттың шекарасынан жарықтың ішкі толық шагылысу режимімен жұмыс істейміз (шыны талшыққа қараганда төмен) [ 5].

Оптикалық-талшықты кабельдің кедергіден қорғанысы және тасымалданатын ақпараттың құпиялылығы бойынша ерекше сипаттамалары болады. Ешқандай сыртқы электромагнитті кедергі жарықтың сигналды принцип бойынша зақымдай алмайды, ал бұл сигналдың өзі принципті сыртқы электромагнитті шығуларды тудыра алмайды. Кабельдің мұндай типіне жалғану желіні рұқсатсыз тыңдау үшін практикалық түрде мүмкін емес, өйткені бұл кабельдің бүтіндігін бұзуды талап етпейді.

Мұндай кабельдің мүмкін өткізу жолағы кез келген электрлік кабельдердікінен жоғары шамаға 1012 Гц-ке дейін жетеді. Бұл бір оптикалық талшық арқылы секундына бірнеше терабит ақпарат ағының тасымалдаудың потенциалдық мүмкіндігін береді.

Көлденең ішкі жүйені құру үшін (UTP5e) 5 категориялы экрандалмаған оралған жұп негізіндегі 4-жұпты кабельдерді қолдану ең қолайлы болып табылады. Көлденең ішкі жүйе кабельдерін жүргізу үшін алдамшы еден арқылы жүргізу жолын таңдаймыз.

Оралған жұптар негізіндегі кабель дегеніміз- изоляцияланған мыс сымдарының бір диэлектрлік (пластикалық) жамылғымен оралған бірнеше жұптары. Әдетте кабельге екі оралған жұп 100Мбит/с-қа дейінгі жылдамдықтарды ақпаратты тасымалдау үшін қолданылады және тасымалдау жылдамдығын 1000 Мбит/с-қа дейін арттыру жұмыстары жүргізіледі.

Сымдардың оралған жұптар негізінде кабельдері экрандалған және экрандалмаған болып бөлінеді.

Экрандалған оралған жұп- әрқайсысы кабельдің шағылысуының азаюы мүмкін, сыртқы электромагнитті кедергілерден қорғаныс үшін және сымдар жұптарының бір- біріне өзара әсерлерінің кемуі үшін экранның металдық қорғандарына орналастырылады. Экрандалған оралған жұп экрандалмағаннан едәуір қымбат, ал оны қолдану кезінде арнайы экрандалған ажыратқыштарды қолдану керек [ 2].

EIA/TIA 568 стандартына сай  экрандалмаған оралған жұп (UTP) негізгі  кабель 7 категорияға бөлінеді:

Соның ішінде 5 категориялы кабель қолданылды.

5 категориялы кабель –  қазіргі кездегі жиілік жолағы 100 МГц-ке дейінгі мәліметтерді  тасымалдауға есептелген ең мүлтіксіз  кабель. Бір метр ұзындыққа кем  емес оралған жұптан тұрады. Кабель  барлық параметрге тестіленеді  және оның толқындық кедергісі 100 ОМ. Оны Fast Ethernet және FDDI типті жоғары  жылдамдықты желілерде қолдану нұсқауланады [6].

Fast  Ethernet-те желінің  ұзындығына қатты сұранымдар  қойылады. Себебі жіберу жылдамдығын 10 есе үлкейткенде және орамның  минималды ұзындығы 10 есе қысқарады (51,2 мкс қарсы 5,12 мкс Ethernet-те). Желі  бойынша сигналдың өту жылдамдығының  екі еселенген уақыттың өлшемі 10 есе азаяды 

Экрандалмаған оралған жұптың сыртқы электромагниттк кедергілерден қорғанысының аздығымен, сонымен қатар тыңдаудың қорғанысының аздығымен сипатталынады.

 

 

                   

 

иірілген жұптар               коксиалды              оптоталшық

1-сурет – Кабель түрлері

 

 

1.6 Компьютерлік, телекоммуникациялық құрылғылар, кабельдік жүйе

арнайылылығы

 

Желілер шағын немесе үлкен, кабельдер арқылы тұрақты жалғанған, немесе телефон желілері мен сымсыз арналар арқылы уақытша жалғанған болуы мүмкін. Ең үлкен желі — Интернет, ол бүкіләлемдік желілер тобы болып табылады.

Желінің қатынастық жабдықтарына (тораптарына) келесі құрылғылар жатады:

- қайталауыш;

- коммутаторлар (көпірлер);

- маршруттауыштар;

- көмейлер (шлюздер).

Желінің ұзындығы, станциялар арақашықтықтары ең алдымен беру ортасының (коаксиальды кабельдің, есулі қос өткізгіштің, т.б.) физикалық мінездемелерімен анықталады. Мәліметтерді кез келген ортада жіберуде сигналдың бәсеңсуі пайда болады, бұл арақашықтықтарды шектеуге әкеледі. Осы шектеулерді жеңіп, желіні кеңейту үшін арнайы құрылғылар – қайталауыштар, коммутаторлар мен көпірлер орнатылады. Мұндай кеңейту құрылғылары енбеген желі бөліктері желі сегменттері деп аталады.

Қайталауыш (repeater) – келген сигналды күшейткіш және қайта өндіретін құрылғы. Барлық қайталаушпен байланыстырылған сегменттерде әрбір уақыт мезетінде тек екі станция арасында мәліметтер алмасуы жүзеге асырылады.

Коммутатор (switch) немесе көпір (bridge) – бірнеше сегменттерді біріктіруге арналған құрылғы. Бұл жағдайда әртүрлі сегменттердің әрбір станция жұптары үшін біруақытта бірнеше мәліметтер алмасу үрдістерін қолдайды.

Маршруттауыш (router) – бір немесе әртүрлі типті желілерді бір мәліметтер алмасу хаттамалары бойынша біріктіретін құрылғы. Маршруттауыш берілу адресін талдап жане мәліметтерді тиімді таңдалған маршрутпен бағыттайды.

 

1.7 ҚКЖ элементтерін маркерлеу  жүйесін қолдану бойынша ұсыныстар 

 

Әр түрлі белгіленістегі жабдықтың үлкен көлемдерін ҚКЖ-ні салу процесінде сияқты жүйені шоғырлауға тапсыру кезінде маркерлеуге қойылатын жеткілікті қатаң талаптар анықтайды.

ҚКЖ жобалау барысында аудиториялардың нөмірі қабатқа сәйкес нөмірленді. Мысалы: 4 қабатта орналасса 401 және тағы сол сияқты белгіленіп отырды.

Маркерлеудің бұйымды сипаттайтын негізгі және қосымша маркерлік мәліметтері болуы керек. Осында маркерлік мәліметтердің саны минималды болуы қажет және қалыпты жүмыс істеуін қамтамасыз ету керек. Одан басқа, маркерлеу бұйымға тікелей жасалуы керек және жөңдеу мен эксплуатация кезінде оқу мен көріп шығуға қолайлы болуы керек.