Корпоративная сеть

Корпоративная сеть

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 3

ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ КОРПОРАТИВНОЙ СЕТИ.. 5

1.1. Процесс создания корпоративной информационной системы 6

1.2. Структура корпоративной сети.. 8

1.3. Многослойное представление корпоративной сети.. 10

1.4. Каналы связи корпоративной сети.. 11

ГЛАВА 2. СЕТЬ ДВГМА.. 14

2.1. Принцип функционирования.. 14

2.2. Используемые сетевые продукты.. 16

2.3. Модульный коммутатор AdvanceStack Switch 2000. 17

2.4. Коммутатор AdvanceStack Switch 200. 19

2.5. Связь с помощью модемов.. 20

2.6. Широкополосная модуляция сигнала.. 22

2.7. Топология соединения. по радиоканалу.. 25

2.8. Оптические системы связи.. 26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 32

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время ни у кого не вызывает удивления повсеместное использование компьютеров: в офисах крупных компаний, в высших и средних учебных заведениях, дома. Везде где есть электрическая розетка, можно увидеть компьютер. Но прогресс идет вперед, и несколько лет назад показалось недостаточным использовать ресурсы только того компьютера, который стоит перед Вами. Захотелось присоединить к этому компьютеру еще и ресурсы, скажем компьютера соседа. Вот так и появилась мысль об объединении нескольких компьютеров. То, что в итоге получилось, стало называться сетью в самом широком смысле этого слова, которое теперь ни у кого не вызывает удивления или непонимания.

На современном этапе развития и использования локальных вычислительных сетей (а именно о них пойдет речь в представленной работе) наиболее актуальное значение приобрели такие вопросы, как оценка производительности и качества локальных вычислительных сетей и их компонентов, оптимизация уже существующих или планируемых к созданию локальных вычислительных сетей. Сейчас, когда локальные вычислительные сети стали определяющим компонентом в информационной стратегии большинства организаций, недостаточное внимание к оценке мощности локальной вычислительной сети и ее планированию привело к тому, что сегодня для поддержки современных приложений в архитектуре клиент - сервер многие сети необходимо заново проектировать, а во многих случаях и заменять.

Производительность и пропускная способность локальной вычислительной сети определяется рядом факторов: выбором серверов и рабочих станций, каналов связи, сетевого оборудования, сетевого протокола передачи данных, сетевых операционных систем и операционных систем рабочих станций, серверов и их конфигураций, распределением файлов базы данных по серверам в сети, организацией распределенного вычислительного процесса, защиты, поддержания и восстановления работоспособности в ситуациях сбоев и отказов и т. п. Все больше появляется судов на флоте, оснащенных современной компьютерной техникой. Связь с каждым днем становится все более компьютеризированной. Не пройдет и десятка лет, как старые методы и средства связи уйдут в прошлое и уступят свое место связи на основе сетевых коммуникаций. Вот почему так важно для выпускников радио специальности иметь знания в области сетевых технологий.

За границей основной процент сетей, находящихся в эксплуатации, приходится на университеты и кампусы, прилегающие к ним. Более, чем 50% пользователей компьютерными сетями в США студенты и профессора университетов. Количество задач решаемых в сети огромно. Деятельность многих организаций и учебных заведений основана на использовании сети, как в локальном, так и в глобальном масштабе. И, конечно же, большой плюс в том, что в ДВГМА, тоже существует локальная компьютерная сеть. И хотя данная сеть, не до конца еще введена в эксплуатацию, но даже на данном этапе, она выполняет очень много задач. Основными задачами являются: обучение курсантов компьютерным технологиям; предоставление информационно-справочных материалов, как курсантам так и преподавателям по первому их требованию без утомительных поисков в библиотеке, централизованное управление учебным процессом, административное управление, бухгалтерский учет. Для расширения возможностей выполняемых компьютерной сетью Академии необходимо полное введение в эксплуатацию уже существующих компонентов сети, и объединение всех остальных подразделений и частей Академии. Особенно это можно отнести к учебным корпусам. Так, как 1ый и 2ой учебные корпуса уже объединены, то в первую очередь необходимо подключить к этой сети корпус радиоспециальности ДВГМА и корпуса ВМУ. Задачей данной работы является расчет подключения корпуса радиоспециальности ДВГМА и административного и учебного корпусов ВМУ к общей компьютерной сети Академии. На основании выбранного подключения рассчитать и спроектировать сеть для корпуса радио специальности с учетом существующих потребностей корпуса и с запасом на будущее развитие лабораторий и компьютерных классов. Данная компьютерная сеть является корпоративной сетью ДВГМА. В представленном дипломном проекте рассматриваются такие вопросы, как исследование существующей сети Академии, основных методов удаленного соединения подсетей, выбор сетевых архитектур построения сетей, проектирование сегмента корпоративной сети.

ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ КОРПОРАТИВНОЙ СЕТИ

Любая организация - это совокупность взаимодействующих элементов (подразделений), каждый из которых может иметь свою структуру. Элементы связаны между собой функционально, т. е. они выполняют отдельные виды работ в рамках единого бизнес процесса, а также информационно, обмениваясь документами, факсами, письменными и устными распоряжениями и т. д. Кроме того, эти элементы взаимодействуют с внешними системами, причем их взаимодействие также может быть как информационным, так и функциональным. И эта ситуация справедлива практически для всех организаций, каким бы видом деятельности они не занимались - для правительственного учреждения, банка, промышленного предприятия, коммерческой фирмы и т. д.

Такой общий взгляд на организацию позволяет сформулировать некоторые общие принципы построения корпоративных информационных систем, т. е. информационных систем в масштабе всей организации.

Назначение корпоративной сети

Корпоративная сеть - система, обеспечивающая передачу информации между различными приложениями, используемыми в системе корпорации. Корпоративная сеть представляет собой сеть отдельной организации. Корпоративной сетью считается любая сеть, работающая по протоколу TCP/IP и использующая коммуникационные стандарты Интернета, а также сервисные приложения, обеспечивающие доставку данных пользователям сети. Например, предприятие может создать сервер Web для публикации объявлений, производственных графиков и других служебных документов. Служащие осуществляют доступ к необходимым документам с помощью средств просмотра Web.

Серверы Web корпоративной сети могут обеспечить пользователям услуги, аналогичные услугам Интернета, например работу с гипертекстовыми страницами (содержащими текст, гиперссылки, графические изображения и звукозаписи), предоставление необходимых ресурсов по запросам клиентов Web, а также осуществление доступа к базам данных. В этом руководстве все службы публикации называются "службами Интернета" независимо от того, где они используются (в Интернете или корпоративной сети).

Корпоративная сеть, как правило, является территориально распределенной, т. е. объединяющей офисы, подразделения и другие структуры, находящиеся на значительном удалении друг от друга. Принципы, по которым строится корпоративная сеть, достаточно сильно отличаются от тех, что используются при создании локальной сети. Это ограничение является принципиальным, и при проектировании корпоративной сети следует предпринимать все меры для минимизации объемов передаваемых данных. В остальном же корпоративная сеть не должна вносить ограничений на то, какие именно приложения и каким образом обрабатывают переносимую по ней информацию

1.1. Процесс создания корпоративной информационной системы

Можно выделить основные этапы процесса создания корпоративной информационной системы:

* провести информационное обследование организации;

* по результатам обследования выбрать архитектуру системы и аппаратно-программные средства ее реализации. по результатам обследования выбрать и/или разработать ключевые компоненты информационной системы;

* система управления корпоративной базой данных;

* система автоматизации деловых операций и документооборота;

* система управления электронными документами;

* специальные программные средства;

* системы поддержки принятия решений.

Рассмотрим последовательно каждый из перечисленных этапов.

Информационное обследование

Информационная система нужна организации для того, чтобы обеспечивать информационно-коммуникационную поддержку ее основной и вспомогательной деятельности. Поэтому прежде, чем вести речь о структуре и функциональном наполнении информационной системы, необходимо разобраться в целях и задачах самой организации, чтобы понять, что же нужно автоматизировать.

Ответы на поставленные вопросы можно получить только после детального информационного обследования компании, целями которого являются:

* формулировка и описание функций каждого подразделения компании, а также решаемые ими задачи;

* описание технологии работы каждого из подразделений компании и понимание, что необходимо автоматизировать и в какой последовательности;

* описание технологии работы каждого из подразделений и связанных с ними информационных потоков;

* отображение технологии на структуру, определение ее функционального состава и количества рабочих мест в каждом структурном подразделении компании, а также описание функций, которые выполняются (автоматизируются) на каждом рабочем месте;

* описание основных путей и алгоритмы прохождения входящих, внутренних и исходящих документов, а также технологии их обработки.

Результатом обследования являются модели деятельности компании, и ее информационной инфраструктуры, на базе которых разрабатываются проект корпоративной информационной системы, требования к программно-аппаратным средствам и спецификации на разработку прикладного программного обеспечения, если в этом есть необходимость.

При выборе описываемых средств необходимо обратить внимание на то, чтобы работа с ними была бы доступна не только профессиональным работникам, но и более широкому классу.

Архитектура

По результатам обследования необходимо выбрать архитектуру системы. Для корпоративных систем рекомендуется архитектура клиент/сервер. Архитектура клиент/сервер предоставляет технологию доступа конечного пользователя к информации в масштабах предприятия. Таким образом, архитектура клиент/сервер позволяет создать единое информационное пространство, в котором конечный пользователь имеет своевременный и беспрепятственный (но санкционированный) доступ к корпоративной информации.

Информационное обследование позволяет выбрать аппаратно-программную реализацию системы.

Выбор СУБД

Выбор системы управления для корпоративной базы данных - один из ключевых моментов в разработке информационной системы. На Российском рынке присутствуют практически все СУБД, принадлежащие к элитному классу - Oracle, Informix, Sybase, Ingres. Вопрос, какую СУБД использовать, можно решить только по результатам предварительного обследования и получения информационных моделей деятельности.

Выбор системы автоматизации документооборота.

Неразбериха с документами (их задержки, потери, дублирование, долгое перемещение от одного исполнителя к другому и т. д.) - болезненная проблема для любой компании. Поэтому система автоматизации документооборота, которая позволяет автоматизировать ручные, рутинные операции, автоматически передавать и отслеживать перемещение документов внутри корпорации, контролировать выполнение поручений, связанных с документами и т. д. - одна из важнейших составляющих информационной системы.

Выбор программных средств для управления документами

Появление на рынке систем управления электронными документами - EDMS (Electronic Document Management Systems) вызвано стремлением сократить поток бумажных документов и хотя бы частично уменьшить сложности, возникающие в связи с их хранением, поиском и обработкой. В отличие от документов на бумажных носителях электронные документы обеспечивают преимущества при создании, совместном использовании, поиске, распространении и хранении информации. Системы EDMS реализуют ввод, хранение и поиск всех типов электронных документов, как текстовых, так и графических. С помощью систем этого класса можно организовать хранение в электронном виде административных и финансовых документов, факсов, технической библиотеки, изображений, т. е. всех документов, входящих в организацию и циркулирующих в ней.

Выбор специализированных прикладных программных средств

При всей описанной общности каждая компания имеет свою специфику, которая определяется родом ее деятельности. Выбор специализированных программных средств в значительной степени зависит от этой специфики.

Абсолютно для всех компаний необходимо иметь в составе информационной системы стандартный набор приложений, таких как текстовые редакторы, электронные таблицы, коммуникационные программы и т. д. Одним из критериев выбора подобных систем должна быть возможность их несложной интеграции в корпоративную информационную систему.

Системы поддержки принятия решений

Необходимо отметить специальный класс приложений - систем поддержки принятия решений, позволяющие моделировать правила и стратегии бизнеса и иметь интеллектуальный доступ к неструктурированной информации. Системы подобного класса основаны на технологиях искусственного интеллекта.

1.2. Структура корпоративной сети

Для подключения удаленных пользователей к корпоративной сети самым простым и доступным вариантом является использование телефонной связи. Там, где это возможно, могут использоваться сети ISDN. Для объединения узлов сети в большинстве случаев используются глобальные сети передачи данных. Даже там, где возможна прокладка выделенных линий (например, в пределах одного города) использование технологий пакетной коммутации позволяет уменьшить количество необходимых каналов связи и - что немаловажно - обеспечить совместимость системы с существующими глобальными сетями.

Подключение корпоративной сети к Internet оправдано, если вам нужен доступ к соответствующим услугам. Использовать Internet как среду передачи данных стоит только тогда, когда другие способы недоступны и финансовые соображения перевешивают требования надежности и безопасности. Если вы будете использовать Internet только в качестве источника информации, лучше пользоваться технологией "соединение по запросу" (dial-on-demand), т. е. таким способом подключения, когда соединение с узлом Internet устанавливается только по вашей инициативе и на нужное вам время. Это резко снижает риск несанкционированного проникновения в вашу сеть извне.

Для передачи данных внутри корпоративной сети также стоит использовать виртуальные каналы сетей пакетной коммутации. Основные достоинства такого подхода - универсальность, гибкость, безопасность

Оборудование корпоративных сетей

Корпоративная сеть - это достаточно сложная структура, использующая различные типы связи, коммуникационные протоколы и способы подключения ресурсов.

Все оборудование сетей передачи данных можно условно разделить на два больших класса - периферийное, которое используется для подключения к сети оконечных узлов, и магистральное или опорное, реализующее основные функции сети (коммутацию каналов, маршрутизацию и т. д.). Четкой границы между этими типами нет - одни и те же устройства могут использоваться в разном качестве или совмещать те и другие функции. Следует отметить, что к магистральному оборудованию обычно предъявляются повышенные требования в части надежности, производительности, количества портов и дальнейшей расширяемости. Периферийное оборудование является необходимым компонентом всякой корпоративной сети. Функции же магистральных узлов может брать на себя глобальная сеть передачи данных, к которой подключаются ресурсы. Как правило, магистральные узлы в составе корпоративной сети появляются только в тех случаях, когда используются арендованные каналы связи или создаются собственные узлы доступа.

Периферийное оборудование корпоративных сетей с точки зрения выполняемых функций также можно разделить на два класса. Во-первых, это маршрутизаторы (routers), служащие для объединения однородных LAN (как правило, IP или IPX) через глобальные сети передачи данных. В сетях, использующих IP или IPX в качестве основного протокола - в частности, в той же Internet - маршрутизаторы используются и как магистральное оборудование, обеспечивающее стыковку различных каналов и протоколов связи. Маршрутизаторы могут быть выполнены как в виде автономных устройств, так и программными средствами на базе компьютеров и специальных коммуникационных адаптеров.

Второй широко используемый тип периферийного оборудования - шлюзы (gateways), реализующие взаимодействие приложений, работающих в разных типах сетей. В корпоративных сетях используются в основном шлюзы OSI, обеспечивающие взаимодействие локальных сетей с ресурсами X.25 и шлюзы SNA, обеспечивающие подключение к сетям IBM. Полнофункциональный шлюз всегда представляет собой программно-аппаратный комплекс, поскольку должен обеспечивать необходимые для приложений программные интерфейсы.

Все крупнейшие поставщики сетевого оборудования предлагают наборы продуктов, предоставляющие руководителям информационных служб широкие возможности для построения корпоративных сетей. Они включают разнообразные аппаратные средства (концентраторы, маршрутизаторы, коммутаторы), ориентированные на создание систем на базе передовых коммуникационных технологий, включая Fast Ethernet, режим асинхронной передачи (ATM) и виртуальные сети. Интеграция этих технологий в широкомасштабные информационные системы направлена на повышение пропускной способности.

1.3. Многослойное представление корпоративной сети

Корпоративную сеть полезно рассматривать как сложную систему, состоящую из нескольких взаимодействующих слоев. В основании лежит слой компьютеров - центров хранения и обработки информации, и транспортная подсистема, обеспечивающая надежную передачу информационных пакетов между компьютерами.

Над транспортной системой работает слой сетевых операционных систем, который организует работу приложений в компьютерах и предоставляет через транспортную систему ресурсы своего компьютера в общее пользование.

Над операционной системой работают различные приложения, но из-за особой роли систем управления базами данных, хранящих в упорядоченном виде основную корпоративную информацию и производящих над ней базовые операции поиска, этот класс системных приложений обычно выделяют в отдельный слой корпоративной сети.

На следующем уровне работают системные сервисы, которые, пользуясь СУБД, как инструментом для поиска нужной информации среди миллионов и миллиардов байт, хранимых на дисках, предоставляют конечным пользователям эту информацию в удобной для принятия решения форме, а также выполняют некоторые общие для предприятий всех типов процедуры обработки информации. К этим сервисам относится служба World Wide Web, система электронной почты, системы коллективной работы и многие другие.

И, наконец, верхний уровень корпоративной сети представляют специальные программные системы, которые выполняют задачи, специфические для данного предприятия или предприятий данного типа. Примерами таких систем могут служить системы автоматизации банка, организации бухгалтерского учета, автоматизированного проектирования, управления технологическими процессами и т. п.

Конечная цель корпоративной сети воплощена в прикладных программах верхнего уровня, но для их успешной работы абсолютно необходимо, чтобы подсистемы других слоев четко выполняли свои функции.

Стратегические решения, как правило, влияют на облик сети в целом, затрагивая несколько слоев, хотя первоначально касаются только одного конкретного слоя или даже отдельной подсистемы этого слоя. Такое взаимное влияние продуктов и решений нужно обязательно учитывать при планировании технической политики развития сети, иначе можно столкнуться с необходимостью срочной и непредвиденной замены, например, сетевой технологии, из-за того, что новая прикладная программа испытывает острый дефицит пропускной способности для своего трафика.

1.4. Каналы связи корпоративной сети

Первая проблема, которую приходится решать при создании корпоративной сети - организация каналов связи. Каналы связи - создаются по линиям связи при помощи сложной электронной аппаратуры и кабелей связи.

Кабель связи - это длинномерное изделие электротехнической промышленности. Существуют множество различных модификаций кабелей для ЛВС:

* тонкие коаксиальные кабели;

* толстые коаксиальные кабели;

* экранированные витые пары, которые выглядят как электрическая проводка;

* неэкранированные витые пары;

* оптоволоконные кабели, которые могут работать на больших расстояниях и с большей скоростью, чем другие типы кабелей. Однако их прокладка и сетевые адаптеры для них довольно дороги.

Из кабелей связи (и массы других вещей) строят линии связи. . Длина линий связи колеблется от десятков метров до десятков тысяч километров. В любую более-менее серьезную линию связи, кроме кабелей, входят: траншеи, колодцы, муфты, переходы через реки, море и океаны, а также грозозащита (равно как и другие виды защиты) линий.

По уже построенным линиям связи организуют каналы связи. При этом каналы по характеру передаваемых сигналов могут быть аналоговыми или цифровыми. Итак, на одной линии связи одновременно можно создать как аналоговые, так и цифровые каналы, функционирующие раздельно. Причем если линию, как правило, строят и сдают сразу всю, то каналы вводят постепенно. Уже по линии можно дать связь, но такое использование крайне дорогостоящих сооружений очень неэффективно. Поэтому применяют аппаратуру каналообразования. Число каналов увеличивают постепенно, устанавливая все более мощную аппаратуру каналообразования (иногда говорят - мультиплексирования, особенно применительно к цифровым каналам).

Виртуальные сети передачи данных

Идеальным вариантом для частной сети было бы создание каналов связи только на тех участках, где это необходимо, и передача по ним любых сетевых протоколов, которых требуют работающие приложения. существуют технологии построения сетей передачи данных, позволяющие организовать внутри них каналы, возникающие только в нужное время и в нужном месте. Такие каналы называются виртуальными. Систему, объединяющую удаленные ресурсы с помощью виртуальных каналов, естественно назвать виртуальной сетью. На сегодня существуют две основных технологии виртуальных сетей - сети с коммутацией каналов и сети с коммутацией пакетов. К первым относятся обычная телефонная сеть, ISDN и ряд других, более экзотических технологий. Сети с коммутацией пакетов представлены технологиями X.25, Frame Relay и в последнее время - ATM.

Стандарт передачи данных внутри корпуса радиоспециальности для единообразия и совместимости с другими подразделениями ДВГМА принят Ethernet. На данном этапе развития сетевых технологий самой приемлемой физической средой для передачи данных можно считать 10Base-T на витой паре 5 категории. Данный вид соединения позволяет перейти на более высокоскоростную технологию 100 Мбит/с? 100Base-TX.

Для выполнения задач корпоративной сети, локальная сеть радиоспециальности требует подключения к остальным корпусам ДВГМА.

Руководствуясь принципами построения сети в УК-1 и УК-2 необходимо осуществить на две виртуальных подсети (общеучилищная - FESMA, учебная - TECHNET ). Разделение осуществляется на физическом уровне, то следовательно и соединение с УК-1, УК-2 требует два независимых канала.

Еще недавно скорость 2,4 кБит/с считалась максимально возможной. На сегодняшний день появились технологии передачи данных до 155 Мбит/с. Чтобы данное решение просуществовало долгое время, предположим, что эта сеть в будущем будет использоваться для видеоконференций в режиме online. Для прямой видеосвязи компьютеру необходимо обмениваться данными со скоростью 300 кБайт/с. За счет сетевого протокола поток данных увеличивается примерно на 15%. Тогда скорость :

350+15%=350 кБайт/с(1)

В битах это скорость :

50?8=2,8 Мбит/с(2)

Т. к. каждая из подсетей на данный момент планирует включение не менее 14 компьютеров, то минимальная скорость для каждого канала является:

2,8?14=39,2 Мбит/с(3)

Данному требованию удовлетворяет несколько стандартов поддерживающих скорость 100 Мбит/с. На некоторые из них можно переходить постепенно со стандарта Ethernet и скорости 10 Мбит/с, пока такие скорости не станут необходимостью, и не появится возможность закупить требуемое оборудование.

ГЛАВА 2. СЕТЬ ДВГМА

2.1. Принцип функционирования

Сеть ДВГМА имеет клиент серверную архитектуру с доменной организацией. Выполнена по стандарту Ethernet IEEE 802.3 и 100VG ANY LAN IEEE 802.12. В качестве основной среды для передачи информации используется 10Base-T - неэкранированная витая пара (Unshielded twisted pair, UTP) и оптоволоконный кабель. Каналы связи организованы с использованием коммутаторов сетевого оборудования Advancestack Switch 2000, Advancestack Switch 200 фирмы Hewlett Packard и HUB-ов различных фирм. Такая организация сети обусловлена тем, что позволяет легко менять конфигурацию системы, перемещать компьютеры, обнаруживать и устранять неполадки. При выходе из строя одного кабельного участка прекращается работа только одной сетевой машины, остальные компьютеры продолжают функционировать нормально.

В УК1 и УК2 расположено по одному коммутатору Advancestack Switch 2000. Коммутатор Advancestack Switch 2000 расположенный в УК1 включает следующие модули: 100VGModuleF/0 - 2х портовый модуль для оптоволокна, со скоростью передачи данных до 100МБит/с; 100VGModule UTP - 2х портовый модуль для витой пары со скоростью передачи данных до 100МБит/с; 3 штуки Ethernet Module (10Mbit Module UTP) - 4х портовый модуль для витой пары со скоростью передачи данных до 10МБит/с. Коммутатор Advancestack Switch 2000 расположенный в УК-2 включает следующие модули: 100VG Module F/0; 100VG Module UTP; 2 штуки Ethernet Module. К каждому из этих коммутаторов через порт модуля 100VG Module UTP подключено по 16-ти портовому концентратору Advancestack Switch 200. Коммутаторы Advancestack Switch 2000 объединены между собой двумя линиями оптоволоконного кабеля подключенного к портам модуля 100VG Module F/0.Таким образом в УК1 образуется узел коммутации на 29 портов, а в УК2 на 25 портов, к которым можно подключать сетевое оборудование.

Вся сеть ДВГМА путем программирования коммутаторов разбита на 3 виртуальные сети (Vertual Local Area Network VLAN). Самая емкая из этих сетей называется общеучилищная сеть - FESMA. Она объединяет все подразделения, факультеты и кафедры Академии. В данной сети используются все порты коммутаторов Advancestack Switch 2000 и Advancestack Switch 200 расположенных в УК-2. Все порты коммутатора Advancestack Switch 200 расположенного в УК-1. В коммутаторе Advancestack Switch 2000 расположенном в УК-1 в этой сети не используется только 2 модуля Ethernet Module. От портов относящихся к данной сети проложены линии к оконечным пользователям. Так, как оконечное количество пользователей сети неизвестно, то линии прокладывались по принципу: в каждом крыле, с обоих сторон коридора расположено по HUB-у. Это обусловлено тем, что при увеличении количества пользователей сети, понадобится только протянуть провод к ближайшему HUB-у. К тому же при этом не понадобится делать переходы через коридор. Для тех пользователей сети, у которых предполагается большой трафик, проложена отдельная линия прямо от концентратора.

Следующая виртуальная сеть называется учебная сеть Академии - TECHNET. Она объединяет между собой 2 компьютерных класса, расположенных на ВЦ и компьютерный класс в 412 ауд. В УК-2 учебные классы не подключены к сети, поэтому на сегодняшний день там только линии сети FESMA. Эта сеть занимает 2 порта модуля Ethernet Module коммутатора Advancestack Switch 2000 , расположенного в УК-1. К одному из портов подключена линия идущая к серверу Shark класса 412 ауд.. А линия второго порта идет на ВЦ к одному из двух HUB-ов объединенных между собой.

Третья виртуальная сеть, корпоративной сети Академии называется: сеть бухгалтерии - ACCOUNTING. Также как и учебная сеть Technet, она занимает 2 порта, но уже другого модуля Ethernet Module, коммутатора Advancestack Switch 2000 расположенного в УК-1. Линия с одного из этих портов идет к одному из двух HUB-ов, которые соединены между собой коаксиалом. Коаксиал обусловлен тем, что расстояние между HUB-ми примерно составляет около 100м., а на таком расстоянии от HUB-а витая пара сильно подвержена помехам. Линия от другого порта модуля 10Mbit Module идет на почтовый сервер Stalker. Общение между виртуальными сетями в училищной и учебной сети осуществляется по протоколу TCP/IP. Этот протокол медленнее чем протокол IPX, но т. к. обе эти сети работают с Internet, то обойтись без TCP/IP невозможно, а от использования IPX совместно с TCP/IP отказались, т. к. поддержание двух протоколов загружает компьютеры. Мостом между этими двумя сетями, является сервер Sealine. Но переход из одной сети в другую на этом сервере запрещен на физическом уровне - это сделано из соображений безопасности сети. На данный момент сервер Sealine используется как сервер Internet для обоих подсетей. К нему подключен модем, который получает информацию от провайдера Internet. В сети бухгалтерии общение происходит по протоколу IPX, т. к. он работает быстрее чем TCP/IP, занимает меньше памяти в DOS, и Internet в сети бухгалтерии не используется из соображений безопасности. Мостом между сетью FESMA и сетью бухгалтерии является почтовый сервер Stalker. Этот сервер поддерживает оба протокола, и используется для электронной почты в пределах Академии.

2.2. Используемые сетевые продукты

В последние годы все большее число фирм - производителей сетевого оборудования ориентируется в своих научных и конструкторских разработках на создание полной гаммы программных и аппаратных средств, позволяющей заказчикам создавать информационно-вычислительные системы практически любого масштаба и сложности на базе решений только одного производителя.

Такой подход вызван несколькими основными причинами, во-первых, оборудование от одного поставщика гарантирует полную совместимость всех сетевых устройств на аппаратном уровне, а также возможность управления ими с помощью единого набора управляющего ПО; - во-вторых, и это часто касается новых технологий, до принятия международных стандартов, на разработку которых зачастую уходят многие годы, в области технологий передачи данных (и в сетевых технологиях, в частности) действуют стандарты "де-факто", устанавливаемые крупнейшими фирмами-производителями. Нередки случаи, когда на основе таких "корпоративных" разработок возникают затем и полноценные стандарты. Так, совместная разработка компаний Hewlett-Packard, IBM, AT&T и некоторых других - сеть 100VG стала общепризнанной, и в впоследствии, в августе1995г., был принят международный промышленный стандарт - IEEE 802.12.Поэтому распространенность тех или иных технологий является одним из главных "козырей" в борьбе производителей за стандартизацию своих разработок; - в-третьих, что также очень важно, большинство пользователей, один раз выбрав поставщика оборудования и ПО, "привыкают" именно к его решениям и в дальнейшем для расширения спектра получаемых сетевых услуг предпочитают приобретать дополнительное оборудование именно от "своего" поставщика; - наконец, в-четвертых, комбинирование в сети оборудования и ПО от единого производителя значительно облегчает техническую поддержку и сопровождение информационно-вычислительных систем со стороны компании производителя и фирм системных интеграторов. Опираясь на данную концепцию, компания выпустила на рынок сетевые аппаратные средства, благодаря которым она становится уникальным поставщиком полных решений для построения локальных и региональных сетей, основанных на различных топологиях и стандартах.

2.3. Модульный коммутатор AdvanceStack Switch 2000

Рассматривая стратегию Hewlett-Packard на рынке сетевого оборудования, важно отметить, что, продолжая придерживаться "генеральной линии" продвижения собственного высокопроизводительного (и, в отличие от Fast Ethernet и FDDI, недорого, не требующего замены кабельной системы) стандарта 10VG, компания предусматривает расширение возможности "безболезненного" перехода к технологии 100VG не только с сетей производительностью 10 Мбит/сек, но и со 100-Мбит/сек сетей Fast Ethernet и FDDI. Именно поэтому специалисты компании в последнее время сосредоточили свои усилия на разработке модульных устройств, способных обеспечить прозрачный доступ к сетям 100VG из практически любой альтернативной сетевой среды. Результатом этой работы стало появление модульного коммутатора AdvanceStack Switch 2000.

Модульная архитектура коммутатора AdvanceStack Switch 2000 позволяет устанавливать в шесть универсальных гнезд расширения модули для подключения ЛВС различных сетевых стандартов. В настоящее время это модули для сетей 10BASE-T, FDDI и 100VG, однако в ближайшем будущем компания приступит к поставке модулей для 100BASE-T и ATM. Причем нет никаких ограничений на общую конфигурацию модулей в коммутаторе: так, например, при работе только в сети 100VG к коммутатору может быть подключено до 12 сетевых сегментов производительностью 100 Мбит/сек. Это беспечивается наличием внутренней высокоскоростной шины коммутатора с пропускной способностью 1 Гбит/сек. С другой стороны, при использовании AdvanceStack Switch 2000 в сети Ethernet все шесть гнезд могут быть укомплектованы модулями стандарта 10BASE-T, способными осуществлять передачу данных в полнодуплексном режиме. Следует также отметить, что выпускаемые компанией модули предназначены для подключения сегментов не только с различными сетевыми технологиями, но и с различными физическими средами передачи данных, в том числе экранированной и неэкранированной витой парой, а также многомодовым (multimode) воло-конно-оптическим кабелем. Несколько физических портов коммутатора могут объединяться для передачи данных по единому логическому каналу, с образованием высокоскоростной магистрали - режим port trunking. Важно отметить, что объединение портов 100VG позволяет организовать главную информационную магистраль (backbone) со скоростью передачи данных до нескольких сотен Мбит/сек. (общая производительность такой линии рассчитывается как 100 Мбит/сек. х n, где n - число каналов). Отличительной особенностью коммутаторов сетей 100VG является необходимость работы в соответствии с протоколом приоритетных запросов DPP (Demand Priority Protocol). Он устраняет задержки в сетевом трафике, вызванные возникновением коллизий в сетях Ethernet или ожиданием захвата маркера в сетях Token-Ring. Кроме того, для приложений, чувствительных к задержкам в передаче информации, DPP предоставляет возможность назначения более высокого приоритета для передачи. Это позволяет получить гарантированную полосу пропускания ЛВС для части рабочих станций и делает сети 100VG идеальными для систем реального времени, например передачи изображений или автоматизированных систем управления технологическими процессами. Поэтому в коммутаторе AdvanceStack Switch 2000 предусмотрены две особенности при организации коммутации пакетов 100VG. Во-первых, вся информация о приоритетах сохраняется при движении пакетов внутри коммутатора, и пакеты с более высоким приоритетом пересылаются на порт назначения в первую очередь.

Во-вторых, в случае если очередь из пакетов с низким приоритетом становится слишком длинной из-за большого объема пересылки высокоприоритетных пакетов, то коммутатор может самостоятельно повысить приоритет части пакетов для "разгрузки" очереди. Одним из главных достоинств коммутатора AdvanceStack Switch 2000 является широкий набор возможностей по установке различных видов фильтров на портах. Как и в большинстве других моделей коммутаторов, здесь используется фильтрация по адресу источника и адресу пункта назначения пакета, что позволяет организовывать "виртуальные" рабочие группы, суть которых заключается в выделении для ряда пользователей ЛВС прав доступа к определенным сетевым ресурсам: серверам, периферии и т. д. При этом все ресурсы и сетевые пакеты, используемые внутри группы, доступны только членам рабочей группы и "невидимы" для остальных пользователей сети. Фильтрация пакетов определенных протоколов применяется в гетерогенных сетях, объединяющих в себе сегменты, работающие под управлением различных сетевых ОС, стандартов и топологий. AdvanceStack Switch 2000позволяет администратору ЛВС устанавливать ограничения для пересылки на порты коммутатора сетевых пакетов или кадров (frames) определенных типов. Фильтрация широковещательных (multicast) пакетов (т. е. пакетов, передаваемых на все сетевые устройства, принадлежащие одному сегменту сети) позволяет администратору ЛВС ограничивать или полностью отменить передачу таких пакетов на участки сети, "критичные" к скорости передачи данных. Так, например, передача широковещательных пакетов может быть запрещена на сетевые узлы, где расположены компьютеры, обслуживающие видеоконференции, или графические станции, работающие с приложениями мультимедиа. ПО сетевого управления коммутатором полностью совместимо с HPOpenView и позволяет отслеживать важнейшие параметры функционирования сети: трафик, логическую "карту" ЛВС и т. д.

2.4. Коммутатор AdvanceStack Switch 200

Коммутатор AdvanceStack Switch 200 предназначен для небольших и средних рабочих групп, использующих сетевые стандарты 10BASE-T и 100VG.

Коммутатор имеет 16 портов (16 сегментов) Ethernet и 2 порта (1сегмент) 100VG. Последний предназначен для соединения нескольких коммутаторов AdvanceStack Switch 200 между собой или организации высокоскоростного канала между коммутатором и сервером ЛВС. К каждому порту Ethernet может быть подключено как одно, так и несколько сетевых устройств. Порты Ethernet коммутатора обеспечивают передачу данных в полнодуплексном и полудуплексном режимах. Управление AdvanceStack Switch200 осуществляется по протоколам SNMP и Telnet.

Концентраторы AdvanceStack Hub-12E и AdvanceStack Hub-8Uпредназначены для использования при организации сетей Ethernet небольших рабочих групп и отделов.

Концентраторы рабочих групп

Несмотря на небольшие размеры и отсутствие сложной процедуры установки и конфигурации (эти устройства полностью соответствуют спецификациям plug-and-play), их функциональные возможности достаточно широки. Модель Hub-8E имеет на передней панели набор световых индикаторов, показывающих не только текущий статус каждого из портов концентратора (активен - не активен), нагрузки концентратора и процент столкновений (коллизий). В концентраторе Hub-8U предусмотрено специальное гнездо для установки SNMP-модуля, что позволяет управлять каждым концентратором, используя любую SNMP-платформу управления сетью. Семейство концентраторов AdvanceStack также пополнилось сразу семью новыми продуктами, соответствующими стандарту 100VG, среди которых 14- и 7-портовые концентраторы 100VG-Hub, трансиверы для подключения сегментов на экранированной и неэкранированной витой паре, а также волоконно-оптическом кабеле и новый SNMP/Bridge модуль, осуществляющий обмен данными между сегментами производительностью 10 и 100 Мбит/сек. и обеспечивающий управление концентратором по протоколу SNMP. Кроме того, в специальное гнездо расширения 14-портового концентратора могут устанавливаться дополнительные модули: маршрутизатор (Router 210) и сервер дистанционного доступа (Dial-A-LAN).

2.5. Связь с помощью модемов

Состояние телефонных линий на сегодняшний день в Академии оставляет желать лучшего. Чтоб по возможности улучшить качество связи (повысить скорость передачи) необходимы каналы по которым будут связываться корпуса выделить на АТС, освободив их таким образом от дребезжания реле и шумов усилителей. После этих преобразований на канал связи будет влиять только наводимые помехи на линию.

По исследованиям журнала PC Magazine из всех модемов, которые присутствуют на рынке на данный момент, соотношение цена/производительность самая высокая у модема US Robotics Courier 33.600. Этот модем поддерживает все существующие на сегодняшний день протоколы. Дополнительно в этом модеме присутствует фирменный US Robotics протокол, V2. Если на линии связывается два таких модема, то используя этот протокол возможна скорость до 56,6 кБит/сек. Желательно использование модемов во внешнем исполнении, т. к. при зависании встроенного модема, необходимо перегружать весь компьютер, что останавливает работу сети. При зависании внешнего модема, необходимо перегружать только сам модем. В связи с тем, что модем может работать только с компьютером, необходимо в каждой точке доступа установить компьютер-сервер связи. Для этих целей подойдет компьютер с минимальной конфигурацией, которая предлагается фирмами по продаже компьютеров на данный момент. Т. к. всего 4 точки доступа, то необходимо 4 компьютера.

Сервер связи, который располагается в УК-1 должен поддерживать 4 модема, т. к. компьютер обычной конфигурации поддерживает только 2 COM порта, то необходимо еще плату расширения COM портов. Каждый компьютер снабжается сетевой платой. Компьютеры находящиеся в 8 экипаже и УК-1 работают с обоими вертуальными сетями, следовательно им необходимо по 2 сетевые платы.

Для того, чтобы серверы связи могли разделять данные между модемами и сетевыми платами по сетевым адресам, необходимой операционной системой является OC Windows NT Server. Данная ОС хорошо зарекомендовала себя как сетевая операционная система. Кроме этого данная ОС осуществляет поддержку большого количества встроенного и внешнего оборудования на сервере, является мультизадачной операционной системой, использующей защищенный режим работы процессора.

Радиомодемы и виды передачи радио-Ethernrt

Передача цифровых потоков по радиоканалу не является новейшим достижением науки и техники, однако раньше применение соответствующих систем ограничивалось их высокой стоимостью и ориентацией на стационарных пользователей и большие объемы трафика. В начале 90 гг. произошел технологический прорыв в области производства компонентов СВЧ - оборудования и обработки цифровых сигналов, что привело к перевороту на рынке средств радиосвязи. Принятие международных стандартов, выделение новых частотных диапазонов, а также обвальное падение цен на аппаратуру способствовали интенсивному развитию этой отрасли за рубежом.

В последнее время объединение территориально-распределенных компьютеров в единую радиосеть с целью решения коммерческих задач стало не только технически целесообразным, но и экономически выгодным. Всплеск спроса на сетевое радиооборудование - это не временное явление, поскольку современные хозяйственные механизмы нуждаются в эффективной и мобильной связи для большого числа пользователей, а эту возможность предоставляет только радио.

Обширная номенклатура радиооборудования, предлагаемого различными компаниями, может быть разделена на следующие категории.

Компактные радиорелейные системы с пропускной способностью 2-20 Мбит/с. Дальность связи более 100 км обеспечивается за счет сегментирования линии по 15-30 км. Полный комплект оборудования для одного сегмента стоит не менее 30 тыс. дол.

Радиомодемы производительностью 0,1-2 Мбит/с используются для быстрого построения персональных линий связи длиной до 100 км. Могут применяться в режиме радиорелейных линий. Пара модемов и сопутствующее оборудование стоят около 10-20 тыс. дол.

Сетевое радиооборудование предназначено для беспроводного объединения множества пользователей, которые распределены на площади до 1 км2, в общую сеть, подобную кабельной. Это оборудование также позволяет объединять ЛС, разнесенные на расстояния до 15 км. Пропускная способность - до 10 Мбит/с. Стоимость пары мостов, необходимых для связи двух сетей, составляет приблизительно 5 тыс. дол.

2.6. Широкополосная модуляция сигнала

Все способы передачи данных по беспроводным (как, впрочем, и по кабельным) сетям можно разделить на две большие группы - с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. В первом случае между обменивающимися информацией устройствами устанавливается постоянное соединение, поддерживаемое в течение всего сеанса связи независимо от того, передаются данные или нет. В результате пропускная способность канала связи расходуется довольно неэкономно, но зато прием и передача информации происходят практически синхронно (с поправкой на время распространения сигнала по каналу).

Напротив, при передаче информации с коммутацией пакетов канал связи загружается только в тот момент, когда есть что передавать. Данные упаковываются в пакеты, в заголовках которых указывается адрес назначения, а коммутационная аппаратура сети обеспечивает доставку пакетов по адресу. Поскольку адрес присутствует в каждом пакете, то можно использовать один и тот же канал для передачи пакетов с разными пунктами назначения. Таким образом достигается значительная экономия пропускной способности канала, но зато передача и прием информации происходят неодновременно, причем разные фрагменты одного и того же массива данных могут достигать адресата с неодинаковыми по величине задержками.

Специфически "беспроводной" характеристикой технологии передачи данных является то, в какой полосе радиоспектра передается сигнал. Обычный "узкополосный" сигнал передается в узкой полосе радиоспектра, окружающего его несущую частоту. Недостаток этого метода заключается в том, что узкополосный сигнал должен обладать значительной энергией, поэтому он становится довольно сильным источником помех и, наоборот, сам оказывается уязвимым для внешних шумов.

Эти проблемы удается решать, используя широкополосный сигнал (ШПС, в английской литературе именуется "spread spectrum"). Под данным термином подразумеваются две достаточно далекие друг от друга технологии, общим свойстаом которых является то, что сигнал занимает значительно более широкий, по сравнению со своим узкополосным собратом, спектр частот. Обе технологии используя псевдослучайное (или, как его еще называют, шумоподобное) кодирование сигнала позволяют многим передатчикам, применяющим ортогональное кодирование, работать в одной полосе радиоспектра, не мешая друг другу. Кроме того, эти технологии позволяют значительно повысить помехоустойчивость. В настоящее время они используются в основном в трех диапазонах частот - 913 Мгц, 2,4 и 5,7 Ггц. Пропускная способность - от 1 до 4 Мбит./с.

Одним из способов формирования широкополосного сигнала является метод частотных скачков (frequency hopping spread spectrum - FHSS). В упрощенном виде его можно представить следующим образом: каждый из последующих бит информации "перескакивает" на другую несущую частоту (одну из 79, определенных стандартом 802.11 для FHSS). Порядок чередования поднесущих определяется псевдослучайной последовательностью. Ясно, что не зная ее, принять передачу невозможно. Каждая пара приемник-передатчик работает с одной и той же последовательностью. Очевидно, что если в непосредственной близости друг от друга работают несколько таких пар, использующих разные последовательности скачков частоты, то они друг другу не мешают. Если же в некоторый момент чьи-то несущие случайно совпадут и соответствующие данные будут испорчены, то эту ошибку можно выявить (например, с помощью протоколов более высоких уровней), и необходимый фрагмент (очень небольшой) будет передан еще раз. Точно таким же образом обеспечивается и помехозащищенность передачи по отношению к узкополосным помехам - если помехи случайно совпадут по частоте с одной из несущих, придется повторно передать очень небольшую часть общего объема данных. Отметим (сейчас станет ясно, почему это так важно), что по интенсивности радиосигнал, передаваемый по методу FHSS, не уступает узкополосному сигналу, и поэтому активно работающие ШПС-средства вполне могут служить источником помех для других устройств.

Ассортиментный перечень

Все активные устройства, используемые при построении беспроводных сетей, можно разделить на несколько основных типов: сетевые адаптеры для настольных и переносных компьютеров, беспроводные мосты, устройства доступа в кабельную сеть. Кроме того, некоторые компании (например, Aironet) выпускают так называемые радиомодули, т. е. электронные блоки, в которых реализуется ШПС-технология. Эти изделия поставляются производителям сетевого оборудования, которые могут "навесить" на вход модуля электронные схемы, на аппаратном уровне реализующие любой протокол второго уровня, Таким образом производитель может избавиться от "привязки" к протоколу, на который рассчитана готовая продукция компании - производителя беспроводного оборудования.

Беспроводные сетевые адаптеры нужны для того же, для чего используются их кабельные аналоги, - они обеспечивают доступ к среде передачи данных. Беспроводные мосты реализуют передачу информации между двумя кабельными сегментами. Устройства доступа в кабельную сеть используются для связи беспроводных сегментов (организуемых с помощью беспроводных сетевых адаптеров) с кабельными сетями. Применяя различные сочетания этих элементов, можно строить сети сложной топологии.

Используемое в России беспроводное оборудование чаще всего работает в диапазоне частот 2,4 ГГц. Пропускная способность устройств компаний Aironet и Lucent составляет 2 Мбит/с; впрочем, не так давно у Aironet появился беспроводной мост с пропускной способностью 4 Мбит/с. Дальность связи определяется не столько самим устройством, сколько характеристиками применяемой антенны и наличием или отсутствием дополнительного усилителя. В настоящее время максимальная дальность связи при работе со всенаправленной антенной составляет 8 км, с направленной - до 50 км (с использованием усилителей). Выходная мощность устройств - 30-50 мВт.

До недавнего времени беспроводные устройства разных производителей не могли обмениваться данными. В результате покупатель оказывался "привязанным" к тому производителю, чье устройство он приобрел первым. По инициативе ряда компаний был разработан стандарт 802.11 (в настоящий момент он находится на стадии утверждения), в котором описываются все протоколы обмена данными в сети Ethernet на радиочастотах. Принятие этого стандарта обеспечит полную совместимость между разными беспроводными устройствами, и тогда в общей картине останется только одна "дыра" - устройства доступа к кабельной сети, выпускаемые разными производителями, не могут обмениваться данными через кабельную сеть. Преодолеть данную проблему должен протокол IAPP (Inter-Access Point Protocol), разрабатываемый в настоящее время все теми же Lucent и Aironet.

Почти все предлагаемое на рынке оборудование поддерживает мобильных пользователей (принцип роуминга). Как правило, эта функция реализуется программными средствами и сводится к исключению возможных кольцевых пересылок пакетов. Некоторые производители предусматривают более сложный аппаратный алгоритм, включающий в себя измерение уровня принимаемого сигнала и поиск оптимальной соты.

Информация, передаваемая по радиоканалу, легко доступна, поэтому проблема защиты данных становится особенно важной для коммерческих приложений. Считается, что первичная защита осуществляется за счет образующего кода, используемого при формировании широкополосной несущей. Поскольку для систем DSSS этот код единственный, а в системах FHSS алгоритм перебора частот задается идентификационным номером, то первичное кодирование не представляет сложности, а соответственно, несложно и преодолеть такую защиту. Однако системы FHSS считаются несколько более устойчивыми к несанкционированному доступу. Аппаратное скремблирование, самый эффективный способ контроля за доступом к передаваемой информации, редко применяется в сетевом радиооборудовании, так как это значительно удорожает аппаратуру.

Конструктивное исполнение радиомоста может сильно меняться в зависимости от предполагаемой конфигурации сети. Так, мосты, предназначенные для внутриофисной связи, чаще всего размещаются в одном корпусе с плоской антенной и питаются от компьютера. Оборудование для линий связи, прокладываемых на большие расстояния, выполняется в отдельном корпусе с собственным источником питания и предполагает применение направленных антенн, размещаемых на наружных радиомачтах. Большая часть сетевого радиооборудования конструктивно рассчитана на использование в закрытом помещении с искусственным климатом.

В настоящее время на рынке предлагается весьма широкий спектр сетевого радиооборудования. Пользователь может подобрать эффективное решение практически для любой задачи, ориентируясь на цену аппаратуры, пропускную способность сети, диапазон частот, дальность связи, возможность связи с подвижными станциями, наличие скремблирования и другие параметры.

2.7. Топология соединения. по радиоканалу

На основании вышеизложенного, самым оптимальным радиомостом является ARLAN BR-2040-EE. Т. к. прямая видимость по всем направлениям отсутствует, то на крыше нового общежития, мост используется как ретранслятор. Все другие точки имеют прямую видимость на новое общежитие. Передатчик в УК2 устанавливается в торце УК2, правого крыла. Информация к мосту поступает по витой паре от Advancestack Switch 2000. На новом общежитии устанавливается мачта с двумя антеннами. Одна антенна направлена в сторону УК2, другая в сторону ВМУ. Обе антенны, через антенный разветвитель подключаются к радиомосту общежития. В сторону ВМУ достаточно одной антенны, т. к. диаграмма направленности такой антенны в вертикальной плоскости 30 градусов, в горизонтальной 40 градусов. Радиомосты расположенные в ВМУ, устанавливаются на южной стороне здания, возле окна, за счет чего обеспечивается прямая видимость на передающую антенну.

2.8. Оптические системы связи

Волоконно-оптические линии связи - это вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием "оптическое волокно".

Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Основания так считать вытекают из ряда особенностей, присущих оптическим волноводам.

Физические особенности.

1. Широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой частотой несущей (Fo=10**14 Гц). Это означает, что по оптической линии связи можно передавать информацию со скоростью порядка 10**12 бит/с или Терабит/с. Скорость передачи данных может быть увеличена за счет передачи информации сразу в двух направлениях, так как световые волны могут распространяться в одном волокне независимо друг от друга. Кроме того, в оптическом волокне могут распространяться световые сигналы двух разных поляризаций, что позволяет удвоить пропускную способность оптического канала связи. На сегодняшний день предел по плотности передаваемой информации по оптическому волокну не достигнут.

2. Очень малое (по сравнению с другими средами) затухание светового сигнала в волокне. Лучшие образцы волокна имеют затухание 0.22 дБ/км на длине волны 1.55 мкм, что позволяет строить линии связи длиной до 100 км без регенерации сигналов.

Технические особенности.

1.Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди.

2. Оптические волокна имеют диаметр около 100 мкм., то есть очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в авиации, приборостроении, в кабельной технике.

3. Стеклянные волокна - не металл, при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов. Применяя особо прочный пластик, на кабельных заводах изготавливают самонесущие подвесные кабели, не содержащие металла и тем самым безопасные в электрическом отношении. Такие кабели можно монтировать на мачтах существующих линий электропередач, как отдельно, так и встроенные в фазовый провод, экономя значительные средства на прокладку кабеля через реки и другие преграды.

4. Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа. Волоконно-оптические линии связи нельзя подслушать неразрушающим способом. Всякие воздействия на волокно могут быть зарегистрированы методом мониторинга (непрерывного контроля) целостности линии. Теоретически существуют способы обойти защиту путем мониторинга, но затраты на реализацию этих способов будут столь велики, что превзойдут стоимость перехваченной информации.

5.Важное свойство оптического волокна - долговечность. Время жизни волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены приемников и передатчиков на более быстродействующие.

Есть в волоконной технологии и свои недостатки:

1. При создании линии связи требуются высоконадежные активные элементы, преобразующие электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы. Необходимы также оптические коннекторы (соединители) с малыми оптическими потерями и большим ресурсом на подключение-отключение. Точность изготовления таких элементов линии связи должна соответствовать длине волны излучения, то есть погрешности должны быть порядка доли микрона. Поэтому производство таких компонентов оптических линий связи очень дорогостоящее.

2. Другой недостаток заключается в том, что для монтажа оптических волокон требуется прецизионное, а потому дорогое, технологическое оборудование.

3. Как следствие, при аварии (обрыве) оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при работе с медными кабелями.

Преимущества от применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) настолько значительны, что несмотря на перечисленные недостатки оптического волокна, эти линии связи все шире используются для передачи информации.

2. Оптическое волокно

Важнейший из компонентов ВОЛС - оптическое волокно. Для передачи сигналов применяются два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Свое название волокна получили от способа распространения излучения в них. Волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления n1 и n2.

В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8-10 мкм, то есть сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может распространяться только один луч (одна мода).

В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50-60 мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много мод).

Одномодовые волокна обладают лучшими характеристиками по затуханию и по полосе пропускания, так как в них распространяется только один луч. Однако, одномодовые источники излучения в несколько раз дороже многомодовых. В одномодовое волокно труднее ввести излучение из-за малых размеров световодной жилы, по этой же причине одномодовые волокна сложно сращивать с малыми потерями. Оконцевание одномодовых кабелей оптическими разъемами также обходится дороже.

Многомодовые волокна более удобны при монтаже, так как в них размер световодной жилы в несколько раз больше, чем в одномодовых волокнах. Многомодовый кабель проще оконцевать оптическими разъемами с малыми потерями (до 0.3 dB) в стыке. На многомодовое волокно расчитаны излучатели на длину волны 0.85 мкм - самые доступные и дешевые излучатели, выпускаемые в очень широком ассортименте. Но затухание на этой длине волны у многомодовых волокон находится в пределах 3-4 dB/км и не может быть существенно улучшено. Полоса пропускания у многомодовых волокон достигает 800 МГц*км, что приемлемо для локальных сетей связи, но не достаточно для магистральных линий.

Волоконно-оптический кабель

Вторым важнейшим компонентом, определяющим надежность и долговечность ВОЛС, является волоконно-оптический кабель (ВОК). На сегодня в мире несколько десятков фирм, производящих оптические кабели различного назначения. Наиболее известные из них: AT&T, General Cable Company (США); Siecor (ФРГ); BICC Cable (Великобритания); Les cables de Lion (Франция); Nokia (Финляндия); NTT, Sumitomo (Япония), Pirelli(Италия).

Определяющими параметрами при производстве ВОК являются условия эксплуатации и пропускная способность линии связи.

По условиям эксплуатации кабели подразделяют на:

•монтажные;

•станционные;

•зоновые;

•магистральные;

Первые два типа кабелей предназначены для прокладки внутри зданий и сооружений. Они компактны, легки и, как правило, имеют небольшую строительную длину.

Кабели последних двух типов предназначены для прокладки в колодцах кабельных коммуникаций, в грунте, на опорах вдоль ЛЭП, под водой. Эти кабели имеют защиту от внешних воздействий и строительную длину более двух километров.

•конструкции со свободным перемещением элементов •конструкции с жесткой связью между элементами

По видам конструкций различают кабели повивной скрутки, пучковой скрутки, кабели с профильным сердечником, а также ленточные кабели. Существуют многочисленные комбинации конструкций ВОК, которые в сочетании большим ассортиментом применяемых материалов позволяют выбрать исполнение кабеля, наилучшим образом удовлетворяющее всем условиям проекта, в том числе - стоимостным.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современную жизнь уверенно шагнули компьютерные сети. 1996 год был назван годом Интернета. Сегодня, любая, даже небольшая организация, имеющая несколько компьютеров не мыслит своего нормального функционирования без компьютерных сетей. В Академии процесс внедрения сетевых технологий тоже не стоит на месте.

В ДВГМА организована сеть с клиент-серверной архитектурой с организацией трех виртуальных подсетей по стандартам Ethernet 10Base-T и 100VG. Сеть подключена к интернету посредством двух телефонных линий через прокси-сервер Sealine. В корпусе радиоспециальности ДВГМА в настоящее время сеть отсутствует. Поэтому полностью отсутствует возможность передавать данные между УК и 8 корпусом, а также обмен информацией в самом корпусе, кроме, как перенос на дискетах. В настоящее время возник вопрос о создании сети в корпусе радиоспециальности. Эту сеть для удобства администрирования предполагается проектировать по аналогии с сетью ДВГМА. Организация каналов связи реализована посредством коммутаторов Advancedstack Switch 2000 компании Hewlett Packard. Линии связи внутри здания выполнены неэкранированной витой парой. Корпуса объединены оптоволоконным кабелем.

В корпусе радиоспециальности предлагается проект компьютерной сети в двух вариантах. Первый вариант предполагает подключение в локальную сеть компьютеров, которые уже есть в этом здании. Второй вариант подразумевает кроме подключения уже имеющихся компьютеров, предусмотреть возможность расширения сети в любое время, после прокладки линий. Для подключения нового компьютера к сети, спроектированной по второму способу, необходимо только наличие сетевой платы в компьютере и несколько метров витой пары, и через полчаса компьютер уже может работать в сети.

Но в предложенных вариантах сети, не предусмотрена связь с другими подразделениями ДВГМА. Эта проблема решена в пятой главе. В ней предлагается подключение ЛВС 8 корпуса к уже существующей сети Академии. В данном проекте рассматривается три варианта.

Первый вариант - подключение с помощью модема.

При прокладке выделенной линии между УК и 8 корпусом максимальная скорость достигаемая модемом на сегодняшний день 53,6 КБит/сек. В соответствии с экономическим расчетом коэффициент цена/производительность Кц/п = 8.122. Кроме довольно низкого коэффициента, метод имеет ряд существенных недостатков. Возможные зависания модемов приводят к срыву связи, плохая защищенность данных от несанкционированного доступа. Простаивание минимум двух компьютеров, используемых в качестве серверов связи.

Второй вариант - подключение с помощью радиомодема.

При использовании соединения с 8 корпусом при помощи радиомодемов возможно достижение скорости 4МБит/сек. При таком подключении Кц/п=261.44. Это на много больше чем при связи по модему. Еще одно из преимуществ связи по радиомодему в том, что нет необходимости прокладывать физические линии. Но данный способ тоже имеет свои недостатки такие, как: существенное снижение скорости при воздействии СВЧ помех; воздействие на антенные устройства погодных факторов уменьшается дальнодействие модема и может привести к полному срыву связи. Кроме этого необходимо разрешение местного комитета радиосвязи на использование частоты.

Третий вариант - подключение с помощью оптоволокна.

Оптоволокно позволяет передавать данные со скоростью 1?1012Бит/сек. Но аппаратные средства на сегодняшний день позволяют достигать скорости 100МБит/сек. Соотношение цена / производительность. Кц/п = 9871.7.Это на порядок выше, чем при связи по радиомодему. Кроме этого у оптоволокна есть ряд других преимуществ: такой канал не восприимчив к воздействию внешних помех, сам не излучает помех, максимальный уровень конфиденциальности при передаче информации. Срок службы кабеля 25 лет - гарантированно. Но при этом способе связи тоже есть свои недостатки: при обрыве кабеля работа по восстановлению очень трудоемка. Монтаж оптоволокна требует очень дорогое прецизионное оборудование. Однако т. к. преимущества очевидны, то наиболее рациональным предлагается использование канала на оптоволоконном кабеле.

Используя данный диплом можно, выбрав один из видов ЛВС в 8 корпусе, и один из способов соединения с сетью Академии, создать корпоративную сеть отвечающую всем требованиям предъявляемым к ней.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ