Pазработка мультисервисной сети для Комсомольского-на-Амуре завода подъемно-транспортного оборудования

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время наблюдается тенденция к использованию локальных вычислительных сетей в качестве универсального средства для решения производственных задач.

Развитие сетевых и телекоммуникационных систем приводит к их интеграции и как следствие к повышению информационного наполнения. Для обеспечения своевременной и качественной обработки анализа информации предприятие должно быть оснащено современной технической базой и программным обеспечением, способным выполнять поставленные задачи.

Современный уровень производства, условия рынка конкурентной борьбы предъявляют повышенные требования к управлению, работе менеджеров высшего и среднего звена. В условиях всеобщей автоматизации информационных потоков, вычислительных процессов, инженерных и конструкторских работ, без создания системы автоматизированных рабочих мест работников управления, особенно на ключевых позициях, невозможно эффективно управлять производством. Это утверждение обусловлено в основном скоростью документооборота, периодом времени от постановки проблем до принятия мер по их разрешению, временем на конструирование, выполнение чертежей и наблюдением за производством.

Без использования глобальных информационных сетей электронной связи невозможно говорить о маркетинговых исследованиях рынка, эффективном поиске партнеров, потребителей и т. д.

В связи с вышеизложенным, возникает необходимость создания системы, которая могла бы автоматизировать работу, как в целом на предприятии, так и в отдельных его подразделениях.

Целью данного дипломного проекта является разработка мультисервисной сети для Комсомольского-на-Амуре завода подъемно-транспортного оборудования (КЗ ПТО).

Мультисервисная сеть — это сеть, в которой на аппаратном уровне объединены различные сетевые технологии, обеспечивающие весь спектр или набор услуг, предоставляемых на основе отдельных сетевых технологий.

Основным аспектом проекта является создание серверной базы и сетевой инфраструктуры всего предприятия, которая объединит все компьютерное оборудование в единую систему автоматизированного управления предприятием. Проложенная коммуникация мультисервисной сети позволит применить её не только по прямому назначению, но и создать на её основе любую систему, требующую качественную и быструю передачу данных, в их число могут войти системы по управлению и загрузке автоматов непосредственно работающих в цехах предприятия.

В данном дипломном проекте описывается проектирование локальной вычислительной сети в здании заводоуправления, телефонной сети предприятия, системы видео наблюдения в цехе по изготовлению и сборке подъемно-транспортных машин, а также проектирование и расчет узла удаленного доступа.

1. ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

1.1 Описание территории Комсомольский завод подъемно-транспортного оборудования (КЗ ПТО) находится в северо-западной части города, по адресу: Северное шоссе, дом 3.

Территория завода составляет около 1400 м².

На территории предприятия находятся трехэтажное здание заводоуправления, пристроенное к цеху № 1 по изготовлению и сборке подъемно-транспортных машин. Следующий цех расположен на расстоянии 15 м. Это цех № 2 его ворота смотрят прямо на ворота цеха № 1, таким образом, чтобы изготовленная грузоподъемная конструкция по рельсам, проложенным по периметру цехов, попадала во второй цех для покраски и благоустройства кабины-управления.

Помимо двух ведущих цехов на территории КЗ ПТО справа от заводоуправления ремонтируется здание заводской столовой, а слева имеются строительные сооружения ангарного типа высотой 7−7,5 м, в данный момент эти производственные площади сдаются в аренду частным предпринимателям и фирмам города.

Мимо арендуемых помещений из цеха № 2 проходят рельсы, по которым готовую продукцию перетягивают на открытую площадку шириной чуть больше 40 м, где производится частичная сборка отдельных габаритных деталей крана и погрузка их на железнодорожную платформу, для отправки заказчику.

Крайнее здание на территории КЗ ПТО, отделенное от заводоуправления площадкой погрузки и тремя ангарными постройками — это складские помещения завода. Склады находятся в прямоугольном железобетонном здании с плоской крышей. Высота здания 8 м. Расстояние до здания заводоуправления около 250 м.

На территории КЗ ПТО практически нет зеленых насаждении. Достаточно высокие деревья растут только по периметру бетонного забора, который отделяет территорию завода от проезжей части.

1.2 Описание технологического процесса работы предприятия Комсомольский-на-Амуре завод подъемно-транспортного оборудования — ведущий изготовитель грузоподъемных кранов по России. Высокий технический потенциал предприятия, накопленный за 50 лет успешной работы, профессиональный опыт коллектива обеспечивают изготовление высококачественной продукции.

Сегодня Предприятие изготавливает мостовые и козловые краны, кран-балки индивидуального исполнения по требованию заказчика.

Продукция отличается от серийной конструктивными особенностями и техническими характеристиками (габаритными размерами, грузоподъемностью, скоростями механизмов и т. п.) Все краны оснащены современным оборудованием, обеспечивающим высокие эксплутационные показатели и надежность в работе. Завод также производит монтаж и реконструкцию кранов у потребителей, товары народного потребления.

Система качества завода соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 9001 2001 (ИСО 9001: 2000).

Завод обеспечен лицензиями на проектирование, изготовление, монтаж и ремонт подъемных сооружений.

Козловые краны грузоподъемностью до 40 т. пролетом до 32 м., в том числе

— одноконсольные, двухконсольные, бесконсольные;

— крюковые;

— универсальные краны со съемным автоматическим контейнерным захватом для перегрузки железнодорожных контейнеров грузоподъемностью 5 т; 20 т; 24 т; 36 т, крюком и траверсой; и другие.

Мостовые краны грузоподъемностью до 50 т., пролетом до 34,5 м, в том числе:

— общего назначения;

— взрывобезопасные;

— литейные;

— грейферные; магнитные; магнитно-грейферные.

Так же КЗ ПТО изготавливает краны с индивидуальными характеристиками.

В настоящее время продукция завода пользуется спросом на внутреннем рынке России и за рубежом (Югославия, Венгрия, Болгария, Сирия, Нигерия, Турция, Индия, Монголия, КНДР, Вьетнам и другие).

По мере развития российской экономики, особенно тяжелого и среднего машиностроения, горно-металлургической промышленности транспорта, спрос на продукцию ежегодно возрастает на 10−1 5%.

Свою продукцию предприятие изготавливает в двух ведущих цехах завода. Части грузоподъемной машины собираются в цехе № 1. Строительные и монтажные работы организованны таким образом, что заготовка (деталь) продвигается на рельсовой платформе по центру цехового помещения и, останавливается на каждом этапе. После изготовления деталь на той же платформе перемещается в цех № 2, где заключительные работы предпродажной подготовки (покраска, монтаж кабины управления). Полная сборка крана производится на территории заказчика выездной группой инженеров.

1.3 Информационно-техническое обследование предприятия На предприятии КЗ ПТО проведено обследование степени автоматизации управления в основных его структурах. Выяснилось, что объектами обслуживания являются автоматизированные процессы в следующих структурных подразделениях: планово-экономический и финансовый отделы, бухгалтерия и группа по договорной работе и сбыту, отдел главного конструктора и отдел главного технолога, отдел технического контроля (ОТК) и отдел маркетинга, отдел материально-технического снабжения и отдел кадров, бюро техники безопасности и производственный отдел. Обслуживаются так же юрист, архив главного конструктора, секретарь и коммерческая группа.

Анализируя имеющийся в наличии парк компьютерной техники, сетевого оборудования, программного обеспечения и уровень подготовки кадров выяснилось, что компьютерная база включает в себя несколько морально и физически устаревших компьютеров нуждающихся в замене.

Компьютерная сеть в настоящий момент состоит из 3-х разрозненных и маломощных по пропускной способности сетей. Наиболее развитая сеть находится в бухгалтерии.

Вычислительная мощность имеющихся компьютеров в целом удовлетворяет требованиям текущих задач, но в то же время, требуется частичная модернизация более половины имеющегося компьютерного оборудования (в частности, замена сетевых карт, концентраторов сети) Сеть одноранговая, основанная на технологии Ethernet. Использована топология типа «звезда». Пропускная способность сети в бухгалтерии составляет 10 Мбит/с.

В качестве передающей части использован медный провод типа «витая пара» (UTP — кабель категории 5), что дает возможность для дальнейшего усовершенствования сети. В качестве концентраторов использованы два хаба Cnet (СТ8800ЕЗС ИТС/UTP 8 портов) соединенных вместе кроссовым кабелем.

В планово-экономическом отделе используется в качестве концентратора — хаб SuperCom (EP805X 10/100 5 портов). Пропускная способность может составлять до 100 Мбит/с. Используемые сетевые карты могут работать на скорости 10 Мбит/с и 100 Мбит/с.

В отделе маркетинга для коммутации двух компьютеров используется кроссовый кабель. Системное программное обеспечение не приобретено и не поставлено на баланс предприятия. Бухгалтерское программное обеспечение до конца не настроено.

В пределах настроенных функций бухгалтерское программное обеспечение работает вполне удовлетворительно.

Степень компьютеризации рабочих мест всего предприятия приведена в таблице 1.1

Таблица 1.1 — Степень компьютеризации рабочих мест

Учитывая результаты информационно-технического обследования предприятия, проектирование и реализация рассматриваемой в данном дипломном проекте сети будет осуществляться поэтапно.

Первый этап включает в себя создание основной серверной базы и сетевой инфраструктуры, которая позволит начать работы по интеграции всего компьютерного оборудования в единую систему управления предприятием.

Второй этап — это создание автоматизированных рабочих мест (АРМ) в бухгалтерии, расчетном отделе, юридическом бюро, отделе кадров, отделе автоматизирования систем управления предприятием (АСУП). Далее, создание АРМ в планово-экономическом отделе, финансовом отделе, группе по договорной работе и сбыту, коммерческой группе. Затем планируется создание АРМ в управлении, ОТК, бюро сертификации, бюро стандартизации, отделе материально-технического снабжения, а так же автоматизация рабочих мест в отделе главного технолога, отделе главного конструктора.

Третий этап подразумевает проектирование телефонной сети предприятия, а также разработка системы видео наблюдения в цехе по изготовлению и сборке подъемно-транспортных машин.

Этапы рассматриваются подробно в последующих разделах данного дипломного проекта.

2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРИРОВАННОЙ СХЕМЫ СЕТИ

Разрабатываемая мультисервисная сеть находится на территории одного предприятия (КЗ ПТО). К подключению в рамках проекта запланировано: 99 абонентов телефонии и 99 абонентов передачи данных, 4 точки видеонаблюдения и 1 узел удаленного доступа.

При проектировании сети учитывались следующие принципы:

Производительность. Используемые в проекте модели оборудования выбирались исходя из предполагаемого увеличения объемов обрабатываемого трафика (в 4 раза по сравнению с текущим состоянием), а также из требований к выполняемым функциям и используемым протоколам.

Масштабируемость. Сеть обеспечивает возможность расширения, т. е. используемое оборудование и топология предусматривает возможность увеличения количества подключаемых пользователей, увеличение трафика. Все оборудование выбирается с резервом, как по производительности, так и по возможности установки дополнительных модулей и расширению функциональности.

Эффективность. В процессе проектирования производится оптимизация с целью более эффективного использования ресурсов сети. Ресурсы представляют собой ресурсы оборудования (количество памяти, производительность процессора) и ресурсы каналов передачи данных (пропускная способность).

Мультисервисность. Сеть обеспечивает возможность одновременной передачи данных, голоса и видео. Оборудование имеет возможность обеспечения сопряжения с телефонной сетью общего пользования, через аналоговые интерфейсы. Также имеется возможность настройки функций качества сервиса (QoS) для различных видов трафика с учетом их приоритетности.

Безопасность. Все устройства, входящие в состав сети, защищены системой паролей.

Унификация и стандартизация. При создании сети в качестве активного сетевого оборудования применяется оборудование производства компаний Cisco Systems. Все оборудование имеет сертификаты ГОСТ.

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

3.1 Проектирование кабельной системы Проектируемая локальная сеть предусматривается в трехэтажном здании завода управления КЗ ПТО. Рабочие кабинеты, включенные в структурированную кабельную систему (СКС), находятся на всех трех этажах. Для построения выбрана топология типа — «Звезда», как показано на рисунке 3.1

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая, по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Основу кабельной системы составляют кабели «витая пара», коммуникационные панели, розетки для подключения внешних устройств и центральный распределительный узел.

Кабельная разводка выполняется кабелем типа «неэкранированная витая пара» (UTP-кабель категории 5), обеспечивающим высокую надежность и скорость передачи данных в сочетании с высокой технологичностью. Неэкранированная витая пара определена в особом стандарте — Electronic Industries Association and the Telecommunications Industries Association (EIA/TIA) 568 Commercial Building Wiring Standart. Выбранный кабель состоит из четырех витых пар медного провода и способен передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с.

В соответствии с выбранной топологией кабельной системы информационные кабели заканчиваются в центральном распределительной узле. В рабочих помещениях кабель заканчивается розеткой RJ-45. Информационные и электрические розетки устанавливаются на высоте 20 см от пола в монтажные коробки для скрытой установки в стены здания. Для прохода абонентских кабелей между этажами выполняются вертикальные отверстия. Таким образом, обеспечивается неподвижное положение кабельной системы. Производителем UTP кабелей, коммутационных панелей и информационных розеток является фирма Rit.

Центральный распределительный узел (RC 2.1) расположен на втором этаже здания в помещении № 218. Производителем монтажного оборудования является фирма Rittal. В шкафу размещаются коммутационные панели активного оборудования локальной сети.

В целом по зданию заводоуправления устанавливается 99 точек подключения с двумя подведенными станционными UTP кабелями, точка подключения представляет собой двух портовую информационную розетку RJ-45.

Рисунок 3.1 — Структура топологии «Звезда»

Спроектированная СКС должна обеспечить эффективный поиск и обмен данными. В ней предусмотрены возможности для защиты данных, для управления разграничением доступа к данным, для контроля над использованием данных.

Поэтажный план разводки кабельной системы и распределения информационных розеток приведен на схемах в конце данного раздела.

3.2 Выбор оборудования На начальном этапе выбора оборудования, исходя из выводов сделанных в результате информационно-технического обследования предприятия, необходима частичная модернизация компьютеров, которые не пригодны к дальнейшей эксплуатации в силу недостаточного быстродействия, а в некоторых случаях полная комплектация рабочих мест.

Для того чтобы ввести в эксплуатацию рабочие места в структурных подразделениях необходимо докупить недостающее количество машин. В комплексе эти машины упоминаются ниже как — «рабочая станция» Список машин с необходимыми параметрами сведен в таблицу 3.1

Таблица 3.1 — Список необходимых машин с параметрами

Потребуется обеспечить компьютеры источниками бесперебойного питания АРС Buck-UPS AVR500 или аналогичными по характеристикам.

Для создания структурированного подхода к организации сети, для предоставления всех необходимых для работы сервисов, для сохранения ценной коммерческой информации в секрете от посторонних лиц внедрить на предприятии компьютерную сеть по схеме клиент — сервер. Организовать домен на основе Windows 2000 Server и выделенный файл-сервер для обслуживания баз данных.

Подробная спецификация выбранного сервера приведена в таблице 3.2

Таблица 3.2 — Подробная спецификация на сервер Intel Server SR2300

Для обеспечения бесперебойной работы сети в не зависимости от перемещений отделов и работников проложить по зданию заводоуправления структурированную кабельную систему. Для этого выделить кабинет на втором этаже под серверную комнату. Учитывая малую протяженность кабельных трасс и небольшое количество точек подключения, совместить кроссовую комнату с серверной комнатой. Связать серверную комнату с другими этажами при помощи стояков на третий и первые этажи. Кабель предлагается прокладывать при помощи металлических лотков, обеспечивая точками подключения каждый кабинет. В состав точки входят розетка двойные типа RJ 45. На этапе прокладки СКС подключение осуществляется только к розеткам компьютерной сети. В плане автоматизации предусмотрена возможность дальнейшего наращивания сервиса СКС. Учитывая возможную в дальнейшем проводку питающей сети в коробах и заземления, емкость коробов выбираем большей.

В серверной комнате все активное сетевое оборудование устанавливается в стандартный шкаф, оснащенный системой вентиляции и блоками бесперебойного питания. Спецификация оборудования коммутационного шкафа содержится в таблице 3.3.

Таблица 3.3 — Подробная спецификация оборудования на коммутационный шкаф

Для обеспечения каждого компьютера возможностью печати приобрести многофункциональный принтер/копировальный аппарат Xerox WorkCentre Pro 315/320.

Дальнейший выбор оборудования, а так же программного обеспечения будем рассматривать в соответствии с этапами проектирования мультисервисной сети, рассмотренными в пункте 1.3 данного дипломного проекта.

Первый этап — создание основной серверной базы и сетевой инфраструктуры, которая позволит начать работы по интеграции всего компьютерного оборудования в единую систему управления предприятием, потребует для своей реализации программные продукты MS SQL 2000 Standart, 1 Processor license, а также Windows 2000 Server, 5 Cln и Windows 2000 Server, ChentAccessLicense 5 Cln.

Список необходимого оборудования приведен в таблице 3.4

Таблица 3.4 — Список оборудования и материалов для организации первого этапа

Второй этап — это создание автоматизированных АРМ подразделениях заводоуправления.

Для создания АРМ в бухгалтерии, расчетном отделе, юридическом бюро, отделе кадров, отделе АСУП, необходимо 5 блоков бесперебойного питания АРС BuckUPS AVR 500 и 9 рабочих станций.

В таблице 3.5 перечислено программное обеспечение, необходимое для организации работы сотрудников данных отделов.

Таблица 3.5 — Программный продукт

Для создания АРМ в планово-экономическом отделе, финансовом отделе, группе по договорной работе и сбыту, коммерческой группе потребуется 10 рабочих станций. Для организации работы сотрудников (пользователей сети) необходима установка Сервера авторизации (Intel Server SR1200), а также программный продукт, перечисленный в таблице 3.6

Таблица 3.6 — Программный продукт

Для создания АРМ в управлении, ОТК, бюро сертификации, бюро стандартизации, отделе материально-технического снабжения, а так же автоматизация рабочих мест в отделе главного технолога, отделе главного конструктора потребуется 21 рабочая станция.

В конструкторском бюро для ускорения трехмерных вычислений устанавливается специализированная двухпроцессорная графическая станция на основе процессора Intel Xeon™ DP, 2400MHz, Cache 512Kb, FSB 533MHz, 604-pin FCPGA2. Вместе со станциями устанавливается монитор iiYama Vision Master Pro 512, 22″, 0.24 mm, 390 МГц, 2048×1 536 /87 Гц, а также монохромный плоттер формата АО XEROX SYNEGI 8825 для вывода чертежей на печать, сканер А0 XEROX SYNEGI и принтер HP Design Jet 10 PS. Подробная спецификация на двухпроцессорную графическую станцию приведена в таблице 3.7

Таблица 3.7 — Подробная спецификация на двухпроцессорную графическую станцию

Для конструкторского отдела потребуется одна специализированная графическая станция для проведения расчетов металлоконструкций и системного проектирования кранового оборудования на базе материнской платы ASUS P4GE GOLD на основе процессора Intel Pentium 4. С монитором LG 95ОР 19″. Подробная спецификация на однопроцессорную графическую станцию сведена в таблицу 3.8.

Таблица 3.8 — Подробная спецификация на однопроцессорную графическую станцию

В таблице 3.9 представлен программный продукт для работы отдела главного конструктора и отдела главного технолога.

Таблица 3.9 — Программный продукт

При выборе оборудования для локальной вычислительной сети заводоуправления учитывались потребности и возможности предприятия.

Для максимально надежной работы сети выбран удаленный от источников помех «маршрут» прокладки кабельной системы.

Потребовалось приобретение дополнительных компьютеров, недостающего количества источников бесперебойного питания и программного обеспечения для работы в сети. В процессе подбора оборудования пришлось заменить старые низкоскоростные сетевые карты новыми сетевыми кортами с подходящей скоростью (до 100 Мбит/с).

Все оборудование поддерживает одинаковый стандарт Ethernet 100 BaseTX, то есть не смотря на разных производителей оно аппаратно совместимо.

Для подключения проектируемой ЛВС к Интернет, для организации узла удаленного доступа, а также для соединения телефонной сети предприятия с телефонной сетью общего пользования используется модульный маршрутизатор Cisco 3745 (серия Cisco 3700).

Мультисервисные маршрутизаторы доступа серии Cisco 3700 — это новое семейство модульных сетевых устройств, обеспечивающих гибкое и масштабируемое внедрение современных приложений электронного бизнеса на интегрированной платформе доступа, установленной в корпоративном филиале. Маршрутизаторы серии Cisco 3700 поддерживают Cisco AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data) — основанную на отраслевых стандартах сетевую архитектуру корпоративного масштаба, которая позволяет объединить технологические стратегии со стратегиями ведения бизнеса в единую связную модель.

Модульные маршрутизаторы доступа серии Cisco 3700 оснащаются сетевыми модулями (network module, NM), платами интерфейса с глобальными вычислительными сетями (ГВС) WAN Interface Card, WIC и усовершенствованными модулями интеграции (Advanced Integration Module, AIM), для доступа к ГВС. Организации голосовых шлюзов и выполнения приложений, связанных с коммутируемым доступом. Модель серии Cisco 3745 может оснащаться новым, более широким сервисным модулем высокой плотности портов (high density services module, HDSM) с большим числом интерфейсов. В маршрутизаторе Cisco 3745, стандартная конфигурация которого включает 4 слота для сетевых модулей (NM), вместо четырех модулей NM можно установить два модуля HDSM, удалив перегородки между соседними слотами модулей NM. Маршрутизатор Cisco 3745 стандартно оснащается двумя слотами для сетевых модулей NM, но в один из этих слотов можно установить модуль HDSM, а во второй — модуль NM. За счет использования новых модулей HDSM маршрутизаторы серии Cisco 3700 обеспечивают более высокую плотность портов и внедрение новых, более производительных сервисов.

Особенностью Cisco 3745 является поддержка интегрированной функции In-Line Power (запитывание цепей без использования дополнительного блока питания) на факультативных коммутирующих модулях 10/100 Мбит/с, необходимой для приложений IP-телефонии или для беспроводной связи в локальной сети при использовании устройств семейства Aironet. Модель Cisco 3745 оснащена оперативной памятью DRAM и Flash-памятью повышенной емкости для ускорения и упрощения внедрения будущих сервисов и функциональных дополнений.

Структурная схема локальной сети показана на рисунке 3.2.

3-й этаж

АРМ

АРМ 30 шт.

АРМ

2-й этаж

АРМ

RC 2.1

Патч-панели

АРМ 38 шт.

пачкорд RJ-45

Активное оборудование

АРМ

1-й этаж

АРМ

АРМ 31 шт.

АРМ

Рисунок 3.2 — Структурная схема локальной сети

3.3 Проектирование узла доступа в Интернет В данном проекте доступ во всемирную сеть Интернет организуется при помощи шлюза, в качестве которого используется маршрутизатор Cisco. Принцип построения соединения показан на рисунке 3.3.

Локальная сеть подключается к Интернет всего через один адрес, динамически выдаваемый провайдером. Фактически понадобится DialUp соединение для одного пользователя, а подключается к Интернет вся сеть. При этом во внутренней сети возможно использование IP адресов выделенных для использования в частных сетях, поскольку маршрутизатор будет динамически осуществлять трансляцию внутренних адресов в полученный во время сеанса связи внешний адрес по портам TCP. Такой вид трансляции называется PAT (port address translation) — трансляция по портам TCP через один IP адрес. На маршрутизаторе может быть включен протокол DHCP, тогда все IP адреса в подключенной сети будут раздаваться клиентским станциям динамически.

Типичный сеанс доступа в Интернет или к почтовому серверу провайдера где хранятся почтовые ящики клиента выглядит следующим образом. На каком-либо компьютере сети запускается приложение — например Netscape Navigator и открывает удаленный сервер например www.cisco.com. Эти действия порождают трафик который в свою очередь вызывает установление соединения с провайдером.

Для обеспечения достаточно высокой скорости соединения для всех компьютеров сети подключение к Интернет осуществляется по выделенной линии (выделенная только для нужд абонента некоммутируемая физическая линия).

Предоставление абонентам выделенной линии требует выделение свободной пары во всех магистралях по пути ее установки. На станцию пара не заходит, а соединяется с парой из следующей магистрали в кроссе. Важным свойством прямой линии является то, что сигнал не заходит ни в ИКМ-тракт или другое оборудование уплотнения, а, следовательно, рабочий диапазон частот не ограничен 3,1 кГц, и нет потерь из-за временных задержек. Важным фактором является полная длина линии (чем больше длина, тем хуже параметры линии), и эти параметры, влияют на выбор модели модемов. В таких случаях используются широкополосные xDSL модемы с пропускной способностью до 2Мбит/с.

Выбранный в данном проекте Crocus HDSL (High bit rate Digital Subscriber Line) является высокоскоростным модемом нового поколения для работы на выделенных линиях и корпоративной связи. Благодаря применению высокопроизводительной HDSL технологии, данный модем может работать на больших расстояниях без применения репитеров или перебора пар. Большой набор сменных модульных DTE интерфейсов делает Crocus HS подходящим для большинства приложений.

Могут быть использованы не только модульные интерфейсы типа V.24,V.34+, V.35, V.36, RS-530 и X.21, а также G703 (64 kbps co-directional).

Для подключения DSLмодема в слот маршрутизатора Cisco 3745 закрепляется модуль 1-Port G. SHDSL WAN Interface Card (dial and leased line).

Рисунок 3.3 — Схема подключения DSLмодема для выхода в Интернет

3.4 Проектирование беспроводного сегмента локальной сети При разработке проекта мультисервисной сети предприятия КЗ ПТО, появилась необходимость соединения с локальной сетью заводоуправления складского помещения, находящегося на территории завода и расположенного на расстоянии 250 м от заводоуправления.

Для этого в складе был установлен один компьютер и специализированное программное обеспечение «Реализация и склад».

Соединение данного рабочего места с ЛВС при помощи кабеля (по воздуху) — невозможно, так как между складом и заводоуправлением располагается площадка сборки и погрузки высотного подъемно-транспортного оборудования. Прокладка кабеля под землей для одного компьютера — нецелесообразна и не выгодна. Ввод в проводную сеть стандарта Ethernet 802.3 сегмента RadioEthernet 802.11 потребует больших затрат на приобретение дополнительного оборудования.

Поэтому мной было принято решение соединить компьютер складского помещения с сетью посредством GPRS.

Технология GPRS ориентирована на применение только в сетях цифровой сотовой связи стандарта GSM, реализованных на основе метода временного разделения доступа — Time Division Multiple Access (TDMA). Именно использованию особенностей TDMA и обязана своим появлением GPRS.

Упрощенно суть метода TDMA заключается в следующем. Время работы одного радиоканала связи, он делится на стандартные по длительности (временные интервалы, распределяемые по очереди между несколькими абонентами). В результате на одной радиочастоте, возможно, передавать сразу несколько разговоров или организовать несколько независимых каналов обмена данными. В стандарте GSM максимальное число таких каналов равно восьми.

Подобное временное разделение канала связи между несколькими пользователями позволяет увеличить количество одновременно обслуживаемых абонентов, при этом только в редкие моменты пиковых нагрузок в сотовой сети все каналы оказываются занятыми. Остальное же время часть таких каналов свободна. Вот на этой особенности и основана идея технологии GPRS: когда абоненту требуется высокоскоростная передача информации — временно «отдавать» ему свободные временные интервалы в данном радиоканале. Таким образом, скорость передачи информации может возрастать в несколько раз.

Сам канал GSM способен обеспечить несколько большую скорость передачи информации, если использовать иные методы кодирования. Без заметного снижения качества, скорость передачи данных может быть увеличена до 14,4 Кб/с.

Отсюда и возникают высокие скорости передачи данных в GPRS: до 115 Кб/с, а в пределе — более 170 Кб/с. Причем именно столь большие скорости связи позволяют достаточно безболезненно выделять на некоторое время увеличенные ресурсы одному из пользователей, не рискуя заметно снизить шансы других абонентов дозвониться до сети. Действительно, в режиме GPRS, например, получение даже довольно большого электронного письма размером с целую машинописную страницу может быть осуществлено за десятые доли секунды.

А если учесть, что заложенное в технологии GPRS время задержки выделения радиоресурсов для передачи пакета данных не должно превышать 1 сек., то, например, проверка почтового ящика для пользователя будет происходить почти мгновенно.

Столь существенные изменения в условиях обмена данными с помощью мобильных терминалов открывают и многочисленные новые возможности.

Одно из самых больших преимуществ режима GPRS — то, что абонентское устройство в паузах между приемом и передачей данных «не занимает линию». Аппаратура оператора сотовой сети просто «помнит» о том, что пользователь находится в готовности к передаче или получению данных, а ресурсы радиоканала выделяются ему только на время обмена информацией. Другими словами, любые GPRS-устройства могут находиться на связи непрерывно (если они, конечно, включены и находятся в пределах зоны покрытия сети) — в состоянии «постоянного виртуального соединения». При этом оператор требует от абонента только оплату интервалов активной работы его терминала или объема переданной и полученной информации.

Абоненты могут быть постоянно подключены к Интернету или корпоративной вычислительной сети. Большие возможности технология GPRS открывает для электронной коммерции, систем передачи телеметрии, дистанционного мониторинга, охранных систем, промышленной электроники и т. п.

Сегодня в мире общее число сотовых сетей, занятых внедрением GPRS, исчисляется сотнями. Целью внедрения технологии GPRS было существенное повышение скорости передачи данных по каналам сотовой связи, а также обеспечение режима «постоянной подключенности» абонентов, наподобие того, как это реализовано в локальных вычислительных сетях. Но, в отличие от локальных сетей, рабочей зоной здесь оказывается уже вся зона охвата используемой сотовой сети, а с учетом роуминга — практически все области Земли, где действуют сотовые сети GSM. Такой охват сегодня недоступен, фактически, никаким другим беспроводным технологиям, за исключением спутниковых. В этом состоит одно из принципиальных достоинств технологии GPRS.

Для организации связи по технологии GPRS в данном проекте понадобится два GPRS-модема и две SIM-карты оператора мобильной связи предоставляющего услугу GPRS .

GPRS-модемы — один из типов устройств беспроводной передачи данных. Они работают по технологии пакетной передачи информации, реализуемой в сетях сотовой связи стандарта GSM и получившей наименование General Pocket Radio Service, или сокращенно -;

GPR. Фактически в роли GPRS-модема может выступать мобильный телефон. В данном проекте используется два GSM/GPRS-модема (производитель — немецкая корпорация Falcom Wireless Communications) — Falcom Twist-USB-Set подключаемых, как видно из названия, к шинам USB. Один модем — подключается к компьютеру на складе, другой к сетевому компьютеру в здании заводоуправления.

Устройство представляет собой фактически внешний модем, который вместо телефонной линии подключается к беспроводной сети GPRS. В его основе лежит модуль Siemens MC35. Для работы с ним необходима программа Mobile PhoneTools от компании BVRP Software.

Модем качественно соединяется с сетью за несколько секунд выполняет все телефонные функции, а также отправку/прием факса и работу с SMS. Возможно и традиционное (голосовое) GSM-подключение на скорости 14,4 кбит/с.

Подключение к ПК происходит через USB, и дополнительного внешнего питания аппарат не требует. К модему прилагается гарнитура hands-free, с помощью которой можно использовать устройство как обычный сотовый телефон (что немаловажно для данного проекта). Внешняя антенна (не телескопическая) она подключается с противоположной стороны от других разъемов. Драйверы модема ориентированы под Windows 2000/XP, что подходит для данного проекта.

Что касается мобильного оператора, в городе Комсомольске-на-Амуре услугу GPRS предоставляет только «Мегафон», но с 2005 года, планируется ввод этой услуги оператором «Билайн».

Подключения к сети «Мегафон» или «Билайн» — бесплатное, а тариф на услуги GPRS не превышает $ 0,40 за 1 мегабайт — это приблизительно 20 Web-страниц или около 100 электронных писем без вложений.

Для редких сеансов связи со складом и пересылки малого объема документации этого вполне достаточно.

беспроводный локальный сеть телефонный

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ

4.1 Понятие IP-телефония Создание телефонной сети предприятия — это третий этап проекта. Данный проект предусматривает организацию на предприятии КЗ ПТО IP — телефонной сети.

Под IP-телефонией понимается технология, позволяющая использовать Интернет или любую другую IP-сеть в качестве средства организации и ведения международных и междугородных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени. IP-телефония является одним из наиболее сложных и системных приложений компьютерной телефонии.

В свою очередь, Интернет — это всемирная сеть компьютерных сетей. Используя Интернет, можно обмениваться цифровой информацией (наиболее известный пример — электронная почта). Однако технически возможным представляется оцифровать звук или факсимильное сообщение и переслать его аналогично тому, как пересылаются цифровые данные. И в этом смысле IP-телефония использует Интернет (или любую другую IP-сеть) для пересылки голосовых или факсимильных сообщений между двумя пользователями компьютера в режиме реального времени.

4.2 Основные принципы работы IP-телефонии Интернет фундаментально изменяет представления и о телефонии и о способах коммуникации. Хотя телефонные сети и сети передачи данных сосуществовали в течение десятилетий, они развивались независимо друг от друга. IP-телефония объединяет их в единую коммуникационную сеть, которая предлагает мощное и экономичное средство связи. Десятки компаний по всему миру предлагают коммерческие решения для IP-телефонии. Все крупные телекоммуникационные компании начали исследования, с целью лучше понять открывающиеся перспективы. Решения IP-телефонии комбинируют голос и данные в одной сети и предлагают дешевые международные и междугородные звонки и целый набор коммуникационных услуг любому пользователю.

Общий принцип действия телефонных серверов IP-телефонии таков: с одной стороны, сервер связан с телефонными линиями и может соединиться с любым телефоном мира. С другой стороны, сервер связан с Интернетом и может связаться с любым компьютером в мире. Сервер принимает стандартный телефонный сигнал, оцифровывает его (если он исходно не цифровой), значительно сжимает, разбивает на пакеты и отправляет через Интернет по назначению с использованием протокола Интернет (TCP/IP). Для пакетов, приходящих из сети на телефонный сервер и уходящих в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке.

Обе составляющие операции (вход сигнала в телефонную сеть и его выход из телефонной сети) происходят практически одновременно, что позволяет обеспечить полнодуплексный разговор. На основе этих базовых операций можно построить много различных конфигураций. Допустим, звонок телефон-компьютер или компьютер-телефон может обеспечивать один телефонный сервер. Для организации связи телефон (факс) — нужно два сервера.

Для того чтобы осуществить междугородную (международную) связь с помощью телефонных серверов, организация или оператор услуги должны иметь по серверу в тех местах, куда и откуда планируются звонки. Стоимость такой связи на порядок меньше стоимости телефонного звонка по обычным телефонным линиям. Особенно велика эта разница для международных переговоров.

Для предприятия, рассматриваемого в этом проекте, низкая стоимость междугородних звонков играет большую роль, т.к. в списке заказчиков не мало иностранных клиентов. Есть они и среди партнеров предприятия.

4.3 Выбор оборудования IP-телефонной сети Для организации IP-телефонии выбираем оборудование фирмы Cisco.

Решение Cisco для построения сетей IP телефонии основано на использовании архитектурной модели Cisco AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data) и предназначено для решения следующих основных задач:

а) построение современной многофункциональной системы цифровой телефонии на базе корпоративной IP сети;

б) подключение системы корпоративной IP телефонии к телефонной сети общего пользования и стыковка с существующими участками традиционной телефонной сети компании;

в) обеспечение широкого круга современных сервисов для абонентов корпоративной сети IP телефонии.

С помощью средств Cisco IP телефонии можно построить сеть, охватывающую от нескольких десятков пользователей в сети малого предприятия или удаленного офиса корпорации до нескольких сотен тысяч абонентов в распределенной сети крупной корпорации.

Решение Cisco IP телефонии состоит из трех основных компонентов.

Первым компонентом являются специализированные цифровые IP телефоны Cisco. IP телефоны подключаются в коммутируемую локальную сеть Ethernet 10/100 и обеспечивают как традиционную функциональность цифровых телефонов, так и ряд новых возможностей, присущих IP телефонам Cisco.

Второй компонент — это управляющий сервер Cisco CallManager, который обеспечивает управление установлением телефонных соединений и дополнительными сервисами в системе Cisco IP телефонии. Он также обеспечивает администратора сети средствами для настройки и управления взаимодействием различных компонентов системы IP телефонии.

Третий компонент используется для стыковки с существующими системами традиционной телефонии и подключением к телефонной сети общего пользования. Здесь применяются голосовые шлюзы. Данная функциональность реализована на базе целого ряда мультисервисных маршрутизаторов Cisco. Существуют также голосовые модули для некоторых моделей коммутаторов Cisco Catalyst и отдельно стоящие устройства, обеспечивающие функциональность голосовых шлюзов.

Для организации IP телефонии в данном проекте сетевая инфраструктура представлена коммутируемой сетью на базе технологий Ethernet. Пользовательские IP телефоны подключаются в пределах локальной сети и работают под управлением сервера Cisco CallManager, который подключается к свободному порту Ethernet коммутатора локальной сети. В данном случае — это коммутатор серии Cisco Catalyst 3550. Один сервер — Cisco CallManager может поддерживать от 100 до 7 500 IP телефонов.

Cisco CallManager представляет собой центральный, управляющий компонент решения

Cisco IP телефонии. Это программный комплекс, отвечающий за управление установлением телефонных соединений, а также обеспечивающий целый ряд дополнительных функций, таких как:

а) настройка и управление системой IP телефонии с помощью удобного графического интерфейса, в том числе настройка IP телефонов, шлюзов, настройка номерного плана, сбор и анализ статистической информации о функционировании системы (предусмотрена возможность централизованной удаленной настройки системы);

б) дополнительные функции для пользователей в системе корпоративной IP телефонии, интеграция с пользовательскими приложениями, в том числе с системой голосовой почты унифицированной обработки сообщений (Unified Messaging), системой интерактивных голосовых меню автоматическим оператором (IP IVR/AA)и т.д.

Компания Cisco имеет в своем арсенале не единственную модель сервера CallManager, все они отличаются функциональными возможностями и постоянно совершенствуются. В данном проекте рассматривается — Cisco CallManager Express.

Cisco CallManager Express (CCME) — недорогое решение для организации офисной IP-телефонии с применением IP-телефонов Cisco Systems. Решение предназначено для использования в небольших или автономных офисах компании, и позволяет, помимо основных телефонных сервисов, доступных на мини-АТС.

Богатый набор функциональных возможностей операционной системы Cisco IOS позволяет совместно с CCME использовать множество важных и полезных функций, которые применяются для построения эффективных, надежных и защищенных сетей передачи данных и голоса. К таким возможностям относятся функции приоритезации трафика (QoS), функции обеспечения безопасности на границе сети и организации виртуальных частных сетей, а так же ряд других функций. Встроенные возможности голосового шлюза и соответствующий набор голосовых интерфейсов. В зависимости от модели маршрутизатора решение Cisco CallManager Express поддерживает от 24 до 120 IP-телефонов.

Для подключения к телефонной сети общего пользования используются голосовой шлюз серии Cisco 3700 — маршрутизатор Cisco 3745.

На маршрутизаторе Cisco 3745 осуществляется обработка телефонных вызовов и управление локально подключенными IP-телефонами. Решение CСМЕ не требует каких либо внешних баз данных или серверов для хранения информации. Все необходимые файлы и настройки IP-телефонов хранятся на маршрутизаторе.

Через встроенный порт 10/100 Ethernet маршрутизатор Cisco 3745 соединяется с IP-сетью. Для соединения с телефонной сетью общего пользования в один из слотов закрепляется модуль 1-port G. SHDSL WAN Interface Card к которому подключается HDSL-модем поддерживающий стандарт G.703, для передачи голоса.