3.2 Выбор программных средств для построения схемы проектируемой скс

Сравнивание и выбор инструментов для построения сети был произведен из следующего списка программ:

• 10-strike-LANtate;

• GNS3;

• Netemul;

• EDraw network Diagrammer V3.3;

• Network Notepad;

• Boson NetSim.

Анализ программ будет производиться по следующим критериям:

• Программа должна распространяться бесплатно;

• Инструментарий программы должен позволить построить сеть по требуемым критериям;

• Программа должна быть не «сырой» и не создавать когнитивных информационных барьеров.

Проанализировав данные программы, предназначенные для моделирования сети, была выбрана программа Netemul. Netemul эмулятор компьютерной сети. Программа позволяет смоделировать компьютерную сеть, настроить её и посмотреть за происходящими в ней процессами.

Построенные схемы сети в Netemul приведены в Приложении 2.

3.3 Расчет материально-технических средств для создания/модернизации сегмента скс

Определение максимальной высоты монтажного конструктива

Максимальная высота монтажного конструктива в значительной мере зависит от высоты потолка технического помещения СКС. При расчете высоты необходимо руководствоваться следующими правилами и рекомендациями: под расположение аппаратной и телекоммуникационных лучше выбирать помещения с высотой потолка не менее 2,5м; расстояние от крышки конструктива до потолка помещения должно быть не менее 15 см. Это требование содержится в стандарте TIA/EIA-569, а так же в ОСТН 600-93, п.2.48в.

Принципы размещения оборудования

Стандарты на СКС не содержат каких-либо правил размещения и взаимного расположения оборудования СКС и активного сетевого оборудования при установке его в монтажном конструктиве. Таким образом, при проектировании кроссового поля можно опираться только на требования и рекомендации производителя СКС (при наличии таковых), а также на пожелания заказчика.

В подавляющем большинстве проектов для установки оборудования применяются монтажные шкафы либо открытые стойки размера 19 дюймов. Стандарт ISO/IEC 11801:2002 указывает, что максимальная площадь, обслуживаемая одним РЭ не должна превышать 1000 м². В зависимости от количества обслуживаемых РМ оборудование этажного кроссового узла может располагаться в одном либо в двух монтажных конструктивах. Общие правила расположения оборудования сводятся к следующему:

• Наиболее тяжелое и крупногабаритное оборудование устанавливается в нижней части шкафа для придания ему большей устойчивости;

• Нижняя часть конструктива используется для расположения оборудования, эксплуатация которого требует минимального количества операций (переключение, чтение индикаторов и т.п.);

• Оборудование ЛВС и панели отображение портов (подключение по схеме кроссового соединения) желательно располагать рядом друг с другом с целью минимизации длины монтажных/аппаратных шнуров;

• Панели горизонтальной подсистемы желательно располагать между панелями отображения портов УПАТС и оборудованием ЛВС (при использовании прямого соединения) или панелями отображения его портов (при использовании кроссового соединения). Это позволяет сократить длины шнуров, а также применять правило «телефонные и компьютерные шнуры идут в разные стороны»;

• Верхние посадочные места монтажного конструктива целесообразно отводить под оборудование, коммутация портов на котором осуществляется реже всего. В традиционных СКС таковым являются оптические полки, обслуживающая высокоскоростную магистраль.

В случае расположения оборудования в двух и более монтажных конструктивах можно использовать две различные схемы. Первая схема повторяет решения, описанные для варианта размещения оборудования в одном конструктиве. Вторая схема предполагает разнесение активного и пассивного оборудования по разным шкафам. В таком варианте можно располагать панели отображения портов УПАТС, панели отображения портов оборудования ЛВС и панели горизонтальной подсистемы на настенных рамах, что позволяет экономить пространство в техническом помещении, а также снизить стоимость проекта (ценой частичного уменьшения удобства эксплуатации). Оптические полки обычно располагают в шкафу вместе с активным оборудованием, поскольку к ним подключаются uplink-порты оборудования.

Таблица 1 Типовые значения размерности элементов кроссовых узлов

Функциональная секция/оборудование	Прямое соединение	Кроссовое соединение	Примечание
Панели горизонтальной подсистемы	3 U на 24 РМ	3 U на 24 РМ	2 типовые панели по 24 порта на 1 U + 1 U организатор (2 порта на РМ)
Панели низкоскоростной (телефонной) магистрали Кат 3 - кат 5	3 U на 96 РМ	3 U на 96 РМ	19" панели 110 типа на 200 пар - 2 U + организатор 1 U
Панели отображения портов активного оборудования	-	3 U на 48 РМ	2 типовые панели по 24 порта на 1 U + 1 U организатор (2 порта на РМ)
Активное оборудование ЛВС, расположенное в РЭ	3 и на 48 РМ	3 U на 48 РМ	2 устройства по 24 порта + организатор
Оптическая панель магистрали здания	2 U	2 U	Оптическая полка 19" + организатор
ИБП	2 U	2 U	Указано среднее значение, конкретные модели ИБП могут иметь как большую, так и меньшую высоту
Иные виды оборудования	Как правило 1 U	Как правило 1U	Редко применяются в РЭ. Таковыми можно считать сервера, вентиляторные полки, межсетевые экраны и другое оборудование

Глубина и ширина монтажных конструктивов

Помимо определения высоты, немалую роль также играют глубина и ширина монтажного конструктива. Согласно стандарту IEC 297-2 [27] и российскому стандарту ГОСТ 28601.2-90, закрытые монтажные конструктивы (шкафы) могут иметь глубину 600 мм, 700 мм, 800 мм, 900 мм. Те же самые значения действуют и для ширины шкафа. На практике же наиболее часто применяются значения 600 мм и 800 мм (шкафы с основанием 600x600 мм, 600x800 мм, 800x800 мм).

Глубина шкафа выбирается в зависимости от глубины активного оборудования, которое планируется устанавливать в шкаф. Глубина оборудования СКС решающего значения не имеет, поскольку редко превышает 200 мм. Исключением можно считать оптические полки, глубина которых составляет прядка 300 мм по причине необходимости соблюдения радиусов изгиба оптических волокон. Также на выбор глубины могут влиять размеры имеющегося технического помещения. При отсутствии информации о габаритах оборудования допускается руководствоваться следующими соображениями:

• В технических помещениях нижнего уровня (телекоммуникационные) устанавливаются монтажные конструктивы глубиной 600 мм. В подобных помещениях редко устанавливаются сервера либо другие устройства большой глубины, тогда как глубина коммутаторов редко превышает 450 мм.

• В технических помещениях среднего уровня (аппаратных) устанавливаются шкафы глубиной 800 мм, обеспечивая возможность установки широкого спектра оборудования.

• В аппаратных крупных СКС может потребоваться применение шкафов большой глубины (1000-1200 мм) для установки серверов масштаба предприятия. Конструкция подобных шкафов должна обладать повышенной несущей нагрузкой. У большинства производителей подобные шкафы классифицируются как серверные. Также характерной чертой подобных шкафов является перфорирование навесных элементов (дверей, боковых панелей) с целью улучшения теплоотвода от «тяжелого» оборудования.

При выборе ширины монтажного шкафа одним из основных критериев является диаметр пучка заводимых кабелей, а также способ их ввода в шкаф. В большинстве имеющихся на рынке конструкций имеется возможность ввода кабеля через основание (цоколь) и через верхнюю крышку. Пучок кабелей разделяется на две равные части, каждая из которых доводится до передних монтажных направляющих и далее вверх либо вниз к панелям.

При вводе кабелей сверху они сразу попадают к панелям, расположенным, как правило, в верхней части шкафа. При вводе через основание шкафа свободной прокладке пучков кабеля будут мешать препятствия, образуемые силовыми элементами конструкции шкафа и оборудованием ЛВС (устанавливаемое, как правило, в нижней части шкафа). При использовании шкафа шириной 600 мм, в самом узком месте, между боковыми стенками оборудования и усиливающей поперечиной, остается примерно 40 мм пространства (ширина корпуса современного сетевого оборудования размера 19 дюймов составляет максимум 482,4 мм).

Пучок кабелей при вводе в шкаф обычно имеет форму поперечного сечения, близкую к кругу. Таким образом для прохождения пучка кабелей через узкое место, должно выполняться условие:

Площадь свободного места рассчитывается исходя из минимального диаметра круга, вписываемого в свободное пространство между стенкой оборудования и поперечиной шкафа.

При использовании шкафа шириной 600 мм: D=40 мм, S=1256,6 мм При использовании шкафа шириной 800 мм: D=140 мм, S=15393,8 мм

В нашем случае шкаф 800 мм.

Таблица 2 Ориентировочные значения диаметра и площади различных видов проводников

Тип элемента	D, мм	Площадь,мм2
Кабель UTP кат. 5е	5,2	21,2
Кабель FTP кат. 5е	6,2	40,7
Кабель UTP кат. 6	6	28,3
Кабель кат 5, 25 пар	14	153,9
Витая пара кат. 5	2	3,1
2 волокна в буфере	2	3,1
Кабель типа DST, 4 вол.	5,2	21,2
Кабель типа DST, 8 вол.	6,2	40,7

Для вычисления площади пучка достаточно вычислить совокупную площадь кабелей в пучке с учетом коэффициента использования площади k_i. (составляющим 0,68 согласно таблице 3).

Таблица 3 Значения коэффициента использования площади каналов различного типа

Тип канала	Коэффициент использования (ki) площади
Трубчатые горизонтальные	0,25
Горизонтальные субканалы	0,5
Трубчатые вертикальные	0,4 - 0,6; оптимально 0,4
Каналы со съемными крышками	0,5
Каналы без крышек (лотки)	0,1 - 0,5 в зависимости от конструкции
Кабельные жгуты	0,68

Проведем примерный расчет для 26 рабочих мест:

• Оптические магистральные кабели: 1 кабеля 16 волокон (2 волокна на 10 РМ)

• Кабель витая пара кат.5: 13 кабелей (0,2 кабеля на РМ)

S_пучка = (13*21)/0.68=405,3

Кабельные органайзеры и аксессуары для шкафов

Важным аспектом является выбор глубины колец горизонтальных и вертикальных органайзеров.

При расчете этого параметра будем учитывать следующие соображения:

• Органайзер можно рассматривать как канал со съемной или откидной крышкой;

• По организаторам прокладываются однотипные кабели, диаметр и допустимые радиусы изгиба которых одинаковы или близки к одинаковым

Высота кольца горизонтального органайзера ограничена размерностью в U. 1 U = 44,45 мм, но при расчетах необходимо использовать внутренний диаметр кольца. Этот параметр зависит от конкретной конструкции, но в традиционных органайзерах составляет порядка 40 мм (при толщине материала кольца около 2 мм). Таким образом, его емкость будет зависеть от глубины колец и результирующей площади поперечного сечения канала. Для примера приведена таблица по органайзерам из ассортимента компании Тайле.

Таблица 4 Характеристики кабельных организаторов

Артикул	Высота внутренняя, мм	Глубина внутренняя, мм	Г лубина внешняя, мм	S внутренняя, мм2	Материал колец
TLK-OK-400	40	40	55	1600	металл
ТЬК-ОК-бОО	40	60	75	2400	металл
TLK-OK-800	40	80	95	3200	металл
TLK-OP-450	30	55	70	1650	пластик
TLK-OP-110	40	50	65	2000	пластик

Органайзеры, устанавливаемые в коммутационном поле горизонтальной кабельной подсистемы, будут обслуживать шнуры, соединяющие панели с активным оборудованием ЛВС (4-х парные шнуры) и с панелями отображения портов УПАТС (2-х парные шнуры). Внешний диаметр этих шнуров различается, но для упрощения расчетов можно использовать среднее значение:

либо, с целью унификации элементной базы, использовать органайзеры, рассчитанные под укладку 4-х парных кабелей.

Таблица 5 Характеристики шнуров
Тип шнура	D шнура, мм	S шнура, мм2	S средняя, мм2
двухпарный	4,2	13,9	17,5
четырехпарный	5,2	21,2

С учетом правил организации коммутационного поля, вероятность того, что через один органайзер будет проходить более 24 шнуров, возникает только при расположении оборудования в двух конструктивах. При этом, с учетом вероятности 100% использования ресурсов СКС, емкость организатора необходимо рассчитывать с учетом максимального заполнения. Таким образом, формула расчета будет выглядеть следующим образом:

Где:

k_i - коэффициент использования канала с откидной или съемной крышкой, равный 0,5

k_z - коэффициент заполнения канала, составляющий от 0,4 до 0,6 (согласно рекомендаций стандарта TIA/EIA-568-B), причем для облегчения процедур переключения в расчетах желательно использовать меньшее значение.

Таким образом, фактические формулы для расчета:

Таким образом, оптимальным будет выбор органайзеров 40x80 мм. Совместно с панелями 110 типа можно применять специализированные органайзеры, обеспечивая эстетическую целостность коммутационного поля. В то же время, с учетом конструкционных особенностей вилок 110 типа, глубина установки соответствующих панелей должна составлять примерно 80 мм, поэтому допустимо унифицировать применяемые органайзеры.

При размещении оборудования в настенных шкафах необходимо учитывать их меньшую, в сравнении с напольными вариантами, глубину (обычно составляет 400-600 мм). В силу этого смещение рельсов вглубь может помешать установке активного оборудования. Поэтому в данном случае можно при расчетах использовать максимально допустимый k_z=0,6, получая в результате:

Таким образом, можно применять органайзеры с глубиной колец 60 мм, а в отдельных случаях - 40 мм, сохраняя при этом удобство эксплуатации кроссового узла.

Настенные короба

Декоративные настенные короба являются наиболее часто применяемой в российских проектах разновидностью горизонтальных кабельных каналов.

Общие требования к настенным коробам:

• Величина зазора между коробом и стеной не должно превышать 2 мм; Усилие на отрыв от стены должно составлять не менее 190 Н, при любом способе крепления;

• Короба должны быть изготовлены из сопротивляющихся горению материалов, обладающих электроизоляционными свойствами;

• В случае применения металлических коробов необходимо организовывать их заземление;

• Конструкция короба должна обеспечивать раздельную прокладку силовых и слаботочных кабелей с помощью постоянной или съемной перегородки.

При проектировании СКС требуется решить следующие задачи, имеющие отношение к настенным каналам:

• Выбор высоты установки и габаритных размеров;

• Расчет количества применяемого короба;

• Расчет количества аксессуаров и крепежных элементов.

Выбор высоты установки и габаритных размеров

Поскольку нормативные документы не регламентируют высоту установки настенных коробов относительно пола. Рекомендации по высоте расположения телекоммуникационных розеток (от 375 мм до 1 220 мм, и от 225 мм до 1 350 мм при наличии перед розеткой пространства более 750 мм), Также учитываются пожелания заказчика, расположение кабельных линий других подсистем (сигнализация, радиолинии, и т.д.), соображения по удобству эксплуатации и защищенности коробов от механических воздействий. Последний пункт можно трактовать следующим образом: декоративные настенные короба необходимо прокладывать так, чтобы они не совпадали по уровню со столешницами. Исходя из требований российских нормативных документов (СанПиН 2.2.2, ГОСТ 12.2.032-78), высота рабочей поверхности стола должна укладываться в пределы 630-800 мм. С учетом этих требований, нижняя кромка короба должна располагаться на высоте 800-900 мм от уровня пола.

Габаритные размеры выбираются, исходя из количества рабочих мест, обслуживаемых веткой, и принятых проектных решений (категория и тип кабелей, количество ИР на рабочем месте). Короб по определению является каналом со съемной крышкой, при расчете его емкости применяются соответствующие коэффициенты.

Емкость короба в случае прокладки одинаковых кабелей находится по формуле:

Где: k_i - коэффициент использования площади канала. Равен 0,5 для каналов со съемными крышками;

k_z - коэффициент заполнения канала. При k_z =1 емкость канала максимальна, при k_z =0,8 обеспечивается «номинальная» емкость канала (канал заполнен, индивидуальная укладка кабелей не проводится). Для беспрепятственного прохождения поворотов превышать номинальное заполнение не рекомендуется. Рекомендуемое стандартом TIA/EIA-569 значение k_z составляет 0,4-0,6, что обеспечивает нормальную эксплуатацию канала и создает резерв на внесение изменений в систему (добавление кабелей в имеющийся канал, замена кабелей на новые, большего диаметра, и т.п.);

S - площадь поперечного сечения канала.

Si - площадь поперечного сечения прокладываемого кабеля (таблица 2).

На размеры применяемого короба в значительной мере влияет способ установки силовых и информационных розеток.

При прокладке в одном коробе кабелей различного функционального назначения количество информационных кабелей рассчитывается исходя из площади поперечного сечения секций, выделенных для их прокладки.

Расчет количества применяемого короба

Короб прокладывается на высоте около 0,8 м от уровня пола, по длинной стене. Для ввода кабеля в короб по каждой стене организуется два спуска. Таким образом, в помещении монтируется два канала Г-образной формы, длина которых составляет 2х(6+2)=16 м. Площадь подобного помещения позволяет разместить 4 РМ (из расчета 4 м²/РМ), на одно РМ расходуется 4 м короба, вне зависимости от его поперечного сечения.

При расчете расхода коробов обязательно принимается во внимание технологический запас. Очевидно, что для достижения наивысших эстетических показателей количество стыков секций необходимо минимизировать. При условии применения стандартных 2-метровых секций в отход будет уходить в среднем 0,5 м короба с одной ветки. Длина ветки 8 м, таким образом, коэффициент запаса составляет 1,063.

На практике встречается вариант организации одного спуска на два помещения. При наличии смежной стены по одной ее стороне организуется спуск + горизонтальная секция, на другой стороне - только горизонтальная секция короба. Таким образом, на 4 РМ расходуется не 16, а 14 м короба, что составляет 12,5% экономии. Недостатком такого подхода является необходимость выполнения в стене отверстия большого диаметра, и подготовка его для прокладки кабеля.

Расчет материальных затрат

Исходя из расчетов и требований к СКС приведенных выше для данной СКС было преобретенно следующее оборудование (Таблица ).

Таблица 6 - Расчет стоимости сети в рублях

Название	Фирма	Цена (руб)		Количество	Итого
Коммутаторы
DES-3552 48x10/100/1000	D-Link	28 000		1	28 000
Кабельная система
Витая пара UTP 5e (бухта 305 м.)		2 300		2	4600
Оптоволоконный кабель SM (Single mode) 16 волокон – 250 метров		7 500		1	7 500
Патч-корд lc-lc 1, 5 м		128		1	128
Другое оборудование
Шкаф телекоммуникационный 12U	TLK	4 000	1		4 000
Органайзер (кабель-организатор) 1 U		350	1		350
Шкаф-кросс 1U	TLK	550	1		550
Кабель-канал 60x40 (40 руб. - м)		40	22		880
Кабель-канал 16x16 (15 руб. -м)		15	20		300

Таким образом, общие затраты на оборудование для проектируемой сети составили 46 308 рублей.

Оценка стоимости монтажных работ

Стоимость монтажных работ в значительной степени зависит от расценок, согласованных монтажной организацией и Заказчиком. Нормативных документов, регламентирующих стоимость работ, связанных с построением СКС, в настоящий момент в России не существует. Ориентировочная стоимость основных видов монтажных работ приведена в таблице 7. Таблица основана на публичных расценках ряда монтажных компаний.

Виды работ	Количество	Стоимость у.е.	Стоимость общая, у.е.	Стоимость общая, руб.
Подготовка кабеля за 1 м (размотка, маркировка, отмерение длины, нарезка)	530	0,11	58,3	1865,6
Укладка кабеля в короба, м	450	0,5	225	7200
Укладка волоконно-оптического кабеля в помещении, м.	230	1,49	342,7	10966,4
Обжим коннектора RJ-45, шт.	24	1,98	47,52	1520,64
Монтаж шкафа 15U, шт.	1	34,64	34,64	1108,48
Монтаж кросс-панели в шкаф (стойку)	3	8,91	26,73	855,36
Монтаж кабель-канала, м	56	6,93	388,08	12418,56
Укладка 1 м кабеля в короба на высоте больше 2 м	496	3,5	1736	55552
Крепление короба на стену H>= 2 м (за 1 м.п.)	30	1	30	960
Крепление короба на стену (за 1 м.п.)	45	3,01	135,45	4334,4
Сверление проходных отверстий диаметром < 20 мм в бетонных и кирпичных стенах буром (за каждые 10 см толщины стены )	3	2,43	7,29	233,28
Сверление проходных отверстий диаметром > 20 мм в бетонных и кирпичных стенах буром (за каждые 10 см толщины стены )	12	2,71	32,52	1040,64
Сверление проходных отверстий в стенах из легких материалов сверлом диам < 20 мм (за каждые 10 см толщины стены )	1	4,18	4,18	133,76
Прозвонка кабеля (целостность, правильность подключения)	12	4,88	58,56	1873,92
Тестирование на соответствие стандарту (категории)	12	1	12	384
Тестирование на соответствие стандарту оптической линии	2	2	4	128

Таким образом, стоимость монтажных и пуско-наладочных работ составила 54 074руб.