1.5 Расположение компьютеров в здании

Рисунок 2 - Расположение компьютеров в здании

Таблица 9 - Обозначения физической схемы

Комната	Обозначение
200	Зав.кафедрой
201	Зам. зав.кафедрой
202	Приемная с секретарем, серверная.
203	Преподавательская
205,206,207,208,209,210	Аудитории
	Огнетушитель
	Телефон
	Компьютер
	Камеры видеонаблюдения

2 Описание физической схемы

На схеме одноэтажное здание. Компьютеры расположены вдоль стены. На втором этаже в компьютерном классе 15 компьютеров. Седьмой головной компьютер соединен с интернет модемом при помощи витой пары, которая вложена в кабель-канал прикреплённая к стене. Затем первый головной компьютер соединяется с первым коммутатором с помощью витой пары. Компьютеры 2,3,4,5,6,8,9,10 также соединяются с помощью витой пары с первым коммутатором. Первый коммутатор соединён со вторым коммутатором с помощью витой пары. Компьютеры11,12,13,14,15также соединяются с помощью витой пары со вторым коммутатором. Все витые пары вложены в кабель канал.  На первом этаже один компьютер в приемной также расположен вдоль стены. Компьютер соединен с первым коммутатором с помощью витой пары, которая проходит через потолок. И также кабель вложен в кабель-канал.

Рисунок 3 - Физическая схема аудитории

3 Логическая схема

На схеме показано как будет передаваться сигнал с модема на седьмой компьютер. С седьмого компьютера сигнал передаётся на первый коммутатор на втором этаже. С первого коммутатора сигнал идет на 1,2,3,4,5,6,8,9,10 компьютер, а также на второй коммутатор на втором этаже и на 11,12,13,14,15 компьютер.

Рисунок 4 - Логическая схема аудиторий

Таблица 10 - Обозначения логической схемы

	Компьютеры
	Камеры
	Телефоны
	Сервер
	Маршрутизаторы

4 Обзор сетевых кабелей

Для локальных сетей существует три принципиальные схемы соединения: с помощью витой пары, коаксиального или волоконно-оптического кабеля. Для передачи информации так же могут использоваться спутники, лазеры, микроволновое излучение и т.п., но подобное оборудованиеe выходит за область рассмотрения этого курсового проекта.

Витая пара в настоящее время является самой распространённой средой передачи и представляет собой пару свитых проводов. Кабель, составленный из нескольких витых пар, как правило, покрыт жёсткой пластиковой оболочкой, предохраняющей его от воздействия внешней среды и механических повреждений.

Рисунок 5 - Кабель из витых пар

В нормальных условиях витая пара поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с. Однако ряд факторов может существенно снизить скорость передачи данных, в частности, потеря данных, перекрёстное соединение и влияние электромагнитного излучения.

Для уменьшения влияния электрических и магнитных полей применяется экранирование. Но после экранирования витой пары в значительной степени увеличивается затухание сигнала. Под затуханием сигнала подразумевается его ослабление при передаче из одной точки сети в другую. Экранирование изменяет сопротивление, индуктивность и ёмкость таким образом, что линия становится склонной к потере данных.

Кабель пятой категории является самой распространённой средой передачи для Ethernet. Кабель поддерживает скорость передачи данных до 100Мбит/с и используется в сетях с архитектурой 100base-T и 10base-T. Кабель тактируется частотой 100 МГц.

Устройство волоконно-оптического кабеля

Коаксиальный и волоконно-оптический кабель устроены почти одинаково. Сердечник последнего состоит из сплетения тонких стеклянных волокон и заключён в пластиковую оболочку, отражающую свет обратно к сердечнику. Плакирование покрыто концентрическим защитным слоем пластика. На рис.7 показано устройство волоконно-оптического кабеля.

Рисунок 6 - Волоконно-оптический кабель

Все данные в компьютере представляются с помощью нулей и единиц. Все стандартные кабели передают бинарные данные с помощью электрических импульсов. И только волоконно-оптический кабель, используя тот же принцип, передаёт данные с помощью световых импульсов. Источник света посылает данные по волоконно-оптическому «каналу», а принимающая сторона должна преобразовать полученные данные в необходимый формат.

Одномодовый и многомодовый кабель

В относительно тонком волоконно-оптическом канале свет будет распространяться вдоль продольной оси канала. В учебниках физики этот эффект упоминается в следующей формулировке – «импульсы света распространяются в осевом (аксиальном) направлении». Именно это и происходит в одномодовом кабеле.

Однако преимущества этого типа передачи ограничены. С целью устранения подобных ограничений стали выпускать подобный кабель. Но тут возникла другая проблема – лучи света имеют свойство входить в канал под различными углами волны проходят различное расстояние и прибывают к получателю в разное время. Этот эффект, получил название модальной дисперсии, по этому кабелю подается интернет до здания и для согласования оптоволокна и витой пары применяют медиаконвертер.

Источник света Волоконно-оптический кабель Приёмник 1

Рисунок 7 - Принцип работы волоконно-оптического кабеля.

Оболочка Плакирование

Рисунок 8 - Свет распространяется по одномодовому пути

Оболочка Плакирование Аксиальный луч

Рисунок 9 -Лучи подвержены модальной дисперсии

Чем больше количество мод света в канале, тем уже полоса пропускания. В дополнение к тому, что различные импульсы достигают получателя практически одновременно, усиление дисперсии приводит к наложению импульсов и введению получателя в «заблуждение». В результате снижается общая пропускная способность. Одномодовый кабель передаёт только одну моду световых импульсов. Скорость передачи данных при этом достигает десятков гигабит в секунду. Одномодовый кабель в состоянии поддерживать несколько гигабитных каналов одновременно, используя для этого световые волны разной длины. Следовательно, пропускная способность многомодового волоконно-оптического кабеля ниже, чем у одномодового.

Простейший способ уменьшения дисперсии – нивелирование волоконно-оптического кабеля. В результате лучи света синхронизируются таким образом, что дисперсия на стороне приёмника уменьшается. Дисперсия также может быть уменьшена путем ограничения количества длин световых волн. Оба метода позволяют в некоторой степени уменьшить дисперсию, но не в состоянии привести скорость передачи данных в соответствие с одномодовым волоконно-оптическим кабелем.

В США широко используется многомодовый волоконно-оптический кабель 62.5/125. Обозначение «62.5» соответствует диаметру сердечника, а обозначение «125» – диаметру плакирования (все величины приведены в микронах). Из одномодовых распространены кабели с маркировкой 5-10/125. Ширина полосы пропускания обычно приводится в МГц/км. Хорошей моделью взаимоотношений полосы пропускания и дальности передачи служит резиновый жгут – с увеличением расстояния полоса пропускания сужается (и наоборот). В случае передачи данных на расстояние 100 метров полоса частот многомодового кабеля составляет 1600 Мгц при длине волны 850 нм. Аналогичная характеристика одномодового кабеля составляет приблизительно 888 ГГц.

Основные характеристики волоконно-оптического кабеля:

Абсолютный иммунитет к электромагнитным излучениям.

Возможна передача данных на расстояние до 10 км.

В лабораторных условиях реально достичь скорости передачи до 4 Гбит/с.

В качестве источника света может использоваться светоизлучающий диод или лазер.