Проєктування та управління промисловими масштабованими мережами

Мета вивчення дисципліни: надання здобувачам системних теоретичних знанн та практичних навичок з аналізу, проєктування, розгортання та адміністрування проводових і безпроводових мереж різних рівнів, включно з промисловими масштабованими мережами. Особлива увага приділяється забезпеченню надійності, безпеки та оптимізації передачі даних у сучасних автоматизованих і корпоративних системах. Здобувачі також набувають навичок оцінки ефективності мережевих рішень, вибору обладнання та програмних засобів відповідно до вимог сучасної автоматизації.
Практичне значення та використання отриманих знань: отримані знання застосовуються при проєктуванні, створенні, модернізації та експлуатації побутових і промислових мереж, систем автоматизації, а також при роботі з мережевим обладнанням та спеціалізованим програмним забезпеченням (Cisco Packet Tracer, ExpertCAD). Особливе практичне значення мають навички: розробки фізичних і логічних топологій мереж, налаштування VLAN, маршрутизації та безпеки, моніторингу та діагностики мережевого обладнання, оцінки інформаційної захищеності систем.
Спрямованість навчальної дисципліни: навчальну дисципліну рекомендовано для здобувачів першого (бакалаврського) рівня спеціальностей 174 та G7, які готуються до роботи у сфері автоматизації, комп’ютерних систем управління та промислових мереж. Вона формує компетенції, необхідні для самостійного виконання проєктних та експлуатаційних робіт, використання сучасних симуляторів та інструментів оптимізації мережевого трафіку, а також для забезпечення безпеки інформаційних систем.
 

Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Вступ. Класифікація комп’ютерних та промислових мереж. Призначення, структура, роль у сучасних системах автоматизації».
Лекція 2. «Архітектура та моделі мереж. Моделі OSI і TCP/IP, взаємодія рівнів, порівняння стеків, індустріальні модифікації».
Лекція 3. «Кабельні мережі на основі мідного кабелю. Стандарти Ethernet, категорії кабелів, методи прокладання, тестування і сертифікації».
Лекція 4. «Кабельні мережі на основі оптоволокна. Типи волокон, з’єднання, оптичні модулі, вимірювання втрат, промислові застосування».
Лекція 5. «Активне мережеве обладнання. Комутатори, маршрутизатори, медіаконвертори, керування та моніторинг».
Лекція 6. «Топології та принципи проєктування локальних і промислових мереж. Структуровані кабельні системи, резервування, масштабування».
Лекція 7. «Комунікаційні протоколи і стандарти. Ethernet, VLAN, STP, маршрутизація, QoS, IP-адресація».
Лекція 8. «Wi-Fi та побутові бездротові мережі. Стандарти IEEE 802.11, режими роботи, безпека, типові схеми розгортання».
Лекція 9. «Практичні аспекти побудови бездротових мереж. Планування покриття, розрахунок потужності сигналу, уникнення перешкод».
Лекція 10. «Промислові бездротові мережі. Стандарти ZigBee, Bluetooth LE, LoRa, WirelessHART, особливості надійності та безпеки».
Лекція 11. «Бездротові мережі великої дальності. Технології 3G–6G, супутниковий зв’язок, IoT-інфраструктури великої протяжності».
Лекція 12. «Промислові протоколи та стандарти. Ethernet/IP, Modbus TCP, Profinet, OPC UA, інтеграція з ІТ-середовищем».
Лекція 13. «Адміністрування та моніторинг мереж. SNMP, Syslog, засоби контролю доступу, управління трафіком».
Лекція 14. «Безпека мережевої інфраструктури. Сегментація OT/IT, VPN, міжмережеві екрани, політики доступу та аутентифікація».
Лекція 15. «Проєктування промислової мережевої інфраструктури. Методика виконання РГР, узагальнення та оцінка ефективності рішень».

Практичні заняття

Практичне заняття №1. «Аналіз типових структур і топологій мереж».
Мета заняття: ознайомитись з основними типами мережевих топологій і архітектурою офісних та промислових мереж; навчитись визначати переваги та недоліки кожної структури
Практичне заняття №2. «Проєктування кабельної системи підприємства».
Мета заняття: навчитись проектувати фізичну структуру мережі, обирати типи кабелів і планувати їх прокладання для забезпечення надійного зв’язку.
Практичне заняття №3. «Розгортання базової мережі Ethernet у Cisco Packet Tracer».
Мета заняття: навчитись створювати і налаштовувати локальні мережі, працювати з VLAN і маршрутизацією, формувати базову топологію Ethernet.
Практичне заняття №4. «Налаштування бездротових мереж Wi-Fi і промислових бездротових систем».
Мета заняття: навчитись налаштовувати бездротові мережі різного масштабу, забезпечувати їхню безпеку та аналізувати якість сигналу.
Практичне заняття №5. «Моніторинг і діагностика мережевого обладнання».
Мета заняття: навчитись контролювати стан мережі та обладнання, виявляти неполадки і оптимізувати трафік за допомогою сучасних інструментів.

Для заочної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Вступ. Класифікація комп’ютерних та промислових мереж. Призначення, структура, роль у сучасних системах автоматизації».
Лекція 2. «Топології та принципи проєктування локальних і промислових мереж. Структуровані кабельні системи, резервування, масштабування».

Практичні заняття
Практичне заняття №1. «Аналіз типових структур і топологій мереж».
Мета заняття: ознайомитись з основними типами мережевих топологій і архітектурою офісних та промислових мереж; навчитись визначати переваги та недоліки кожної структури
Практичне заняття №2. «Проєктування кабельної системи підприємства».
Мета заняття: навчитись проектувати фізичну структуру мережі, обирати типи кабелів і планувати їх прокладання для забезпечення надійного зв’язку.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1)    5-ти індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач за варіантами відповідно до мети та завдань лабораторних занять. Бездоганне виконання індивідуального поточного завдання оцінюється у 5 балів, захист 3 –бали.
2)    розрахунково-графічної роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 20 балів. Захист роботи – 10 балів.
3)    двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі комп’ютерного тестування. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 15 балів.
Підсумковим контролем з дисципліни є залік. Максимальна оцінка становить 100 балів. Залік вважається складеним, якщо здобувачі вищої освіти виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни не менш, ніж на 60 %.
Для заочної форми здобуття освіти
1)    Контрольна робота. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 60 балів.
2)    Розрахунково-графічна робота. Бездоганне виконання оцінюється у 40 балів.
Підсумковим контролем з дисципліни є залік. Максимальна оцінка становить 100 балів. Залік вважається складеним, якщо здобувачі вищої освіти виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни не менш, ніж на 60 %.