Projekt e-nauczyciel - OFEK Ogólnopolska Fundacja Edukacji

60-547 Poznań ul. Szamarzewskiego 82 tel. +61 8460 480 fax +61 8460 480 email [email protected] www.ofek.pl
Założenia techniczne
programu e-Szkoła – edycja 2006
Pilotażowy program wdrożenia technologii informacyjnych i komunikacyjnych
w gimnazjach i szkołach podstawowych Wielkopolski
Wielkopolski Urząd Marszałkowski
Ogólnopolska Fundacja Edukacji Komputerowej
1. Cele programu a rozwiązania techniczne
Program e-Szkoła zakłada wzmocnienie technologiczne szkoły i nauczycieli w obszarze informatyki. W poniższej tabeli
przedstawiono cele techniczne programu i proponowane rozwiązania techniczne prowadzące do ich zrealizowania:
lp Cel techniczny programu
Rozwiązanie
Odsyłacz
1.
Wyposażenie nauczycieli w komputery do
pracy w szkole i domu
Komputery przenośne typu „notebook”
Notebook
2.
Zapewnienie komunikacji komputerów mobilnych i innych urządzeń peryferyjnych z
lokalnymi zasobami szkoły i Internetem
Lokalna sieć komputerowa oparta na technologii radiowej WiFi zgodnej ze standardem
802.11 b/g
Sieć lokalna
3.
Uruchomienie usług informatycznych dla
nauczycieli obejmujących repozytorium
materiałów dydaktycznych
Uruchomienie lokalnego dedykowanego serwera danych z oprogramowaniem systemowym i aplikacyjnym
Serwer danych
4.
Umożliwienie prezentacji elektronicznych
materiałów dydaktycznych na lekcji
Projektor multimedialny
Projektor multimedialny
5.
Stworzenie uporządkowanej infrastruktury
teletechnicznej szkoły z bezpiecznym dostępem do zasobów lokalnych szkoły i Internetu
Instalacja Głównego Punktu Dystrybucyjnego
łączącego w jedną całość wszystkie zasoby
informatyczne szkoły
Główny Punkt
Dystrybucyjny
2. Notebook
Komputery przenośne nazywane popularnie notebookami (od ang. notebook – notatnik) gwałtownie zwiększają udział
w rynku komputerów osobistych w ostatnich latach. Podstawową zaletą tych urządzeń jest mobilność. W projekcie założono, że w takie właśnie komputery będą wyposażani nauczyciele. Komputery te są w chwili obecnej standardowo wyposażane w interfejsy sieciowe pozwalające podłączać je do sieci lokalnych w standardzie fastethernet 100 Mb/s (działających z zastosowaniem okablowania strukturalnego kategorii 5+) oraz bezprzewodowe interfejsy radiowe WiFi pracujące w standardach 802.11b – 11 Mb/s oraz 802.11g – 54 Mb/s
Specyfikacja techniczna oparta na testach benchmark precyzyjnie określa klasę urządzenia bez konieczności definiowania producenta i marki komputera:
Lp. Nazwa podzespołu
Opis
1.
Procesor klasy x86 umożliwiający osiągnięcie, co najmniej takich wyników:
Procesor
210 performance rating i 190 minut battery life w Benchmarku MobileMark 2005
2400 CPU score w Benchmarku PCMark05 v 1.1.0
2.
Pamięć RAM
512MB DDR2 533 MHz
3.
Karta sieciowa
10/100Mb/s
4.
Karta sieciowa
bezprzewodowa
WiFi zgodna ze standardem 802.11b/g
Program e-Szkoła – opis techniczny
autor: Ryszard Stefanowski
2
Wielkopolski Urząd Marszałkowski
Ogólnopolska Fundacja Edukacji Komputerowej
Lp. Nazwa podzespołu
Opis
5.
Dysk twardy
Co najmniej 40 GB
6.
Karta graficzna
Karta graficzna zintegrowana, do 128 MB współużytkowanej pamięci wideo
7.
Karta dźwiękowa
Karta dźwiękowa 16 bitowa stereofoniczna zintegrowana, zgodna z AC`97
8.
Napęd optyczny
Wewnętrzny typu combo DVD/CD-RW
9.
Wyświetlacz LCD
ColorActive 15” XGA (1024x768) lub 15,4” WXGA (1280x800)
10.
Typ wskaźnika
TouchPad
11.
Bateria
Zapewniająca minimum 190 minut pracy komputera bez podłączonego zasilacza
12.
Porty wejścia/wyjścia
VGA, Line Out, mikrofon, USB 2,0 x2, IEEE 1394, RJ-11, RJ-45, Bluetooth
13.
Waga
2,8 kg
14.
Wyposażenie dodatkowe
Zasilacz, torba, mysz optyczna USB
3. Główny Punkt Dystrybucyjny
Pojęcie Głównego Punktu Dystrybucyjnego (GPD) jest elementem topologii okablowania strukturalnego. GPD w klasycznym trzywarstwowy modelu okablowania strukturalnego stanowi główny węzeł budynkowy łączący Piętrowe Punkty
Dystrybucyjne (PPD). PPD stanowią węzły dla okablowania poziomego docierającego do użytkowników sieci.
W większości szkół, które zdecydują się na udział w programie e-Szkoła istnieją już fragmenty infrastruktury teleinformatycznej. Najczęściej spotykane elementy to:
•
•
•
•
Pracownie informatyczne wyposażone w lokalne punkty dystrybucyjne i okablowanie strukturalne w obrębie klasy szkolnej
Komputery w bibliotece (biblioteki multimedialne) podłączone do punktu dystrybucyjnego w pracowni informatycznej
Wydzielone stanowiska w administracji szkoły często połączone w mikrosieci lokalne
Punkty dostępu do Internetu składające się z modemu ADSL (technologia używana w usłudze Neostrada TP
S.A) oraz komputera PC pełniącego funkcje serwera, routera i firewall’a
GPD ma w projekcie e-Szkoła pełnić funkcję węzła łączącego istniejące fragmenty infrastruktury. GPD wykonany zostanie w formie szafy dystrybucyjnej 19” o wysokości 24U, w której umieszczone zostaną urządzenia aktywne realizujące
funkcję związane z bezpieczeństwem sieci, niezawodnością, programowaną kontrolą dostępu do zawartości, bezpiecznym dostępem do Internetu.
GPD to inwestycja długoterminowa w związku z tym ważnym elementem jest możliwość rozwoju systemu w czasie.
Z tych powodów zdecydowaliśmy się na zaproponowania konfiguracji, która na to pozwala. W poniższej tabeli zebrano
cele techniczne GPD i proponowane rozwiązania techniczne prowadzące do ich zrealizowania:
Program e-Szkoła – opis techniczny
autor: Ryszard Stefanowski
3
Wielkopolski Urząd Marszałkowski
Ogólnopolska Fundacja Edukacji Komputerowej
lp Cel techniczny GPD
Rozwiązanie
1.
Podłączenie zasilania
Panel elektryczny 19” wyposażony w zabezpieczenie przetężeniowe, zabezpieczenie przeciwprzepięciowe strefy C, zabezpieczenie przeciwporażeniowe
25mA, centralny wyłącznik, lampkę sygnalizacyjną
2.
Ciągłość zasilania i eliminacja
zakłóceń z sieci i do sieci elektrycznej
UPS
Moc wyjściowa 1425W / 1500 VA
Napięcie wyjściowe 230V
Wydajność przy pełnym obciążeniu 80%
Zniekształcenia napięcia wyjściowego Mniej niż 5% przy pełnym obciążeniu
Częstotliwość na wyjściu (synchronicznie z siecią) 47–53 Hz przy częstotliwości
nominalnej 50 Hz
3.
Podłączenie sieci lokalnej
szkoły do Internetu
Router z wejściem zgodnym z standardem posiadanej usługi dostępu. W przypadku Neostrada z wbudowanym modemem ADSL
4.
Zabezpieczenie sieci przed
atakami z zewnątrz sieci
Funkcja Firewall wbudowana sprzętowo do Routera
5.
Stworzenie wirtualnych podsieci w ramach szkolnej sieci
lokalnej z możliwością podłączenia punktów dostępowych
sieci radiowej zasilanych przez
okablowanie strukturalne
6.
Podłączenie zakończeń istniejących podsieci szkolnych oraz
okablowania strukturalnego
radiowych punktów dostępowych
Panel krosowniczy 19” 1U, 24 porty RJ 45 kategoria 5+ wg EIA/TIA
7.
Wspólna obudowa z możliwością rozwoju
Szafa dystrybucyjna 19” o wysokości 24U i wymiarach 600x800 mm
Przełącznik warstwy 3 z funkcją PoE (ang. Power over Ethernet)
24 porty RJ-45 10/100, autonegocjacja dupleksu i prędkości, Obsługa VLAN
802.1q (do 128 grup), konfiguracja z poziomu przeglądarki WWW (http / https),
autodetekcja POE, przeglądarki WWW (http / https), telnet
Rysunek 1 – Orientacyjny wstępny projekt szafy dystrybucyjnej GPD
Program e-Szkoła – opis techniczny
Autor rysunku: inż. Bogdan Bączkiewicz
autor: Ryszard Stefanowski
4
Wielkopolski Urząd Marszałkowski
Ogólnopolska Fundacja Edukacji Komputerowej
4. Sieć lokalna
W projekcie e-Szkoła przewidziano budowę radiowej sieci lokalnej w oparciu o punkty dostępowe WiFi pracujące
w standardach 802.11b/g. Sieć ta jest typową w tej chwili usługą uzupełniającą sieci przewodowe dedykowaną dla urządzeń mobilnych.
Rysunek 2 – Schemat Ideowy sieci radiowej WiFi
Autor slajdu: Piotr Skirski - Cisco System Inc.
Liczba zainstalowanych punktów dostępowych zależy od takich czynników jak: powierzchnia budynku, liczba kondygnacji, rodzaj materiału, z jakiego zbudowano budynek. Z tych względów nie można dokładnie określić ich liczby bez analizy projektu budynku i pomiarów na jego terenie. W projekcie e-Szkoła musieliśmy, więc przyjąć pewne założenia wstępne dotyczące statystycznej kubatury budynku szkolnego i przyjęliśmy liczbę 8 punktów dostępowych jako startową w
projekcie.
Punkty dostępowe dołączane są do sieci w topologii gwiazdy za pomocą klasycznej skrętki UTP. W związku z zastosowaniem technologii PoE nie ma potrzeby instalowania żadnych dodatkowych gniazd zasilających ponieważ okablowanie
sygnałowe pełni jednocześnie funkcję okablowania zasilającego.
Program e-Szkoła – opis techniczny
autor: Ryszard Stefanowski
5
Wielkopolski Urząd Marszałkowski
Ogólnopolska Fundacja Edukacji Komputerowej
5. Serwer danych
5.1. Serwer danych
W projekcie przewidziano zainstalowanie jednego serwera dedykowanego do realizacji usług informatycznych programu
e-Szkoła na poziomie sieci lokalnej szkoły. W założeniu jest to serwer klasy „entry-level” montowany do szafy GPD.
Parametry serwera z uwzględnieniem wydajności w testach benchmark są następujące:
LP. Nazwa podzespołu
Opis
1.
Procesor klasy x86 umożliwiający w teście SPEC - CPU 2000 v 1.3 osiągnięcie następujących wyników:
Procesor
CINT 2000 Base wynik min.1500,
CFP 2000 Base wynik
min. 1600
CINT 2000 Rate Base wynik
min. 18.5
CFP 2000 Rat Base wynik
min. 19.0
2.
Porty we-wy
Szeregowy - 1; USB - 4; Klawiatura - 1; Mysz - 1; Złącze sieciowe RJ-45 - 2;
port zdalnego zarządzania
3.
Wewnętrzne gniazda rozszerzeń
PCI- 2, PCI-Express x8 i x4
4.
Pamięć RAM
1GB DIMM DDR2 PC2-4200
5.
Dysk twardy
SATA 80 GB, 1,5 Gb/s, 7200 obr./min
6.
Nagrywarka DVD
Nagrywarka DVD-RW
7.
Napęd FDD
1,44MB
8.
Obudowa
Stelażowa 19” od 1U do 4U
9.
Klawiatura
WIN PS/2 lub USB
10. Mysz
PS/2 lub USB, optyczna
11. Interfejs sieciowy
Wbudowana gigabitowa, dwuportowa karta sieciowa 10/100/1000T
12. Zasilacz
Zasilacz 450 W
5.2. Oprogramowanie systemowe serwera
Odrębną kwestią jest oprogramowanie serwera. W kosztorysie przewidziano średni koszt oprogramowania systemowego w cenach edukacyjnych czołowych producentów oprogramowania. Decyzja o wyborze oprogramowania będzie
przedmiotem szczegółowej analizy podczas warsztatów projektowych programu e-Szkoła. Koszt oprogramowania może
się zmniejszyć w przypadku zastosowania oprogramowania „open source” (Linux), aczkolwiek w takim przypadku również pojawiają się koszty związane z licencją na obsługę serwisową.
Program e-Szkoła – opis techniczny
autor: Ryszard Stefanowski
6
Wielkopolski Urząd Marszałkowski
Ogólnopolska Fundacja Edukacji Komputerowej
6. Urządzenia peryferyjne
W projekcie e-Szkoła przewidziano projektory multimedialne jako wyposażenie dodatkowe „mobilnego nauczyciela”.
W tym obszarze istnieje pełna dowolność postępowania wynikająca ze strategii szkoły. Tu mogą pojawić się oczywiście
inne urządzenia peryferyjne jak na przykład:
•
•
•
•
Tablice interaktywne
Drukarki
Systemy do głosowania
Skanery
W przypadku urządzeń peryferyjnych należy zwrócić uwagę na ich możliwości pracy w sieci. Taka funkcjonalność pozwala na w zasadzie natychmiastowe udostępnienie takich urządzeń w sieci.
6.1. Projektor multimedialny
W programie e-Szkoła przyjęto następujące minimalne parametry projektora multimedialnego:
LP. Nazwa podzespołu
Opis
1.
Technologia
LCD lub DLP
2.
Rozdzielczość ekranu
1024x768
3.
Jasność obrazu
2000 ANSI Lumenów
4.
Kontrast
Minimum 400:1
5.
Lampa
170 Wat
6.
Czas pracy lampy
3000 godz.
7.
Przekątna obrazu
300 cali
8.
Odległość projekcji
0,9-11 Metr
9.
Ilość kolorów
16,7 mln
10. Złącza
Program e-Szkoła – opis techniczny
Video, s-video, audio in
autor: Ryszard Stefanowski
7
Wielkopolski Urząd Marszałkowski
Ogólnopolska Fundacja Edukacji Komputerowej
7. Przykładowy wykaz urządzeń
Poniższa tabela zawiera przykładową specyfikację i liczbę urządzeń. Ma ona charakter orientacyjny. Decyzję o zakresie
inwestycji zależą od wielu czynników w tym wielkości posiadanego budżetu:
Specyfikacja
Liczba
Router, Switch 8 portów, Firewall,
1
AP 802.11g/b WAP2
8
Przełącznik 24 porty 10/100 PoE
1
Serwer danych 1U 19"
1
Monitor 15" LCD
1
Szafa krosownicza 19" 24U
1
Zasilanie elektryczne
1
UPS 1500 VA zasilanie awaryjne
1
Notebook dla nauczyciela
20
Projektor multimedialny
5
Oprogramowanie aplikacyjne
20
Oprogramowanie systemowe serwera
1
Instalacja i uruchomienie systemu
1
Program e-Szkoła – opis techniczny
autor: Ryszard Stefanowski
8