Домашнее задание - Конструкция, подключение и инсталляция периферийных устройств — часть 1
Дисциплина: ОП.02 Архитектура аппаратных средств | Раздел 4. Практическая работа №4 (часть 1 из 3)
Выполняйте только если преподаватель назначил это задание. Срок сдачи сообщит преподаватель.
1. Регистрационные данные студента
2. Постановка инженерной задачи
Вам поручено спроектировать кабельную инфраструктуру и электрическую схему подключения рабочего места для архитектурно-строительного проектирования (CAD/BIM). Рабочая станция инженера включает:
Вычислительный блок: производительный ноутбук-рабочая станция с поддержкой интерфейсов USB4 / Thunderbolt 4 и портами питания USB Power Delivery (требуемая входная мощность под нагрузкой — 95 Вт).
Дисплейный комплекс: профессиональный монитор 4K UHD ($3840 \times 2160$, частота 60 Гц, глубина цвета 10 бит HDR, формат RGB 4:4:4). В монитор встроен концентратор USB-C с проходным портом питания Power Delivery и видеовходами DisplayPort 1.4 и HDMI 2.0.
Сетевое оборудование: подключение к корпоративной сети через порт Gigabit Ethernet (1000BASE-T) и сетевой кабель витой пары до настенной розетки RJ-45 (расстояние 15 метров).
Внешнее хранилище: внешний скоростной SSD-накопитель емкостью 2 ТБ с шиной NVMe PCIe 3.0 x4 (пиковая потребляемая мощность 8.5 Вт, пиковая скорость передачи не менее 1500 Мбайт/с).
Периферия ввода: графический планшет с чувствительностью к нажатию (USB 2.0/3.0, 5 В 500 мА) и комплект беспроводной клавиатуры с мышью с USB-радиомодулем 2.4 ГГц.
3. Расчетная часть: Совместимость питания и пропускной способности
3.1. Расчет пропускной способности видеопотока 4K HDR
Рассчитайте битрейт нескорректированного видеосигнала монитора по формуле: R_raw = H × V × bpp × f × 1.15 (коэффициент интервала гашения)
3.2. Электрический расчет шины питания USB Power Delivery
Проанализируйте энергобаланс: док-станция / монитор питаются от внешнего блока питания 180 Вт. На ноутбук требуется подать 95 Вт, накопитель NVMe потребляет 8.5 Вт, графический планшет 2.5 Вт, радиомодуль 0.5 Вт.
4. Спецификация кабельной коммутации и выбор стандартов
Соединяемые узлы
Физический интерфейс и разъемы
Спецификация кабеля и категория
Предельная длина
Ноутбук ↔ Монитор (док-станция)
USB Type-C ↔ Type-C
Thunderbolt 4 / USB4 40Gbps, 100W PD с чипом E-Marker
до 0.8–2.0 м
Монитор ↔ Накопитель NVMe SSD
USB Type-C ↔ Type-C
USB 3.2 Gen2 (10 Гбит/с) экранированный
до 1.0 м
Монитор (док) ↔ Корпоративная сеть
RJ-45 ↔ RJ-45
Витая пара U/UTP или F/UTP Cat.5e / Cat.6 (медь 24 AWG)