Проектирование локальной вычислительной сети в УПТС Арселор МиталлСтил (ш.Костенко)

Обзор существующих принципов построения локальных вычислительных сетей. Структурированные кабельные системы (СКС), коммутационное оборудование. Проект локальной вычислительной сети: технические требования, программное обеспечение, пропускная способность.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 25.02.2011
Размер файла 1,8 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В коридоре и всех помещениях имеется подвесной потолок с высотой свободного пространства 35 см. Стены помещений изготовлены из обычного кирпича и покрыты штукатуркой, толщина которой составляет 1 см. Каких-либо дополнительных каналов в полу и стенах, которые могут быть использованы для прокладки кабелей, строительным проектом здания не предусмотрено. Техническое помещение, выделенное под кроссовую и аппаратную (далее серверная) имеет номер 15. Кроссы, УАТС, серверы и центральное оборудование ЛВС будут размещены в помещении серверной, то есть используется принцип одноточечного администрирования.

Создаваемая ЛВС должна обеспечить функционирование ЛВС и телефонной сети, то есть на каждом рабочем месте монтируется информационная розетка с двумя розеточными модулями. Внутренняя сеть телефонизации и внутренняя компьютерная сеть проектируется как единое целое, как часть ЛВС. Помимо информационных розеток, на рабочем месте монтируются две силовые розетки, подключенные к сети гарантированного электроснабжения, и одна силовая розетка, подключенная к сети бытового электроснабжения. Прокладку силовых кабелей и установку силового распределительного оборудования осуществляет субподрядная организация.

Для прокладки кабелей горизонтальной подсистемы вдоль коридора за подвесным потолком устанавливаются лотки. Расстояние от верхней кромки лотка до капитального потолка равно 25 см. Серверная располагается в центре этажа, и поэтому на каждую половину лотка укладываются кабели, обслуживающие всю рабочую площадь. Площадь поперечного сечения лотка с учетом наличия на каждом рабочем месте двух розеток вычисляется по формуле:

Sсеч.лотка=650*((Sэтажа/2) / 10)* 2/3, (1)

и соответственно составляет:

650*(432 / 10)* 2/3= 18720 мм.

Такой площадью обладает стандартный кабельный лоток размером 200x100 мм. По мере удаления от серверной могут быть использованы лотки меньшего сечения.

В рабочих помещениях прокладка кабеля в соответствии с требованиями этой проектной работы будет выполняться в декоративных коробах (располагаются на высоте 1 м. от пола). Для перехода от лотков к коробам в стенках рабочих помещений сверлятся отверстия, в которые устанавливаются закладные трубы. Согласно приведенным выше расчетам, в каждой комнате устанавливается по 11 блоков розеток - по четыре с двух сторон и по три с одной.

Рис.8. Схема прокладки кабеля

Горизонтальная подсистема ЛВС строится на основе неэкранированных 4-х парных кабелей UTP категории 5e, проложенных по два к каждому блоку розеток. Характеристики кабеля по затуханию, перекрестным наводкам и импедансу приведены в таблице 6:

Сопротивление - 9.38 Ом/100м , Емкость - 4.59 нФ/100 м на частоте 1 кГц.

Таблица 5. Характеристики кабеля UTP

Частота МГц

Затухание дБ/100м

NEXT, ДБ

Импеданс, Ом

0.064

-

-

125+15

0.128

-

-

115+15

0.256

-

-

110+15

0.772

1.8

64

100+15

1.0

2.0

62

100+15

4.0

4.1

53

100+15

8.0

5.8

48

100+15

10.0

6.5

47

100+15

16.0

8.2

44

100+15

20.0

9.3

42

100+15

25.0

10.4

41

100+15

31.25

11.7

40

100+15

62.5

17.0

36

100+15

100

22.0

32

100+15

Все кабельное и кроссовое оборудование, применяемое в проекте, удовлетворяет требованиям категории 5e международного стандарта EIA/TIA-568A, а также требованиям Underwriters Laboratories (UL) США по электробезопасности и техническим характеристикам.

В проектируемой ЛВС количество модулей информационных розеток, которые предполагается использовать для обеспечения функционирования телефонной системы, совпадает с количеством розеточных модулей для подключения ЛВС. На основании этого в качестве коммутационного оборудования применим панели типа 110.

Подсистема управления включает в себя кроссовое оборудование для коммутации сигналов, передаваемых по медному кабелю. Подсистема управления включает в себя кроссовое оборудование для коммутации сигналов в главном кроссе.

Коммутация рабочих мест осуществляется при помощи специальных кросс-кабелей между этими панелями на главном кроссе (серверная). Применение такой схемы обеспечивает более безопасный метод коммутации активного оборудования.

Получившаяся топология ЛВС приведена на рисунке 9.

Рис.9. Топология ЛВС

В случае инсталляции локальной вычислительной сети высокое качество всех компонентов, тестирование всей кабельной системы на соответствие категории 5е после проведения инсталляции сводит к минимуму вероятность возникновения аварии в кабельном хозяйстве.

2.8 Расчет полезной пропускной способности сети

Следует различать полезную и полную пропускную способность. Под полезной пропускной способностью понимается скорость передачи полезной информации, объем которой всегда несколько меньше полной передаваемой информации, так как каждый передаваемый кадр содержит служебную информацию, гарантирующую его правильную доставку адресату.

Влияние задержек и коллизий на полезную пропускную способность сети Ethernet хорошо отражает график, представленный на рис. 10.

Рис. 10. Зависимость полезной пропускной способности сети Ethernet от коэффициента использования

При загрузке сети до 50 % технология Ethernet на разделяемом сегменте хорошо справляется с передачей трафика, генерируемого конечными узлами. Однако при повышении интенсивности генерируемого узлами трафика сеть все больше времени начинает проводить неэффективно, повторно передавая кадры, которые вызвали коллизию. При возрастании интенсивности генерируемого трафика до такой величины, когда коэффициент использования сети приближается к 1, вероятность столкновения кадров настолько увеличивается, что практически любой кадр, который какая-либо станция пытается передать, сталкивается с другими кадрами, вызывая коллизию. Сеть перестает передавать полезную пользовательскую информацию и работает «на себя», обрабатывая коллизии.

Рассчитаем теоретическую полезную пропускную способность Fast Ethernet без учета коллизий и задержек сигнала в сетевом оборудовании.

Для этого необходимо определить длину кадра, а для этого используем формулу 2:

Пт = К + Синф, (2)

Где: Пт - теоретическая пропускная способность;

К - кадр (от 46 до 1500 байт);

Синф - служебная информация (18 байт).

Отличие полезной пропускной способности от полной пропускной способности зависит от длины кадра. Так как доля служебной информации всегда одна и та же, то, чем меньше общий размер кадра, тем выше «накладные расходы». Служебная информация в кадрах Ethernet составляет 18 байт (без преамбулы и стартового байта), а размер поля данных кадра меняется от 46 до 1500 байт. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения (рис. 11).

Рис. 11. Разбиение сообщения на пакеты

Сам размер кадра меняется от (формула 2):

46 + 18 = 64 байт

до:

1500 + 18 = 1518 байт.

Поэтому для кадра минимальной длины полезная информация составляет всего лишь 46 / 64 ? 0,72 от общей передаваемой информации, а для кадра максимальной длины 1500 / 1518 ? 0,99 от общей информации.

Чтобы рассчитать полезную пропускную способность сети для кадров максимального и минимального размера, необходимо учесть различную частоту следования кадров. Естественно, что, чем меньше размер кадров, тем больше таких кадров будет проходить по сети за единицу времени, перенося с собой большее количество служебной информации.

Так, для передачи кадра минимального размера, который вместе с преамбулой имеет длину 72 байта, или 576 бит, потребуется время, равное 576 bt, а если учесть межкадровый интервал в 96 bt то получим, что период следования кадров составит 672 bt. При скорости передачи в 100 Мбит/с это соответствует времени 6,72 мкс. Тогда частота следования кадров, то есть количество кадров, проходящих по сети за 1 секунду, составит 1/6,72 мкс ? 148810 кадр/с.

При передаче кадра максимального размера, который вместе с преамбулой имеет длину 1526 байт или 12208 бит, период следования составляет 12 208 bt + 96 bt = 12 304 bt, а частота кадров при скорости передачи 100 Мбит/с составит 1 / 123,04 мкс = 8127 кадр/с.

Зная частоту следования кадров f и размер полезной информации Vп в байтах, переносимой каждым кадром, нетрудно рассчитать полезную пропускную способность сети (формула 3):

Пп (бит/с) = Vп · 8 · f (3)

где: Пп - полезная пропускная способность;

Vп - полезная информация (байты);

f - частота следования кадров (секунды)

Для кадра минимальной длины (46 байт) теоретическая полезная пропускная способность равна:

Ппт1 = 148 810 кадр/с = 54,76 Мбит/с,

что составляет лишь немногим больше половины от общей максимальной пропускной способности сети.

Для кадра максимального размера (1500 байт) полезная пропускная способность сети равна:

Ппт2 = 8127 кадр/с = 97,52 Мбит/с.

Таким образом, в сети Fast Ethernet полезная пропускная способность может меняться в зависимости от размера передаваемых кадров от 54,76 до 97,52 Мбит/с.

2.9 Защита информации

Исследование и анализ многочисленных случаев воздействий на информацию и несанкционированного доступа к ней показывают, что их можно разделить на случайные и преднамеренные.

Для создания средств защиты информации необходимо определить природу угроз, формы и пути их возможного проявления и осуществления в автоматизированной системе. Для решения поставленной задачи все многообразие угроз и путей их воздействия приводится к простейшим видам и формам, которые были бы адекватны их множеству в автоматизированной системе.

Исследование опыта проектирования, изготовления, испытаний и эксплуатации автоматизированных систем говорят о том, что информация в процессе ввода, хранения, обработки и передачи подвергается различным случайным воздействиям. Причинами таких воздействий могут быть:

- отказы и сбои аппаратуры;

- помехи на линии связи от воздействий внешней среды;

- ошибки человека как звена системы;

- системные и системотехнические ошибки разработчиков;

- структурные, алгоритмические и программные ошибки;

- аварийные ситуации;

- другие воздействия.

Преднамеренные угрозы связаны с действиями человека, причинами которых могут быть определенное недовольство своей жизненной ситуацией, сугубо материальный интерес или простое развлечение с самоутверждением своих способностей, как у хакеров, и т.д.

Нет никаких сомнений, что нашей сети произойдут случайные или преднамеренные попытки взлома сети извне или попытки доступа к конфиденциальной информации изнутри. В связи с этим обстоятельством требуется тщательно предусмотреть защитные меры.

Принято различать пять основных средств защиты информации:

- аппаратные

- программные

- криптографические

- организационные

- законодательные

Windows 2003 Server имеет средства обеспечения безопасности, встроенные в операционную систему. Это множество инструментальных средств для слежения за сетевой деятельностью и использованием сети. ОС позволяет просмотреть сервер и увидеть, какие ресурсы он использует; увидеть пользователей, подключенных к настоящему времени к серверу и увидеть, какие файлы у них открыты; проверить данные в журнале безопасности; записи в журнале событий; и указать, о каких ошибках администратор должен быть предупрежден, если они произойдут.

Windows 2003 обладает развитыми средствами шифрования (криптографии) данных с открытым ключом (ассиметричное шифрование). (рис. 12)

Рис. 12. Схема алгоритма ассиметричного шифрования

Это интегрированный набор служб и инструментов администрирования, предназначенных для создания, реализации и управления приложениями, использующими алгоритмы шифрования с открытым ключом.

Шифрование с открытым ключом отличается от традиционного шифрования с секретным ключом тем, что в последнем стороны обменивающиеся зашифрованными данными должны были знать общий секретный ключ (т.е. зашифровывающий и расшифровывающий ключ совпадали), а в шифровании с открытым ключом зашифровывающий и расшифровывающий ключ не совпадают. Шифрование информации является одностороннем процессом: открытые данные шифруются с помощью зашифровывающего ключа, однако с помощью того же ключа нельзя осуществить обратное преобразование и получить открытые данные. Для этого необходим расшифровывающий ключ, который связан с зашифровывающим ключом, но не совпадает с ним. Подобная технология шифрования предполагает, что каждый пользователь имеет в своем распоряжении пару ключей - открытый ключ (public key) и личный (или закрытый private key) ключ. Свободно распространяя открытый ключ, вы даете возможность другим пользователям посылать вам зашифрованные данные, которые могут быть расшифрованы с помощью известного только вам ключа. Наиболее яркими проявлениями преимуществ шифрования с открытым ключом являются такие технологии, как цифровые или электронные подписи, сертификаты подлинности, доменные политики безопасности и т.д.

Также Windows 2003 предоставляет возможность еще больше защитить зашифрованные файлы и папки на томах NTFS благодаря использованию шифрованной файловой системы EFS (Encrypting File System). При работе в среде Windows 2003 можно работать только с теми томами, на которые есть права доступа. При использовании шифрованной файловой системы EFS файлы и папки будут зашифрованы с помощью пары ключей. Любой пользователь, который захочет получить доступ к определенному файлу, должен обладать личным ключом, с помощью которого данные файла будут расшифровываться. (рис. 13)

Рис.13. Реализация процедуры шифрования с открытым ключом.

Исходя из всего вышеперечисленного, мы видим, что встроенные программные средства безопасности и аудита Windows 2003 являются наиболее оптимальным решением для обеспечения необходимого уровня безопасности данных внутри сети, как с технической, так и с экономической сторон.

Для обеспечения безопасности сети от попыток проникновения извне в нашем проекте будет использован аппаратный комплекс межсетевого экран (IOS Firewall Feature Set) на базе устройства Cisco 2621 с использованием стандарта DES.

Стандарт шифрования данных DES (Data Encrypting Standard), который ANSI называет Алгоритмом шифрования данных DEA (Data Encrypting Algorithm), а ISO - DEA-1, за 20 лет стал мировым стандартом. За годы своего существования он выдержал натиск различных атак и при известных ограничениях все еще считается криптостойким.

DES представляет собой блочный шифр, шифрующий данный 64-битовыми блоками. С одного конца алгоритма вводиться 64-битовый блок открытого текста, а с другого конца выходит 64-битный блок шифротекста.

DES является симметричным алгоритмом: для шифрования и дешифрования используется одинаковые алгоритм и ключ (за исключением небольших различий в использовании ключа). Длина ключа равна 56 битам. (Ключ обычно представляется 64-битным числом, но каждый восьмой бит используеться для проверки четности и игнорируется.) Ключ, который может быть любым 56-битовым числом, можно изменить в любой момент времени. Криптостойкость полностью определяется ключом. Фундаментальным строительным блоком DES является комбинация подстановок и перестановок. DES состоит из 16 циклов шифрования по методу Фейстеля. (рис.14).

Рис. 14. Схему шифрования по методу фейстеля

Конструкция Фейстеля (Н. Feistel), или сеть Фейстеля, представляет собой разновидность итерированного блочного шифра. При шифровании блок открытого текста разбивается на две равные части правую и левую. Очевидно, что длина блока при этом должна быть четной. На каждом цикле одна из частей подвергается преобразованию при помощи функции f и вспомогательного ключа ki, полученного из исходного секретного ключа. Результат операции суммируется по модулю 2 (операция XOR) с другой частью. Затем левая и правая части меняются местами. Схема конструкции Фейстеля представлена на рисунке. Преобразования на каждом цикле идентичны, но на последнем не выполняется перестановка. Процедура дешифрования аналогична процедуре шифрования, однако ki выбираются в обратном порядке. Конструкция Фейстеля хороша тем, что прямое и обратное криптографические преобразования для такого блочного шифра имеют идентичную структуру.

Конструкция Фейстеля применяется в криптоалгоритмах DES, Lucifer, FEAL, Khufu, Khaire, JOKI, COST, CAST, Blowfish, и др. Блочный шифр, использующий такую конструкцию, является обратимым и гарантирует возможность восстановления входных данных функции на каждом цикле. Сама функция не обязательно должна быть обратимой. При задании произвольной функции не потребуется реализовывать две различные процедуры - одну для шифрования, а другую для дешифрования. Структура сети Фейстеля автоматически позаботится об этом.

В основу большинства современных одноключевых шифров положена итеративная криптосхема Фейстеля, в которой зашифрование блока данных осуществляется путем поочередного преобразования двух подблоков данных с использованием некоторой простой процедуры шифрования, называемой раундом шифрования или раундовой функцией шифрования F. Конкретный тип итеративного шифра определяется видом функции F. Причем для любой функции F расшифрование шифртекста осуществляется путем выполнения тех же процедур преобразования, но с использованием раундовых подключей в обратном порядке. В общем виде схема итеративного шифра показана на рисунке, где A и B - преобразуемые подблоки данных длины n; Kr-раундовые подключи длины m; r = 1,2,...,R - номер раунда шифрования. Типичным значением является n = 32 бит, что соответствует длине преобразуемого блока данных равной 64 бит. Эффективные раундовые функции могут быть легко построены на базе генерируемых процедур шифрования.

Рассмотрим шифрование по методы DES применительно к разрабатываемому проекту локальной вычислительной сети (рис.15)

Размещено на http://www.allbest.ru/

137

Рис.15. Циклы преобразования

В общем цикл преобразования представлен на рис.15. Если Li и Ri - левая и правая половины открытого текста, полученные в результате i-й итерации, Ki - 48-битный ключ для цикла i, а f - функция, выполняющая все подстановки, перестановки и XOR с ключом, то один цикл преобразования можно представить как (Li, Ri) = (Ri-1, Li-1 (XOR) f(Ri-1, Ki)).

DES является шифром Фейстеля и сконструирован так, чтобы выполнялось полезное свойство: для шифрования и дешифрования используеться один и тот же алгоритм. Единственное отличие состоит в том, что ключи должны использоваться а обратном порядке.

То есть если при шифровании использовались ключи K1, K2, …,K16, то ключами дешифрования будут K16, K15, …, K1. Алгоритм использует только стандартную арифметику 64-битовых чисел и логические операции, поэтому легко реализуется на аппаратном уровне.

DES работает с 64-битовыми блоками открытого текста. После первоначальной перестановки блок разбивается на правую и левую половины длиной по 32 бита. Затем выполняются 16 преобразований (функция f), в которых данные объединяются с ключом. После шестнадцатого цикла правая и левая половины объединяються, и алгоритм завершается заключительной перестановкой (обратной по отношению к первоначальной). На каждом цикле (рис. 16) биты ключа сдвигаются, и затем из 56 битов ключа выбираются 48 битов. Правая половина данных увеличивается до 48 битов с помощью перестановки с расширением, объединяется посредством XOR с 48 битами смещенного и перестановленного ключа, проходит через S-блоков, образуя 32 новых бита, и переставляются снова. Эти четыре операции и выполняются функцией f.

Размещено на http://www.allbest.ru/

137

Рис.16. Цикл преобразования

Примечание:

Li - левая и правая половины открытого текста

Ri - левая и правая половины открытого текста

S-блок - блок подстановок состоит из дешифратора, преобразующего n-разрядный двоичный сигнал в одноразрядный сигнал по основанию 2n, системы коммутаторов внутренних соединений (всего соединений 2n!) и шифратора, переводящего сигнал из одноразрядного 2n-ричного в n-разрядный двоичный.

P-блок - блок перестановок всего лишь изменяет положение цифр и является линейным устройством. Этот блок может иметь очень большое количество входов-выходов, однако в силу линейности систему нельзя считать криптоустойчивой.

Затем результат функции f объединяется с левой половиной с помощью другого XOR. В итоге этих действий появляется новая правая половина, а старая становится новой левой половиной. Эти действия повторяются 16 раз, образуя 16 циклов DES.

Исходя из всего вышеперечисленного, я пришел к выводу, что встроенные аппаратные средства безопасности и шифрования на базе устройства Cisco 2621 с использованием стандарта DES отвечают мировым стандартам в области защиты информации, и соответственно являются прекрасным решением как для обеспечения безопасности ЛВС от попыток проникнуть извне, так и для обмена зашифрованной информацией между сетями.

2.10 Тестирование

Завершающим этапом проекта является тестирование ЛВС и ее ввод в эксплуатацию.

Измерительное и тестирующее оборудование СКС на основе витой пары можно подразделить на три основные группы:

- сетевые анализаторы;

- тестеры ЛВС;

- обычные электрические тестеры или мультиметры.

Для тестирования СКС в рамках дипломной работы нам понадобится тестер СКС для измерения затухания и NEXT электрических трактов передачи (рис. 17).

Рис.17. Тестер ЛВС

Затухание канала и базовой линии является суммой затуханий, вносимых всеми их составляющими элементами: горизонтальным кабелем, оконечными и коммутационными шнурами и разъемами. Максимально допустимое затухание А можно выразить следующим образом:

A = УAразъема + Aкабеля на 100м. *(Lкабеля + 1,2 * УLшнуров) / 100м, (4)

где: УAразъема - сумма максимально допустимых затуханий, вносимых всеми разъемами (см.табл.1). В канале может быть до четырех разъемов, в базовой линии всегда два разъема.

Aкабеля на 100м. - максимально допустимое затухание горизонтального кабеля на длине 100 м. (см.табл.2).

Lкабеля - фактическая длина горизонтального кабеля канала или базовой линии.

УLшнуров - фактическая сумма длин всех шнуров канала или базовой линии.

По окончанию тестирования мы убедились, что затухания и NEXT электрических трактов передачи находятся в пределе нормы.

3. Охрана труда

3.1 Закон РК по ОТ

«Трудовой кодекс Республики Казахстан» утвержденный 15 мая 2007 года (с дополнениями по состоянию на 06.12.2008г.) [11] регулирует трудовые отношения на территории Республики Казахстан: согласно статье 77 нормальная продолжительность рабочего времени, в течение, которого работник в соответствии с актами работодателя и условиями индивидуального трудового договора выполняет трудовые обязанности, не должна превышать 40 часов в неделю.

Раздел 5 «Безопасность и охрана труда» Трудового кодекса регулирует общественные отношения в области охраны труда в Республике Казахстан и направлен на обеспечение безопасности, сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, а также устанавливает принципы государственной политики в области безопасности и охраны труда.

Согласно статье 314 работник имеет право на:

- рабочее место, оборудованное в соответствии с требованиями безопасности и охраны труда;

- обеспечение санитарно-бытовыми помещениями, средствами индивидуальной и коллективной защиты, специальной одеждой в соответствии с требованиями по безопасности и охране труда, а также трудовым, коллективным договорами;

- обращение в уполномоченный государственный орган по труду и его территориальные подразделения о проведении обследования условий и охраны труда на его рабочем месте;

- участие лично или через своего представителя в проверке и рассмотрении вопросов, связанных с улучшением условий, безопасности и охраны труда;

- отказ от выполнения работы при возникновении ситуации, создающей угрозу его здоровью или жизни, с письменным извещением об этом непосредственного руководителя или работодателя;

- образование и профессиональную подготовку, необходимые для безопасного исполнения трудовых обязанностей, в порядке, установленном законодательством Республики Казахстан;

- получение достоверной информации от работодателя о характеристике рабочего места и территории организации, состоянии условий, безопасности и охраны труда, о существующей угрозе для жизни и здоровья, а также о мерах по его защите от воздействия вредных (особо вредных) и (или) опасных производственных факторов;

- сохранение средней заработной платы на время приостановки работы организации из-за несоответствия требованиям по безопасности и охране труда;

- обжалование неправомерных действий работодателя в области безопасности и охраны труда.

3.2 Опасные и вредные производственные факторы

Опасные и вредные производственные факторы подразделяются на [12, c.157]:

- химические, возникающие от токсических веществ, способных вызвать неблагоприятное воздействие на организм;

- физические, причиной которых могут быть шум, вибрация и другие виды колебательных воздействий, неионизирующие и ионизирующие излучения, климатические параметры (температура, влажность и подвижность воздуха), атмосферное давление, уровень освещенности, а также фиброгенные пыли;

- биологические, вызванные патогенными микроорганизмами, микробными препаратами, биологическими пестицидами, сапрофитной спорообразующей микрофлорой (в животноводческих помещениях), микроорганизмами, являющимися продуцентами микробиологических препаратов.

К вредным (или неблагоприятным) факторам относятся также:

- физические (статические и динамические) перегрузки - подъем и перенос тяжестей, неудобное положение тела, длительное давление на кожу, суставы, мышцы и кости;

- физиологические - недостаточная двигательная активность (гипокинезия);

- нервно-психические перегрузки - умственное перенапряжение, эмоциональные перегрузки, перенапряжение анализаторов.

3.3 Электробезопасность

В приведенном в работе проекте используется активное сетевое оборудование, требующее заземления, а именно свитчи-коммутаторы и сетевые монтажные шкафы.

Так как используется множество оборудования требующего заземления и расположено оно все в помещении серверной, то тип заземления, используемый в проекте сети - контурный, при котором заземлители располагаются по контуру внутри помещения. Так как помещение, где установлено оборудование не прямоугольное, то периметр помещения будет равен сумме всех стен.

Контур состоит из вертикальных электродов - стальных труб длиной lв=3 м, диаметром d=50 мм, соединенных горизонтальной полосой длиной равной периметру контура:

L2 = Pк =А1+А2+А3+А4+А5+А6 (5)

Подставляя значения в формулу (5.6) находим:

L2 = Pк = 6+3,75+3,6+9,7+10,25+14 = 47,3 м.

В качестве горизонтального электрода применим стальную полосу сечением 404 мм. Глубина заложения электродов в землю t0=0,5 м. Удельное сопротивление грунта P=80 Ом·м. В качестве естественного заземлителя применяются железобетонная арматура сопротивлением RC=20 Ом. Ток замыкания на землю Iз=80 А.

Требуемое сопротивление растеканию заземлителя ПУЭ:

R3 = 125/IЗ (6)

R3 = 145/80 = 1,81Ом

Требуемое сопротивление неестественного заземлителя:

RТР = (RЕRЗ) / (RЕ - RЗ) (7)

RТР = (201,81)/(20-1,81)= 1,99 Ом

Число вертикальных электродов:

nВ = Рк / а, (8)

где: а - расстояние между вертикальными заземлителями, применяется по условию а= lв = 1;2;3, в данном случае принимаем а=3 м.

Подставляя значения в формулу (8), получим:

nВ =47,3/3=15,7 шт.

Округлим полученное значение и получим, что число вертикальных электродов равно 16 шт.

Определим расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных и горизонтальных электродов:

Pрасч.в = kCP, (9)

где kC - коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и высыхание грунта и зависящий от климатической зоны для Казахстана - kC=1,4; kC' = 2,5 .

Подставляя значения в формулу (9) получим:

Pрасч.в. = 1,480 = 112 Ом·м,

Pрасч.г. = 2,580 = 200 Ом·м.

Расчетное сопротивление растеканию электродов - вертикального Rв:

, (10)

.

Расчетное сопротивление растеканию электродов - горизонтального Rг:

(11)

.

Найдем сопротивление растеканию принятого группового заземлителя коэффициенты использования вертикального и горизонтального электродов В=0,4; Г =0,21:

Rгр =(RвRг)/( Rв Г + Rгnв В ), (12)

Rгр =(30,73,1)/( 30,70,21+3,115,70,4) = 1,8 Ом.

Расхождение между требуемым и расчетным сопротивлением заземлителя равно:

ДR = Rтр- Rгр = 1,99-1,8= 0,19 Ом (13)

Расстояние между заземлителями а = 3 м, количество заземлителей nВ = 16 шт. В качестве заземляющих проводников принимаем полосовую сталь сечение 48 мм2.

Заземление рамы, где устанавливается оборудованием производится отдельным медным проводником 16 мм2 от шкафа до шины заземления. Все соединения производятся болтовым соединением. Шина заземления в свою очередь соединяется с контуром заземления здания. Корпус оборудования внутри рамы соединяется медным проводником не менее 8 мм2 с корпусом шкафа, на специально предназначенный для заземления болт. Измеренная величина заземления составляет 0,11 Ом.

Таким образом, можно сделать вывод, что измеряемая величина заземления, составляющая 0,44 Ом находиться в пределах нормы, что свидетельствует о правильности расчетов.

3.4 Пожарная безопасность

Основной задачей пожарной безопасности является проведение комплекса мероприятий, обеспечивающих пожарную безопасность, это:

- устранение причин, способствующих возникновению пожара;

- создание условий для своевременной эвакуации людей и материальных ценностей при пожаре;

- выполнение мероприятий, ограничивающих распространение пожара в случае его возникновения;

- осуществление мероприятий обеспечивающих успешное тушение пожаров.

Ответственность за пожарную безопасность на предприятии несет руководитель предприятия, а в отделе, участке, цехе, службе лицо, назначенное распоряжением за каждый участок.

Основные средства защиты - средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, и которые не позволят прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. К основным электрозащитным средствам относятся: изолирующие штанги; изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели U; монтажные инструмент с изолирующими рукоятками.

3.5 Производственное освещение

Освещение рабочего места - важнейший фактор создания нормальных условий труда. Освещению следует уделять особое внимание, так как при работе с монитором наибольшее напряжение получают глаза.

При организации освещения необходимо иметь в виду, что увеличение уровня освещенности приводит к уменьшению контрастности изображения на дисплее. В таких случаях выбирают источники общего освещения по их яркости и спектральному составу излучения. [13, c.85]

Общая чувствительность зрительной системы увеличивается с увеличением уровня освещенности в помещении, но лишь до тех пор, пока увеличение освещенности не приводит к значительному уменьшению контраста.

Рекомендуемые соотношения яркостей в поле зрения следующие:

- между экраном и документом 1:5 - 1:10;

- между экраном и поверхностью рабочего стола 1:5;

- между экраном и клавиатурой, а также между клавиатурой и документом - не более 1:3;

- между экраном и окружающими поверхностями 1:3 - 1:10.

Если рабочее место находится рядом с окном, необходимо избегать того, чтобы терминал был обращен в сторону окна. Его необходимо расположиться под прямым углом к нему, причем экран дисплея тоже был перпендикулярен оконному стеклу (исключаются блики на экране).

Избавиться от бликов можно с помощью оконных штор, занавесок или жалюзи, которые позволяют ограничивать световой поток, проходящий через окна (в данном помещении предусмотрены как жалюзи, так и шторы). Чтобы избежать отражений, которые могут снизить четкость восприятия, нельзя располагать рабочее место прямо под источником верхнего света.

Стена или какая-либо другая поверхность позади компьютера должна быть освещена примерно также, как и экран. Необходимо остерегаться очень светлой или блестящей окраски на рабочем месте - она может стать источником причиняющих беспокойство отражений

На основании этих требований проведем расчет системы общего освещения рабочего места оператора. Расчет будем проводить по световому потоку, так имеется заданное значение освещенности документа 500 лк.

Нормируемая минимальная освещенность определяется по формуле:

Еmin= (Fл* n** z)/ S* K, (14)

где Fл - световой поток одной лампы;

n - число ламп в помещении;

- коэффициент использования светового потока, т.е. доля светового потока всех ламп, падающая на освещаемую поверхность;

z - коэффициент неравномерности освещения;

S = AB - площадь поля освещаемого помещения;

K - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности впроцессе эксплуатации системы освещения (загрязнение светильников, старение ламп).

Коэффициент использования светового потока представляет собой отношение светового потока, достигающего освещаемой поверхности, к полному световому потоку в помещении. Зависит от коэффициентов отражения стен С и потолка П, показателя помещения, который вычисляется по формуле:

(15)

где Hр - высота подвеса светильников над рабочей поверхностью (условно рабочей поверхностью считается горизонтальная поверхность на высоте 0,8 м. от пола).

Люминесцентные светильники рекомендуется устанавливать на высоте 2,5-4 м.

Так как нормируется минимальная освещенность рабочей поверхности, то при расчетах вводится коэффициент неравномерности освещения z. Для люминесцентных ламп z = 0,9.

Задавшись числом ламп имеем:

Fл= (Еmin*S*K)/*n*z* (16)

При работе с дисплеями желательно, чтобы спектр искусственного освещения максимально приближался к спектру естественного света.

Этому требованию наиболее полно отвечают люминесцентные лампы, которые кроме этого имеют ряд достоинств: значительная световая отдача, продолжительный срок службы, малая яркость светящихся поверхностей. Для определенности будем использовать двухламповый светильник типа АОД.

Используем следующие параметры помещения:

А (длина помещения)=4,5 м;

В (ширина помещения)=3 м;

H (высота помещения с учетом фальш-потолков) = 3,2 м;

Потолок -- белый (п = 0,7);

Стены светлые (с = 0,5);

n = 4 (два светильников по две лампы);

Минимальная освещенность составляет 500 лк.

Для тип ламп - АОД, п =0,7, с = 0,5, = 0,6 определяем, что = 0,7. Это значение подставляем в формулу (6.3):

Fл = (500*13,5*1,5)/(0,7*0,9*4) = 4017,86 [лм/Вт].

Для достижения заданной освещенности при выбранной схеме освещения следует использовать люминесцентные лампы типа ЛБХ мощностью 80 Вт при напряжении осветительной сети 220 В.

Метод коэффициента использования.

Принимаем систему общего освещения люминесцентными лампами типа ЛБХ мощностью 80 Вт, световой поток Fл=4017,86 Коэфициент отражения потолка, стен, пола - пот= 70%, ст = 50%, пол= 30%.

Расчетная высота подвеса - рабочая поверхность находится на высоте 1,2 м от пола, высота свеса ламп - 0,01 м, следовательно:

Наименьшее расстояние между светильниками определяется как:

Ї=л*h=1,1*2=2,2м (17)

Принимаем три ряда светильников с расстоянием от стен по 0,5м.

Определим индекс помещения по формуле 13.

Коэффициент запаса Кз=1,5. Подставляем в формулу эти значения, определяем количество люминесцентных ламп:

, (18)

где: z - коэффициент неравномерности освещения z=1,1ч1,2.

Размещаем в один ряд четыре лампы с расстоянием между ними 0,8 м. Всего для создания нормируемой освещенности 500 лк необходимо 2 лампы ЛВХ мощностью 80 Вт.

Таким образом, для получения освещенности, отвечающей санитарным нормам необходимо 2 светильника по две лампы в каждом.

3.6 Производственный шум и вибрация

Технологическое оборудование, используемое в данном проекте построения сети на основе стандарта IEEE 802.01 относиться к разряду бесшумного и безвибрационного. Единственными источниками шума при осуществлении данного проекта является проведение монтажных работ. [14, c.79]

Уровни звукового давления источников шума, действующих на монтажника локальной вычислительной сети при проведении монтажных работ с использованием специального инструмента представлены в таблице 6.

Таблица 6. Уровни звукового давления различных источников

Источник шума

Уровень шума, дБА

Количестве единиц техники

Электрическая дрель

72

1

Двигатель автокрана

76

1

Расчет уровня шума возникающего от нескольких некогерентных источников, работающих одновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммирования излучений отдельных источников:

(19)

где: Li - уровень звукового давления i-го источника шума;

n - количество источников шума.

Подставив значения уровня звукового давления для каждого вида оборудования в формулу 19, получим:

дБА

Полученные результаты расчета сравнивается с допустимым значением уровня шума для данного рабочего места. Если результаты расчета выше допустимого значения уровня шума, то необходимы специальные меры по снижению шума. В случае с проведение монтажных работ, для устранения шума возможно использование специальных защитных средств для ушей. Полученное значение не превышает допустимый уровень шума для места работы монтажника-высотника, равный 80 дБА. Уровень шума, полученный в расчете указывает на уровень шума близкий к максимально допустимому.

Таким образом, работа монтажника локальной вычислительной сети при проведении монтажа должна проводиться с применением специальных средств защиты от шума.

3.7 Техника безопасности

Все работники, занятые на строительстве, эксплуатационном обслуживании и ремонте радиорелейных линий связи, обязаны знать и неуклонно соблюдать меры безопасности ведения работ и противопожарные мероприятия.

До начала работ необходимо тщательно проверить наличие и исправность инструмента, защитных средств, предохранительных приспособлений, лестниц, стремянок, подъемных приспособлений и механизмов и т.п. Индивидуальные защитные средствами приспособления должны быть испытаны в установленные правилами сроки и промаркированы датой следующего испытания.

Руководители цехов, служб, участков, мастера и другие должностные лица, возглавляющие участки работ на предприятии, обязаны:

- знать перечень работ с повышенной опасностью;

- организовывать проведение всех видов инструктажа и обучение подчиненных работников безопасным методам и приемам работы;

- обеспечивать правильную и безопасную организацию рабочих мест;

- обеспечивать работников индивидуальными защитными средствами и приспособлениями, следить за их своевременной проверкой;

- участвовать в расследовании несчастных случаев;

- принимать меры по устранению причин, их вызвавших.

Руководители работ, а также инженеры, электромеханики или опытные работники, назначенные приказом администрации предприятия, обязаны лично присутствовать, руководить и обеспечивать строгое выполнение требований правил техники безопасности на особо опасных участках.

При производстве работ с повышенной опасностью необходимо выполнять следующие требования:

- допускать до работы лиц не моложе 18 лет, прошедших медицинское освидетельствование, обучение и инструктаж на рабочем месте;

- выписывать наряд-допуск в соответствии с правилами оформления;

- проводить с работниками целевой инструктаж, фиксировать его проведение в журнале с обязательной подписью лиц прошедших инструктаж и лица инструктировавшего.

К работам с повышенной опасностью на линейных сооружениях связи относятся следующие виды работ:

- погрузочно-разгрузочные работы;

- работы на высоте;

- земляные работы вблизи прохождения силовых кабелей, газо-и нефтепроводов;

- работы на пересечениях с воздушными линиями электропередачи (ЛЭП), контактными сетями наземного транспорта;

- работы на кабеле с дистанционным питанием и вблизи таких кабелей. [15, c.136]

Работы на РРЛ по модернизации и последующем обслуживании оборудования РРЛ на существующей сети связаны с подъемом на высоту, СВЧ излучением и прочими опасными факторами, поэтому при проведении таких работ следует неукоснительно соблюдать нижеприведенные правила требования.

К работам по ремонту и монтажу оборудования и конструкций допускаются рабочие не моложе 18 лет, прошедшие вводный инструктаж по технике безопасности и получившие удостоверение на право производства указанных работ. А также монтажник обязан использовать все средства индивидуальной защиты: спецодежду, спецобувь, предохранительный пояс, каску и другие средства в соответствии с выполняемой работой.

При монтаже и ремонте оборудования или конструкций запрещается:

- работать без средств индивидуальной защиты или использовать средства, предназначенные для других работ

- поднимать конструкции, вес которых превышает грузоподъемность крана или лебёдки

- поднимать конструкции, засыпанные землёй, заложенные другими предметами или примёрзшие к земле

- поправлять ударами молота или лома канаты и загонять стропы в зёв крюка

- удерживать руками или клещами соскальзывающие с оборудования (конструкции) при их подъёме канаты

- находится на оборудовании (конструкции) во время подъёма

- находится под поднимаемым оборудованием, а также находится в непосредственной близости от него

- освобождать краном защемленные конструкцией канаты

- оставлять груз в подвешенном состояние во время перерыва в работе

- монтировать или демонтировать оборудование, находящееся под напряжением

- монтировать или ремонтировать оборудование без принципиальной монтажной схемы, разработанной предприятием-производителем или проектной организацией

- монтировать или ремонтировать оборудование не обученным специально персоналом.

Работы на высоте 1 м и более от поверхности грунта или перекрытий относятся к работам на высоте. При производстве этих работ должны быть приняты меры, предотвращающие падение работающих с высоты.

Работы, выполняемые на высоте более 5 м от поверхности грунта, перекрытия или рабочего настила, лесов, подмостей, при которых основным средством предохранения от падения с высоты служит предохранительный пояс.

При работах, когда не представляется возможным закрепить строп предохранительного пояса за конструкцию, опору, следует пользоваться страховочным канатом, предварительно закрепленным за конструкцию, деталь опоры и т.п. Выполнять эту работу должны два лица, второе лицо по мере необходимости медленно опускает или натягивает страховочный канат.

Обслуживание и ремонт антенно-мачтовых сооружений (АМС) и антенно-волноводных трактов (АВТ), а также оборудования, находящегося на АМС и крышах зданий, должны производиться в соответствии с проектом обслуживания или инструкцией, утвержденной главным инженером предприятия, с выполнением правил ПТБ и ПТЭ.

Все работы, связанные с подъемом на АМС и АВТ, должны вестись по нарядам.

Окраска башен и мачт должна производиться специально обученными лицами с обязательным выполнением требований техники безопасности, изложенных в нормативных документах для этого вида работ.

Опасной зоной вокруг, мачт и башен при их эксплуатации считается зона, граница которой находится от центра основания опоры на 1/3 ее высоты. При работах в опасной зоне разрешается находиться только лицам, непосредственно связанным с этими работами, при обязательном использовании защитных касок. Защитные каски применяются при любых работах на опорах. Защита персонала, находящегося в опасной, зоне, при возможном падении льда, снега или других предметов должна осуществляться:

- обозначением опасной зоны с установкой предупреждающих знаков;

- составлением местных инструкций и проведением инструктажа о гололедной опасности;

- защитой подходов, находящихся в опасной зоне навесами или сооружениями постоянной или съемной конструкции (для РРС, работающих в обслуживаемом режиме).

Места, имеющие превышение норматива интенсивности, должны быть обозначены предупреждающими плакатами.

При любых работах на АМС и АВТ должны быть точно определены объем, время начала и окончания работ, назначены все ответственные за производство работ лица. [15, c.187]

Перед началом работ, связанных с подъемом на АМС, руководитель или главный инженер предприятия, эксплуатирующей РРЛ, должен проинструктировать персонал и выписать наряд по установленной форме. В случае невозможности выполнения этого требования право выдачи наряда может быть предоставлено лицу, входящему в список лиц, которым письменным распоряжением по предприятию предоставляется право выдачи наряда, быть руководителем, производителем работ и допускающим.

3.8 Санитарно-гигиенические мероприятия

К санитарно-гигиеническим мероприятиям относятся: естественная и механическая вентиляция, отопление, кондиционирование и душирование с учетом изменения времени года и характера тепловыделений в процессе производства.

Воздушно-влажностное душирование применяется как одна из эффективных мер снижения опасности перегрева работающих на рабочих местах производств с высоким тепловыделением.

В производственных помещениях, на рабочих местах, где невозможно установить регламентированные интенсивности теплового облучения работников из-за технологических требований, технологического несовершенства или экономически обоснованной нецелесообразности, используют обдув, водо-воздушное душирование и т. п. При тепловом облучении от 140 до 350 Вт /м2 необходимо увеличивать на постоянных рабочих местах скорость движения воздуха на 0,2 м/с более нормированного значения. При тепловом облучении, превышающем 350 Вт/м2, целесообразно применять воздушное душирование рабочих мест. Воздушное душирование - это направленный на рабочее место поток воздуха со скоростью 2-6 м/с и температурой от 150 до 200 С. Для защиты производственных помещений от перепадов температурно-влажностных условий внешней среды применяют обустройство на входах дверей воздушных и воздушно-тепловых завес. [17, c.224]

4. Промышленная экология

На практике при характеристике электромагнитной обстановки используют термины "электрическое поле", "магнитное поле", "электромагнитное поле". Электрическое поле создается зарядами. На рисунке 18 показано электрическое поле, возникающие вокруг проводника с протекающим по нему током.

Рис. 18. Электрическое поле

Магнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику. Для характеристики величины электрического поля используется понятие напряженность электрического поля, обозначение Е, единица измерения В/м. Величина магнитного поля характеризуется напряженностью магнитного поля Н, единица А/м. При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В, единица Тл, одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м. На рисунке 19 показано магнитное поле.

Рис. 19. Магнитное поле

По определению, электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).

Электромагнитные волны характеризуются длиной волны, обозначение - (лямбда). Источник, генерирующий излучение, а по сути создающий электромагнитные колебания, характеризуются частотой, обозначение - f.

Важная особенность ЭМП - это деление его на так называемую "ближнюю" и "дальнюю" зоны. В "ближней" зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально квадрату r-2 или кубу r-3 расстояния. В "ближней" зоне излучения электромагнитная волне еще не сформирована. Для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Н производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющей полей (электромагнитной волны), ответственных за излучение. "Дальняя" зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3 . В "дальней" зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r-1. На рисунке 20 показаны направление распространения переменного магнитного и электрического поля.

Рис. 20. Направление распространения переменного электрического и магнитного поля

В "дальней" зоне излучения есть связь между Е и Н: Е = 377Н, где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом. Поэтому измеряется, как правило, только Е. В Казахстане на частотах выше 300 МГц обычно измеряется плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), или вектор Пойтинга. Обозначается как S, единица измерения Вт/м2. ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны. В таблице 7 представлена международная классификация электромагнитных волн по частотам. [15, c.331]

Среди основных источников ЭМИ можно перечислить:

- электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда);

- линии электропередач (городского освещения, высоковольтные);

- электропроводка (внутри зданий, телекоммуникации);

- бытовые электроприборы;

- теле- и радиостанции (транслирующие антенны);

- спутниковая и сотовая связь (транслирующие антенны);

- радары;

- персональные компьютеры.

Таблица 7 Международная классификация электромагнитных волн по частотам

Наименование частотного диапазона

Границы диапазона

Наименование волнового диапазона

Границы диапазона

Крайние низкие, КНЧ

3 - 30 Гц

Декамегаметровые

100 - 10 Мм

Сверхнизкие, СНЧ

30 - 300 Гц

Мегаметровые

10 - 1 Мм

Инфранизкие, ИНЧ

0,3 - 3 кГц

Гектокилометровые

1000 - 100 км

Очень низкие, ОНЧ

3 - 30 кГц

Мириаметровые

100 - 10 км

Низкие частоты, НЧ

30 - 300 кГц

Километровые

10 - 1 км

Средние, СЧ

0,3 - 3 МГц

Гектометровые


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.