Проект системы радиодоступа в п. Омчак Магаданской области



Рисунок 1.2 - Стандартная конфигурация системы DECTlink



Рисунок 1.3

В модуле LEIM и RBIM осуществляются функции коммутации. Функции QD2-интерфейса для служебного компьютера выполняются в модуле QDIM. Модули LEIM и RBIM, а также LTC/LTO посылают в QDIM требуемую OAM-информацию. Обмен OAM-информацией также происходит с другими компонентами системы (RBC, RBS и RNT) через модуль QDIM. Центральное программное обеспечение и данные для модулей LEIM и RBIM хранятся в блоках энергоневисимой памяти в модуле QDIM. Здесь хранится информация о конфигурациях всех станций RBS. Каждый модуль LEIM и RBIM имеет собственную энергозависимую память. Модуль LEIM выполняет функции локальной коммутации между DECT-абонентом и местной станцией. В одном блоке RDU может быть до восьми модулей LEIM. Модуль RBIM предоставляет F1-интерфейс (G.703) блока RDU и выполняет адаптацию сигналов между F1-интерфейсом и магистралью. В RDU может быть до четырех модулей RBIM. Модуль QDIM предоставляет QD2-интерфейс у служебному компьютеру для эксплуатации и технического обслуживания, и F-интерфейс для локального подключения к LCT. В одном RDU используется один QDIM.

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет числа радиоканалов для БС

Для расчета числа радиоканалов необходимо определить максимальное количество абонентов, приходящихся на одну БС по формуле [4]:

абонентов, (2.1)

где n - количество используемых радиоканалов (максимально n=10);

10 - число абонентов, одновременно работающих на одной несущей;

k - количество абонентов, приходящихся на одну несущую частоту (БС с учетом

вероятности отказа для ССПС не более 5%), k = 25.

Предполагаемое число абонентов в поселке Омчак Магаданской области составляет 480, а количество БС - 4.

Рассчитаем максимальное число абонентов в поселке Омчак Магаданской области при полностью загруженных БС:

абонентов, (2.2)

где М - общее количество БС.

Таким образом, максимальная абонентская емкость намного превышает предполагаемую, и для более эффективного использования капитальных вложений нет необходимости использовать все десять радиоканалов.

Исходя, из предполагаемого числа абонентов, определим количество абонентов, приходящихся на одну БС:

(2.3)

где N_зад - общее число абонентов поселка Омчак Магаданской области;

М - общее количество БС.

Требуемое число радиоканалов для одной БС:

, (2.4)

2.2 Расчет интенсивности нагрузки

Интенсивность поступающей нагрузки рассчитывается, исходя из количества абонентов БС в районе и нагрузки в ЧНН на одного абонента, Z_а=0,02 Эрл. Из статистических данных крупных и развитых операторов мобильной связи видно, что реальная нагрузка на абонента в ЧНН составляет примерно 0,012 ч 0,015 Эрл. Таким образом, предполагаемая нагрузка Z_а=0,02 Эрл обеспечит необходимый запас монтируемой емкости для дальнейшего увеличения числа абонентов, что необходимо для нормального развития работы сети.

Определим интенсивность нагрузки от базовых станций поселка Омчак Магаданской области. Нагрузка на одну БС:

Эрл, (2.6)

где N_БС - число абонентов, приходящихся на одну БС.

Учитывая, что 50% нагрузки приходится на входящее соединение, а 50% - на исходящее, имеем:

Эрл (2.7)

Переведем среднюю нагрузку в расчетную:

Эрл (2.8)

Таким образом, входящая и исходящая нагрузка от всех 4 БС поселка Омчак Магаданской области:

Y_вх1-4=Y_исх1-4=Y*4=1,9*4=7,6 Эрл (2.9)

Исходя из выше изложенного общая нагрузка предположительно будет распределяться:

-между абонентами микросотовой связи и АМТС, на которую поступает 50% от общей нагрузки. С АМТС нагрузка распределяется на:

- нагрузку между абонентами микросотовой связи и стационарными абонентами ТФОП - 40%;

- нагрузку между абонентами микросотовой связи и стационарными внутризоновыми абонентами - 10%;

-между абонентами микросотовой связи и GMTX-6 приходится 20% от общей нагрузки, которая распределяется на:

- нагрузку между абонентами микросотовой связи и абонентами ТФОП других регионов - 10%;

- нагрузку между абонентами микросотовой связи и абонентами МЦК - 5%;

- нагрузку между абонентами микросотовой связи и абонентов СПС других регионов - 5%;

-между абонентами микросотовой связи внутри сети приходится 30% от общей нагрузки.

Исходя из данного процентного распределения интенсивность нагрузки для выше изложенных направлений, учитывая, что общая нагрузка составляет 8 Эрл, составим таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Распределение нагрузки на сети

Направление	Распределение нагрузки, %	Исходящая нагрузка, Эрл	Входящая нагрузка, Эрл	Общая нагрузка, Эрл
АМТС	Местная ТФОП	40	3,04	3,04	6,08
	Внутризоновая	10	0,76	0,76	1,52
GMTX-6	ТФОП других регионов	10	0,76	0,76	1,52
	МЦК	5	0,38	0,38	0,76
	СПС других операторов	5	0,38	0,38	0,76
Внутренний трафик	30	2,28	2,28	4,56
ВСЕГО:	100	7,6	7,6	15,2

2.3 Расчет числа каналов

Расчет количества каналов ведется с помощью формулы Эрланга по таблицам Эрланга .

Число каналов микросотовой сети от базовых станций рассчитывается при вероятности потерь р=0,05, т.к. вероятность потерь вызовов в сетях сотовой связи не должна превышать 5 %.

Таким образом, в поселке Омчак Магаданской области для входящих и исходящих соединений при нагрузке на одну БС Y_вх = Y_исх = 1,9 Эрл, требуемое число соединительных линий по таблице Эрланга равно V=8.

БС соединены с центральным распределительным блоком (RDU) и контроллером (RBC) с помощью ИКМ потоков. Для расчета количества ИКМ потоков используем формулу:

N_вх=N_исх=E_n |(V-1)/30+1|=E_n|(8-1)/30+1|=1 поток (2.10)

Общее количество потоков от всех БС поселка Омчак Магаданской области:

N_общ=(N_вх+N_исх)n=(1+1)*4=8 потоков,

где n - число БС.

Число каналов для связи с АМТС и GMTX рассчитывается при вероятности потерь р=0,01, т.к. на данном направлении вероятность потерь не должна превышать 1%.

Внутри самой сети по прогнозам замкнется около 30% нагрузки, т.к. эта нагрузка распределяется внутри данного района. При этом 20% нагрузки будет проходить через RDU к GMTX, а 50% - через RDU к АМТС. Число каналов определяется исходя из нагрузки на эти направления. Учитывая, что нагрузка между АМТС и RDU равна 50% от общей нагрузки, т.е.:

Эрл

Требуемое число соединительных линий на данное направление с использованием формулы Эрланга равно V=15. Тогда (по формуле 2.10) необходимое число ИКМ потоков равно:

потока

Общее число потоков равно N_общ = 4.

Нагрузка между RDU и GMTX-6 равна 20% от общей нагрузки:

Y_вх=Y_исх=3,2 Эрл

При этом требуемое число каналов равно V=9. Число потоков ИКМ равно (формула 2.10):

поток

Общее число потоков V=2.

2.4 Проектирование системы беспроводного доступа

2.4.1 Планирование и развертывание сети

При проектировании системы связи необходимо собрать полную информацию об уже установленных на объекте средствах связи, в том числе сведения о модели УПАТС, если она существует, ее емкости возможностях расширения, количестве внешних соединительных линий и внутренних портов, поддерживаемых интерфейсах, структуре кабельной проводки. Затем нужно узнать, какие требования предъявляет к новой системе заказчик: это и число беспроводных абонентов (мобильных и стационарных), и площадь обслуживаемой территории и предполагаемый объем трафика, и особенности его распространения на местности. Следует также учесть, планируется ли в дальнейшем изменение конфигурации системы или наращивание емкости.

Важным этапом предварительного проектирования системы является проведение маркетинговых исследований по конъюнктуре рынка, планирование возможных категорий и количества потенциальных пользователей. Прогноз числа потенциальных пользователей для оптимизации структурной реализации сети целесообразно проводить не по системе целом, а по зонам обслуживания и по этапам реализации системы с учетом темпов роста емкости сети. Правильное прогнозирование возможных категорий пользователей позволяет четко сформулировать требования к системе по набору сервисных функции и возможности подключения дополнительного оборудования. Рациональное решение этих вопросов способно привлечь многих потенциальных пользователей, которые смогли бы с минимальными затратами стать, абонентами современной сети радиосвязи, решить все проблемы оснащения своих подразделении мобильной радиосвязью, организовать их гибкое взаимодействие на всех уровнях и решить еще целый ряд проблем, связанных с отсутствием надежной мобильной радиосвязи.

На основании данных производится технико-экономическое обоснование (ТЭО) выбора стандарта и базового варианта реализации системы. Выбор базового варианта и стандарта должен основываться, прежде всего, на соответствии технических возможностей проектируемой системы требуемым: максимальная емкость системы, возможное количество зон обслуживания, набор сервисных функций, подключение к телефонной сети общего пользования и т.д. Анализ вариантов реализации системы с точки зрения инвестиций необходимо проводить, учитывая не только стоимость оборудования, но и затраты на аппаратную и программную модернизацию системы, наращивание ее емкости. При оценке эксплуатационных издержек необходимо обратить внимание на возможность работы

оборудования в необслуживаемом режиме и в не отапливаемых помещениях. Таким образом, проведенное ТЭО должно обеспечить возможность обоснованного выбора стандарта и характеристик базового варианта реализации системы радиосвязи.

Следующий этап - анализ территории объекта, на котором предполагается развернуть систему: оценка общей площади обслуживания, определение размеров зданий и типов материалов, из которых они построены (важно выявить наличие конструкций из сильно экранирующих материалов), изучение расположения силовых электрических сетей.

Собранные на этих этапах сведения позволяют приступить к разработке рабочего проекта системы беспроводного доступа. Она может быть внешней системой или интегрированной в имеющуюся УПАТС.

Планирование размещения базовых станций производится в зависимости от условий распространения радиоволн. При одинаковой площади обслуживания иногда достаточно одной базовой станции, чтобы охватить всю территорию обслуживания, а бывает, что приходиться устанавливать три - четыре базовых станции. Все зависит от характера местности, типа застройки. На количество устанавливаемых базовых станций также влияет наличие промышленных предприятий. Обычно трафик в отделах продаж и закупок, обслуживания клиентов и технической поддержки гораздо более напряженный. Поскольку одна станция одновременно предоставляет лишь десять речевых каналов, то если необходимо обслуживать большее количество мобильных абонентов, находящихся на малой площади, может понадобиться установка двух и более базовых станций. Поэтому без экспериментального исследования планируемой зоны радиообслуживания не обойтись.

Другой аспект конфигурации базовой станции - это способы разводки питания. Питание базовых станций осуществляется либо от контроллера базовых станций, либо от отдельного адаптера. В первом случае максимальное удаление станций от контроллера составляет 1 км, во втором ограничивается затуханием передаваемых сигналов и может составить до 5 км. Базовые станции не должны устанавливаться около наружных стен зданий, поскольку свободный участок перед зданием может использоваться для автостоянок. Внутренний размер соты может быть 3-5 км.

При проектировании микросотовой сети применяется несколько вариантов выверенных сетевых решение. Использование систем абонентского радиодоступа является выгодным альтернативным вариантом по сравнению со всеми кабельными сетями, применяемыми до настоящего времени.

Сеть базовых станций позволяет создать общую радиозону обслуживания, покрывающих необходимую территорию. Так как соты системы имеют небольшие размеры, можно реализовать систему необходимой конфигурации, наилучшим образом соответствующую расположению и размеру обслуживаемых объектов. На конфигурацию систем связи существенно влияют материалы, из которых выполняют стены и перекрытия зданий, вид застройки, рельеф местности. Это особенно относится к новым материала, например, отражающим (армированным) стеклам, используемых в современных учреждениях.Грамотное планирование развертываемой сети обеспечивает наиболее экономичное оборудование с минимальным числом станций при полном покрытии требуемой зоны обслуживания. Оптимальное планирование системы и ее эффективное функционирование может быть достигнуто на основе точных измерений и анализа результатов с использованием опыта и профессиональных знаний специалистов. Измерения распространения радиоволн для подтверждения целесообразно размещения базовых станций в том или ином месте производится с помощью портативной измерительной системы.

При проведении обследования территории измерительный радиоблок размещается в месте предполагаемой установки, абонентская трубка переводится в режим измерения силы принятого сигнала в условных единицах, после чего, перемещаясь по помещению можно проследить измерения уровня сигнала в нем и при необходимости, подкорректировать место размещения базовой станции.

При развертывании сети можно использовать для подключения базовых станций существующие ранее проложенные обычные 2-х проводные со скоростью передачи 144 кбит/с телефонные линии при условии, что разводка производилась с помощью витой пары проводов. Следует полностью исключить в этих линиях включений даже небольших отрезков других видов линий, так как это приведет к нарушению работоспособности сети. БС может содержать один или два интерфейса U_ko, соответственно с одним, двумя и тремя интерфейсами U_PN на 4, 8 или 10 речевых каналов.

Следует тщательно определить место установки базовых станций так, чтобы обеспечить непрерывность покрытия зоны обслуживания, т.е. уверенного приема и передачи радиосигнала. Зоны обслуживания каждой БС должны перекрывать друг друга. Качество радиодоступа зависит от конструкции здания и характеристик строительных материалов, рельефа местности.

Соединение компонентов системы должно быть следующим. К центральному распределительному блоку RDU через соответствующие интерфейсы подключаются два и более контроллеров (RBC). Связь между RDU и RBC может быть организована с помощью:

- волоконно-оптического кабеля для передачи потоков 2 Мбит/с;

- медного кабеля для передачи потоков 2 Мбит/с (HDSL);

- стандартной системы передачи.

К одному блоку RDU может быть подключено два блока RBC. Центральный распределительный блок подключается к PSTN с помощью 16 интерфейсов V5.1 - это 16 витых пар со скоростью передачи 2 Мбит/с.

Контроллер базовых станций RBC представляет собой мультиплексор каналов, идущих к базовым станциям RBS. Контроллеры и базовые станции соединены друг с другом через интерфейсы U_PN/U_ko. Интерфейс U_PN - это двух проводная цифровая линия со скоростью передачи 144 кбит/с. Интерфейс U_ko - это двух проводная цифровая линия со скоростью передачи 960 кбит/с. С выхода контроллера формируется 32 кбит/с цифровой поток, поступающий на базовые станции. К одному контроллеру можно подключить четыре базовых станции. Питание контроллера может быть дистанционным от распределительного блока, либо от отдельного блока питания с резервными батареями.

Базовая станция RBS предоставляет DECT радиоинтерфейс для абонентов и сетевых радиоокончаний RNT. Базовая станция также преобразует сигналы из формата системы DECT в формат системы передачи. Запитывается базовая станция дистанционно от контроллера RBC или локально от силовой электросети. Сетевое радиокончание реализует DECT радиоинтерфейс, а также интерфейсы с абонентскими терминалами. Питание RNT осуществляется от отдельного блока питания. Вместо окончаний RNT можно также использовать DECT - трубки. Для ввода в эксплуатацию необходимо осуществить следующие действия:

- установить на жестком диске компьютера программу администрирования центрального распределительного блока;

- проверить правильность соединения базовых радиоблоков;

- проверить правильность соединений модулей сопряжения IWU с линиями УАТС и возможность параллельной работы аналоговых шнуровых телефонов;

- подключить силовой кабель к ЦУК и сетевой розетке с заземляющим контактом;

- включить питание ЦУК;

- конфигурировать систему, используя программу администрирования «CCFP Administration Program»;

- произвести замеры параметров кабелей;

- прописать в системе все индивидуальные портативные трубки.

2.4.2 Размещение базовых станций и сетевых радиоокончаний

Основная задача в конфигурации системы DECTlink это определение требуемого количества базовых станций для покрытия связью всей зоны обслуживания с хорошим качеством. Для этого необходимо правильно распределить БС и все оборудование системы не должны содержать дыма, газов, паров кислот, относительная влажность должна изменяться в пределах от двадцати до девяноста процентов, температура в помещениях должна быть от ноля до плюс сорока градусов Цельсия. Оборудование не должно быть подвергнуто прямому солнечному свету, располагать его в дали от внешних электромагнитных полей.

Так как БС - небольшие устройства размерами 140х130х50 мм и современным дизайном, то обычно их монтируют на стенах домов и крышах, что ни коим образом не ухудшает общего интерьера. Но так как нам необходимо охватить радиозоной всю территорию поселка Омчак Магаданской области с меньшим количеством БС, целесообразнее устанавливать их на самом высоком месте и в центре обслуживаемой территории. Зоны действия БС должны перекрывать друг друга, при этом известно, что через полы и потолки здания прохождение радиоволн возможно на расстоянии до восьми метров. БС не должны размещаться на наружных стенах здания, потому что в этом случае часть радиозоны будет вне обслуживаемого объекта, и тогда понадобиться увеличение количества БС на самом объекте.

Зона действия системы, называемая еще зоной покрытия, состоит из микросот и создается сетью маломощных базовых станций. Базовые станции так, что образуется сеть радиосот.

Типовой радиус сот внутри здания в зависимости от материалов, из которых выполнены здания, перекрытия, стены внутри здания и конструктивных особенностей помещений составляет 40 - 150 метров по горизонтали плюс один этаж вверх или вниз по вертикали. На открытых территориях радиус сот увеличивается примерно на пять километров.

Сетевые радиоокончания устанавливаются либо непосредственно у абонента, либо вынесены отдельно. Запитываются RNT от сети через отдельный блок питания. В зависимости от типа RNT (однолинейный или многолинейный) существуют различные установки блока RNT на стороне абонента. Однолинейные окончания RNT устанавливаются

непосредственно на абонентском пункте (внутри или снаружи), как правило, рядом с абонентским терминалом. Многолинейные окончания RNT можно установить на лестничной клетке или на крыше многоквартирного дома. От них соединительные линии идут к индивидуальным абонентским терминалам. Антенну блока RNT можно подключить прямо к RNT или рядом вне помещения.

На основании выше сказанного, приступаем к непосредственному размещению БС. В качестве здания на котором будет производиться установка БС используем здание (3 этажа, высота 10 метров) по ул. Школьной, 15. Размещаем комплекты БС на кровле этого дома. Расстояние от АТС до кроссового ящика 20 м. На каждую БС идет по три витых пары (кабель ТПП-50х2х0,4). В будущем будет использоваться волокно. Кроссовый ящик установлен вблизи базовых станций. Схема расположения базовых станций на кровле жилого дома по ул. Школьной показана на рисунке 2.1. Ситуационная схема, показывающая зону обслуживания, представлена на рисунке 2.3. Структурная схема организации сети связи с учетом всех выше изложенных факторов представлена на рисунке 2.2.

В таблице 2.2 представлен перечень выбранного оборудования, которое позволит нормально функционировать всей разрабатываемой системе связи.

Таблица 2.2 - Спецификация выбранного оборудования

№	Тип оборудования	Количество, шт
1	Мобильный терминал	480
2	Программатор	1
3	Базовая станция	4
4	Централный распределительный блок	1
5	Центральный процессор	1
6	Речевой процессор	1
7	Ячейка речевой связи	2
8	Цифровой линейный блок	1
9	Модульная плата подключения	1
10	Источник питания	1
11	Батарея 12 В	4
12	Контроллер базовых станций	2
13	Абонентское окончание	480

В системе управления и коммутации используется система передачи между RBC и RDU. Она может быть линейной системой для волоконно-оптических линий связи или кабельных линий, или любая транспортная система со стандартным интерфейсом G.703, например, радиорелейная система.



3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Безопасность жизнедеятельности и вопросы экологии

3.1.1 Воздействие электромагнитных полей на организм человека

Время от времени в средствах массовой информации поднимается вопрос о вредном воздействии на человека систем сотовой связи, в частности, связанном с последствиями облучения головного мозга при пользовании сотовым радиотелефоном. Однако даже в США, где сотовая связь стала неотъемлемым атрибутом жизнедеятельности человека, пока не установлены какие-либо статистически обоснованные закономерности распространения тех или иных заболеваний среди абонентов систем сотовой связи. Да и в других странах проводимые по данному вопросу исследования не дали каких-либо определенных подтверждений подобным страхам.

Никто не может категорически утверждать, что нет вреда от радиотелефонов, равно как никто не может утверждать, что вред есть. Исследования в этой области ведутся с начала 90-х годов. Все ученые единодушно сходятся на том, что электромагнитное излучение сотовых радиотелефонов, конечно же влияет на ткани головного мозга. Опыты над мышами проведенные в Австралии и Финляндии, показали, что у животных нарушалась ориентация и развивалась опухоль, хотя это и не является строгим доказательством того, что сотовые телефоны вредны и для здоровья людей. Сейчас все больше появляется свидетельств того, что радио и микроволновые излучения видоизменяют основы клеточных биохимических процессов. Это вызывает изменение тканей и функций мозга. Но, как всегда, речь идет не об абсолютном исключении вредного фактора, а лишь о допустимой степени его присутствия.

До 60 % энергии излучения передатчика сотового радиотелефона может поглощаться тканями мозга. И хотя многие исследователи говорят, что уровень излучений сотовых телефонов далек от зоны риска, он все же лежит близко к предельному уровню, рекомендованному международными нормами безопасности. Единицей влияния микроволнового излучения на организм человека является «специфическая норма поглощения» SAR (Specific Absorption Rates), численно равная энергии поглощенного излучения, приходящейся на 1 г (иногда 1 кг) биоткани. Европейские организации рекомендуют для сотовых телефонов предельную норму SAR = 2 мВт/г [7].

При поглощении единицы излучения в течении 20 минут ткани нагреваются на 1⁰С. Этот нагрев адекватно (либо неадекватно) компенсируется обменными процессами организма. В зависимости от электрических свойств ткани и длины волн воздействующего на них излучения коэффициент отражения электромагнитных волн от границ раздела тканей изменяется, уменьшаясь с укорочением волны. Причем практически можно считать, что во всем диапазоне волн, длиннее одного сантиметра от границы воздух - кожа, отражается не менее половины падающей электромагнитной энергии. Та часть энергии, которая проникает в ткани, ослабляется в них вследствие поглощения, достигая разной глубины проникания в зависимости от свойств ткани и длины волны, Глубина проникания уменьшается с уменьшением длины волны. Следовательно, существует опасность нагрева глубоко лежащих тканей и органов без ощущения нагрева, вызывающего тепловое повреждение без болевого ощущения со стороны кожных рецепторов.

Исследования Швейцарского Федерального технологического института г. Цюриха, проведенные с 16 различными моделями сотовых радиотелефонов, показатели пятикратную разницу в их характеристиках SAR. Уровень SAR у самой безопасной модели составил 0,28 мВт/г, у самой опасной - 1,33 мВт/г.

Но, тем не менее, сотовый телефон может быть опасен не только для здоровья, но и для жизни некоторых людей. И причина этой опасности, как оказалось, давно и хорошо известна специалистам в области радиосвязи. Причина эта называется электромагнитной совместимостью радиоэлектронных устройств, а ее суть состоит во взаимных помехах, создаваемых этими устройствами. И это не удивительно, так как радиопередающие устройства современных сотовых телефонов имеют выходную мощность в единицы Ватт, а малые размеры самих радиотелефонов делают возможным их появление там, где раньше это было просто маловероятно, например, в больнице или на борту авиалайнера.

Приведем пример. В современных больницах для проведения сложных операций, наблюдения за состоянием тяжелобольных пациентов или диагностики заболеваний используется большое количество весьма сложного и чувствительного электронного медицинского оборудования. Это высокочувствительное оборудование является особенно уязвимым для радиопомех.

О степени опасности говорит тот факт, что за рубежом выпущено устройство, специально предназначенное для использования в медицинских учреждениях, - обнаружитель работающих сотовых телефонов. Оно обнаруживает работающие поблизости сотовые радиотелефоны и радиостанции, и подает сигнал тревоги, а также воспроизводит специальное звуковое сообщение, предписывающее немедленно прекратить пользование сотовым телефоном. Такими приборами оснащаются, в первую очередь, хирургические, кардиологические и родильные отделения, отделения интенсивной терапии, диагностические и реабилитационные центры, лаборатории.

Сотовые телефоны могут быть опасны для тех людей, которые пользуются электронными кардиостимуляторами и другими приборами, функционирование которых связано с их жизнеобеспечением.

Не меньшую опасность представляют сотовые телефоны и для авиаторов. Нет необходимости объяснять, что может произойти с самолетом при сбое в работе навигационной системы или при внезапном отказе системы автопилотирования из-за работы сотового радиотелефона.

Санитарно - гигиеническое нормирование электромагнитных полей.

Национальные системы стандартов являются основой для реализации принципов электромагнитной безопасности. Как правило, системы стандартов включают в себя нормативы, ограничивающие уровни электрических полей (ЭП), магнитных полей (МП) и электромагнитных полей (ЭМП) различных частотных диапазонов путем введения предельно допустимых уровней воздействия (ПДУ) для различных условий облучения и различных контингентов.

В России система стандартов по электромагнитной безопасности складывается из Государственных стандартов (ГОСТ) и Санитарных правил и норм (СанПиН). Это взаимосвязанные документы, являющиеся обязательными для исполнения на всей территории России.

Государственные стандарты по нормированию допустимых уровней воздействия ЭМИ входят в группу Системы стандартов безопасности труда - комплекс стандартов, содержащих требования, нормы и правила, направленные на обеспечение безопасности, сохранения здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Они являются наиболее общими документами и содержат:

- требования по видам соответствующих опасных и вредных факторов;

- предельно-допустимые значения параметров и характеристик;

- общие подходы к методам контроля нормируемых параметров и методы защиты работающих.

Санитарные правила и нормы регламентирующие гигиенические требования более подробно и в более конкретных ситуациях облучения, а так же к отдельным видам продукции. По своей структуре включают те же основные пункты, что и Государственные стандарты, однако излагают их более подробно. Как правило, санитарные нормы сопровождайся методическими указаниями по проведению контроля электромагнитной обстановки и проведению защитных мероприятий.

В зависимости от отношения подвергающегося воздействию ЭМП человека к источнику излучения в условиях производства в стандартах России различаются два вида воздействия: профессиональное и непрофессиональное. Для условий профессионального воздействия характерно многообразие режимов генерации и вариантов воздействия. В частности для облучения в ближней зоне обычно характерно сочетание общего и местного облучения. Для непрофессионального и непрофессионального воздействия различны.

В основе усыновления ПДУ лежит принцип пороговости вредного действия ЭМП.

В качестве ПДУ ЭМП принимаются такие значения, которые при ежедневном облучении, в свойственном для данного источника излучения режиме, не вызывают у населения, без ограничения пола и возраста, заболевании или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в период облучения или в отдаленные сроки после его прекращения.

Основной критерий определения уровня воздействия ЭМП как предельно допустимого воздействие не должно вызывать у человека даже временного нарушения гомеостаза (включая репродуктивную функцию), а также напряжения защитных и адаптационно-компенсаторных механизмов ни в ближайшем, ни в отдаленном периоде времени. Это означает, что в качестве ПДУ принимается дробная величина от минимального уровня ЭМП, способного вызвать какую-либо реакцию.

В зависимости от места нахождения человека относительно источника ЭМП, он может подвергаться воздействию электрической или магнитной составляющей поля или их сочетанию, а в случае пребывания в волновой зоне - воздействию сформированной электромагнитной волной. По этому признаку определяется необходимый критерий контроля безопасности.

Количественная оценка электромагнитного излучения с частотой от 60 Гц 300 Гц производится по напряженности электрического и магнитного полей. Количественная оценка облучения электромагнитными полями УВЧ и СВЧ производится по интенсивности излучения, выражаемой в величинах плотности потока мощности.

Плотность потока (ППМ) - это энергия, проходящая за одну секунду через поверхность, перпендикулярной направлению распространению энергии, и выражаемая в микроваттах на 1 см², милливаттах на 1 см² или в ваттах 1 см².

В частности требований ГОСТов и СанПиН по проведению контроля записано, что контроль уровней ЭП осуществляется по значению напряженности ЭП - Е, В/м. Контроль уровней ЭП осуществляется по значению напряженности МП - Н, А/м или значению магнитной индукции - В, Тл. В зоне сформировавшейся волны контроль осуществляется по плотности потока энергии (ППЭ), Вт/м².

В таблицах 3.1 и 3.2 приведены гигиенические нормы на значения ПДУ для населения и производственного персонала соответственно. Причем, величины ПДУ в таблице 3.1 относятся к радиотехническим объектам, работающим в режиме непрерывного излучения (кроме объектов радио- и телевизионного вещания в ОВЧ - диапазоне). Указанные в таблице 3.1 величины ПДУ распространяются на следующие категории:

- территория жилой застройки и мест массового отдыха;

- помещения жилых общественных и производственных зданий (внешнее электромагнитное излучение радиочастот, включая вторичное излучение);

- рабочие места лиц, не достигших 18 лет, и беременных женщин.

Таблица 3.1 - Предельно допустимые уровни электромагнитных полей

Номер диапазона	Метрическое подразделение диапазона	Частота, МГц	Длина волны, м	ПДУ
5	Километровые волны (НЧ)	0,03 - 0,3	104 - 103	25 В/м
6	Гектометровые волны (СЧ)	0,3-3	103 - 102	15 В/м
7	Декаметровые волны (ВЧ)	3-30	100-10	10 В/м
8	Метровые волны (ОВЧ)	30-300	10-1	3 В/м
9	Дециметровые волны (УВЧ)	300-3000	1-0,1	10 мкВт/см2
10	Сантиметровые волны (СВЧ)	3 103 - 3 105	10-1-10-2	10 мкВт/см2

Таблица 3.2 -Предельно допустимые уровни напряженности электрического, магнитного полей и плотности потока энергии в диапазоне 0,03-3 ГГц в зависимости от времени их воздействия

Время воздействия,ч	0,03-3 МГц	3-30 МГц	30-300 МГц	0,3-300 ГГц
	ЕПДУ, В/м	НПДУ, А/м	ЕПДУ, В/м	НПДУ, А/м	ЕПДУ, В/м	ППЭПДУ, мкВт/см2
8 и более	50	5,0	30	0,3	10	25
7,0	53	5,3	32	0,32	11	29
6,0	58	5,8	34	0,34	12	33
5,0	63	6,3	37	0,38	13	40
4,0	71	7,1	42	0,42	14	50
3,0	82	8,2	48	0,49	16	67
2,0	100	10,0	59	0,60	20	100
1,5	115	11,5	68	0,69	23	133
1,0	141	14,2	84	0,85	28	200
0,5	200	20,0	118	1,20	40	400
0,25	283	28,3	168	1,70	57	800
0,125	400	10,0	236	2,40	80	-

В соответствии с таблицей 3.1 ПДУ напряженности поля создаваемой базовой станцией СПР в диапазоне частот 300-3000 MГц соответствует 10 мкВт/см².

Таким образом, к выбору места размещения БС с точки зрения санитарно-гигиенического надзора, не представляется никаких иных требований, кроме соответствия интенсивности электромагнитного излучения значениям предельно-допустимым уровней, установленных действующими Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4/2.1.8.055 - 96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) в местах определенных этими Санитарными правилами и нормами».

Методы защиты от электромагнитных излучений.

Излучающими элементами высокочастотных установок являются:

элементы схемы генератора, включенные в цепь тока высокой частоты, - катушки колебательных контуров, катушки обратной связи и др.;

приборы и провода, включенные в цепь тока высокой частоты и другое.

Основными источниками излучения электромагнитной энергии радиопередающих устройств являются антенные устройства, фидерные линии, генераторы и так далее.

Пространство около антенны или любого другого проводника с переменным током можно условно разделить на ближнюю, промежуточную и дальнюю зоны. Ближняя зона (зона индукции) ненаправленной (изотропной) антенны простирается на расстояние:

,

где - длина волны.

Для направленной антенны границы ближней зоны по главному максимуму излучения определяются расстоянием:

.(3.2)

где D - максимальный размер антенн.

В ближней зоне электрическое и магнитное поля сдвинуты по фазе на 90⁰. Электромагнитное поле характеризуется напряженностью составляющих его электрического Е и магнитного Н полей, изменяющихся обратно пропорционально, соответственно кубу и квадрату расстояния до проводника-антенны:

, ,(3.3)

где k₁, k₂ - коэффициенты, характеризующие размеры излучателя и свойства среды, в которой распространяется поле;

l - сила тока в проводнике-антенне.

В промежуточной зоне формируется поле излучения (волновое поле), которое существует и распространяется в дальней зоне.

В общем случае для изотропной антенны начало дальней зоны определяется расстоянием:

.(3.4)

Для направленной антенны эта зона в главном максимуме излучения начинается с расстояния:

.(3.5)

Поле в дальней зоне (зоне излучения) может характеризоваться как напряженностью составляющих его электрического и магнитного полей, так и плотностью потока мощности. Плотность потока мощности обратно пропорциональна квадрату расстояния до антенны:

,(3.6)

где Р - средняя по времени мощность излучения антенны;

G - коэффициент усиления направленной антенны.

Следовательно, на расстоянии от источников излучения менее преобладает зона индукции, а на большем - зона излучения.

Из выражений (3.3) и (3.6) следует, что ослабление интенсивности поля на том или ином рабочем месте можно достигнуть:

увеличением расстояния между антенной и рабочим местом;

уменьшением мощности излучения генератора, а так же и силы тока в антенне;

установкой на пути излучения между антенной и защищаемым рабочим местом

отражающей или поглощающей преграды.

«Защита расстоянием» приемлема для персонала, которому нет надобности находиться вблизи источников электромагнитного излучения, а так же в случае дистанционного управления излучающего установкой.

Уменьшение мощности излучения можно достигнуть непосредственным регулированием генератора, заменой мощного генератора менее мощным, если это позволяет технология выполнения работ на излучающей установке, или применением специальных устройств, которые полностью поглощают или в необходимом соотношении уменьшают мощность излучения на выходе в пространство, где работают люди.

Отражающую преграду (экран) можно установить или у самого источника излучения, или у защищаемого рабочего места. Защитное действие экрана, выполненного из хорошо проводящего металла (медь, алюминий, сталь, латунь), обусловливается тем, что экранируемое поле вызывает в экране переменные вихревые токи, создающие в нем вторичное поле, по амплитуде почти равное, а по фазе противоположное экранируемому полю. Вследствие этого результирующее поле, получаемое от сложения этих двух полей, очень быстро убывает, проникая на незначительную глубину в толщу экрана. Сплошной металлический экран толщиной порядка длины волны поля, действующего в материале экрана, практически, непроницаем для поля.

Достаточно густая металлическая сетка обладает почти такими же свойствами.

Поглощающая преграда представляет собой экран, в котором имеется элемент или покрытие из материала, поглощающего радиоволны, вследствие чего отражение от экрана весьма мало. Поглощающая преграда применяется в тех случаях, когда отраженное от экрана излучение может создавать помехи в работе экранируемой установки или направляться на рабочие места.

При неизмененной величине плотности потока мощности защита от вредного воздействия излучений СВЧ и УВЧ, как это следует из гигиенических нормативов, должна осуществляться ограничением времени облучения.

3.1.2 Техника безопасности

Для защиты обслуживающего персонала от воздействия ЭМП, высокочастотное оборудование должно быть экранировано так, чтобы в местах нахождения персонала интенсивность облучения не превышала предельно допустимые величины (диапазон СВЧ 0,3 -300 ГГц):

- при облучении в течении восьми часов и более за рабочую смену - 25 мкВт/см²;

- при облучении не более двух часов за рабочую смену - 100 мкВт/см²;

- при облучении в течении двадцати минут и более за рабочую смену - 1000 мкВт/см².

В помещениях, где устанавливается сотовое базовое оборудование, не реже одного раза в год производят измерения интенсивности излучения. Измерения должны производиться производственной лабораторией или специально обученными лицами, имеющими лицензию на данный вид деятельности. При ремонте, настройке, испытаниях такого оборудования необходимо пользоваться средствами защиты от поражения током и облучения СВЧ, работать только при обесточенной аппаратуре.

Заземление оборудование необходимо производить путем одного заземляющего устройства в случаях при напряжениях 380 В и выше - переменного, и при напряжении 440 В постоянного тока - во всех случаях; при напряжении до 380 В переменного и до 440 В постоянного в помещениях с повышенной опасностью и наружных электроустановках; при всех напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях. Каждый заземляющий элемент должен быть присоединен к заземлителю средством отдельного ответвления.

Для определения технического состояния заземляющего элемента должны производиться внешний осмотр и проверка наличия цепи между заземлителями и заземляемыми элементами, изменение величины сопротивления между заземляемым болтом и доступными металлическими нетоковедущими частями (до 0,1 Ом).

Электроинструмент должен быть безопасным в работе, его напряжение должно быть до 220 В и до 42 В в помещениях с повышенной опасностью, причем он должен иметь зажим для присоединения заземляющего провода.

Защитные средства должны хранится в соответствии с правилами, они подвергаются периодическому контролю и учету. Персонал должен быть ознакомлен с правилами пользования защитными средствами. К основным защитным изолирующим средствам до 1000 В относятся: диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками, указатель напряжения, штанги, клещи. К дополнительным защитным изолирующим средствам до 1000 В относятся: диэлектрические галоши и резиновые коврики, изолирующие подставки, заземления, плакаты и знаки.

3.1.3 Пожарная безопасность

Весь пожарный инвентарь и противопожарное оборудование должны содержаться в исправном состоянии, находиться на видном месте с беспрепятственным доступом, должны периодически проверяться и испытываться. Во избежание возгораний при пользовании электрическими паяльниками необходимо иметь подставку из несгораемого материала. Должны использоваться специальные огнетушители - углекислотные и сухие порошковые - для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.

Отверстия в перекрытиях для прохода кабеля должны быть закрыты цементными раствором и алебастром. Прокладка силовых кабелей должна производиться под наблюдением лица, ответственного за пожарную безопасность.

В здании (в помещении) должен быть план эвакуации людей на случай пожара. На всех рабочих местах должны быть назначены ответственные за пожарную безопасность. Проходы, проезды не должны быть загромождены.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проектирования был разработан проект реконструкции телефонной сети поселка Омчак Магаданской области.

В качестве стандарта системы связи выбран открытый стандарт DECTlink Compact Seimens - это лидирующая технология беспроводной связи, позволяющий создавать системы связи в различных сферах применения: от домашних радиотелефонов до микросотовых корпоративных систем.

В качестве базового, абонентского оборудования и оборудования системы управления и коммутации выбрано оборудование фирмы «Seimens»:

RBS12 - Q5471-Y104 - базовая станция;

Gigaset 1000S/1000C - мобильные станции;

A850-Y100 - центральный распределительный блок (RDU);

Seimens A1799-Y108 - сетевые радиокончания.

В процессе проектирования был рассчитан трафик системы в часы наибольшей нагрузки, определено необходимое количество каналов.

В специальной части рассмотрены вопросы экологии и безопасности жизнедеятельности.

Спроектированная система беспроводного доступа максимально приближена к возможности её реализации в настоящий момент и отвечает всем требованиям стандартов МККР и ГОСТов Российской Федерации.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1) В.И Носов. Сети радиодоступа. Часть 1: Учебное пособие / СибГУТИ.- Новосибирск, 2006 г.

2) В.Г. Карташевский. Сети подвижной связи. - М.: Эко-Трендз,2001 г.

3) Весоловский Кшиштоф. Сети подвижной радиосвязи. - М.: Горячая линия - Телеком,2006 г.

4) М.А Нагорский, М.В. Высогорец. Система абонентского радиодоступа "Гудвин Бородино" - решение проблемы доступа для сетей TDM и NGN . -М.: 2007

5) А.Н. Берлин. Терминалы и основные технологии обмена информацией.- М.: Интернет - Университет Информационных Технологий; Бином. Лаборатория знаний. 2007 г.