Система передачи информации предприятия "Минские тепловые сети"

На участке крепления кабеля к эстакаде предусмотрена установка муфт на опорах эстакады.

Способ крепления на опоре подвесного самонесущего кабеля приведен на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Крепление самонесущего кабеля

Особенности прокладки оптоволоконного кабеля обусловлены меньшими допустимыми значениями тяговых усилий, радиусов изгибов оптического кабеля, снижением габаритных размеров и массы оптического кабеля по сравнению с аналогичными значениями этих величин для обычных электрических кабелей приведены в таблице 3.1 [11].

Таблица 3.1- Сравнение монтажных параметров кабелей

Параметр	Значение параметра кабеля
	оптического	электрического
Допустимое тяговое усилие, Н	600…1200	500…30000
Минимально допустимый радиус изгиба, см	20…30	10…80
Диаметр кабеля, мм	10…15	10…80
Масса кабеля, кг/км	80…160	95…6400
Строительная длина кабеля, м	500…2000	260…500

В телекоммуникационном шкафу оптический кабель подключается к оптическому кроссу. Оптический кросс представляет собой коммутационную коробку, предназначенную для защиты мест сварки оптического кабеля.

В данном проекте используется стоечный оптический кросс ПР-32 с 32 разъёмами для коннекторов типа LC для здания предприятия "Минскэнерго", а также оптические кроссы ПР-64, позволяющие подключить 32 дуплексных розеток для предприятия "ТЭЦ-2" и административного здания предприятия "Минские тепловые сети". Оптический кросс ПР-32 изображён на рисунке 3.3.

Все 32 волокна оптического кабеля терминируются при помощи коннекторов. Терминированием называется оконцовывание волокон оптического кабеля оптическими коннекторами и последующее подключение оконцованных волокон к переходным розеткам, закрепленным в оптическом кроссе. Остатки кабеля укладываются в сплайс-касcету, предусмотренную конструкцией оптического кросса.

Рисунок 3.3 - Оптический кросс ПР-32

Для данного проекта выбран коннектор типа LC. Данный тип коннектора имеет квадратный профиль, обеспечивающий высокую плотность конструкции, и имеет низкий показатель потерь на переходе и при отражении. Также использование коннектора типа LC позволяет использовать дуплексный патч-корд для коммутации оптического кросса и коммутатора. Дуплексный коннектор LC представляет собой 2 коннектора LC, объединённых между собой специальным полимерным зажимом. Коннектор типа LC изображён на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - LC коннектор

Патч-корд также используется для перенаправления сигнала в оптическом кроссе. Так как для подключения к локальной сети здания необходимы 2 волокна, остальные волокна соединяются при помощи дуплексных патч-кордов .

Для терминирования коннекторов использовать технологию термической обработки с использованием клея на основе эпоксидной смолы с дополнительными компонентами, обеспечивающими ускоренное затвердевание состава.

Последним этапом разработки оптической кабельной системы является выбор способа объединения оптической кабельной системы и кабельной системы административного здания, выполненной на основе кабеля UTP.

Поскольку кабельная система административного здания спроектирована с учётом подключения к внешней оптической кабельной системе, то в кабельной системе административного здания предусмотрена установка коммутатора c SFP разъёмом. В этом случае объединеие сетей оуществляется следующим образом. К одному из коннекторов оптического кросса подключается дуплексный патч-корд. С другой стороны к патч-корду присоединяется SFP модуль, который вставляется в SFP разъём коммутатора. SFP модуль имеет дуплексный разъём для оптоволоконного кабеля: для приёма и передачи сигнала.

3.2 Разработка кабельной системы здания

Горизонтальная кабельная система начинается телекоммуникационной розеткой на рабочем месте и заканчивается горизонтальным кроссом в телекоммуникационном шкафу. Она включает в себя: розетку, горизонтальный кабель, точки терминирования.

Горизонтальная кабельная система передачи информации разработанная в данном дипломном проекте имеет топологическую конфигурацию "звезда". Каждое рабочее место соединено непосредственно с коммутатором в телекоммуникационном шкафу, который расположен в отдельном помещении на втором этаже административного здания.

Максимальная протяженность любого горизонтального кабельного сегмента не превышает 80 м, что соответствует стандарту, установленному в размере 100 м.

В качестве передающёй среды выбрана неэкранированная витая пара пятой категории. На концах витой пары терминируются модульные коннекторы RJ-45.

Процедура терминирования кабеля 8- модульной вилкой заключается в следующем. Оболочка кабеля удаляется на расстояние как минимум 20 мм от конца проводников. Пары раскладываются в том порядке цветов, который соответствует выбранной схеме разводки (например, 1-2, 3-6, 4-5 и 7-8).

Цвет первых двух пар зависит от выбранной схемы - Т568А или Т568В. В данном проекте необходимо использовать схему разводки соответствующую стандарту Т568В как наиболее распространённую в настоящее время, что позволит в дальнейшем подключать оборудование не изменяя схему разводки кабеля. Схема разводки, соответствующая стандарту Т568В изображена на рисунке 3.5 [12].

Рисунок 3.5 - Схемы разводки кабеля UTP

Концу оболочки кабеля придается плоская форма для обеспечения возможности расположения пар в один ряд. Пары развиваются вплоть до края оболочки кабеля. Проводники раскладываются таким образом, чтобы формировался плоский слой из параллельно расположенных проводников. Проводник 6 должен пересекать проводники 4 и 5 так, чтобы кроссовер находился на расстоянии не более 4 мм от края оболочки кабеля.

Проводники подрезаются на расстояние около 14 мм от края оболочки кабеля. Вилка помещается на проводники так, что они проходят до терминационных каналов в вилке, а оболочка кабеля заходит в вилку, по крайней мере, на расстояние 6 мм. Вилка обжимается с помощью специального обжимного инструмента. После терминирования обоих концов кабеля, он проверяется на непрерывность и схему разводки.

Система передачи информации спроектирована с учётом стандарта ANSI/EIA/TIA-569, который запрещает использование в горизонтали шунтированных отводов (то есть появление одних и тех же пар кабеля на нескольких телекоммуникационных розетках), а также использование муфт для металлических кабелей. Необходимость использования муфт в горизонтальных сегментах, длина которых не может превышать 90 м, необоснованна, в то время как их наличие может значительно ухудшать рабочие передающие характеристики горизонтальной линии.

Рабочее место по определению стандарта служит интерфейсом между горизонтальной кабельной системой, заканчивающейся телекоммуникационной розеткой, и активным оборудованием конечного пользователя.

Ниже перечислены требования, соблюдение которых позволит установить порядок подключения рабочего места к системе передачи информации в соответствии с существующими стандартами.

- Длины горизонтальных кабелей для подключения активного оборудования на рабочем месте равны 3 м.

- Рабочие характеристики (категория) шнуров активного оборудования должны соответствовать или быть лучше рабочих характеристик патч-кордов той же категории.

- Адаптеры и устройства, предназначенные для поддержки специфических приложений, должны устанавливаться вне по отношению к телекоммуникационной розетке. При использовании таких адаптеров предполагается, что они совместимы с категорией того горизонтального кабеля, к которому они подсоединяются.

Телекоммуникационные шкафы в общем случае рассматриваются как устройства, предназначенные для обслуживания горизонтальной распределительной системы. Кроме этой основной функции, они могут выполнять и дополнительные - в них допускается размещение промежуточных и главных кроссов.

Ниже перечислены требования, относящиеся к каблированию телекоммуникационных шкафов.

- Устройства, предназначенные для поддержки специфических приложений (например, разного рода адаптеры), не могут быть частью горизонтальной кабельной системы и должны устанавливаться вне по отношению к горизонтальному кроссу.

- Для избежания деформирования кабелей вследствие тугого скручивания в пучки, слишком крутых изгибов и растягивающих усилий, следует использовать оборудование, специально предназначенное для укладки и маршрутизации кабельных потоков.

Разрешается использовать только оборудование, соответствующее требованиям стандартов. Телекоммуникационные шкафы выбранный для данного проекта спроектирован и оборудован в соответствии с требованиями стандарта ANSI/EIA/TIA-569 [13].

Прокладка кабеля системы передачи информации предусмотрена под потолком в кабельном коробе, который позволяет дополнительно защитить кабельную систему здания от внешних воздействий. Изображение кабельного короба приведено на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Кабельный короб

На каждом рабочем месте устанавливается розетка для подключения 8-модульного коннектора RJ-45. Внешний вид розетки RJ-45 показан на рисунке 3.7. Данная розетка выполнена в пластиковом корпусе и имеет гнездо для подключения коннектора RJ-45. Присоединение розетки выполняется в соответствии с выбранной схемой разводки изображённой на рисунке 3.5.



Рисунок 3.7 - Розетка RJ-45

Монтаж розетки производится в кабельный короб. Данный вариант установки является наиболее удобным при монтаже и обслуживании. При такой установке каждое рабочее место имеет возможность передвигаться вдоль канала в зависимости от расстановки столов рабочих мест. Также при такой установке, возможно добавление дополнительных рабочих мест. Кабельный короб, используемый в административном здании изображён на рисунке 3.8.

Рисунок 3.8 - Кабельный короб административного здания

3.3 Тестирование кабельной системы

При тестировании кабельной системы определяется соответствие её параметров сетевым протоколам. В большинстве случаев тестирование кабельной системы включает только часть канала. Как правило, это базовая линия, состоящая из фиксированного кабеля с разъемами на концах. Однако работа сети зависит от параметров канала, обеспечивающего передачу сигналов между двумя терминальными устройствами. Интерфейсы кабельной системы изображены на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 - Интерфейсы кабельной системы и интерфейсы тестирования

Точки подключения активного оборудования и кабелей внешних служб называются интерфейсами кабельной системы. Интерфейсы кабельной системы не совпадают с интерфейсами тестирования. Точка консолидации (ТК), предназначенная для удобства организации рабочих мест в открытых офисах, не является интерфейсом кабельной системы. Стандарты не предусматривают подключение оборудования к ТК. Параметры гибких кабелей измеряют в составе канала, что исключает коммутационные панели магистрального канала с четырьмя разъемами в качестве портов подключения измерительного оборудования.

В настоящее время стандарты определяют две модели канала: подключение и коммутация. Второе издание ISO/IEC 11801 предусматривает четыре модели канала: подключение, коммутация, подключение с точкой консолидации (ТК) и коммутация с ТК, изображённые на рисунке 3.10.

АК -абонентский кабель, КК - коммутационный кабель, СК - сетевой кабель, ПК - переходный кабель, ТР - телекоммуникационный разъем, ТК - точка консолидации, РП - распределительная панель, КП - коммутационная панель

Рисунок 3.10 - Модели канала горизонтальной подсистемы

На горизонтальную подсистему приходится подавляющее большинство электропроводных кабелей. В магистралях телефонная и информационная подсистемы разделены, а в горизонтальной подсистеме интегрированы, поэтому все линии должны соответствовать самым строгим требованиям современных приложений.

Концепция создания кабельной системы предусматривает определение длины фиксированных линий по формулам, различным для каждого класса среды передачи и каждой модели канала. Длину фиксированных кабелей находят исходя из требуемой длины абонентских и переходных кабелей. Измерение параметров стационарной линии при этом не имеет практического значения. Для оценки качества передачи сигналов приходится учитывать несколько десятков помех различного типа в полосе частот, определенной стандартами кабельных систем или пределами измерений. С этой точки зрения, интерпретация результатов симметричных электропроводных линий оказывается сложнее, чем оптоволоконных.

На рисунке 3.11 показаны схемы передачи протоколов Fast Ethernet 100 Base-TX и Gigabit Ethernet 1000Base-T. До появления протоколов, задействующих все четыре пары, достаточно было учесть затухание сигнала (Attenuation) и перекрестные наводки (NEXT), изображенные красными стрелками. Если работают только две пары, возникают две наводки NEXT, влияющие на работу приемников на каждом конце линии. Протоколы используют разные пары, поэтому при тестировании проверяют все возможные комбинации - по шесть помех для обоих концов линии / канала.Требование увеличения скорости передачи данных без расширения частотного диапазона привело к усложнению схемы передачи и числа тестируемых параметров.

Тактовая частота Gigabit Ethernet составляет 250 МГц, фактическая скорость передачи данных по каждой паре - 250 Мбит в секунду. Для уменьшения эффективной полосы частот до 125 МГц применено двухбитовое кодирование.

Рисунок 3.11 - Схема передачи протоколов Fast Ethernet и Gigabit Ethernet

Для передачи двух битов используется четыре уровня, а для повышения помехозащищенности - пятый уровень. Увеличение скорости при сохранении полосы частот потребовало расширения динамического диапазона. Пятиуровневая схема предъявляет более высокие требования к качеству сигнала, чем двух- и трехуровневая. Для работы Gigabit Ethernet предусмотрено наилучшее отношение сигнал / шум (SNR) на входе в приемник, чем у любого из действующих протоколов.

Еще один резерв - число пар. Чтобы обеспечить 1000 Мбит/с, задействованы все четыре пары, каждая из которых работает одновременно в обоих направлениях. Поток битов разбивается на четыре и вновь соединяется в один, следовательно, приходится учитывать еще один параметр. Разница во времени прохождения сигналов по парам (сдвиг) не должна превышать определенного значения, чтобы правильно собрать пакеты на входе в приемник.

Дуплексная передача добавила к перекрестным наводкам (NEXT) однонаправленные наводки (FEXT). Наводки однонаправленной передачи каждой пары влияют на три смежные пары, что дает по 12 комбинаций FEXT на каждом конце линии. На рисунке 3.11 внизу однонаправленные наводки третьей пары отмечены стрелками сиреневого цвета.

Кроме того, для оценки качества сигналов на входе в приемник потребовалось измерять не только межпарные, но и суммарные наводки (Power Sum NEXT и Power Sum FEXT). В четырехпарном кабеле насчитывается 36 комбинаций межпарных и 16 комбинаций суммарных наводок, подлежащих контролю, - по 6 NEXT, 12 FEXT, 4 PS NEXT и по 4 PS FEXT на каждом конце линии.

Качество сигналов на входе в приемники каждой из пар определяют две величины: отношение затухания к суммарным перекрестным наводкам (PS ACR) и отношение затухания к суммарным однонаправленным наводкам (PS ELFEXT). В совокупности PS ACR и PS ELFEXT характеризуют превышение сигнала над уровнем собственных шумов и отличаются от параметра сигнал / шум (SNR) на величину внешних наводок. На рисунке 3.13 отношение PS ACR показано линией красного, а PS ELFEXT - линией синего цвета.

Возвратные потери учитывают отражения сигналов в результате разбалансировкии изменений волнового сопротивления среды передачи и возникают в каждой паре на каждом конце линии. Данный вид помех влияет на протоколы с одновременной передачей и приемом сигналов по каждой паре. Баланс измеряется как логарифмическая разность напряжения сигналов, подаваемых в противофазе на каждый их проводников пары. Этот параметр не оказывает непосредственно влияния на отношение сигнал / шум и не измеряется полевыми тестерами.

Результирующие параметры, характеризующие отношение мощности сигнала на входе в приемник к мощности собственных шумов (ACR, PS ACR, ELFEXT и PS ELFEXT), вычисляют по простым формулам как логарифмическую разность затухания и соответствующих наводок. Если учесть, что все эти параметры измеряются в диапазоне частот вплоть до 350-600 МГц с шагом 0,1-00,225 МГц, на выходе появляется большой объем данных по каждой тестируемой линии / каналу.

Рисунок 3.12 - Затухание и наводки канала класса D 2002



Рисунок 3.13 - Параметры канала класса D 2002

Параметры СКС заданы в диапазоне частот, определенном стандартами для каждого класса. Для класса D - это 100 МГц. Для отображения и вычисления относительных значений используется логарифмическая шкала.

На рисунках 3.12 и 3.13 показаны параметры канала класса D второго издания данного ISO/IEC 11801. Для приложений с простейшей схемой передачи, например, Fast Ethernet 100 Base TX, достаточно было знать всего три параметра - затухание, наводки и их отношение, приведённые на рисунке 3.12. Учет и измерения других видов собственных шумов, изображенных на рисунке 3.13, потребовалось для обеспечения работы протокола Gigabit Ethernet 1000 Base-T.

Как видно из графиков, на частоте 100 МГц качество сигнала наихудшее. Источники проблем - увеличениe затухания сигнала (Attenuation) и перекрестных наводок (NEXT). В результате полезный сигнал превышает суммарный шум данного типа всего на 3,1 дБ или в два раза. Этого совершенно недостаточно для нормальной работы приложений класса D.

Требования к среде передачи, определяемые особенностями работы протоколов, разрабатываются организациями стандартизации, в частности Альянс Gigabit Ethernet.

Среда передачи локальных сетей должна обеспечить работу протоколов с коэффициентом ошибок (BER - Bit Error Rate) не более 10-¹⁰. Для этого мощность сигнала и его превышение над мощностью шумов для рабочих пар в эффективной полосе частот должно быть в пределах значений, определенных для каждого протокола. Следует обратить внимание на то, что полоса частот важнейших приложений превышает частотный диапазон кабельной системы. Для ATM-155 требуется 155 МГц, для 1000Base-T - 125МГц, а категория 5 / класс D обеспечивают всего 100 МГц.

Стандарты кабельных систем допускают, определять заниженный уровень функциональных параметров. Следует учесть, что стандарты задают значения линии (канала) для максимальной длины и для худших пар. В большинстве случаев проблем не возникает, благодаря меньшей длине, резерву линий и отдельных пар.

Если параметры протоколов известны, убедиться в соответствии можно, анализируя результаты измерений. Это очень трудоемкий и неэффективный путь. Не всякие результаты измерений позволяют это сделать. Только тестирование по дополнительно заданным параметрам сетевых протоколов позволяет достоверно подтвердить тот факт, что резерв параметров достаточен для бесперебойной работы приложений.

В последнее время производители полевых тестеров включают требования приложений в программное обеспечение приборов. Отдельные изготовители кабельных систем дают гарантии на работу протоколов. В таблице 3.2 приведены 12 из 18 протоколов, параметры которых необходимо учитывать при тестировании кабельной системы.

Таблица 3.2 -Требования сетевых протоколов к среде передачи

Протокол	Полоса частот, МГц	Контакты: перед.-прием	Сигнал / шум, SNR, дБ	Перекр. нав., NEXT, дБ	Затухание, Att, дБ	Сдвиг, Scew, нс
1000Base-T	1-128	4,5-1, 2-3, 6-7,8	19	Кат 5	Кат 5	50
100Base-TX	1-80	3,6-1,2	17	-29	-20
100VG-AnyLAN	1-100	3,6-4,5	17	-29	-13
ATM-155	1-155	1,2-7,8	16	-27,5	-24
ATM-51	1-16	1,2-7,8	16	-19,5	-14,5
ATM-25	1-16	3,6-4,5	10	-19,5	-14,5
100Base-T4	1-16	4,5-1, 2-3, 6-7,8	13,5	26	-12,5	50
10Base-T	1-16	3,6-1,2	14,5	-26	-11,5
TR-16, Active	1-20	3,6-4,5	14	-30	-16
TR-16, Passive	1-20	3,6-4,5	15,5	-34,5	-10
TR-4, Active	1-10	3,6-4,5	17,5	-36,5	-10
TR-4, Passive	1-10	3,6-4,5	17,5	-36,5	-19

Различие требований можно наглядно увидеть на графике, изображенном на рисунке 3.14. Отношение затухания к перекрестным наводкам (ACR) каналов класса C, D и E сравниваются с отношением сигнал / шум (SNR) сетевых протоколов. Среда передачи и приложения класса С показаны зеленым цветом, класса D - синим. Параметры канала класса E, соответствующие проекту второго издания ISO/IEC 11801, изображены линией красного цвета.

Собственные помехи кабельной системы представляют серьезную проблему. На частотах более 50-60 МГц среда передачи класса D не обеспечивает достаточного качество сигнала, требуемого для таких приложений класса D как 1000BASE-T Gigabit Ethernet, 100BASE-TX Fast Ethernet, 100VG-ANY LAN и ATM 155. Это значит, что выбор кабельной системы категории 5e / класса D не гарантирует беспроблемной работы современных приложений. Ситуация со средой передачи и приложениями класса С аналогична. На частоте более 8 МГц ACR канала класса С хуже, чем требуется для протокола Ethernet 10 Base-T.



Рисунок 3. 14 - ACR каналов 2002 и SNR приложений

На рисунке 3.15 слева показан перечень сетевых протоколов прибора WireScope 155, а справа - контролируемые значения для выбранной строки. Как видим, для Gigabit Ethernet все пары являются передающими и приемными, измерения проводятся в диапазоне частот 1-128 МГЦ с шагом 1 МГц. Отношение сигнал / шум должно быть не менее 19 дБ, значения затухания и наводок не должны превышать пределов категории 5, а сдвиг - 50 нс. Другие параметры, влияющие на работу приложения, тестируются при выборе категории 5е или класса D 2000.

В данном случае требования Gigabit Ethernet 1000 Base-T даже более строгие, чем требуется фактически. Чтобы обеспечить заданный коэффициент ошибок, отношение сигнал / шум в эффективной полосе частот должно быть не менее определенного значения. Согласно логике программы отношение сигнал / шум (SNR) должно находиться между двумя линиями, соответствующими нулевому и максимальному значению затухания.



Рисунок 3.15 - Параметры протокола 1000 Base-T в приборе WS155

Заданные пределы для Gigabit Ethernet могут давать недостоверные результаты. Если на частоте 1 МГц происходит превышение предела NEXT, прибор фиксирует отрицательный результат для данного протокола. Фактически ACR на данной частоте составляет более 50 дБ, что в тысячи раз и лучше, чем требуется. Данная ситуация типична для неэкранированных систем, подверженных влиянию внешних помех. Электроинструмент, работающий на соседнем этаже, может создавать помехи, фиксируемые тестером как превышение NEXT в диапазоне 1-5 МГц. Хотя данные помехи совершенно не влияют на работу приложений, и результаты измерений будут это подтверждать, итог для 1000 Base-T будет прямо противоположным.

Превышение сигнала над уровнем собственных шумов (ACR) можно сравнивать с отношением сигнал / шум (SNR) только при отсутствии внешних помех. Экранированные системы обеспечивают достаточную защиту от внешних помех, поэтому сравнение данных параметров корректно.

Современные тестеры приведённые на рисунке 3.16 обеспечивают тестирование в диапазоне 350-600 МГц и имеют наглядный интерфейс. Тестер DSP 4000 обеспечивает также мониторинг трафика 10 BASE-T и 100 BASE-TX.

Результаты измерений тщательно контролируются с помощью специальной программы. Линии / каналы тестируются до частоты 350 МГц и оцениваются на соответствие категории 6 / классу E до частоты 250 МГц.

Рисунок 3.16 - Полевые тестеры

Следует отметить, что любой прибор допускает выбор пределов измерений. Например, категория 5 / 5е, класс D, категория 6 или класс Е. Существуют и другие различия: предел категории 5е / класса D составляет 100 МГц, а приложений класса D - 128-155 МГц. Логика тестирования определяется установками. При выборе предела приложений (NETS) прибор проведет измерения параметров, показанных на рисунке 5, до частоты 100 МГц с шагом, определенным стандартом TSB 95. До 128 МГц все пары будут проверяться на соответствие SNR и сдвиг с шагом 1 Мгц и до 155 МГц - будут оцениваться только две пары, подключенные к контактам 1,2-77,88, на пределы SNR и значений затухания и перекрестных наводок, показанных в таблице 3.2 [14].

4. Охрана труда

Обеспечение лазерной безопасности при монтаже системы передачи данных.

Согласно трудовому и экологическому законодательству Республики Беларусь вопросы безопасности новых технологий, средств производства и защиты окружающей среды должны решаться, прежде всего, на стадии проектирования. Поэтому заключительным этапом разработки системы передачи данных предприятия является выявление потенциально опасного для здоровья человека оборудования, используемого при построении и функционировании системы.

В спроектированной системе передачи данных используются оптоволоконные трансиверы и конвертеры, которые генерируют монохроматическое остронаправленное излучение с длиной волны = 1300 нм. Основным поражающим фактором системы является воздействие на организм человека оптическим излучением из лазера, а также из оптического волокна.

Воздействие лазерного излучения на организм человека.

Опасность лазерного излучения обуславливается как свойствами самого излучения, так и свойствами организма и отдельных органов человека.

Биологические эффекты лазерного излучения делятся на две группы: первичные (органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых тканях); вторичные (неспецифические изменения, возникающие в организме в ответ на облучение).

Наибольшую опасность лазерное излучение представляет для зрения. Такие структуры глаза, как роговица и хрусталик, легко повреждаются и теряют прозрачность под действием излучений различных диапазонов спектра - от ультрафиолетового до СВЧ. В спектральном диапазоне 400 - 1400 нм опасность для зрения резко возрастает, так как для этих длин волн оптические среды глаза являются прозрачными, и оптическая система глаза фокусирует попадающее во входной зрачок глаза излучение на плоскость сетчатки. Это ведет к тому, что освещенность сетчатки может превысить освещенность роговицы во много раз [15].

В основу классификации лазеров положена степень опасности лазерного излучения для обслуживающего персонала. По этой классификации лазеры разделены на 4 класса:

- класс 1 (безопасные) - выходное излучение не опасно для глаз;

- класс 2 (малоопасные) - опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение;

- класс 3 (среднеопасные) - опасно для глаз прямое, зеркально, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) для кожи прямое или зеркально отраженное излучение;

- класс 4 (высокоопасные)- опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Предупреждение поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного, санитарно-гигиенического характера.

При использовании лазеров 2-3 классов в целях исключения облучения персонала необходимо либо ограждение лазерной зоны, либо экранирование пучка излучения. Экраны и ограждения должны изготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения, быть огнестойкими и не выделять токсических веществ, при воздействии на них лазерного излучения.

Лазеры 4 класса опасности размещаются в отдельных изолированных помещениях и обеспечиваются дистанционным управлением их работой.

К индивидуальным средствам защиты, обеспечивающим безопасные условия труда при работе с лазерами, относятся специальные очки, щитки, маски, обеспечивающие снижение облучения глаз до ПДУ.

Средства индивидуальной защиты применяются только в том случае, когда коллективные средства защиты не позволяют обеспечить требования санитарных правил.

Оптоволоконные трансиверы и конвертеры используемые в спроектированной системе можно отнести к первому классу. Допустимые пределы излучения лазерных приборов, относящихся к первому классу в спектральной области от 400 до 1400 нм, для которой возможно как точечное, так и протяженное повреждение сетчатки, характеризуются значениями в двух аспектах -- энергетическом (в ваттах или джоулях) и яркостном приведены в таблице 4.1.

сеть программный кабельный связь

Таблица 4.1 - Пределы излучения лазерных приборов.

Длина волны	Мощность излучения
мкм	Вт	Вт м -2
1,3	5*10 -2	103

Для каждого режима работы лазера и его спектрального диапазона регламентируют предельно допустимый уровень излучения. Нормируемыми параметрами с точки зрения опасности лазерного излучения являются энергия W (таблица 4.2) и мощность P излучения, прошедшего ограничивающую апертуру диаметрами d_а=1,1 мм (в спектральных диапазонах I и II) и d_а=7 мм (в диапазоне II); энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по ограничивающей апертуре:

H=W/S_a;

E=P/S_a,

где S_a -- площадь ограничивающей апертуры.

Таблица 4.2 - Предельные дозы при однократном воздействии на глаза лазерного излучения

Длина волны , нм	Длительность воздействия t, с	WПДУ, Дж
10001400	t10-9
	10-9t510-5	10-6
	510-5t1

Для спроектированной системы (t=1c):

W_ПДУ = 7,4 Дж ( 4.2 )

По степени зашиты персонала от воздействия лазерного излучения условия и характер труда при эксплуатации лазерных изделий независимо от класса изделия подразделяются:

А) оптимальные - исключающие воздействие на персонал лазерного излучения;

Б) допустимые - уровень лазерного излучения, воздействующего на персонал, меньше предельно допустимого уровня.

В) вредные и опасные - уровень лазерного излучения, воздействующего на персонал, превышает предельно допустимый уровень.

При обслуживании и монтаже лазерных изделий необходимо руководствоваться требованиями безопасности. Выполнение следующих требований безопасности должно обеспечивать исключение или максимальное уменьшение возможности облучения персонала лазерным излучением, а также воздействия на него других опасных факторов.

- К ремонту, наладке и испытаниям лазерных изделий допускать лиц, имеющих соответствующую квалификацию и прошедших инструктаж по технике безопасности в установленном порядке.

- К работе с лазерными изделиями допускать лиц, достигших восемнадцати лет, не имеющих медицинских противопоказаний, прошедших курс специального обучения в установленном порядке работе с конкретными лазерными изделиями и аттестацию на группу по охране труда при работе на электроустановках с соответствующим напряжением.

- Для эксплуатации изделий выше класса 2 назначить лицо, ответственное за охрану труда при их эксплуатации.

- Лазерные изделия, находящиеся в эксплуатации, подвергать регулярной профилактической проверке. При проведении профилактической проверки следует обращать особое внимание на безотказность работы всех защитных устройств, надёжность заземления.

Предупреждение поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного, санитарно-гигиенического характера [16].

К организационным защитным мероприятиям относятся:

- Организовать рабочие места и все необходимые защитные мероприятия с учетом специфики конкретных обстоятельств использования лазерных установок.

- Обучить персонал и определить методы контроля знаний правил техники безопасности.

- Организовать медицинский контроль.

Технические мероприятия и средства защиты подразделяются на коллективные и индивидуальные. Коллективные включают в себя:

- средства нормализации внешней среды;

- автоматические системы управления технологическим процессом;

- использование предохранительных устройств, приборов, различных ограждений лазерно-опасной зоны;

- использование телеметрических и телевизионных систем наблюдения;

- применение заземления, зануления, блокировки.

Лазер применяемый в данной системе передачи информации относится к первому классу опасности с максимальной мощностью 1,5 мВт, а следовательно его выходное излучение не опасно для глаз. Однако при замене данного лазера 1-го класса на более мощный необходимо принять меры по защите органов зрения персонала от лазерного излучения согласно приведённым выше рекомендациям.

5. Оценка эффективности внедрения системы передачи информации предприятия "Минские тепловые сети" в сферу эксплуатации

В ходе дипломного проекта разработана система передачи информации предприятия "Минские тепловые сети". Она включает в себя локальную вычислительную сеть предприятия "Минские тепловые сети", созданную на основе кабеля UTP категории 5е, а также вычислительную сеть на основе одномодового тридцати двух жильного оптического кабеля соединяющую здание "Минские тепловые сети" со зданиями " Минскэнерго" и "ТЭЦ-2".

Разработка системы передачи информации обусловлена моральным износом существующей вычислительной сети и неспособностью этой сети отвечать современным потребностям пользователей, а также сложностью обслуживания и ремонта.

Система передачи информации разработанная в рамках дипломного проекта позволит снизить затраты на проведение ремонтных работ, улучшить качество передаваемого сигнала, что приведёт к увеличению производительности труда служащих и, как следствие, к экономии фонда оплаты труда.

Экономическая целесообразность инвестиций в сфере эксплуатации нового изделия осуществляется на основе расчета и оценки следующих показателей:

- чистая дисконтированная стоимость (ЧДД);

- срок окупаемости инвестиций (Т_ОК);

- рентабельность инвестиций (Ри).

Для оценки экономической эффективности инвестиционного проекта по производству нового изделия необходимо:

1) рассчитать результат (Р) от внедрения нового изделия в эксплуатацию, который представляет собой прирост чистой прибыли и амортизационных отчислений;

2) рассчитать инвестиции в приобретение нового изделия;

3) рассчитать показатели эффективности инвестиций в сфере эксплуатации нового изделия.

Затраты в сфере эксплуатации представляют собой единовременные капитальные вложения на приобретение, транспортировку, монтаж, наладку и пуск нового изделия.

Для определения капитальных вложений необходимо рассчитать себестоимость и отпускную цену нового изделия.

Для организации системы передачи информации предприятия "Минские тепловые сети" необходимо закупить необходимо закупить сетевое оборудование и комплектующие изделия.

Результаты расчета затрат представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Расчёт затрат на комплектующие изделия и полуфабрикаты

Наименование комплектующего или полуфабриката	Количество , шт.	Цена, руб	Сумма, руб
1 Оптический кабель ДПТ, 32 волокна,1300 м	1	5900000	5900000
2 SFP модуль D-Link	3	369000	1107000
3Коммутатор D-Link Gigabit DGS-1224T/GE Smart Switch		88000	2655000
4 Коммутатор D-Link DES-1252, 48 портов	4	1073000	4292000
5 Патч-корд дуплексный Patch LC-LC-SM-D-1,5	18	40150	722700
6 Оптический кросс стоечный 19 дюймов	3	49350	148000
7 Шкаф телелекоммуникационный 19 дюймов, навесной	3	310000	930000
8 Кабель UTP 5e cat. IPnet 305м	22	252000	5544000
9 Вилка RJ-45	170	450	76500
10 Розетка RJ-45	170	7000	1190000
11 Комплектующие для монтажа			1000000
12 Коннектор LC	128	9410	1204300
Всего			24769500
Всего с транспортно-заготовительными расходами			27246450

Расчет часовой тарифной ставки, соответствующей i-му разряду, осуществляется по формуле 5.1 [16]:

, (5.1)

где - часовая тарифная ставка первого разряда, которая определяется делением месячной тарифной ставки первого разряда на количество часов работ.

Расчёт основной заработной платы представлен в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Расчет основной заработной платы производственных рабочих

Вид работ (операции)	Разряд работ	Часовая тарифная ставка, руб	Норма времени по операции, ч	Прямая зарплата (расценка), руб
1. сборочно-монтажные	7	2480	120	297600
2. настроечные	12	3469	30	104070
Итого				401670
Премия 30%				120501
Основная заработная плата				522171

Месячная тарифная ставка первого разряда на предприятии "Минские тепловые сети" составляет 215000 рублей.

- тарифный коэффициент, соответствующий i-му разряду

= 2,84

= 2,03

= 215000/176=1222 (рублей)

Результаты расчета остальных статей затрат и себестоимости представлены в таблице 5. 3.

Таблица 5.3 - Расчёт себестоимости и отпускной цены единицы продукции

Наименование статьи затрат	Условное обозначение	Значение, руб	Примечание
Покупные комплектующие изделия	РК	27246450
Основная заработная плата производственных рабочих	З0	522171
Дополнительная заработная плата производственных рабочих	ЗД	78326	Нд=15%
Отчислении на социальные нужды (отчисления в фонд социальной защиты населения и обязательное страхование)	РСОЦ	210173	, Нсоц = 34% + 1%
Накладные расходы	РОБП	783257	Ннакл=150%
Производственная себестоимость	СПР	28840376	СПР= РК + З0 + ЗД + РСОЦ + + Рнакл
8. Коммерческие расходы	РКОМ	1442019	Нком= 5%
Полная себестоимость	СП	30282395	СП=СПР + РКОМ

Затраты на транспортировку, монтаж, наладку и пуск инвестиции в новое изделие находят из формулы 5.2:

И_ОБ= К_ТМНП Ч С_С, (5.2)

где Ктмнп - коэффициент, учитывающий затраты на транспортировку, монтаж, наладку и пуск(Ктмнп=1.15).

Иоб=34824754 рублей

Результатом (Р) в сфере эксплуатации нового изделия является прирост чистой прибыли и амортизационных отчислений. Прирост чистой прибыли представляет собой экономию затрат на заработной плате обслуживающего персонала. Экономия на заработной плате обслуживающего персонала представлена в таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Расчет экономии на эксплуатационных издержках

Наименование издержек	Формулы для расчета	Сумма, руб
Экономия на заработной плате обслуживающего персонала с начислениями	Эобс = Кпр * Чобс * (Тобс ст - Тобс нов) * Тсч * (1 + Нд/100)*(1+Нно/100), где Кпр - коэффициент премий 1,5 ; Чобс - численность обслуживающего персонала, (Чобс= 6 чел).; Тобс ст, Тобс нов - время, затрачиваемое на обслуживание используемой старой и новой техники, Тобс ст=4ч,Тобс нов = 2,5ч; Тсч - среднечасовая тарифная ставка обслуживающего персонала,(Тсч=3469руб./ч); Нд - норматив дополнительной заработной платы, (10%); Нно - норматив отчислений от фонда оплаты труда, (35%).	18359821

Прирост чистой прибыли рассчитывается по формуле 5.3:

П_ч = (1- Нп/100), (5.3)

где n - виды затрат, по которым получена экономия;

Эi - сумма экономии, полученная за счет снижения i-го вида затрат, рублей;

Нп - ставка налога на прибыль, 24%.

Прирост чистой прибыли по годам эксплуатации имеет одинаковое значение.

П_ч = 13352597*(1-0,24) =12851875 рублей

Амортизационные отчисления (А) являются источником погашения инвестиций в приобретение нового изделия.

Расчет амортизационных отчислений осуществляется по формуле 5.4:

А = Н_А- И_ОБ/100 (5.4)

где Н_А - норма амортизации используемой техники, (10%);

И_ОБ - инвестиции в новое изделие (И_ОБ=34824754).

А=3482475 рублей

При оценке эффективности инвестиционных проектов необходимо осуществить приведение затрат и результатов, полученных в разные периоды времени, к расчетному году, путем умножения затрат и результатов на коэффициент дисконтирования , который определяется по формуле 5.5:

, (5.5)

где - требуемая норма дисконта, 15%;

- порядковый номер года, затраты и результаты которого приводятся к расчетному году;

- расчетный год, в качестве расчетного года принимается год вложения инвестиций, = 1.

Расчет чистого дисконтированного дохода за четыре года реализации проекта и срока окупаемости инвестиций представлены в таблице 5.5.

Таблица 5. 5 - Экономические результаты работы предприятия

Наименование показателей	Един. измер.	Усл. обоз.	По годам производства
			1-й	2-й	3-й	4-й
Прирост чистой прибыли	Тыс. руб.	?	12852	12852	12852	12852
Прирост амортизационных отчислений	Тыс. руб	?А	3482	3482	3482	3482
Прирост результата	Тыс. руб	?	16334	16334	16334	16334
Коэффициент дисконтирования			1	0,87	0,76	0,66
Затраты (инвестиции)
Инвестиции в приобретение нового изделия	Тыс. руб	Иоб	34825	-	-	-
Инвестиции с учетом фактора времени	Тыс. руб		34824754	-	-	-
Чистый дисконтированный доход по годам (п.4 - п.6)	Тыс. руб		12851875	11181	9767	8482
ЧДД нарастающим итогом	Тыс. руб		42282669	-	-	-

Рассчитаем рентабельность инвестиций (Р_И) по формуле 5.6:

(5.6)

=12851875/ 34824754*100%

=0,37%

где , рублей - среднегодовая величина чистой прибыли за расчетный период, которая определяется по формуле 5.7:

, (5.7)

где - чистая прибыль, полученная в году t, руб.

= 12851875 рублей

В результате технико-экономического обоснования инвестиций по внедрению системы передачи информации были получены следующие значения показателей их эффективности:

1) чистый дисконтированный доход за четыре года производства продукции составит 42282669 рублей;

2) все инвестиции окупаются на третий год;

3) рентабельность инвестиций составляет 37%.

Таким образом, установка системы передачи информации предприятия "Минские тепловые сети" является эффективным и инвестиции в его производство целесообразны.

Заключение

В данного дипломного проектирования разработана система передачи информации предприятия Минские тепловые сети. Система состоит из локальной вычислительной сети административного здания, спроектированной на основе неэкранированной витой пары, а также оптоволоконной сети соединяющей здания предприятий "ТЭЦ-2", "Минскэнерго", "Минские тепловые сети". Кабельная система соответствует стандарту на построение структурированных кабельных систем для промышленных зданий - ANSI/EIA/TIA - 586B. Произведён анализ сетевого оборудования, а также обоснования выбора программного обеспечения с эргономической экспертизой программного обеспечения Traffic Inspector. Особое внимание в проекте уделено возможности расширения системы передачи данных (подключение к системе сетевых районов города Минска) благодаря прокладке тридцати двух жильного оптоволоконного кабеля. Также в проекте рассмотрены вопросы по обеспечению защиты от лазерного излучения, как основного поражающего фактора при монтаже и наладке оптоволоконной кабельной системы и проведено технико-экономическое обоснование внедрение проекта в сферу эксплуатации.

Список использованных источников

[1] Основы структурированных кабельных систем. В 2 т. / П. А. Самарский. - М.: ДМК пресс, 2004.

[2] Олифер, В. Г. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы : учебник для ВУЗов / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. - СПб.: Питер, 2004. - 864 с.

[3] Шиндер, Т.В. Основы компьютерных сетей / Т. В. Шиндер, Д. Л. Шиндер. - М.: Диалектика - Вильямс, 2002. - 656 с.

[4] Филимонов, А. Ю. Построение мультисервисных сетей Ethernet / А. Ю. Филимонов. - СПб.: БХВ - Петербург, 2007. - 592 с.

[5] Кульгин, М. В. Компьютерные сети. Практика построения / М. В. Кульгин .- СПб.: Питер, 2003. - 462 с.

[6] Пескова, С. А. Сети и телекоммуникации. / С. А. Пескова, А. В. Кузин, А. Н. Волков. - М.: Академия, 2007. - 352 с.

[7] Microsoft [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа : http//www.microsoft.com/Rus/Windowsserver2003/.

[8] Smart-soft [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа : http//www.smart-soft.ru/.

[9] ГОСТ Р 50923-96 Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие эргономические требования и требования к производственной среде. Методы измерения.

[10] Lenservice [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа : http//www.lenservice.ru/.

[11] Поляк-Брагинский, А. В. Обслуживание и модернизация локальных сетей / А. В. Поляк-Брагинский. - СПб.: Питер, 2005. -352 с.

[12] Семёнов, А. Б. Проектирование и расчёт структурных кабельных систем и их компонентов / А. Б. Семёнов. - М.: Компания АйТи, 2003. - 416 с.

[13] Иванова, Т. И. Корпоративные сети связи / Т. И. Иванова. - М.: Эко-Трендз, 2001. - 284с.

[14] Ecolan [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа : http//www.ecolan.ru/.

[15] ГОСТ 12.1.031-81. Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерного излучения.

[16] Старова, Л. И. Технико- экономическое обоснование дипломных проектов: методическое пособие для студентов всех специальностей БГУИР дневной и заочной форм обучения : в 4-х ч. Ч.3: Методика расчёта экономической эффективности инновационных технологий / Л. И.Старова. -Мн.: БГУИР, 2004. -64 с.

Размещено на Allbest.ru