Размещено на http://allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧИ

1.1 Постановка задачи

1.2 Общие сведения об интеллектуальном здании

1.3 Определение структурированной кабельной системы

1.4 Преимущества структурированных кабельных систем

1.5 Развитие стандартов кабельных систем

1.6 Международный стандарт ISO/IEC 11801 "Универсальная кабельная система для зданий и территории заказчика"

1.7 Администрирование кабельной системы

2. Техническое задание

2.1 Требования к кабельной системе

2.2 Требования к надежности

2.3 Требования к видам обслуживания

2.4 Требования к количеству и квалификации персонала

2.5 Требования к составу и параметрам технических средств

2.6 Технико-экономические показатели

3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ КАБЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

3.1 Технические особенности здания

3.2 Общая структура кабельной системы

3.3 Выбор архитектуры кабельной системы

3.4 Система маркировки элементов кабельной системы

3.5 Определение количества подсистем

3.6 Максимальная длина соединительных кабелей

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАБЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

4.1 Подсистема рабочего места

4.2 Горизонтальная подсистема

4.3 Вертикальная подсистема

4.4 Подсистема оборудования

4.5 Административная подсистема

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

5.1 Охрана труда

5.1.1 Эргономические решения по организации рабочего места пользователей ПЭВМ

5.1.2 Определение класса помещений аппаратной и кроссовых

5.1.3 Пожарная безопасность

5.2 Расчет времени эвакуации людей из здания при пожаре

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

6.1 Расчет производственных затрат

6.2 Издержки на оплату труда персонала

6.3 Калькуляционные издержки

6.4 Стоимость реализации проекта

6.5 Цена проекта

6.6 Инвестиции для реализации проекта

6.7 Эксплуатационные расходы

6.8 Оценка экономической эффективности проекта

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

АННОТАЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Современное здание в котором люди работают (т.е. здание министерства, учебного заведения, администрации завода, научного института, больницы и т. п.) буквально «опутано» кабелями разного вида и назначения. Во-первых, это - кабели для обеспечения здания электричеством и, во-вторых, - кабели для слаботочных телекоммуникационных инженерных систем здания: телефонной связи, охраны и сигнализации, ЛВС и т. п.

Для обеспечения всех инженерных телекоммуникационных систем здания необходимыми кабелями возможны два пути: первый - для каждой системы проложить по зданию свои кабели, а второй - создать в здании единую кабельную систему, которая, будучи единственной, позволит обслуживать активное оборудование всех инженерных систем.

Второй путь является сегодня предпочтительным и наиболее распространенным. В современных зданиях создаются единые кабельные системы, которые и составляют основу телекоммуникационной инфраструктуры предприятия, фирмы, учебного заведения или организации. Этот процесс распространился сегодня и на жилые здания.

Естественное наличие кабелей в любой инженерной системе здания часто приводит к тому, что специалисты никак не могут «оторвать» в своих представлениях кабели от своей системы. Однако сегодня необходимо понять, что кабельная система здания не «принадлежит» ни одной инженерной системе. Она «принадлежит» зданию и территории предприятия. Она позволяет соединять между собой блоки практически любых радиоэлектронных систем и этим самым становится основой всей телекоммуникационной инфраструктуры .

В зданиях офисного типа (бизнес-центры, банки, органы государственного управления и т. д.) кабельная разводка строится практически всегда исключительно в форме структурированных кабельных систем. Необходимость организации сетей передачи информации становится все более актуальной также в зданиях не офисного назначения. В качестве типичных примеров таких объектов недвижимости отметим жилой сектор (начиная от отдельной квартиры, коттеджа и заканчивая микрорайоном в городской черте или современным поселком в загородной зоне), а также больницы и гостиницы в секторе общественных зданий. Возрастающая сложность слаботочной кабельной разводки настоятельно требует применения в таких зданиях решений, базирующихся на принципах структурированности.

В современном здании можно насчитать десятки инженерных систем, к которым относится телевидение (эфирное и кабельное), ЛВС и телефония, системы охраны и сигнализации, противопожарная система и много других. Здание становится похожим на авиалайнер или на морской корабль, управление им требует глубоких знаний и высокой квалификации. Говорят, что современное здание становится «интеллектуальным» .

Эксплуатация современного интеллектуального здания базируется на комплексе специальных технических средств, обеспечивающих контроль и управление системами жизнеобеспечения офиса или дома путем интеграции в единую информационно-управляющую инфраструктуру основных систем здания. Возможности в управлении зданием становятся практически безграничными, при условии, что в основе интеллектуального управления находится структурированная кабельная система.

Итак, интеллектуальное здание должно интегрировать достаточное количество сервисов, принадлежащих зданию. Вместе с тем интеллектуальное здание можно интерпретировать как «разумно построенное». Это означает, что здание должно быть спроектировано так, что все сервисы могли бы интегрироваться друг с другом с минимальными затратами (с точки зрения финансов, времени и трудоемкости), а их обслуживание было бы организовано оптимальным образом.

1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1 Постановка задачи

Специфика поставленной задачи дипломного проекта связана с деятельностью организации ООО «Новэ Консалт», которая оказывает полный спектр услуг по всем операциям, связанным с недвижимостью.

Основными направлениями деятельности ООО «Новэ Консалт» являются:

- архитектурно-строительное проектирование;

- управлением инвестиционными проектами;

- управление строительством;

- коммерческая и исследовательская деятельность систем автоматизации жилья.

Инфраструктура интеллектуального здания создается на базе структурированной кабельной системы. При этом сначала проектируется и строится СКС здания, а затем на структурированную кабельную систему замыкаются необходимые функциональные системы.

Более рациональным является функциональный подход. Существует список потребностей или пожеланий заказчика и основной задачей разработчика в этом случае является интеграция этих систем в единый "организм" в соответствии с заданной заказчиком моделью.

Перечень основных систем, входящих в структуру интеллектуального здания приведен на рисунке 1.1.

В данном дипломном проекте должна быть спроектирована структурированная кабельная система, предназначенная для реализации локальной и телефонной сети объекта, условно называемого «Административно-жилой дом».

Система предоставит возможность обеспечения персонала офисов, располагающихся на первом этаже здания и жильцов квартир на этажах со второго по седьмой телефонной связью и возможностью передачи данных. Технические особенности и поэтажный план объекта выданы заказчиком в лице ООО «Новэ Консалт».

Рисунок 1.1 - Системы интеллектуального здания

1.2 Общие сведения об интеллектуальном здании

Традиционные решения инженерного оборудования здания представляют собой совокупность отдельных, не взаимодействующих между собой систем. Здание, в котором эти системы объединены в интегрированный комплекс и правильно организованы уже на этапе проектирования, «имеет право» называться интеллектуальным.

Инженерное оборудование современного здания представляет собой комплекс сложных инженерно-технических систем безопасности -- жизнеобеспечения -- информатизации с соответствующими системами управления.

Важной частью являются автоматизированные системы управления, которые и составляют суть интеллектуального здания. Все слаботочные системы контроля объединяются на основе СКС в систему диспетчеризации инженерного оборудования здания с единым центром мониторинга систем.

Введение интеллектуального здания подразумевает не столько внешние эффекты, сколько незаметную для окружающих работу инженерного оборудования, создающую идеальные условия жизнедеятельности обитателей здания. Эффективность работы достигается четким взаимодействием отдельных систем, их интеграцией.

Интеллектуальное здание является продуктом современного развития существующих систем автоматики в зданиях в направлении:

- комплексной оптимизации использования ресурсов;

- повышения гибкости;

- интеграции с широким спектром технологического и телекоммуникационного оборудования;

- упрощения ("очеловечивания") взаимодействия с пользователем.

Основные отличия интеллектуального здания от традиционной архитектуры приведены на рисунке 1.2.

Структурированная кабельная система является основой интеллектуального здания. Она включает в себя не только традиционную кабельную инфраструктуру, проводку для телефонной и компьютерной сети, но и шины для передачи управляющих сигналов системам автоматизации. Правильно спроектированная, смонтированная и администрируемая кабельная система обладает гибкостью, управляемостью и наращиваемостью, поэтому затраты при изменении ее конфигурации минимальны. Она дает те же преимущества, что и СКС в любой информационной системе, т.е. позволяет получить оптимально организованную и конфигурируемую кабельную сеть.

В результате повышаются эксплуатационная надежность и долговечность кабельной инфраструктуры, обеспечивается возможность создания на ее основе различных информационных систем и функционального расширения.

Рисунок 1.2 - Отличия интеллектуального и традиционного здания

Благодаря открытости архитектуры и избыточности СКС можно адаптировать не только к изменениям в конфигурации корпоративной сети, но и к подключению дополнительного оборудования, внедрению новых стандартов передачи данных без замены существующей проводки.

1.3 Определение структурированной кабельной системы

Структурированной кабельной системой (СКС) называется кабельная система, принцип построения которой отвечает трем основным и нескольким дополнительным признакам. К основным признакам СКС относятся:

- структуризация;

- универсальность;

- избыточность.

Структуризация предполагает разбиение кабельной проводки и ее аксессуаров на отдельные части или подсистемы, каждая из которых выполняет строго определенные функции и снабжена стандартизованным интерфейсом для связи с другими подсистемами и сетевым оборудованием. Это дает возможность безо всяких сложностей на любом уровне одинаково легко применять как оптические, так и электрические технологии передачи сигналов, выбор которых целиком и полностью определяется местными условиями и стремлениями достичь максимальной технико-экономической эффективности конкретного проекта.

Универсальность кабельной системы проявляется в том, что изначально она не строится для обеспечения работы какой-либо конкретной сетевой технологии, а создается на принципах открытой архитектуры с набором основных технических характеристик, заданных и зафиксированных в стандартах. Это обеспечивает возможность использования кабельной системы для передачи сигналов самых разнообразных приложений и ведет к сокращению количества типов кабелей до двух -- симметричного (из витых пар) и волоконно-оптического.

Под избыточностью понимается введение в состав СКС дополнительных информационных розеток, количество и размещение которых определяются площадью и топологией рабочих помещений, а не планами размещения сотрудников и расположения офисной мебели. Это позволяет без каких-либо проблем организовать новые рабочие места, а также перемещать сотрудников и оборудование.

Применение принципа избыточности обеспечивает возможность очень быстрой адаптации кабельной системы под конкретные производственные потребности и позволяет не останавливать работу офиса или его подразделений при проведении организационных и технических изменений.

Создание эффективной СКС и ее эксплуатация невозможны без выполнения ряда дополнительных условий. Так, СКС обязательно должна иметь:

- каталог продукции;

- нормы и методики проектирования, позволяющие выполнять требования действующих стандартов;

- возможность управления (или администрирования) в соответствии со стандартными процедурами;

- систему подготовки специалистов и обеспечения гарантии производителя.

Кабельную систему, не обладающую хотя бы одним из перечисленных свойств, называют неструктурированной или исключительной кабельной системой (ИКС) (в смысле ее единственности в своем роде). Преимущества структурированных кабельных систем перед ИКС будут описаны в следующем пункте.

1.4 Преимущества структурированных кабельных систем

Неудобства, связанные с применением традиционных технологий, общеизвестны -- сложность и дороговизна внесения изменений, малая надежность, высокая зависимость кабельной системы от применяемой сетевой технологии.

Неструктурированная кабельная система строится быстрее, но ее гораздо сложнее модернизировать. Неструктурированная проводка для локальных сетей и телефонии сохраняется без переоборудования в течение 3-5 лет, для систем наблюдения и контроля -- в течение 2-3 лет. В то же время структурированная система строится основательно, как всякое долговременное сооружение.

Преимущества СКС над обычными кабельными системами:

- для передачи данных, голоса и видеосигнала используется единая кабельная система;

- использование универсальных розеток на рабочих местах позволяет подключать к ним различные виды оборудования;

- при относительно высоких начальных вложениях обеспечивается существенная экономия полных затрат за счет длительного срока эксплуатации и низких эксплуатационных расходов;

- обладают модульностью и возможностями внесения изменений и наращивания без замены всей существующей сети;

- допускают одновременное использование нескольких различных сетевых протоколов;

- не зависят от изменений технологий и поставщика оборудования;

- используют стандартные компоненты и материалы;

- управление и администрирование минимальным количеством обслуживающего персонала;

- позволяют комбинировать в одной сети волоконно-оптический и медный кабель.

1.5 Развитие стандартов кабельных систем

История стандартизации СКС началась с выпуска в июле 1991 году первого в США национального стандарта EIA/TIA-568, который в октябре 1995г. был заменен последующей редакцией: TIA/EIA-568-A «Commercial Building Telecommunications Cabling Standard» («Стандарт на телекоммуникационную кабельную систему коммерческого здания»).

Международная организация по стандартизации (ISO) и Международная электротехническая комиссия (IEC) также выпускают в 1995 году международный стандарт на СКС: ISO/IEC 11801 «Information technology - Generic cabling for customer premises» («Информационная технология - универсальная кабельная система для зданий и территории заказчика»).

В странах Европейского Экономического Союза также в 1995 году Европейский комитет по стандартизации в области электротехники и электроники - CELENEC (фр. Comite Europeen de Normalisation Electrotechnique) выпустил основополагающий европейский стандарт: EN 50173 «Information technology - Generic cabling systems» («Информационная технология - Структурированные кабельные системы»).

По мере развития СКС помимо основных вышеперечисленных стандартов появились и отдельные стандарты, относящиеся к другим аспектам СКС: администрирование, инсталляция, тестирование и др. Кроме того, появились дополнения, отражающие прогресс в этой области.

Однако в 2000 году ни американские, ни европейские, ни международные стандарты не были изданы во вторых редакциях. Причиной этого послужило резкое увеличение быстродействия активного оборудования ЛВС, вплоть до частоты порядка 1 ГГц, которое предъявило к кабельной проводке и компонентам СКС новые требования и ужесточило требования к обычным, измерявшимся и ранее параметрам линий и каналов связи.

В какой-то мере эти проблемы были разрешены и в течение 2001-2002 г.г. вышли вторые редакции американских, европейских и международных стандартов.

Перечни действующих сегодня стандартов, относящихся к СКС, приведены в таблице 1.1 .

Таблица 1.1 - Некоторые документы, регламентирующие создание СКС

Стандарт	Название стандарта	Русский перевод
ANSI/TIA/EIA-568-A-1	Propagation delay and Delay Skew Specidications for 100 ohm 4-pair Cable, 1997	Спецификации задержки и фазового сдвига для 100-омных 4-парных кабельных систем, 1997;
ANSI/TIA/EIA-568-A-2	Corrections and Additions to TIA/EIA-568-А	Исправленияи дополнения к ANSI/TIA/EIA-568-A, 1998
ANSI/TIA/EIA-568-A-5	Transmission Performance Specifications for 4-pair 100 ohm Category 5e Cabling, 1999	Спецификации параметров передачи 4-парных 100-омных кабельных систем категории 5е, 1999.
TIA/EIA-607	Commercial Building Grounding and Bonding Requirements for Telecommunications (August 1994).	Требования по заземлению телекоммуникационных систем коммерческих зданий (август 1994).
ISO/IEC 11801 (1995)	Information technology - Generic cabling for customer premises.	Информационные технологии. Структурированная кабельная система для помещений заказчиков.
ISO/IEC 11801 Amendment (2000)	Information Technology: Generic Cabling for Customer Premises.	Структурированная кабельная система для помещений заказчиков. Приложение.

В нашей стране отсутствует отечественный стандарт на СКС, и специалисты в своей работе пользуются иностранной нормативной базой, выбор которой зачастую осуществляется, исходя только из уровня собственных знаний и личных предпочтений.

В качестве нормативной базы в России предпочтительнее использовать документы Международной организации по стандартизации.

Во-первых, Россия является членом Международной организации по стандартизации и Международной электротехнической комиссии, и, следовательно, принятые на международном уровне документы становятся и для нее нормативными.

Тем более, что сейчас Россия интегрируется в развитый мир и ее национальные нормы приводятся в соответствие с международными.

Во-вторых, соответствие продукта международному стандарту является непременным условием его продажи как на международном, так и на внутреннем рынке.

В-третьих, национальный стандарт России, если он появится, скорее всего, будет подготовлен на основе международного. Его выпуск задерживается по многим объективным причинам: отсутствие отечественного производства многих компонентов СКС, технологическое отставание и т. д.

В-четвертых, опираться на какой-либо национальный стандарт затруднительно в силу национальных традиций и особенностей исторического развития, которые в России весьма не похожи ни на американские, ни на немецкие, ни на японские.

Что касается стандартов Европейского Экономического Союза, то Россия пока не является его членом, поэтому документы комитета CELENEC не являются для нее нормативными.

Итак, следует опираться на стандарты ISO при разработке СКС и, в частности, на основной стандарт ISO/IEC 11801, который подробно рассматривается ниже.

1.6 Международный стандарт ISO/IEC 11801 "Универсальная Кабельная Система для зданий и территории заказчика"

В 1995 г. Международная организация по стандартизации (ISO) и Международная электротехническая комиссия (IEC), выпустили стандарт, полное наименование которого записывается следующим образом: International Standard ISO/IEC JTC1/SC25/WG3/11801 "Information Technology -Generic Cabling for Customer Premises".

Стандарт предполагает, что универсальная кабельная система, им определенная, будет иметь "силу" в течение 10 лет.

Стандарт обеспечивает:

- пользователей - независимой от применений универсальной кабельной системой и открытым рынком ее компонент;

- пользователей - гибкой кабельной схемой, так что модификации ее легки и экономичны;

- строителей-профессионалов - руководством, позволяющим приспособить здание к кабелям еще до того, как станут известны специфические требования;

- стандартизаторов - кабельной системой, которая поддерживает выпускаемые изделия и обеспечивает основу для разработки будущих изделий.

Стандарт ISO/IEC 11801 определяет универсальную кабельную систему для использования внутри коммерческих территорий, которые могут содержать одно или несколько строений на участке.

Стандарт оптимален для участков, имеющих географический размах до 3000 м, офисную площадь - до 1 000 000 кв.м и "население" - от 50 до 50 000 чел. к которым относится рассматриваемый объект, условно называемый «Административно-жилой дом».

Структурированная кабельная система, определенная этим стандартом, поддерживает широкий диапазон систем, обрабатывающих голос, цифровые данные, текст, изображение и видеоинформацию.

Стандарт определяет следующие основные крупные группы требований к СКС:

- структуру и минимальную конфигурацию СКС;

- требования к реализации (изготовлению) СКС;

- требования к характеристикам отдельных линий кабельной системы;

- процедуры контроля (поверки) и требования соответствия конкретной СКС данному стандарту.

1.7 Администрирование кабельной системы

Принципы администрирования (иначе управления) СКС целиком и полностью определяются ее структурой. Различают одноточечное и многоточечное администрирование. Под многоточечным администрированием понимают управление СКС, которая построена по классической архитектуре иерархической звезды. Основным признаком этого варианта является необходимость выполнения переключения минимум двух шнуров в общем случае изменения конфигурации. Использование данного принципа гарантирует наибольшую гибкость управления и возможность адаптации СКС для поддержки новых приложений.

Архитектура одноточечного администрирования применяется в тех ситуациях, когда требуется максимально упростить управление кабельной системой. Принципиально может использоваться только для СКС, установленных в одном здании и не имеющих магистральной подсистемы. Ее основным признаком является прямое соединение всех информационных розеток рабочих мест с единственным техническим помещением.

Одним из удачных способов повышения технико-экономической эффективности кабельных систем офисных зданий является минимизация типов кабелей, применяемых для их построения. В СКС согласно международному стандарту ISO/IEC 11801 допускается использование только:

- симметричных электрических кабелей на основе витой пары с волновым сопротивлением 100, 120 и 150 Ом в экранированном и неэкранированном исполнении;

- одномодовых и многомодовых оптических кабелей.

Витая пара представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов.

В зависимости от наличия защиты -- электрически заземлённой медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:

- незащищенная витая пара (UTP -- Unshielded twisted pair) -- отсутствует защитный экран вокруг отдельной пары;

- фольгированная витая пара (FTP -- Foiled twisted pair) --присутствует один общий внешний экран в виде фольги;

- защищенная витая пара (STP -- Shielded twisted pair) -- присутствует защита в виде экрана для каждой пары;

- фольгированная экранированная витая пара (S/FTP -- Screened Foiled twisted pair) -- внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке;

- незащищенная экранированная витая пара (SF/UTP -- Screened Foiled Unshielded twisted pair) -- двойной внешний экран из медной оплетки и фольги, каждая витая пара без защиты.

Существует несколько категорий кабеля витая пара, которые нумеруются от CAT1 до CAT7 и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины. Категории неэкранированной витой пары описываются в стандарте EIA/TIA 568 (Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях). Самым распространённым в построении СКС является витая пара категории 5e (полоса частот 125 МГц) -- 4-парный кабель, обладающий скоростью передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар.

Электрические кабели используются в основном для создания горизонтальной разводки. По ним передаются как телефонные сигналы и низкоскоростные данные, так и данные высокоскоростных приложений. В подсистеме внутренних магистралей электрические и оптические кабели применяются одинаково часто, причем электрические кабели предназначены для передачи главным образом телефонных сигналов и данных с тактовыми частотами до 1 МГц, тогда как оптические кабели обеспечивают передачу данных высокоскоростных приложений. На внешних магистралях оптические кабели играют доминирующую роль.

Для построения горизонтальной подсистемы стандартами допускается применение экранированного и неэкранированного кабелей. Экранированный симметричный кабель потенциально обладает лучшими электрическими, а в некоторых случаях и прочностными характеристиками по сравнению с неэкранированными. Однако этот кабель является очень критичным к качеству выполнения монтажа и заземления, имеет заметно большую стоимость и худшие массогабаритные показатели. Поэтому пока основным кабелем для передачи электрических сигналов по СКС являются кабели на основе неэкранированных витых пар.

2. Техническое задание

В данном дипломном проекте должна быть спроектирована структурированная кабельная система, предназначенная для реализации локальной и телефонной сети объекта, условно называемого «Административно-жилой дом».

Система предоставит возможность обеспечения персонала офисов, располагающихся на первом этаже здания и жильцов квартир на этажах со второго по седьмой телефонной связью и возможностью передачи данных. Технические особенности и поэтажный план объекта выданы заказчиком в лице ООО «Новэ Консалт».

Назначение разработки: Структурированная кабельная система объекта предназначена для реализации локальной и телефонной сети объекта, условно называемого «Административно-жилой дом».

2.1 Требования к кабельной системе

Требования к функциональным характеристикам: Кабельная система предназначена обеспечить персонала офисов, располагающихся на первом этаже здания и жильцов квартир на этажах со второго по седьмой телефонной связью и возможностью передачи данных.

Требования к организации входных данных: Используются следующие входные данные:

- строительный план и чертеж объекта;

- международный стандарт ISO/IEC 11801 "Универсальная Кабельная Система для зданий и территории заказчика".

Требования к организации выходных данных: Проект должен включать следующие компоненты:

- схема организации связи;

- поэтажные схемы здания (нанесение всех портов и их маркировка, расположение серверных комнат, расположение шкафов в серверных комнатах, монтажные схемы прокладки трасс электрических кабелей);

- описание телекоммуникационных шкафов;

- пояснительная записка (описание СКС, используемые стандарты, применяемые материалы, топология).

Требования к временным характеристикам: Срок эксплуатации СКС, спроектированной по стандарту ISO/IEC 11801 составляет 10 лет.

2.2 Требования к надежности

Для надежной работы СКС необходимо:

- все кабельные проводки на рабочих местах выполнить скрытно;

- коннекторы телекоммуникационных розеток должны быть надежно закреплены на рабочих местах;

- коммутационное оборудование должно быть защищено от механических повреждений, влияния повышенных уровней влажности и других коррозирующих веществ.

Условия эксплуатации: В кроссовых помещениях должны быть соблюдены следующие условия окружающей среды:

- температура воздуха - от 18 до 240С при измерении на высоте 1,5 м от уровня пола (максимальная скорость ее изменения не должна превышать 30С в час);

- влажность воздуха - от 30 до 55 % без конденсации влаги при измерении на той же высоте;

- освещенность - не менее 540 лк при измерении на высоте 1м от уровня пола на свободном от оборудования пространстве;

- уровень вибрации: в диапазоне частот 5-22Гц амплитуда колебаний не должна превышать 0,12 мм, а в диапазоне 22-500Гц максимальное ускорение не должно быть более 2,5м/с2;

- напряженность - не выше 3В/м во всем спектре частот;

Аппаратная должна быть оборудована системами:

- охранной сигнализации;

- пожарной сигнализации;

- пожаротушения;

- кондиционирования и освещения;

- аварийного освещения;

- защитного и телекоммуникационного заземления.

2.3 Требования к видам обслуживания

Основная задача сервисного обслуживания заключается в поддержании должного технического уровня кабельной системы, когда текущие потребности многочисленных пользователей обеспечиваются на протяжении всего нормативного срока эксплуатации с надлежащим качеством.

Данное утверждение распространяется на проводку, проложенную во всем здании или в его части.

2.4 Требования к количеству и квалификации персонала

Для поддержания СКС на должном техническом уровне необходимо привлечение специалиста по обслуживанию, который по запросу заказчика смог бы осуществить ремонт или модернизацию кабельной системы.

Специалист должен обладать знаниями международного стандарта ISO/IEC 11801, а так же уметь устанавливать, конфигурировать, настраивать, отслеживать работоспособность системы и устранять неполадки в ее работе.

2.5 Требования к составу и параметрам технических средств

Количество рабочих мест в офисных помещениях принять максимально возможным. В квартирах объекта каждая комната (за исключением кухни) оснащается рабочим местом. Каждое рабочее место должно быть оборудовано двух портовой телекоммуникационной розеткой категории 5е.

Компьютерные и телефонные розетки должны быть подключены к патч-панелям кабелем UTP категории 5е. Для размещения оконечного и активного оборудования ЛВС необходимо предусмотреть установку телекоммуникационного шкафа требуемой емкости в предусмотренном помещении.

Требования к информационной и программной совместимости: Требования к информационной и программной совместимости отсутствуют.

Требования к маркировке и упаковке: При выполнении работ должны маркироваться все элементы кабельных соединений.

Требования к транспортированию: Структурированная кабельная система проектируется для конкретного объекта, в следствии этого транспортированию не подлежит.

Специальные технические требования: Специальных требований к кабельной системе не предъявляются.

Требования к проектной документации :

- поэтажные схемы здания (нанесение всех портов и их маркировка, расположение аппаратных комнат, расположение шкафов в комнатах, монтажные схемы прокладки трасс кабелей);

- пояснительная записка (описание СКС, используемые стандарты, применяемые материалы, топология).

2.6 Технико-экономические показатели

Ориентировочная экономическая эффективность рассчитывается в соответствии с принятой и согласованной методикой.

Стадии и этапы разработки

- разработка и утверждение технического задания;

- разработка структуры СКС;

- проектирование СКС;

- разработка документации;

Порядок контроля и приемки: Контроль и приемка разработки осуществляется на основе проверки выполнения всех заявленных функций программы.

3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ КАБЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

3.1 Технические особенности здания

Задание предполагает проектирование структурированной кабельной системы на объекте «Административно-жилой дом со встроенными помещениями», входящего в план работ ООО «Новэ Консалт» и представляющего из себя семиэтажную постройку монолитно-каркасного типа.

Рисунок 3.1 - Схематичное изображение объекта

Здание в плане имеет прямоугольную форму, размеры в крайних осях составляют 29х25 м.

Высота этажа составляет 3,5 м, общая толщина перекрытий равна 50 см. Строительным проектом предусмотрен вертикальный технологический канал для прокладки кабелей, проходящий через все этажи. Изображение объекта представлено на рисунке 3.1.

Первый этаж здания будет отведен под офисный центр, предназначенный для размещения административных служб различных организаций ориентированных на клиентский поток: call-центры, фирмы, занимающиеся IT-технологиями, а также логистические структуры, дистрибьюторы и операторы, чьи терминалы и склады находятся за пределами города.

Общая площадь офисных помещений составляет порядка 200 кв.м.

Этажи со второго по седьмой отводятся под многоквартирный жилой сектор. На каждом этаже будет располагаться 4 квартиры двух-трех комнатного типа, площадью от 70 кв. м.

3.2 Общая структура кабельной системы

Общая структура кабельной системы, определенная стандартом ISO/IEC 11801, показана на рисунке 3.2 и включает в себя следующие функциональные элементы:

- кроссовая внешних магистралей (КВМ);

- кабель внешней магистрали;

- кроссовая здания (КЗ);

- кабель внутренней магистрали;

- кроссовая этажа (КЭ);

- кабель внутренней магистрали;

- точка перехода (ТП);

- информационная розетка (ИР).

Технические помещения, необходимые для построения СКС и информационной системы предприятия, в целом делятся на аппаратные и кроссовые.

Аппаратной в дальнейшем называется техническое помещение, в котором наряду с коммутационным оборудованием СКС располагается сетевое оборудование коллективного пользования (АТС, серверы, концентраторы). Аппаратные оборудуются фальшполами, системами пожаротушения, кондиционирования и контроля доступа.

Рисунок 3.2 - Общая структурная схема СКС

Кроссовая представляет собой помещение, в котором размещается коммутационное оборудование СКС, сетевое и другое вспомогательное оборудование. Желательно ее размещение вблизи вертикального стояка, оборудование телефоном и системой контроля доступа.

Аппаратная может быть совмещена с кроссовой здания. В этом случае ее сетевое оборудование может подключаться непосредственно к коммутационному оборудованию СКС. Если аппаратная расположена отдельно, то ее сетевое оборудование подключается к локально расположенному коммутационному оборудованию или к обычным информационным розеткам рабочих мест.

В кроссовую внешних магистралей сходятся кабели внешней магистрали, подключающие к ней КЗ. В КЗ заводятся внутренние магистральные кабели, подключающие к ним кроссовые этажей (КЭ). К КЭ, в свою очередь, горизонтальными кабелями подключены информационные розетки рабочих мест. В качестве дополнительных связей, увеличивающих гибкость и живучесть системы, допускается прокладка внешних магистральных кабелей между КЗ и внутренних магистральных кабелей между КЭ.

Во всей системе может быть только одна КВМ, а в каждом здании должно присутствовать не более одной КЗ. Допускается объединение КВМ с КЗ, если они расположены в одном здании. Аналогично КЗ может быть совмещена с КЭ, если они расположены на одном этаже. Если плотность рабочих мест на этаже или его части мала, то в качестве исключения допускается подключение к КЭ горизонтальных кабелей смежных этажей. Пример структуры СКС с привязкой к зданиям приведен на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Пример структуры СКС с привязкой к зданиям

В самом общем случае СКС, согласно международному стандарту ISO/IEC 11801, включает в себя три подсистемы:

- подсистема внешних магистралей (campus backbone cabling, магистраль комплекса зданий), состоит из внешних магистральных кабелей между КВМ и КЗ, коммутационного оборудования в КВМ и КЗ, к которому подключаются внешние магистральные кабели, и коммутационных шнуров и/или перемычек в КВМ.

Подсистема внешних магистралей является основой для построения сети связи между компактно расположенными на одной территории зданиями (campus). Если СКС устанавливается автономно только в одном здании, то подсистема внешних магистралей отсутствует;

- подсистема внутренних магистралей (building backbone cabling), называемая СКС вертикальной подсистемой, содержит проложенные между КЗ и КЭ внутренние магистральные кабели, подключенное к ним коммутационное оборудование в КЗ и КЭ, а также коммутационные шнуры и/или перемычки в КЗ.

Кабели рассматриваемой подсистемы фактически связывают между собой отдельные этажи здания и/или пространственно разнесенные помещения в пределах одного здания. Если СКС обслуживает один этаж, то подсистема внутренних магистралей отсутствует;

- горизонтальная подсистема (horizontal cabling), иногда называемая третичной подсистемой, образована внутренними горизонтальными кабелями между КЭ и информационными розетками рабочих мест, самими информационными розетками, коммутационным оборудованием в КЭ, к которому подключаются горизонтальные кабели, и коммутационными шнурами и/или перемычками в КЭ.

В составе горизонтальной проводки допускается использование одной точки перехода, в которой происходит изменение типа прокладываемого кабеля.

На рисунке 3.4 представлено изображение подсистем СКС по отношению к кроссовым помещениям.

Рисунок 3.4 - Подсистемы СКС

Рассматриваемое деление СКС на отдельные подсистемы применяется независимо от вида или формы реализации сети, то есть оно будет одинаковым, например, для офисной и производственной сети.

3.3 Выбор архитектуры кабельной системы

В ходе проектирования СКС были рассмотрены два существующих варианта архитектуры структурированной кабельной системы:

- традиционная архитектура иерархической звезды;

- архитектура одноточечного управления.

В первом случае иерархическая звезда состоит из центрального кросса системы, главных кроссов зданий и горизонтальных этажных кроссов. Центральный кросс связан с главными кроссами зданий при помощи внешних кабелей.

Этажные кроссы связаны с главным кроссом здания кабелями вертикальной подсистемы.

Однако, в СКС одного здания достаточно одного главного кросса здания и двух основных подсистем -- горизонтальной и вертикальной. Архитектура иерархической звезды обеспечивает максимальную гибкость управления и максимальную способность адаптации системы к новым приложениям.

Во втором случае архитектура одноточечного администрирования разработана для максимальной простоты управления. Обеспечивая прямое соединение всех рабочих мест с главным кроссом, она позволяет управлять системой из одной точки, оптимальной для расположения централизованного активного оборудования.

Администрирование в одной точке обеспечивает простейшее управление цепями, возможное благодаря исключению необходимости кроссировки цепей во многих местах. Архитектура одноточечного администрирования не применяется для группы зданий.

Каждая архитектура имеет свои преимущества, которые следует иметь в виду при выборе кабельной системы. Преимущества архитектуры проводки указаны в таблице 3.1.

Кабельная система проектируется для интеллектуального здания. Введение всех внутренних систем автоматизации здания подразумевает наличие кабельной системы с наиболее гибким управлением и способностью к быстрой адаптации различного оборудования, необходимого для построения этих систем.

Таблица 3.1 - Преимущества архитектуры проводки

Преимущества	Архитектура иерархической звезды	Одноточечное администрирование
Наибольшая способность к адаптации	X
Централизованное управление	X	X
Наиболее гибкое использование оборудования	X
Полное соответствие стандартам		X
Простота технического обслуживания	X	X
Наиболее гибкое управление	X	При длинах более 100 м

Исходя из этого, выбран вариант традиционная архитектура иерархической звезды как оптимальный по стоимости, так и наиболее удобный с точки зрения последующего администрирования.

В кроссовую внешних магистралей сходятся кабели внешней магистрали, подключающие к ней кроссовую здания. СКС проектируется для одиночного здания, не входящего в комплекс.

Исходя из этого, кроссовая внешних магистралей не предусмотрена дипломным проектом.

Главный кросс здания (аппаратная) будет размещен на первом этаже, для минимизации кабельных пробросов. Количество проводки и розеток в офисном центре будет значительно превышать число розеток в жилом секторе здания.

Количество кроссовых и места их расположения задаются решениями, принятыми на основе нижеследующего:

- максимальная длина горизонтального кабеля не должна превышать 90 м;

- при прочих равных условиях рекомендуется минимизировать количество кабельных пробросов (кабельных трасс) длиной свыше 70 м;

- каждая кроссовая должна по возможности обслуживать примерно одинаковое количество рабочих мест;

- при прочих равных условиях распределение отдельных рабочих мест по кроссовым должно производиться по критерию минимизации средней длины кабельного проброса.

Исходя из последних двух пунктов, целесообразно расположить кроссовые на четвертом и шестом этажах.

К кроссовой четвертого этажа подведена проводка с жилого сектора, расположенного на третьем - пятом этажах.

Кроссовая шестого этажа обслужит рабочие места пятого и шестого этажей.

На рисунке 3.5 представлена будущая архитектура кабельной системы объекта.



Рисунок 3.5 - Архитектура кабельной системы

3.4 Система маркировки элементов кабельной системы

Телекоммуникационные шкафы:

Патч-панели:

Рабочие места:

Кабели:

- 1 Т1 - первый телефонный кабель от шкафа А1;

- 1 М1 - первый магистральный кабель от шкафа А1;

- 1-1.01 - кабель от рабочего места А1-1.01.

3.5 Определение количества подсистем

СКС представляет собой иерархическую кабельную систему и включает в себя следующие подсистемы:

- подсистема рабочего места;

- горизонтальная подсистема;

- вертикальная (магистральная) подсистема ;

- подсистема оборудования;

- административная подсистема.

Отсутствие подсистемы внешних магистралей объясняется тем, что СКС проектируется для отдельно стоящего здания не входящего в комплекс. Из соображений удобства проектирования и эксплуатационного обслуживания применяется более мелкое дробление оборудования СКС на отдельные подсистемы.

Подсистема рабочего места предназначена для подключения конечных потребителей (компьютеров, терминалов, принтеров, телефонов и т. д.) к информационной розетке.

Включает в себя коммутационные кабели, адаптеры, а также устройства позволяющие подключать оконечное оборудование к сети через информационную розетку. Подсистема оборудования состоит из электронного оборудования связи коллективного (общего) использования, расположенного в аппаратной или в телекоммуникационном шкафу, и передающей среды, необходимой для подключения к распределительному оборудованию, обслуживающему горизонтальную или магистральную подсистемы.

Административная подсистема объединяет вместе, перечисленные выше подсистемы. Состоит из коммутационных кабелей, с помощью которых производится физическое соединение различных подсистем. Детальное описание всех подсистем, входящих в СКС находится в четвертом разделе.

3.6 Максимальная длина соединительных кабелей

Максимально допустимые длины кабелей указаны на рисунке 3.6 и в пояснениях к нему.

Рисунок 3.1 - Максимальная длина соединительных кабелей

В соответствии со стандартом ISO/IEC 11801 максимальная длина горизонтального кабеля должна составлять 90 м, независимо от типа среды.

Она измеряется от разъема (панели) в кроссовой этажа до телекоммуникационного разъема на рабочем месте.

Максимальная механическая длина абонентских, коммутационных (перемычек) и сетевых кабелей -- не более 10 метров. Максимальная длинна кабеля подсистемы внутренних магистралей составляет 500 м.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАБЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

4.1 Подсистема рабочего места

Основной задачей этой стадии проектирования является разработка плана расположения информационных розеток кабельной системы, а также определение типа и количества оконечных шнуров, адаптеров, переходников и других аналогичных элементов.

Подсистема рабочего места состоит из необходимого количества универсальных портов RJ-45 и соединительных кабелей для подключения оконечного оборудования. Места установки розеток отмечаются на планах этажей здания. Каждое рабочее место оборудуется двумя абонентскими портами типа RJ45 категории 5е, которые могут использоваться как для подключения компьютеров, так и для подключения телефонных аппаратов.

Компьютерные настенные розетки RJ45 являются одной из составных частей структурированной кабельной системы. Розетки как правило состоят из пластмассового корпуса и установленных в этом корпусе компьютерных (RJ45) соединительных разъемов (гнезд). В лицевую часть этих гнезд вставляются разъемы патч-кордов. На обратной стороне этих гнезд находятся контакты, предназначенные для фиксированного соединения с кабелями, и соединённые с разъёмами электрически. Компьютерные розетки предназначены для подключения оконечных устройств (сетевых карт компьютеров) при помощи патч-кордов к локальным компьютерным сетям.

Согласно требованиям [17], площадь на одно рабочее место с ЭВМ для взрослых пользователей должна составлять не менее 6,0 кв.м. В квартирах объекта (на со 2 по 7 этаж) каждая комната (за исключением кухни) оснащается рабочим местом. В технических помещениях для установки телекоммуникационных шкафов (на 1, 4 и 6 этажах) и в помещении охраны (на цокольном этаже) располагается по два рабочих места. Информационные розетки в помещениях устанавливаются на уровне 0,3 м от уровня пола.

В таблице 4.1 указано количество рабочих мест на каждом этаже здания.

Таблица 4.1 - Распределение рабочих мест
Этаж	Количество рабочих мест	Количество абонентских портов
Цокольный	2	4
1	32	64
2	9	18
3	9	18
4	11	22
5	9	18
6	10	20
7	6	12
Итого:	88	176

На рисунке 4.2 изображена подсистема рабочего места. Для подключения компьютерного оборудования к СКС рабочие места комплектуются четырех парными коммутационными шнурами категории 5е типа RJ45-RJ45 длиной 3 м. Оконечные шнуры для подключения телефонных и факсимильных аппаратов к информационным розеткам обычно входят в комплект их поставки. Поэтому они не учитываются в проекте.

Рисунок 4.2 - Подсистема рабочего места

4.2 Горизонтальная подсистема

Горизонтальная подсистема образована внутренними горизонтальными кабелями между кроссовой этажа и информационными розетками рабочих мест, коммутационным оборудованием в кроссовой этажа, к которому подключаются горизонтальные кабели, и коммутационными шнурами и/или перемычками в кроссовой этажа.

В составе горизонтальной проводки допускается использование одной точки перехода, в которой происходит изменение типа прокладываемого кабеля.

Максимальная длина горизонтального кабеля должна составлять 90 м, независимо от типа среды. Она измеряется от разъема (панели) в кроссовой этажа до телекоммуникационного разъема на рабочем месте. Суммарная длина кабеля рабочего места, кабеля-перемычки и кабеля оборудования не должна превосходить 10 метров.

Процесс проектирования горизонтальной подсистемы начинается с привязки отдельных рабочих мест к кроссовым. Перечень технических помещений, приведен в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Кроссовые и аппаратные
Наименование помещения	Назначение	Площадь, м2
Шахта для прохождения коммуникаций (1 этаж)	Аппаратная	6.39
Шахта для прохождения коммуникаций (4 этаж)	Кроссовая	6.39
Шахта для прохождения коммуникаций (6 этаж)	Кроссовая	6.39

Согласно стандарту ISO/IEC 11801 для организации горизонтальной подсистемы СКС категория симметричных кабелей из витых пар определяется в зависимости от максимальной частоты передаваемого сигнала.

На ранних этапах развития техники СКС в нашей стране достаточно часто практиковалось формальное следование минимальным требованиям действующих редакций стандартов и доведение до рабочего места одного кабеля категории 5 и одного кабеля категории 3.

Первый из них предназначался для подключения к компьютеру, второй -- телефонного аппарата. Применение такого варианта построения горизонтальной подсистемы позволяет несколько снизить общую стоимость СКС за счет меньшей цены кабеля и розетки категории 3.

Тем не менее такая схема не рекомендуется, так как нарушает принцип универсальности и ограничивает функциональную гибкость.

На практике ведущие системные интеграторы в подавляющем большинстве случаев прокладывают до рабочего места два кабеля категории 5 и устанавливают соответствующие розеточные модули в розетках.

Итак, горизонтальная подсистема соединяет подсистему рабочего места с вертикальной подсистемой через кроссовую (распределительный пункт) посредством кабеля типа «неэкранированная витая пара» (UTP) категории 5е.

При расчете длины горизонтального кабеля учитываются следующие очевидные положения: каждая телекоммуникационная розетка связывается с коммутационным оборудованием в кроссовой этажа одним кабелем.

Кабели прокладываются по кабельным каналам. Принимаются во внимание также спуски, подъемы и повороты этих каналов.

Существует два метода вычисления подсистемы:

- метод суммирования;

- эмпирический метод.

Метод суммирования заключается в подсчете длины трассы каждого горизонтального кабеля с последующим сложением этих длин. К полученному результату добавляется технологический запас величиной до 10%, а также запас для выполнения разделки в розетках и на кроссовых панелях. Достоинством рассматриваемого метода является высокая точность.

Однако при отсутствии средств автоматизации и проектировании СКС с большим количеством портов такой подход оказывается чрезмерно трудоемким, что практически исключает, в частности, просчет нескольких вариантов организации кабельной системы.

Он может быть рекомендован для использования только в случае наличия у разработчика специализированных программ автоматического проектирования (например, пакета CADdy), когда выполнение рутинных операций учета всех спусков, поворотов и т.д., а также подсчета общей длины каждого проброса перекладывается на средства вычислительной техники.

Наиболее приемлемые результаты для кабельных систем с числом рабочих мест свыше 30 дает эмпирический метод. Его сущность заключается в применении для подсчета общей длины горизонтального кабеля, затрачиваемого на реализацию конкретной кабельной системы, обобщенной эмпирической формулы:

L = ( 1,1*L_cp +X )* N (4.1)

где L_cp =( L_max + L_min ) / 2 - средняя длина кабельных трасс;

L min и L max -- длина кабельной трассы от точки ввода кабельных каналов в кроссовую до телекоммуникационной розетки соответственно самого близкого и самого далекого рабочего места, рассчитанная с учетом особенностей прокладки кабеля, всех спусков, подъемов, поворотов, межэтажных сквозных проемов (при их наличии) и т.д;

...