Проектирование локально-вычислительной сети

максимальное расстояние между станцией и концентратором не должно

превосходить 100м, а между любыми двумя станциями сети должно быть не более

четырех концентраторов (правило четырех хабов).

Из описания метода коллективного доступа к общей шине и механизма

реагирования на коллизии видно, что вероятность того, что станция может

получить в свое распоряжение общую шину для передачи данных, зависит от

загруженности сети, то есть от того, насколько часто возникает потребность

у станций в передаче кадров. При значительной загруженности сети возрастает

вероятность возникновения коллизий, и полезная пропускная способность сети

Ethernet падает из-за повторных попыток передачи одних и тех же кадров.

Следует отметить, что метод доступа CSMA/CD вообще не гарантирует станции,

что она когда-либо сможет получить доступ к среде. Конечно, при небольшом

сетевом трафике вероятность такого поворота событий невелика, но если

сетевой трафик приближается к максимальной пропускной способности сети,

подобное становится очень вероятным. Для характеристики загруженности сети

вводят понятие коэффициента загруженности (использования) сети. Коэффициент

загруженности сети определяется как отношение трафика, передаваемого по

сети, к ее максимальной пропускной способности.

Для сетей Fast Ethenet максимальная пропускная способность равна 100Мбит/с

(200 Мбит/с в полнодуплексном режиме), а трафик, передаваемый по сети,

равен сумме интенсивностей трафиков, генерируемых каждым клиентом сети.

Говоря о максимальной пропускной способности сети, следует различать

полезную и полную пропускную способность. Под полезной пропускной

способностью понимается скорость передачи полезной информации, объем

которой всегда несколько меньше полной передаваемой информации, так как

каждый передаваемый кадр содержит служебную информацию, гарантирующую его

правильную доставку адресату.

Отличие полезной пропускной способности от полной пропускной способности

зависит от длины кадра.

Так как доля служебной информации всегда одна и та же, то, чем меньше общий

размер кадра, тем выше «накладные расходы». Служебная информация в кадрах

Ethernet составляет 18 байт (без преамбулы), а размер поля данных кадра

меняется от 46 до 1500 байт.

Сам размер кадра меняется:

от 46 + 18 = 64 байт до 1500 + 18 = 1518 байт.

Поэтому для кадра минимальной длины полезная информация составляет всего

лишь 46/64 = 0,72 от общей передаваемой информации, а для кадра

максимальной длины 1500/1518 = 0,99 от общей информации.

Чтобы рассчитать полезную пропускную способность сети для кадров

максимального и минимального размера, необходимо учесть различную частоту

следования кадров. Естественно, что, чем меньше размер кадров, тем больше

таких кадров будет проходить по сети за единицу времени, перенося с собой

большее количество служебной информации.

Так, для передачи кадра минимального размера, который вместе с преамбулой

имеет длину 72 байта, или 576 бит, потребуется время, равное 576 bt, а если

учесть межкадровый интервал в 96 bt то получим, что период следования

кадров составит 672 bt.

При скорости передачи в 100 Мбит/с это соответствует времени 6,72 мкс.

Тогда частота следования кадров, то есть количество кадров, проходящих по

сети за 1 секунду, составит 1/6,72 мкс = 148 809 кадр/с.

При передаче кадра максимального размера, который вместе с преамбулой имеет

длину 1526 байт или 12208 бит, период следования составляет 12 208 bt + 96

bt = 12 304 bt, а частота кадров при скорости передачи 100 Мбит/с составит

1/123,04 мкс = 8127 кадр/с.

Зная частоту следования кадров и размер полезной информации, переносимой

каждым кадром, нетрудно рассчитать полезную пропускную способность сети.

Для кадра минимальной длины полезная пропускная способность равна 46

байт/кадр 148 809 кадр/с = 54,76 Мбит/с, что составляет лишь немногим

больше половины от общей максимальной пропускной способности сети.

Для кадра максимального размера полезная пропускная способность сети равна

1500 байт/кадр 8127 кадр/с = 97,52 Мбит/с.

Таким образом, в сети Fast Ethernet полезная пропускная способность может

меняться в зависимости от размера передаваемых кадров от 54,76 до 97,52

Мбит/с, а частота следования кадров изменяется в диапазоне от 8127 до 148

809 кадр/с.

3.2 Расчет степени использования канала.

В условиях стремительного роста интенсивности информационного обмена в

современных сетях часто возникает необходимость в применении научно

обоснованных методов предсказания последствий изменений в сети, смены

топологии сети и т.д.

Для проведения расчета степени использования канала необходимо определить,

что, собственно, входит в состав этой системы и то, какие параметры

подлежат оценке.

[pic] - стационарная вероятность пребывания n требований в системе

[pic] - интенсивность поступления требований (величина, обратная среднему

интервалу времени между моментами поступления)

[pic] - скорость обслуживания (величина, обратная среднему времени

обслуживания)

[pic] - среднее число требований в системе

[pic] - среднее число требований, ожидающих в очереди

[pic] - среднее время пребывания требований в системе

[pic]- среднее время, которое требование ожидает в очереди

Используя в нашем расчете минимальную (64 байта) и максимальную (1500 байт)

длину кадра, также принимая для расчета скорости работы канала равные 10,

20, 30, 40, 100, 200, 300, 400 Мбит/с. и интенсивность поступления кадров

от каждой персональной машины равной 30 кадрам в секунду определим:

Min длина кадра равна 64 байта=64*8=512 бит

Max длина кадра равна 1500 байт=1500*8=12000 бит

У нас имеется 2 виртуальных канала (VLAN 1 и VLAN 2).

К первому виртуальному каналу подключены 60 компьютеров.

Ко второму виртуальному каналу подключены 40 компьютеров.

Тогда интенсивность поступления кадров будет:

Для VLAN 1: 30 пак/сек.*60 комп.=1800 пак/сек.

Для VLAN 2: 30 пак/сек.*40 комп.=1200 пак/сек.

Суммарная интенсивность будет: 1800+1200=3000 пак/сек.

Переведем пакеты в биты и получим:

Для [pic]= 3000*512=1536000

Для [pic]= 3000*12000=36000000

Отсюда определим коэффициент использования :

[pic]

Сведем полученные данные в таблицу:

|[pic] |[pic] от|[pic] от|

|Мбит/с |[pic] | |

| | |[pic] |

|10 |0,15 | |

|20 |0,08 | |

|30 |0,05 | |

|40 |0,04 | |

|100 |0,015 |0,36 |

|200 |0,008 |0,18 |

|300 |0,005 |0,12 |

|400 |0,004 |0,09 |

Стационарная вероятность пребывания требований в системе будет:

[pic]

|[pic] |[pic] от|[pic]от |

|Мбит/с | |[pic] |

| |[pic] | |

|10 |0,75 | |

|20 |0,88 | |

|30 |0,95 | |

|40 |0,94 | |

|100 |0,975 |0,64 |

|200 |0,988 |0,72 |

|300 |0,995 |0,78 |

|400 |0,994 |0,91 |

Полученные данные представим на рисунке 3.2.1

ГЛАВА 4. Экология и безопасность жизнедеятельности.

4.1 Техника безопасности при работе с ЭВМ.

Работы, производящиеся при проектировании локально-вычеслительной сети, а

также при последующей ее эксплуатации и обслуживании, можно квалифицировать

как творческую работу с персональными электронными вычислительными машинами

(ПЭВМ) и прочими терминальными устройствами.

Изучение и решение проблем, связанных с обеспечением здоровых и безопасных

условий, в которых протекает труд человека - одна из наиболее важных задач

в разработке новых технологий и систем проектирования. Изучение и

выявление возможных причин производственных несчастных случаев,

профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров, и разработка

мероприятий и требований, направленных на устранение этих причин позволяют

создать безопасные и благоприятные условия для труда человека.

Работа сотрудников непосредственно связана компьютером, а соответственно с

дополнительным вредным воздействием целой группы факторов, что существенно

снижает производительность их труда. К таким факторам можно отнести:

1) воздействие вредных излучений от монитора;

2) неправильная освещенность;

3) не нормированный уровень шума;

4) нарушение микроклимата;

5) наличие напряжения;

и другие факторы.

Требования к мониторам и ПЭВМ.

Визуальные эргономические параметры монитора являются параметрами

безопасности, и их неправильный выбор приводит к ухудшению здоровья

пользователей. Все мониторы должны иметь гигиенический сертификат,

включающий в том числе оценку визуальных параметров.

Конструкция монитора, его дизайн и совокупность эргономических параметров

должны обеспечивать надежное и комфортное считывание отображаемой

информации в условиях эксплуатации.

Конструкция монитора должна обеспечивать возможность фронтального

наблюдения экрана путем поворота корпуса в горизонтальной плоскости вокруг

вертикальной оси в пределах плюс-минус 30 градусов и в вертикальной

плоскости вокруг горизонтальной оси в пределах плюс-минус 30 градусов с

фиксацией в заданном положении. Дизайн монитора должен предусматривать

окраску корпуса в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света.

Корпус монитора и ПЭВМ, клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны

иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,4 - 0,6

и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики.

На лицевой стороне корпуса монитора не рекомендуется располагать органы

управления, маркировку, какие-либо вспомогательные надписи и обозначения.

При необходимости расположения органов управления на лицевой панели они

должны закрываться крышкой или быть утоплены в корпусе.

Для обеспечения надежности считывания информации при соответствующей

степени комфортности ее восприятия должны быть определены оптимальные и

допустимые диапазоны визуальных эргономических параметров

При проектировании и разработке монитора сочетания визуальных

эргономических параметров и их значения, соответствующие оптимальным и

допустимым диапазонам, полученные в результате испытаний в

специализированных лабораториях, аккредитованных в установленном порядке, и

подтвержденные соответствующими протоколами, должны быть внесены в

техническую документацию на монитор.

Конструкция монитора должна предусматривать наличие ручек регулировки

яркости и контраста, обеспечивающих возможность регулировки этих параметров

от минимальных до максимальных значений.

Так же, конструкция монитора и ПЭВМ должна обеспечивать мощность

экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии

0,05 м от экрана и корпуса монитора при любых положениях регулировочных

устройств, которая не должна превышать 7,7 х 10 А/кг, что соответсвует

эквивалентной дозе, равной 0,1 мбэр/час (100 мкР/час).

Электромагнитные излучения.

При работе на персональном компьютере наиболее тяжелая ситуация связана с

полями излучений очень низких частот, которые способны вызывать

биологические эффекты при воздействии на живые организмы. Обнаружено что

поля с частотой порядка 60 Гц могут инициировать изменения в клетках

животных (вплоть до нарушения синтеза ДНК). Поэтому для защиты от этого

вида излучений используются следующие рекомендации:

. применяются видеоадаптеры с высоким разрешением и частотой обновления

экрана не ниже 70-72 Гц;

. применяются мониторы соответствующие стандарту MPR II, а также ТСО-92.

Соответствие стандарту MPR II по электромагнитным излучениям можно

проверить, используя прибор Combinova или аналогичный. В соответствии со

стандартом, следует проводить измерения в 16 точках на расстоянии 50 см от

монитора и оценить испытываемые устройства по параметрам "максимум

излучения крайне низкой частоты (КНЧ)" и "Максимум излучения очень низкой

частоты (ОНЧ)". Чтобы монитор удовлетворял требованиям указанного

стандарта, его КНЧ-замеры не должны превышать 200 нТ, а ОНЧ-замеры - 25 нТ.

Вследствие воздействия электронного пучка на слой люминофора поверхность

экрана приобретает электростатический заряд. Сильное электростатическое

поле небезобидно для человеческого организма. На расстоянии 50 см влияние

электростатического поля уменьшается до безопасного для человека уровня.

Применение специальных защитных фильтров позволяет свести его к нулю.

Но при работе монитора электризуется не только его экран, но и воздух в

помещении.

Причем приобретает он положительный заряд, а положительно наэлектризованные

молекулы кислорода не воспринимается организмом как кислород и не только

заставляют легкие работать впустую, но приносят в легкие микроскопические

частицы пыли.

Для защиты служащих применяется:

. внешний экран, с металлическим напылением, заземленный на общую шину:

. экран монитора, имеющий антистатическую поверхность, что исключает

притягивание пыли;

. частое проветривание помещения.

При эксплуатации монитор компьютера излучает мягкое рентгеновское

излучение. Опасность этого вида излучения связана с его способностью

проникать в тело человека на глубину 1-2 см и поражать поверхностный кожный

покров. Для безопасной работы на микроЭВМ служащему необходимо находиться

на расстоянии не менее 30 см от экрана дисплея. Реально в офисе служащие

находятся на расстоянии более чем 30 см от экрана дисплея. Монитор

стандарта MPR II оснащен внешним защитным поляризационным фильтром типа

ErgoStar. При измерении радиоактивного фона на расстоянии 30 сантиметров от

дисплея показания составили 15 мкР/ч. что не превышает допустимого уровня

радиационного фона.

Освещенность.

Искусственное освещение в помещениях эксплуатации мониторов и ПЭВМ должно

осуществляться системой общего равномерного освещения. В производственных и

административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы

с документами, допускается применение комбинированного освещения.

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа

должна быть 300-500 лк. (минимальный размер объекта различения-толщина

штриха буквы - 0.3 мм,отсюда разряд зрительной работы – работа высокой

точности). Допускается установка светильников местного освещения для

подсветки документов. Местное освещение не должно создавать бликов

поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом

яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в

поле зрения, доля быть не более 200 кд/кв.м.

Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран,

стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и

расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и

искусственного освещения.

Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения

пользователя монитора и ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими

поверхностями не должно превышать 3:1-5:1, а между рабочими поверхностями и

поверхностями стен и оборудования - 10:1.

В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться

преимущественно люминисцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного

освещения производственных и административно-общественных помещениях

допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт.

Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.

Общее освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий

светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения

пользователя при рядном расположении мониторов и ПЭВМ. При периметральном

расположении компьютеров линии светильников должны находиться ближе к

переднему краю, обращенному к оператору.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях

использования мониторов и ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам

и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену

перегоревших ламп.

Шум.

Источниками шума на предприятиях ИО являются сами вычислительные машины

(встроенные в стойки ЭВМ вентиляторы, принтеры и т.д.), центральная система

вентиляции и кондиционирования воздуха и другое оборудование.

В производственных помещениях, в которых работа на ВДТ и ПЭВМ является

вспомогательной, уровни шума на рабочих местах не должны превышать

значений, установленных для данных видов работ Санитарными нормами

допустимых уровней шума на рабочих местах.

При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ (диспетчерские, операторские,

расчетные кабины и посты управления, залы вычислительной техники и др.)

уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50дБА.

В помещениях, где работают инженерно-технические работники, осуществляющие

лабораторный, аналитический или измерительный контроль, уровень шума не

должен превышать 60 дБА. В помещениях операторов ЭВМ (без дисплеев) уровень

шума не должен превышать 65 дБА. На рабочих местах в помещениях, где

размещены шумные агрегаты вычислительных машин (АЦПУ, принтеры и т.п.),

уровень шума согласно СанПиН 2.2.2.542-96 не должен превышать 75 дБА.

Шумящее оборудование, уровни шума которого превышают нормированные, должно

находиться вне помещения с ВДТ и ПЭВМ. Шум в машинных залах снижают,

ослабляя шумы самих источников и специальными архитектурно-строительными

решениями.

Дополнительными мероприятиями по шумогашению в машинных залах могут быть:

-устройство подвесного потолка, который служит звукопоглощающим экраном;

-использование звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами

звукопоглощения в области частот 63-8000 Гц для отделки помещений;

-уменьшения площади стеклянных ограждений и оконных проемов;

-установка особо шумящих устройств на упругие (войлочные и т.п.) прокладки;

-применение на рабочих местах звукогасящих экранов;

-использование однотонных занавесей из плотной ткани, подвешенных в складку

на расстоянии 15-20 см от ограждения.

Ширина занавеси должна быть в 2 раза больше ширины окна.

Микроклимат.

Микроклиматические параметры производственной среды - это сочетание

температуры, относительной влажности и скорости воздуха.

Эти параметры в значительной степени влияют на функциональную деятельность

человека, его самочувствие, здоровье, а также и на надежность работы

вычислительной техники.

Причем в производственных условиях характерно суммарное действие

микроклиматических параметров.

Большое влияние на микроклимат в помещениях предприятий ИО оказывают

источники теплоты - это ПЭВМ, приборы освещения, обслуживающий персонал, а

также солнечная радиация.

Причем наибольшие суммарные тепловыделения среди помещений предприятий ИО

имеют машинные залы, а в них основным тепловыделяющим оборудованием

являются ЭВМ, которые дают в среднем до 80% суммарных тепловыделений. От

приборов освещения тепловыделения составляют в среднем 12%, от

обслуживающего персонала - 1%, от солнечной радиации - 6%. Приток теплоты

через непрозрачные ограждающие конструкции - 1%.

На организм человека и работу оборудования на предприятии ИО большое

влияние оказывает относительная влажность воздуха. При влажности воздуха

до 40% становится хрупкой основа магнитной ленты, повышается износ

магнитных головок, выходит из строя изоляция проводов, возникает

статическое электричество при движении носителей информации в ЭВМ.

С целью создания нормальных условий для персонала предприятия ИО

установлены нормы производственного микроклимата.

В производственных помещениях, в которых работа на ВДТ и ПЭВМ является

вспомогательной, температура, относительная влажность и скорость движения

воздуха на рабочих местах должны соответствовать действующим санитарным

нормам микроклимата в производственных помещений. В производственных

помещениях, в которых работа на ВДТ и ПЭВМ является основной

(диспетчерские, операторские и др.), согласно СанПиН 2.2.2.542-96 должны

обеспечиваться оптимальные параметры микроклимата.

Табл. 4.1 Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ВДТ и ПЭВМ.

|Холодный |Легкая - 1а|22 -24 |40 - 60 |0,1 |

| | |21 - 23 |40 - 60 |0,1 |

|Теплый |Легкая - 1б|23 - 25 |40 - 60 |0,1 |

| | |22 - 24 |40 - 60 |0,2 |

| | | | | |

Примечание: 1а - работы, производимые сидя и не требующие

физического напряжения (расход энергии составляет до 120 ккал/ч); 1б -

работы, проводимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся

некоторым физическим напряжением (расход энергии составляет от 120 до 150

ккал/ч).

Для поддержания соответствующих микроклиматических параметров на

предприятиях ИО используются системы отопления, вентиляции и

кондиционирования воздуха в помещениях.

Система отопления обеспечивает достаточное постоянное и равномерное

нагревание воздуха в помещениях в холодный период года, а также пожаро- и

взрывобезопасность.

При этом колебания температуры в течение суток не должны превышать 2-3(С; в

горизонтальном направлении - 2(С на каждый метр длины, в вертикальном - 1(С

на каждый метр высоты помещения. Систему отопления рассчитывают на

возмещение потерь тепла через ограждающие конструкции здания, на нагрев

проникающего холодного воздуха в помещение и поступающих извне материалов и

оборудования.

Для обеспечения установленных норм микроклиматических параметров и чистоты

воздуха в машинных залах и других помещениях предприятия ИО применяют

вентиляцию. Проектирование системы вентиляции предполагает определение

расхода воздуха для вентиляции машинного зала и охлаждения ПЭВМ,

составление принципиальной схемы вентиляции машинного зала и

аэродинамического расчета воздуховодов, выбор воздухозаборных и

воздухораспределительных устройств.

В помещениях предприятия ИО необходимо обеспечить приток свежего воздуха,

количество которого определяется технико-экономическим расчетом и выбором

системы вентиляции. Расчет следует проводить по теплоизбыткам от машин,

людей, солнечной радиации и внешнего освещения. Минимальный расход воздуха

определяется из расчета 50-60 м^3/ч на одного работающего.

Условия по воздухообмену (за 1 час) следующие:

-двух-трехкратный - в машинном зале ЭВМ, в архивах, в службах ТО

оборудования, в группах приема и выпуска;

-пятикратный - в помещениях размножения и оформления документов;

-полуторакратный - в остальных помещениях.

Система кондиционирования воздуха предназначена для поддержания постоянной

температуры, влажности и очистки воздуха от загрязнения в машинных залах и

других помещениях предприятия ИО. При этом основной задачей установки

кондиционирования воздуха является поддержание параметров воздушной среды в

допустимых пределах, обеспечивающих надежную работу ЭВМ, длительное

хранение носителей информации и комфортные условия для персонала.

В настоящее время наибольшее распространение получили 2 типа систем

охлаждения и кондиционирования воздуха на предприятиях ИО - раздельный и

совмещенный, в которых используются автономные и неавтономные кондиционеры.

Системы раздельного типа представляют собой устройства кондиционирования

воздуха с двумя зонами регулирования, предназначенными соответственно для

обеспечения технических средств охлажденным воздухом и машинного зала -

свежим кондиционированным воздухом (целесообразно использовать на

предприятиях ИО большой мощности). А в системе кондиционирования

совмещенного типа воздух одновременно подается в машинный зал и для

охлаждения вычислительной техники.

Напряжение.

Компьютер является электрическим устройством с напряжением питания 220/380

В трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью.

В мониторе используется напряжение в несколько десятков киловольт. Во

избежание поражения электрическим током, возникновения пожара и повреждения

компьютера следует соблюдать следующие меры безопасности:

- запрещается включать компьютер и периферию со снятой крышкой

- запрещается эксплуатация компьютера с неисправным шнуром питания

- запрещается подключать к компьютеру периферийные устройства при

включенном питании

- запрещается эксплуатация компьютера в помещении с высокой влажностью или

сильно загрязненным воздухом

- при эксплуатации требуется принять меры, исключающие удары и падения

компьютера

- не оставлять без присмотра работающий компьютер

- не допускается попадание внутрь компьютера и периферии посторонних

предметов, жидкостей и сыпучих веществ

- не допускаются перегибы, передавливания и натяжения питающих кабелей

- не допускается устанавливать компьютер вблизи источников тепла

- не допускается закрывание вентиляционных отверстий компьютера и

периферии

В данном дипломном проекте производится разработка вычеслительной сети, в

состав которой входят ПЭВМ, соединение между которыми реализуется при

помощи кабелей.

В основном, работы по монтажу сети заключаются в сборке закупленных

компонентов сети и их подключении к электросети.

Для обеспечения электробезопасности при монтаже, наладке и работе с сетью

необходимо обратить особое внимание на создание защитных мер от попадания

пользователей и обслуживающего персонала под напряжение, для предотвращения

электротравматизма при работе с сетью.

На рабочем месте необходимо наличие зануления.

Все электронные устройства необходимо занулить.

Электропитание рабочего места должно быть подключено через рубильник,

установленный в месте, удобном для быстрого отключения питания рабочего

места, а также должны быть предприняты меры для обесточивания рабочего

места в аварийных режимах (Обычно ставится автоматический выключатель с

защитой от короткого замыкания).

4.2 Расчет Зануления.

Все работы связанные с наладкой и эксплуатацией сети ведутся в помещении,

относящемуся к категории “ без повышенной опасности ” поражения

электрическим током.

В сети с глухозаземленной нейтралью при однофазном замыкании на корпус

необходимо обеспечить автоматическое отключение поврежденного

электрооборудования. При кратковременном, аварийном режиме создается

безопасность обслуживания и сохранность оборудования.

Однако, кратковременность может быть обеспечена только созданием

определенной кратности тока короткого замыкания на корпус по отношению к

номинальному току защитного аппарата.

Этого можно добиться только прокладкой специального провода достаточной

проводимости- нулевого провода, к которому присоединяются корпуса

электрооборудования.

В помещении, где производится монтаж сети, питание электроустановок

осуществляется от подстанции с трансформатором P=600 кВт, удаленной от

рабочего места на 300 м.

Питание к распределительному щитку проводится алюминиевым проводом сечением

25 мм, а роль нулевого провода выполняет стальная полоса сечением 50 мм.

При использовании зануления должны быть выполнены следующие условия:

Iкз => k*Iном

где - коэффициент кратности номинального тока Iном (А) плавкой

вставки предохранителя k=3.

Номинальный ток Iном в помещении 40 А.

Значение Iкз зависит от фазного напряжения сети и сопротивления цепи, в том

числе от полного сопротивления трансформатора Zт, фазного проводника Zф,

внешнего индуктивного сопротивления петли “фаза-ноль” Xп, активного

сопротивления заземлений нейтрали обмоток трансформатора Rо и повторного

заземления нулевого защитного проводника Rп.

Так как Rо и Rп велики, по сравнению с другими сопротивлениями, то ими

можно пренебречь.

Тогда выражение для Iкз будет:

[pic]

где Zп=Zф+Zнз+Xп – комплексное, полное сопротивление петли “фаза-ноль”

Удельное сопротивление фазного провода:

p=0.028(Ом*мм2)/м Sсеч=25 мм2

отсюда сопротивление фазного провода:

Rф=(p*L)/S=0.028*300/25=0.336 Ом

Удельное сопротивление нулевого провода:

p=0.058(Ом*мм2)/м Sсеч=50 мм2

отсюда сопротивление нулевого провода:

Rнз=(p*L)/S=0.058*300/50=0.348 Ом

Значения Xф и Xнз малы и ими можно пренебречь

[pic]

где k=0,3894

dср- расстояние между проводниками

dф- геометрический диаметр

Сопротивление электрической дуги берем равной:

rд=0.02 Ом Xд=0

В соответствии с мощностью трансформатора

rт=0.0044 Ом Xт=0,0127

Полное сопротивление петли “фаза-ноль”:

Zп=[pic]=0,716 Ом

При использовании зануления по требованиям ПУЭ:

Rнз/Rф=0,348/0,336 k*Iном 301,6 А =>3*40=120 А

Вывод: Защита обеспечена.

Глава 5. Технико-экономическое обоснование.

Целью настоящего дипломного Проекта является проектирование локально-

вычислительной сети с использованием технологии Fast Ethernet. Оценка

экономической эффективности разрабатываемого проекта производится путем

выбора коммутации в локально-вычислительной сети.

В связи с этим в этой главе рассмотрим два варианта решения поставленной

задачи с экономической точки зрения. В результате сделаем вывод о наиболее

экономически выгодном способе коммутации.

В нашем случае есть два варианта коммутации в сети:

. Использование коммутаторов Fast Ethernet Nortel Networks BayStack 350.

. Использование коммутаторов Fast Ethernet 3Com

SuperStack 3300XM.

5.1 Метод анализа иерархий

МАИ является систематической процедурой для иерархического представления

элементов, определяющих суть любой проблемы.

Метод состоит в декомпозиции проблемы на все более простые составляющие

части и дальнейшей обработке последовательности суждений лица, принимающего

решение, по парным сравнениям. В результате может быть выражена

относительная степень (интенсивность) взаимодействия элементов в иерархии.

Эти суждения затем выражаются численно.

МАИ включает процедуры синтеза множественных суждений, получения

приоритетности критериев и нахождения альтернативных решений. Полученные

таким образом значения являются оценками в шкале отношений и соответствуют

так называемым жестким оценкам. Решение проблемы есть процесс поэтапного

установления приоритетов.

Решение задачи с помощью МАИ делится на несколько этапов:

. Определение проблемы;

. Построение иерархии (цель – критерии - альтернативы);

. Построение множества матриц по парных сравнений. По парные сравнения

проводятся в терминах доминирования одного элемента над другим;

. Определение компонент нормализованного собственного вектора, или векторов

приоритетов, которые характеризуют локальные приоритеты анализируемых

элементов;

. Определение согласованности суждений:

индекса согласованности, отношения согласованности;

. Определение глобальных приоритетов сравниваемых альтернатив;

. Анализ полученных результатов.

Выбор будет осуществляться по следующим критериям:

. Стоимость;

. Пропускная способность;

. Управляемость;

. Надежность;

. Простота обслуживания;

. Производительность.

Декомпозиция задачи в иерархию представлена на рис.5.1.1.

|Выбор коммутаторов Fast Ethernet |

Рис.5.1.1. Декомпозиция задачи в иерархию.

Далее необходимо установить приоритеты критериев и оценить каждую из

альтернатив по критериям, выявив самую важную из них.

Составим матрицу для сравнения относительной важности критериев на втором

уровне по отношению к общей цели на первом уровне.

Матрицы должны быть построены для парных сравнений каждой альтернативы

альтернативы на третьем уровне по отношению к критериям второго уровня.

В данном случае потребуется шесть таких матриц: одна для второго уровня

иерархии и шесть – для третьего уровня.

Матрицы представлены в табл.5.1.1 и табл.5.1.2.

Таблица 5.1.1.

Матрица сравнений относительной важности критериев

| | | | | |ия | |

Таблица 5.1.2.

Матрица парных сравнений для уровня 3

|3Com | | |3Com | | |3Com | | |

|3Com | | |3Com | | |3Com | | |

Для проведения субъективных парных сравнений мы воспользовались шкалой

относительной важности.

В каждую клетку матрицы ставится та или иная оценка (от 1 до 9)

относительной важности. Сравнивается относительная важность левых элементов

матрицы с элементами наверху. Поэтому если элемент слева важнее, чем

элемент наверху, то в клетку заносится положительное целое число; в

противном случае – обратное число (дробь).

Относительная важность любого элемента, сравниваемого с самим собой, равна

1. Оценки приведены в таблице 5.1.3.

Таблица 5.1.3.

Сравнение критериев по отношению к общей цели

| | | | | | |ь |

|Стоимость |1 |1/3 |1 |3 |3 |1/9 |

|Пропуск-я |3 |1 |1/2 |1/5 |1/2 |1/7 |

|Управляе- |1 |2 |1 |2 |5 |2 |

|Надежность |1/3 |5 |1/2 |1 |3 |Ѕ |

|Простота |1/3 |2 |1/5 |1/3 |1 |1/5 |

|Производ-ть |9 |7 |1/2 |2 |5 |1 |

Теперь перейдем к парным сравнениям элементов на нижнем уровне. Данные

представлены в таблице 5.1.4.

Таблица 5.1.4.

Матрица парных сравнений для уровня 3

|Nortel |1 |1/2 |Nortel |1 |2 |Nortel |1 |2 |

|3Com |2 |1 |3Com |1/2 |1 |3Com |1/2 |1 |

|Nortel |1 |5 |Nortel |1 |3 |Nortel |1 |9 |

|3Com |1/5 |1 |3Com |1/3 |1 |3Com |1/9 |1 |

Из группы матриц парных сравнений мы формируем набор локальных приоритетов,

которые выражают относительное влияние множества элементов на элемент

примыкающего сверху уровня.

Находим относительную силу, величину, ценность, желательность или

вероятность каждого отдельного объекта через «решение» матриц, каждая из

которых обладает обратно симметричными свойствами. Для этого нужно

вычислить множество собственных векторов для каждой матрицы, а затем

нормализовать результат к единице, получая тем самым вектор приоритетов.

Расчет векторов производится следующим образом. Если представить нашу

матрицу в виде (см. табл.5.1.5.), где А1, А2 ….. Аn – множество из n –

элементов и W1, W2 ….. Wn – соответственно их веса, или интенсивности, то

компонента собственного вектора первой строки равна:

[pic]

последней:

[pic]

После того как компоненты собственного вектора получены для всех строк n,

нормализуем результат для получения оценки вектора приоритетов путем

деления каждого числа на сумму всех чисел. Рассчитанные значения

представлены в таблице. Затем определяем

индекс согласованности (ИС). ИС дает информацию о степени нарушения

численной и порядковой согласованности, и может быть вычислен следующим

образом:

. Суммируется каждый столбец суждений, затем сумма первого столбца

умножается на величину первой компоненты нормализованного вектора

приоритетов, сумма второго столбца – на вторую компоненту и т.д.

. Полученные числа суммируются. Таким образом получаем величину,

обозначаемую (.

. Определяем индекс согласованности из соотношения

ИС=(( - n)/(n - 1), где n – число сравниваемых элементов.

. Определяется отношение согласованности (ОС) путем деления на число,

соответствующее случайной согласованности матрицы того же порядка (для

матрицы 6-го порядка случайная согласованность равна 1,24). Величина ОС

должна быть порядка 10% или менее, чтобы быть приемлемой. В нашем случае

отношение согласованности много меньше 10% и не выходит за рамки

допустимых. Это означает, что матрица согласована, и суждений

пересматривать не стоит. Результаты расчетов приведены в таблице 5.1.6.

Таблица 5.1.5.

Множество собственных векторов для каждой матрицы.

| |А1 |А2 |………. |An |

|A1 |W1/W1 |W1/W2 |………. |W1/Wn |

|A2 |W2/W1 |W2/W2 |………. |W2/Wn |

|: |: |: |: |: |

|Аn |Wn/W1 |Wn/W2 |………. |Wn/Wn |

Таблица 5.1.6.

Индекс согласованности.

| | |ь | | | | | |

|Стоимость |1 |1/3 |1 |3 |3 |1/9 |0.12 |

|Пропускная |3 |1 |1/2 |1/5 |1/2 |1/7 |0.08 |

|Управляемость |1 |2 |1 |2 |5 |2 |0.35 |

|Надежность |1/3 |5 |1/2 |1 |3 |1/2 |0.15 |

|Простота |1/3 |2 |1/5 |1/3 |1 |1/5 |0.07 |

|Производит-ть |9 |7 |1/2 |2 |5 |1 |0.41 |

(max=6,68 ИС=0,136 ОС=0,11

Таблица 5.1.7.

Индекс согласованности для парных сравнений.

Следующим этапом является применение принципа синтеза. Для выявления

составных, или глобальных, приоритетов домов в матрице локальные приоритеты

располагаются по отношению к каждому критерию, каждый столбец векторов

умножается на

приоритет соответствующего критерия и результат складывается вдоль каждой

строки. Глобальные приоритеты представлены в таблице 5.1.8.

Таблица 5.1.8.

Глобальные приоритеты.

| |1 |2 |3 |4 |5 |6 |Глобальный |

| |(0,12) |(0,08) |(0,35) |(0,15) |(0,07) |(0,41) |приоритет |

|Nortel |0.33 |0.84 |0.67 |0.75 |0.67 |0.9 |0.8 |

|3Com |0.67 |0.16 |0.33 |0.25 |0.33 |0.1 |0.2 |

Используя МАИ, мы увидели, что применение коммутаторов Fast Ethernet Nortel

Networks BayStack 350 гораздо выгоднее, чем использование коммутаторов 3Com

SuperStack 3300XM (по максимальному глобальному приоритету).

Для этого варианта произведем расчет основных экономических показателей:

. капитальных затрат;

. эксплуатационных расходов.

5.2 Расчет капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

5.2.1 Определение капитальных затрат.

Составим смету на приобретение оборудования и произведем расчет

капитальных затрат на это оборудование. Смета на приобретение оборудования

приведена в таблице 5.2.1.

Таблица 5.2.1.

Смета на приобретение оборудования.

|Оборудования |шт |руб. |стоимость |

| | | |руб. |

|Коммутатор |5 |89850 |449250 |

|Концентратор Ethernet |10 |2400 |24000 |

|Сетевая карта Cnet Pro 200|20 |840 |16800 |

|Разъем RJ-45 |1000 |3 |3000 |

|Кабель UTP Category 5 |3x305 м |1500 |4500 |

| |

|Общая стоимость оборудования |

|497550 |

Капитальные затраты включают в себя следующие составляющие:

. стоимость оборудования;

. стоимость монтажа (10% от стоимости оборудования );

. транспортные и заготовительно-складские расходы (5% от стоимости

оборудования);

. затраты на тару и упаковку (0.5% от стоимости оборудования).

Стоимость монтажа:

Kм=497550*0,1 Kм=49755 руб.

Транспортные и заготовительно-складские расходы:

Kт=497550*0,05 Kт=24877 руб.

Затраты на тару и упаковку:

Kу=497550*0,005 Kу=2487 руб.

K=Kлвс+Kм+Kт+Kу K=574670 руб.

Таким образом, капитальные затраты на построение ЛВС составят 574670,25

рублей.

5.2.2 Расчет эксплуатационных расходов.

Определим величину годовых эксплуатационных расходов (Э).

Эксплуатационные расходы складываются из следующих статей:

. затраты на оплату труда (З)

. отчисления на социальные нужды (Ос.н.)

. амортизация основных фондов (А);

. материальные затраты (М);

. затраты на электроэнергию (Ээл)

. прочие производственные и административно - хозяйственные расходы (Эпр);

Сумма затрат на оплату труда определяются по формуле:

[pic]

где [pic] - величина оклада работника i-ой категории;

[pic] - число работников i-ой категории;

12. - число месяцев в году;

1,2 – коэффициент, учитывающий премии.

В таблице 5.2.2. представлены должностные оклады, согласно штатному

расписанию компании:

Таблица 5.2.2.

Должностные оклады

|Должность |Численность |Оклад (рубли) |

| |персонала | |

|Инженер технической |1 |3000 |

|эксплуатации | | |

|Техник оператор |2 |2500 |

Таким образом, затраты на оплату труда составят:

З=(3000+2*2500)*12*1,2 З=115200 руб.

Отчисления на социальные нужды составляют:

Ос.н.=0,356*З Ос.н.=41011

руб.

Расчет амортизационных отчислений производится по формуле:

[pic][pic]

А=497550*25/100=123402 руб.

Материальные затраты составляют 0,5% от стоимости оборудования:

М=497550*0,005=2487 руб.

Затраты на электроэнергию составляют 1% от общих эксплуатационных расходов

Ээл=3269 руб.

Прочие расходы включают в себя:

а) обязательное страховое имущество на предприятии- 0,08% от стоимости

оборудования:

Эстр=497550*0,0008 Эстр=398 руб.

б) расходы на ремонт оборудования в размере 2% от стоимости оборудования:

Эрем=497550*0,02 Эрем=9951 руб.

с) прочие административно-хозяйственные расходы в размере 20% от расходов

по труду:

О=(З+Ос.н.)*0,2 О=31240 руб.

Эпр=Эстр+Эрем+О

Эпр=41589 руб.

Общие эксплуатационные расходы за вычетом затрат на электроэнергию

составят:

Э1=З+Ос.н.+А+М+Эпр Э1=323691 руб.

Общие эксплуатационные расходы составят:

Э=Э1+Ээл Э1=0,99*Э Э=Э1/0,99

Э=326960 руб.

Полученные данные сведем в таблицу 5.2.3.

Таблица 5.2.3.

Технико-экономические показатели.

|Наименование показателя |Единица |Стоимостная |

| |измерения |оценка |

|1. Капитальные затраты |рубль |574670 |

|2. Годовые эксплуатационные | рубль | 326960 |

|расходы, в т.ч.: | | |

|а) Затраты на оплату труда (З); |рубль |115200 |

|б) Отчисления на социальные нужды | | |

|(Ос.н.); |рубль |41011 |

|в) Амортизация основных | | |

|фондов (А); |рубль |123402 |

|г) Материальные | | |

|затраты (М); |рубль |2487 |

|д) Затраты на | | |

|электроэнергию (Ээл); |рубль |3269 |

|е) прочие | | |

|расходы (Эпр). |рубль |41589 |

| | | |

Выводы:

1. На основе проведенного расчета с помощью метода анализа иерархий (МАИ)

сделан вывод о том, что коммутаторы Fast Ethernet Nortel Networks

BayStack 350 выгоднее применять в проектируемой локально-вычислительной

сети, нежели коммутаторы Fast Ethernet 3Com SuperStack Switch 3300 (по

значению глобальных приоритетов).

2. В результате проведенных расчетов по лучшему варианту были получены

значения капитальных затрат (K=574670 руб.) и эксплуатационных расходов

(Э=326960 руб.).

-----------------------

ПРОПУСКНАЯ

СПОСОБНОСТЬ

УПРАВЛЯЕМОСТЬ

ПРОСТОТА

ОБС

ЛУЖИВА

НИЯ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Коммутатор

3Com

Коммутатор Nortel Networks

Страницы: 1, 2, 3, 4

Рефераты

Проектирование локально-вычислительной сети