Проектирование структурированной кабельной системы для интеллектуального здания

РЕФЕРАТ

 

    Тема диплома: «Проектирование  структурированной кабельной системы  для интеллектуального здания».

 

    Дипломный проект содержит 121 страницу, из них 9 рисунков, 23 таблицы, 11 приложений, 16 используемых источников.

 

    Ключевые слова: структурированная кабельная система (СКС), локальная вычислительная сеть (ЛВС), телефонная сеть, международный стандарт ISO/IEC 11801 «Информационная технология – универсальная кабельная система для здания и территории заказчика», кабель типа неэкранированная витая пара UTP категории 5е, абонентский порт RJ45 категории 5е, интеллектуальное здание (ИЗ), комплекс сложных инженерно-технических систем безопасности-жизнеобеспечения-информатизации (КСБЖИ), автоматизированная система управления (АСУ) зданием.

 

    В рамках дипломного  проекта представлен проект структурированной кабельной системы жилого семиэтажного дома со встроенными офисными помещениями и встроено-пристроенной подземной автостоянкой; на базе СКС реализована локальная вычислительная и телефонная сети.

    В главе 1 приведены  общие сведения о СКС. 

В главе 2 поставлены общие цели и  приведены общие требования к  СКС и к проекту.

В главе 3 описаны подсистемы  проектируемой  СКС, способ ее администрирования и  маркировки элементов.

Глава 4 посвящена понятию «интеллектуальное  здание», описанию его кабельной  структуры, стандартизации, а также  в ней приведены основные технологии и процессы, требуемые для создания проекта интеллектуального здания.

В главе 5 разработаны мероприятия  по охране труда и безопасности жизнедеятельности. 

В главе 6 рассчитаны технико-экономические  показатели проекта.

СОДЕРЖАНИЕ

 

|Реферат ……………        |4          |

|Содержание ………………………             |5          |

|Введение ……………………                                |7          |

|1. Общие сведения о структурированных  кабельных системах ……         |9          |

|1.1. Возникновение СКС …………                                                                 |9          |

|1.2. Определение СКС …………                           |12         |

|1.3. Развитие стандартов СКС  ………                  |14         |

|1.4. Преимущества СКС над традиционными  и обычными кабельными системами  |25         |

|1.5. Структура СКС ……  |26         |

|2. Техническое задание на проектирование  СКС …… |34         |

|2.1. Общие цели …                                 |34         |

|2.2. Требования к СКС ………………………          |34         |

|2.3. Требования к содержанию  проекта ………… |36         |

|3. Проект СКС ……………………                        |37         |

|3.1. Подсистемы СКС ………………                   |37         |

|3.1.1. Подсистема рабочего места  ……………  |37         |

|3.1.2. Горизонтальная подсистема ……             |39         |

|3.1.3. Вертикальная подсистема ……………    |41         |

|3.1.4. Подсистема кабелей оборудования …     |42         |

|3.1.5. Административная подсистема ………    |43         |

|3.2. Администрирование сети СКС ………  |45         |

|3.3. Система маркировки элементов  кабельной системы …… |46         |

|4. Общие сведения об интеллектуальном  здании ……               |47         |

|4.1. Определение ИЗ …………………………………                   |47         |

|4.2. Комплекс систем безопасности-жизнеобеспечения-информатизации  ИЗ, интеграция и управление                                                                                             |49         |

|4.3. Описание кабельной структуры  ИЗ ………                               |51         |

|4.4. Развитие стандартов ИЗ ………………………                              |57         |

|4.5. Основные элементы ИЗ ………………………………                   |62         |

|4.5.1. Комплекс систем безопасности  ……………………                     |62         |

|4.5.2. Комплекс систем жизнеобеспечения  ………………                   |64         |

|4.5.3. Комплекс систем информатизации  …………………                 |65         |

|4.5.4. Центральная станция мониторинга и управления …………… |66         |

|4.6. Технологии и процессы, требуемые  для создания проекта ИЗ ……      |68         |

|5. Мероприятия по безопасности  жизнедеятельности …………            |74         |

|5.1. Анализ характеристик объекта  проектирования и трудовой  деятельности |74         |

|5.2. Мероприятия по эргономическому  обеспечению                                   |79         |

|5.2.1. Эргономические решения по  организации рабочего места пользователей  ПЭВМ |79         |

|5.2.2. Освещенность ………………                                       |83         |

|5.2.3. Защита от шума ……………………………               |84         |

|5.2.4. Обеспечение режимов труда  и отдыха ……              |85         |

|5.3. Мероприятия по технике безопасности……………     |86         |

|5.4. Мероприятия по пожарной  безопасности                        |88         |

|6. Технико-экономическое обоснование  проекта ………           |90         |

|6.1. Расчет капитальных вложений  в создание СКС ………  |90         |

|6.2. Расчет эксплуатационных расходов  …………………… |96         |

|6.3. Расчет затрат на альтернативный  вариант реализации проекта …..  |99         |

|6.3.1. Расчет капитальных вложений  в создание распределительной  телефонной сети    |99         |

|6.3.2. Расчет эксплуатационных расходов  на создание распределительной  телефонной сети  |101

|6.3.3. Расчет капитальных вложений  в создание ЛВС ……                                 |102        |

|6.3.2. Расчет эксплуатационных расходов  на создание ЛВС ……                    |104        |

|6.4. Сопоставление затрат ……………………………………………               |105        |

|6.5. Технико-экономические показатели  проекта ……………………             |107        |

|Заключение ……………………………………………………………               |109        |

|Список литературы …………………………………………………               |110        |

|Приложение 1. Структурная схема  СКС ……………………………       |111        |

|Приложение 2. План кабельных трасс  и расположения рабочих мест  на цокольном этаже  |112

|Приложение 3. План кабельных трасс  и расположения рабочих мест  на первом этаже     |113 |

|Приложение 4. План кабельных трасс  и расположения рабочих мест  на втором этаже    |114 |

|Приложение 5. План кабельных трасс  и расположения рабочих мест  на третьем этаже  |115 |

|Приложение 6. План кабельных трасс  и расположения рабочих мест  на четвертом этаже  |116   |

|Приложение 7. План кабельных трасс  и расположения рабочих мест  на пятом этаже  |117  |

|Приложение 8. План кабельных трасс  и расположения рабочих мест  на шестом этаже  |118 |

|Приложение 9. План кабельных трасс  и расположения рабочих мест  на седьмом этаже   |119  |

|Приложение 10. Таблица разводки  абонентских патч-панелей в телекоммуникационном  шкафу А1

   |120 |

|Приложение 11. Таблица разводки абонентских патч-панелей в телекоммуникационных шкафах

А4 и А6        |121        |

 

 

   1. 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.

    Этот второй путь и  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 [1].

    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 неофисного 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  [2].

    В современном здании  можно насчитать десятки инженерных  систем. Это – 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» [1].

    Инфраструктура интеллектуального  здания создается на базе структурированных  кабельных систем. При этом сначала  проектируется и строится СКС-здание, а затем на структурированную  кабельную систему замыкаются  необходимые функциональные системы.  Существует список потребностей  и пожеланий заказчика, и основной  задачей разработчика в этом  случае является интеграция этих  систем в единый «организм»  в соответствии с заданной  заказчиком моделью.

    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 [3].

 

   1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРУКТУРИРОВАННЫХ  КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

 

    1.1. Возникновение СКС

 

    Слаботочные кабельные  системы в зданиях стали переосмысливаться  специалистами в 80-х годах XX века, когда началось массовое  производство персональных компьютеров  и объединение их в локальные  вычислительные сети. К этому  моменту в промышленных зданиях  обычным было присутствие отдельных  кабельных проводок для телефонии,  телевидения и ряда других  специальных инженерных систем. Как правило, эти системы предъявляли  невысокие требования к электромагнитным  характеристикам линий и каналов  связи, организуемых с помощью  кабельной проводки. Появление быстродействующих  ЛВС потребовало и более быстродействующих  каналов связи, и возникшую  задачу самостоятельно решали  разработчики ЛВС, начиная от  выбора кабелей и их прокладки,  и заканчивая их терминированием  и измерениями.

    Поскольку ЛВС разрабатывали  и поставляли различные фирмы,  постольку кабельные части этих  ЛВС реализовывались по-разному,  хотя проблемы были общие и  одинаковые.

    ЛВС продолжали развиваться  и проблемы, связанные с совместимостью  аппаратуры и кабельных проводок, получаемых потребителями от  различных поставщиков, нарастали.

    Стало очевидно, что телекоммуникации  в зданиях должны выполняться  по единым требованиям, иметь  одинаковые средства коммутации  и подключения оборудования, обеспечивать  заранее известные параметры  среды передачи данных. Начала  формироваться концепция кабельной  системы, т. е. устройства, выполненного  из компонентов стандартизованного  ряда, построенного по модульному  принципу, обладающего заранее заданными  характеристиками, которые достаточны  для обеспечения работоспособности  телефонов, компьютеров и другой  радиоэлектронной аппаратуры, присоединенной  к этой кабельной системе [1].

    Идея создания структурированной  кабельной системы как основы  слаботочной кабельной разводки  здания была высказана специалистами  AT&T (ныне Lucent Technologies) в 1983 году. Первая  достаточно удачная попытка создания  универсальной кабельной системы  для построения офисных информационных  систем была предпринята корпорацией  IBM. В 80-е годы специалистами  этой компании на основе 2-парного  экранированного симметричного  кабеля с волновым сопротивлением 150 Ом была разработана система  IBM, предназначенная для обеспечения  функционирования сетей Token Ring, серверов  AS/400, терминалов 3270 и других аналогичных  устройств [2]. Эта система включала  в себя кабели, соединители кабелей,  распределительные панели и лицевые  платы. Впервые были классифицированы  кабели: их разделили на 9 типов  по назначению и конструкции  [1].    Функциональные возможности  системы были существенно расширены  введением в ее состав компонентов,  обеспечивающих передачу телефонных  сигналов.