Проект корпоративной сети звукового обеспечения "Интеллектуального здания" на основе технологии Fast Ethernet - Дипломная работа

5.4 Мероприятия по безопасности труда и сохранению работоспособности 5.4.1 Обеспечение требований эргономики и технической эстетики 5.4.2 Обеспечение оптимальных параметров воздуха зонНа большинстве современных объектов, будь то стадион, выставочный центр или гостиничный комплекс или любое другой объект звук присутствует в виде различных систем, таких как системы оповещения, трансляции и мн. др. В то же время в пользу объединения систем можно привести следующие доводы. Во-вторых, наличие на объекте двух несвязанных между собой систем может привести к ситуации, когда они обе окажутся включенными, что приведет исключительно к звуковой каше и полной неразборчивости сообщений. В здании ЦДЮТ на 5 этажах располагаются большое количество помещений, требующих использования системы звукоусиления для целей различных целей звукообеспечения таких как: зонное оповещение, трансляция, конференц-связь, экстренное оповещение, проведение различных мероприятий (концерт, дискотека и др.). · Для звукообеспечения различных зон специального назначения, кафе и бара были бы задействованы отдельные звуковые мобильные системы с большим количеством оборудования и линий передачи звуковых сигналов (минимум 5 систем).До недавнего времени распределение звука предполагало наличие большого числа источников симметричного звукового сигнала, подключенных к центральной системе обработки и коммутации сигнала. Для уменьшения наведенных помех и шума необходимо прокладывать звуковые кабели в стороне от кабелей, несущих другие сигналы. Кабель, используемый для передачи звукового сигнала, обычно представляет собой дорогой вариант витой пары, защищенной экраном (shielded twisted pair - STP). С появлением стандарта передачи цифрового звука AES3 появилась возможность передавать звуковой сигнал в цифровой форме. Защита от помех при цифровой передаче звука является несомненным преимуществом, позволяя снизить стоимость системы при сохранении и даже повышении качества звука.Подключенный к сети канал можно вещать по всей сети. В тех приложениях, где необходимы функции централизованного управления и коммутации, отдельные пользователи могут быть сконфигурированы дистанционно по сети при помощи центральной станции, что создает иллюзию централизованной коммутации. Более того, поскольку сеть является двунаправленной системой, то в случаях, когда источник и потребитель расположены рядом друг с другом, они могут обслуживаться одним и тем же кабелем. В любой точке коммутации сети звуковой сигнал может быть введен в сеть или извлечен из нее для передачи или приема в другой точке сети в рамках всей системы. Следует отметить, что поскольку сеть обеспечивает двунаправленные каналы связи с каждой станцией, все устройства в сети могут отслеживаться и управляться из одной центральной точки.Топология комплекса MEDIAMATRIX всегда строиться по принципу центральный процессор - периферийные устройства, т.е. имеет ярко выраженный центр. Вставляемые в него специальные платы расширения, являются основой всей системы MEDIAMATRIX. Блочно-модульная конструкция центрального процессора предоставляет широчайшие возможности по конфигурированию звуковой системы, делает удобным его обслуживание и позволяет проводить модернизацию системы с минимальными затратами времени и средств. Все системы MEDIAMATRIX комплектуются высокомощной платой контроллера, жестким диском, дисководом под флоппи-диски и платой цифровой обработки сигнала, оснащенной четырьмя процессорами цифровой обработки сигнала Motorola 56002, подсоединенных к пассивному разъему для большей надежности.Каждая плата обеспечивает по 32 аудио входа и выхода и осуществляет 24-битную обработку звукового сигнала. С целью повышения точности передачи сигнала расчет параметров фильтров (центральная частота, форма и крутизна характеристики) осуществляется с удвоенной точностью. Первая, MM-DSP-AES используется для обработки сигналов, поступающих на плату в стандартном цифровом аудио формате AES-EBU (до 16 AES3 стерео каналов на плату). Эти устройства обеспечивают интерфейс между аналоговым звуком и стандартной 10/100T сетью Ethernet с помощью протокола обмена данных COBRANET. Модели CAB-8i и CAB-8o представляют собой 8-канальные интерфейсы для передачи сигналов по сети Ethernet аналоговыми звуковыми устройствами и платами MM-DSP, установленными в центральном процессоре аппаратно-программного комплекса MEDIAMATRIX.Телекоммуникационные шкафы в общем случае рассматриваются как устройства, предназначенные для обслуживания горизонтальной распределительной системы. Не разрешается использовать перетерминирование горизонтальных кабелей для внесения штатных изменений в кабельную систему. Для избежания деформирования кабелей вследствие тугого скручивания в пучки, слишком крутых изгибов и растягивающих усилий, следует использовать оборудование, специально предназначенное для укладки и маршрутизации кабельных потоков. Кабели и шнуры, используемые для подключения активного оборудования, не рассматриваются стандартом в качестве элементов кабельной системы

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СИСТЕМ ЗВУКОВОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

1.1 Анализ проблемы звукового обеспечения ЦДЮТ и способы ее решения

1.2 Виды сетевых технологий используемых для передачи звукового сигнала

1.2.1 Сеть точечного доступа

1.2.2 Сеть широкого доступа

1.3 Обзор специализированных сетевых технологий передачи и распределения и аналоговых аудио сигналов

1.3.1 Ethersound

1.3.2 Cobranet

1.4 Обзор аппаратно-программных комплексов СЗО

1.4.2 MEDIAMATRIX

1.4.2 Biamp Audia

1.5 Обзор коммутационного оборудования

1.5.1 Телекоммуникационный шкаф

1.5.2 Пэтч-корды

1.5.3 Коннекторы

1.5.4 Терминирование модульных коннекторов

1.6 Обзор активного оборудования

1.7 Обзор физической среды передачи

1.7.1 Витая пара

1.7.2 Силовой электрический кабель

1.8 Системы интегрированного управдения (СИУ)

1.9 Выводы

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ ЗВУКОВОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

2.1 Анализ технических условий и требований, предъявляемых к объекту проектирования

2.1.1 Требования к интеграции СЗО с инженерными системами здания

2.1.2 Требования к системе управления СЗО

2.1.3 Требования к специфическим задачам СЗО

2.1.4 Требования к структурному построению СЗО

2.1.5 Требования к функционированию системы в автоматическом режиме

2.1.6 Требования к проектированию аппаратных помещений для СЗО

2.1.7 Требования к стационарной рабочей станции аппаратной

2.1.8 Требования к активному коммутационному оборудовани.

2.1.9 Требования к кабельной коммутации в СЗО

2.1.10 Требования к системе бесперебойного питания основного оборудования

2.2 Выбор сетевой технологии многоканальной дистрибьюции звуковых сигналов

2.3 Выбор топологии сети

2.4 Выбор физической среды передачи

2.5 Выбор аппаратно-программного комплекса СЗО

2.5.1 IBM совместимый компьютер

2.5.2 Платы цифровой обработки

2.5.3 Интерфейсы преобразования аналоговых, цифровых сигналов в сетевой формат Fast Ethernet для передачи по волоконнооптическим линиям и витой паре и обратного преобразования

2.5.4 Выбор программного обеспечения

2.6 Выбор телекоммуникационного оборудования

2.7 Выбор звукового оборудования

2.8 Выбор способов управления

2.9 Выбор системы бесперебойного питания

2.10 Построение технической модели сети

3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчет полезной пропускной способности сети

3.2 Расчет длины кабеля UTP

3.3 Расчет длины сильноточного аудиокабеля

3.4 Расчет параметров кабеля UTP

3.4.1 Расчет затухания линии

3.4.2 Расчет переходного затухания

3.4.3 Расчет защищенности и помехоустойчивости линии

4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА

4.1 Технико - экономическое обоснование проекта

4.2 Маркетинговые исследования. Заключение о рыночном состоянии отрасли и конкуренции

4.3 Исходные данные для расчета

4.4 Расчет объема капитальных вложений

4.5 Расчет текущих эксплуатационных затрат

4.6 Оценка экономической эффективности

4.7 Заключение по эффективности

5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНЫ ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

5.1 Цель и решаемые задачи

5.2 Опасные и вредные факторы при работе с ПЭВМ

ВВЕДЕНИЕ

Развитие и широкое применение информационных и коммуникационных технологий является глобальной тенденцией мирового развития последних десятилетий. Применение современных технологий обработки и передачи информации имеет решающее значение как для повышения конкурентоспособности экономики государства и расширения возможностей для интеграции ее в мировую систему хозяйства, так и для повышения эффективности процессов государственного управления на всех уровнях власти, на уровне местного самоуправления, в государственном и негосударственном секторах экономики.

Стремительное развитие информационных и строительных технологий изменило сам подход к архитектурному проектированию. Информационный бум, который переживает весь мир, привел к необходимости объединения мировых информационных ресурсов и упрощению доступа к ним. Зачастую скорость доступа к информации определяет сегодня как экономические, так и политические решения. Именно поэтому современные корпоративные комплексы и правительственные здания немыслимы без гибкой и многофункциональной системы информационного обеспечения. Не менее динамично развивается и культура, появляются новые жанры и направления, открываются новые возможности эмоционального воздействия на искушенного современного зрителя в театрах, музеях и концертных залах.

За последние 10-15 лет круг задач, решаемых системами звукообеспечения, значительно расширился. Данное обстоятельство напрямую связано с бурным развитием цифрового звука. Появление различных цифровых аудио устройств и новых видов носителей наряду с развитием компьютерных технологий управления и контроля резко расширило возможности звуковых систем. Задачи, сама постановка которых всего 15 лет назад выглядела утопией, в настоящее время вполне успешно решаются. Впрочем, это относится, главным образом, к наиболее развитым в экономическом отношении странам. В зарубежных периодических изданиях, типа Live Sound, Sound & Video Contractor, Sound & Communications и пр. регулярно появляются сообщения об уникальных решениях, обеспечивающих пользователям систем звукообеспечения невиданные возможности. С сожалением приходится констатировать, что в нашей стране до сих пор не наблюдается ничего подобного.

Современные звуковые системы все чаще становятся частью общей системы информационного обеспечения. Это относится, в первую очередь, к социально значимым объектам (правительственные и корпоративные комплексы, объекты, предназначенные для проведения массовых зрелищных и иных мероприятий (театры, стадионы, учебные заведения, парки отдыха и развлечений)).

Основные элементы системы звукоусиления можно встретить, практически, повсюду: в офисе, на предприятии, на вокзале, в аэропорту, наконец, в квартире. Очевидно, что конфигураций этих систем - бесчисленное множество. Однако предназначение у всех одно: донести звуковой сигнал от источника до слушателя с достаточной степенью достоверности. В этой формуле ключевыми являются последние слова, ибо если слушатель не в состоянии адекватно воспринимать и интерпретировать исходный сигнал, то проку от такого звукоусиления - ни на грош.

На современных предприятиях, будь то государственное учреждение, офис частной фирмы, банк, завод и т.д., системы звукоусиления выполняют множество разнообразных функций: · конференц-связь;

· селекторные совещания;

· деловые переговоры;

· экстренное оповещение;

· проведение собраний и презентаций;

· культурно-развлекательные мероприятия;

· воспроизведение фоновой музыки - все это было бы невозможно, если бы не имело место усиление звука.

В 90-95 процентах случаев системы звукоусиления на отечественных предприятиях не соответствуют международным стандартам 20-летней давности, как с точки зрения качества, так и надежности.

Понятие “система звукового обеспечения” возникло во второй половине 80-х годов, с появлением компьютерных технологий и возникновением серьезных проблем в работе систем оповещения в корпоративных зданиях.

Под термином Система Звукового Обеспечения (СЗО) подразумевается интегральная система, обеспечивающая комплекс инженерно-технических мероприятий по звуковому обеспечению находящихся на объекте людей, в зависимости от функционального назначения объекта. При этом обеспечивается интеграция в единый комплекс систем: · звукоусиления;

· звуковоспроизведения;

· звукозаписи;

· громкого оповещения;

· служебной и диспетчерской связи;

· трансляции звуковых, в том числе радиовещательных и телевизионных программ.

При современных технологиях указанный комплексный подход может быть обеспечен только при компьютерном управлении, когда СЗО интегрируется в общий аудиовизуальный комплекс по обслуживанию объекта.

Только в середине 90-х годов с появлением принципиально новых технологий: аппаратно-программных комплексов, появилась возможность вместить в понятие “Система Звукового Обеспечения” все виды звукового сопровождения в жизнеобеспечении “Интеллектуального здания”. “Интеллектуальное здание” это многофункциональная система жизнеобеспечения корпоративной инженерной сети зданий, комплексов, с возможностью дополнения и расширения своих ресурсов.

В свою очередь коммутация и распределение звукового сигнала в большой студии (в театре, спортивных объектах, вокзалах, в супермаркетах, аэропортах, парках и любых других общественных зданиях) стали серьезной проблемой. С появлением экономически эффективного стандарта Ethernet 100 Мбит/с появилась возможность эффективной передачи звука в режиме реального времени по компьютерным сетям, поскольку они обеспечивают достаточную полосу пропускания: в одном направлении можно передавать до 100 каналов звука по одному кабелю.

Системы звукового обеспечения корпоративных зданий стали не только обеспечивать безопасность (оповещение) при экстремальных ситуациях, но и выполнять иные функции ранее выполнение которых было, практически, не возможно.

В понятие “звукового обеспечения” стали входить системы конференций (телеконференций), интегрирование с системами: синхронного перевода речи, стенографирования, аудиовидеозаписи, трансляции, селекторных совещаний, технологического телевидения, цифровых телефонных станций, оповещения, пожарной и охранной сигнализации. Более того, в систему звукового обеспечения попадает понятие озвучивания (в едином комплексе): залов, холлов, ресторанов, казино, концертно-развлекательных и спортивных комплексов, технических служб (гаражи, склады и т.д.), открытых пространств и других необходимых помещений и залов.

Кроме того, появилось такое понятие как многофункциональные помещения (залы), выполнение регламента которых было невозможно изза сложных технических проблем.

Таким образом, функциональные возможности ранее так называемых систем звукоусиления или звукофикации абсолютно изменились. Но самое главное, появилась возможность решать сложные акустически проблемы электроакустическими методами.

В свою очередь появилась необходимость в аудиосистеме, которая сможет работать на основе стандартной кабельной инфраструктуры, надежной, недорогой и достаточно гибкой. Такая инфраструктура существует и инсталлируется во многих зданиях. Сегодня для нее используется кабель САТ 5е, завтра будет использоваться САТ 6. И, конечно, мы бы проложили тонкий оптоволоконный кабель для больших расстояний или участков с сильными электромагнитными помехами. Эти системы используют кабели САТ для посыла сигнала на близкие и средние дистанции, волоконнооптические системы передачи (ВОСП) а также стандартные интерфейсы для передачи информации на дальние расстояния. Таким образом, существуют подходящие кабели для использования и в сложных условиях, и хотя необходима дальнейшая работа в этом направлении, например туровое оборудование, используемое в концертных турах может стыковаться с кабелями внутри здания.

Итак, из всего сказанного можно сделать вывод, что создание систем звукоусиления на любом предприятии или офисе, культурном объекте требует самого серьезного подхода.

Каковы же на сегодняшний день альтернативы?

Во-первых, можно пойти проторенной дорогой и, сэкономив деньги, приобрести самое дешевое оборудование. Впрочем, когда требования к звукоусилению минимальны, подобный подход может быть оправдан.

Во-вторых, можно обратиться к специализированным системам. В том случае, когда стоит конкретная задача, например, создать систему оповещения, подобное решение вполне оправдано. Однако в большинстве случаев, дело обстоит несколько иначе, и весьма вероятно, что, в конечном итоге придется приобретать оборудование отдельно для конференц-зала, отдельно для комнаты переговоров, отдельно для селекторной связи, отдельно для озвучивания холла и коридоров и прочее, и прочее. Кроме того, вряд ли разумно думать только о сиюминутных проблемах. Очень может быть, что вопрос о проведении телеконференции не стоит на повестке дня. Однако он может возникнуть завтра. Придется провести реорганизацию фирмы, открыть новые службы, переехать в другой офис с совершенно иной планировкой, начать проводить семинары и презентации. Все это с большой долей вероятности потребует полной или частичной замены оборудования, поскольку многие специализированные системы не обладают достаточной степенью гибкости. К тому же наличие разноплановой аппаратуры потребует содержания целого штата высококвалифицированных специалистов.

Наконец, в-третьих, можно постараться найти универсальную систему, которая позволит организовывать в одном и том же зале то конференции, то презентации, то банкеты. Систему, которая сможет обслуживать одновременно несколько помещений. Систему, которая с равным успехом служит для проведения телеконференций и выполняет функции экстренного оповещения. Систему, которая позволит решать эти и другие задачи звукоусиления одновременно и независимо друг от друга.

Аппаратно-программный комплекс звукообработки становится не только сердцем, но и мозгом системы звукообеспечения. Начиная с проектирования на мониторе компьютера, управления всеми процессами звукового тракта от микрофона до акустических систем, диагностики системы, обработки, маршрутизации сигналов, до синхронизации с системами технологического телевидения, оповещения, трансляции, системами конференц-связи, охранной и пожарной безопасности и все это можно задействовать (в режиме реального времени) одним щелчком мыши. И это уже существующая система XXI века в конце ХХ века. Аппаратно-программный комплекс звукообеспечения внутри себя является интеллектуальной системой, способный интегрироваться с информационной средой, это то, что позволяет сегодня современный компьютер.

В России подобные технологии начали появляться только в середине 90-х годов, и уже за несколько лет получили весьма широкое распространение. Они стали устанавливаться в государственных учреждениях, в театрах и концертных залах, на территориях спорткомплексов и стадионов, в гостиничных комплексах, в медицинских центрах транспортных узлах, учебных учреждениях мн. др. Примером тому являются как проекты, имеющие всероссийское значение и известность, например Государственный Кремлевский Дворец, комплекс представительских залов Правительства Московской области, Президент-Отель (Москва), так и множество различных коммерческих и государственных проектов в числе которых, например громадный по площади Гостиный Двор (Москва), или штабквартира компании "Лукойл" (Волгоград). Теперь появилась такая уникальная возможность и в Астрахани и развитие современных звуковых технологий не замедлит сказаться на уровне развития региона в целом и во многих его проявлениях. Доказательством этому представлен данный дипломный проект, который является первым в своем роде в г. Астрахани.

В данном дипломном проекте рассматривается проблема построения локальной корпоративной сети звукового обеспечения интеллектуального здания на основе технологии Fast Ethernet для Областного центра детского и юношеского творчества г. Астрахани.

Целью дипломного проекта является организация локальной корпоративной сети звукового обеспечения для Областного центра детского и юношеского творчества г. Астрахани.

Для решения поставленной цели в работе решаются следующие задачи: · Анализ проблемы звукового обеспечения ЦДЮТ и способы ее решения;

· Анализ технических условий и требований, предъявляемых к объекту проектирования;

· Выбор оборудования и программного обеспечения, топологии сети и способов управления системой;

· Построение технической модели сети;

· Расчет длины линий сильноточного звукового кабеля, кабеля UTP и его параметров;

· Обоснование экономической эффективности разработанного проекта;

· Анализ требований безопасности, охраны труда и окружающей среды.

Разнообразие задач звукообеспечения в “интеллектуальном здании” подразумевает выполнения системой звукового обеспечения ряда специфических функций, характерных для современных систем оповещения, конференц-связи и т.д. Исходя из выбора необходимых или требуемых функций следуют все вытекающие тенденции построения системы: выбор оборудования, программного обеспечения, выбор способов управления сетью и т.д. вплоть до полного завершения проекта.