Проектирование сети связи с использованием сети провайдера

2.4.2 Расчет  зон радиопокрытия технологии bluetooth

В данном пункте дипломного проекта рассчитываются затухания радиоканала приближенно и более точно по моделям Кся – Бертони и Окамура – Хата.

Модель Окамура  – Хата не учитывает специфику  зоны развертывания сети связи, т.е. этажность зданий, ширину улиц. Модель Кся – Бертони более точная, учитывающая потери при распространении в свободном пространстве, затухания при дефракции от крыш близлежащих зданий, потери при многократном переотражении от стен зданий.

Первое приближение (модель Окамура – Хата)

Для районов  типично городской застройки потери будут определяться выражением (17):

, дБ,       (17)

где     f – рабочий диапазон частот, МГц;

h_прм и h_прд – высоты подвеса приемной и передающей антенн, м;

 – поправочный коэффициент зависящий от типа местности в которой действует система связи;

R – расстояние между антеннами, м.

 

Для г. Уфа (большой  город) поправочный коэффициент  определяется выражением (18):

                                                            (18)

Уточнение зон радиопокрытия (модель Кся – Бертони)

 

Рисунок 7- К определению ослабления радиосигнала

Ослабление сигнала в свободном пространстве в случае, когда антенна передатчика располагается ниже среднего уровня крыш (столбы) определяется по формуле (19):

                                  , дБ                                      (19)

Суммарное ослабление в дБ на радиолинии определяется из соотношения

где     R - расстояние между антеннами, м;

λ = 1,25·10⁵ - длина волны, м;

- высота подвеса антенны передатчика  относительно средней высоты  здания, м;

h₀ = 10 - средний уровень крыш, м;

- среднее погружение антенны  приемника относительно  средней  высоты окружающих зданий, м;

,

 где    х ≈ 20 – расстояние по горизонтали между антенной приемника и кромкой крыши, на которой дефрагментирует волна, м.

,

где     d = 0 - средний интервал между кварталами, м.

Результаты  расчетов зон радиопокрытия технологии bluetooth представлены в приложениях.

2.4 Расчет пропускной способности сети

В данной системе  будут использоваться IP камеры, передача потока информации в которой осуществляется по локальной сети провайдера, использующей IP протокол. Локальная сеть построена на технологии Ethernet.

Цифровая система  способна обеспечить высокое качество видеоинформации, быстро сохранить  необходимый фрагмент видеозаписи, увеличить и масштабировать любой кадр, использовать фильтры для обработки изображения и работать по расписанию. Цифровые системы можно программировать.

Важное преимущество цифровых систем - возможность создания на их основе интегрированных систем безопасности. Можно управлять камерами на расстоянии, подключить различные охранные датчики, использовать встроенный детектор движения и, что важно, интегрировать цифровую систему видеонаблюдения с другими компьютерными системами безопасности.

Качество изображения  ограничивают два фактора: ширина полосы частот видеосигнала (или число пикселей на один кадр) и битовая скорость.

Максимальная  частота в спектре видеосигнала определяется  по формуле (21):

                                       , Гц,                                               (21)

где    k = - размер кадра;

z = 625- количество строк в кадре;

f_к = 25- частота кадров.

Следовательно, максимальная частота в спектре  видеосигнала равна:

                              , МГц,                                   (22)

 

Процессор компрессии третьего поколения ARTPEC-2 выбранной камеры осуществляет сжатие до 15 к/с при любом разрешении. Из справочных данных, приемлемое по четкости видео получается уже при разрешении 320х240. Следует, максимальная частота в спектре видеосигнала равна:

                                , кГц                                    (23)

Сигнал яркости  содержит наибольшие видеочастоты. Частота  дискретизации определяется из теоремы  Котельникова , следует частота дискретизации равна 1152 кГц.

От уровня черного  до уровня белого в форме телевизионного сигнала достаточно 200 градаций яркости (больше брать нет смысла, так как человеческий глаз не будет способен различить). Определим k по формуле (24):

                                  ,                                       (24)

где     m = 200- число уровней квантования.

Следовательно, k = 7 – 8.

Определим битовую скорость по формуле (25):

                                                 , кБит/с                                    (25)

Таким образом, скорость цифрового потока или битовая  скорость видеосигнала с выхода одной  камеры равна 9 Мбит/с.

Необходимо  учитывать, что при размещении в  одной подсети IP-видеокамер, передающих изображение на видеосервер, потоки данных суммируются, что пропорционально увеличивает нагрузку на каналы связи.

Если пропускная способность окажется на грани 54 Мбит/с, то необходимо разносить видеокамеры в разные подсети.

Обработка, передача и запись аудиосигналов в подавляющем большинстве случаев требуют незначительной доли ресурсов цифровой системы видеонаблюдения. Допускается при расчете производительности видео-охранной системы долей ресурсов, выделяемой на использование аудиоконтроля, пренебречь.

2.5 Структурная схема организации связи

 

На схеме организации связи указаны оконечные пункты и транзитные пункты, где предусмотрено введение в сеть данных, все мультиплексоры, установленные в этих пунктах, а так же соединения между ними.

Связь организуется по схеме «линейная цепь», с резервированием по схеме 1+1.

Структурная схема  организации связи представлена в приложении Ш.

Алгоритм функционирования системы приведен в приложении С.

3 Конструкторско – технологическая часть

3.1 Технические характеристики камеры

Таблица 11 – Технические характеристики камеры Logitech C510

Параметры	Logitech C510
Объектив	Pentax QD2V2814BE-DN, F1,4, f=2,8–5,8 мм, фокус – от 0,3 м до бесконечности
Разрешающая способность	до 25 кадров/с при 160x120 pix до 25 кадров/с при 176x144 pix до 25 кадров/с при 320x240 pix до 25 кадров/с при 1280x720 pix до 25 кадров/с  при 1304x720 pix
Разрешение	1280x720
Пороговая чувствительность	Цв.: 1 лк, Ч/б: 0,2 лк, F1,4
Угол обзора	По горизонтали 360, по вертикали 90
Установка необходимого угла обзора и направления обзора	Есть
Электронный затвор	от 1/60 до 1/15000 сек.
Дальность ИК подсветки	15 м
Гамма-коррекция	0,45
Отношение сигнал/шум	более 60 дБ
Светочувствительный элемент	¼" ПЗС- матрица
Электропитание	PoE, 220 В, 12 В
Поддержка сетевых протоколов	CP/IP, RTSP, RTP, RTCP, HTTP, SMTP, FTP, NTP, DNS, DHCP, UPnP, DDNS
Встроенные  сетевые интерфейсы	Интерфейс 802.15.3 Bluetooth Порт 10/100BASE-TX Fast Ethernet
Поддержка алгоритмов сжатия видео	JPEG для стоп-кадров, улучшенное  сжатие видео при MPEG4
Скорость передачи:	Motion JPEG – до 15 к/с при любом разрешении,   MPEG-4 – до 15 к/с при любом разрешении
Мощность передатчика	20 dBm
Антенна	Съемная дипольная  антенна с коэффициентом усиления 2dBi
Безопасность	Защита учетной  записи администратора и группы пользователей, аутентификация по паролю, Безопасность  беспроводной сети: шифрование данных
Корпус	Состоит из черного матового пластика, не защищен
Дальность передачи сигнала	20-50 м в закрытых помещениях
Габариты	68 х 40 х 55 мм
Рабочий диапазон температур	- 10° C … + 60,° C
Цена	1990 руб.

 

 

3.2 Назначение IP-адреса камере и доступа к ней

Последовательность  действия:

1) Установка программного обеспечения:

2) Добавление IP-адреса или других сетевых настроек для входа в систему.

Патч- корд, сетевое имя, сетевой адрес и маску сети для сервера, сетевой адрес шлюза и пару сетевых адресов своих DNS серверов нам предоставляет провайдер.

4 Экономическая часть

Инвестиции  необходимые для реализации проекта  будут направлены на приобретение оборудования, монтажные работы, необходимые проектно–конструкторские разработки. Источником финансирования является Федеральный Бюджет РФ. Осуществление любого проекта требует выполнения определенной совокупности мероприятий, связанных с его реализацией, разработкой технико–экономического обоснования и рабочего проекта. Экономическое обоснование эффективности данного проекта позволит нам сравнивать возможные варианты вложения средств в технические, организационные и другие мероприятия, разработанные на каждой конкретной стадии проекта. На начальной стадии – прединвестиционной – внедрения проекта, необходимо изучить различные варианты осуществления проекта, разработать их экономическую оценку.

4.1 Капитальные  затраты

Капитальные затраты  – это расходы, связанные с  покупкой необходимого оборудования и  проведение монтажных работ по его установке.

Для организации сети видеоконтроля используется оборудование, представленное в таблице 12.

 

 

 

 

Таблица 12 – Расходы на оборудование и проводимые работы

Наименование  затрат	Поставщик	Стоимость единицы, руб.	Кол-во, шт.	Общая стоимость, руб.
Камера С510	Logitech	1990	3	5970
Приемник Bluetooth F8T030	Cellink	3500	3	10500
Монтажные работы	ООО «Видеокон»	1200	1	1200
Итого:                                                                                                  17670

 

Дополнительное оборудование

Таблица 22 – Расходы на дополнительное оборудование

Наименование Затрат	Поставщик	Кол-во, шт.	Стоимость единицы, руб.	Общая стоимость, руб.
Сетевой видеорегистратор DS-7604NI-S	ЗАО «Hikvision»	2	20110	20000
Плата видеозахвата	Hawell  HW-9104V1	1	4550	4550
Компьютер Lenovo Z570	ЗАО «Lenovo»	1	19000	19000
Кресло компьютерное	«Мебель»	2	800	1600
Стол офисный	«Мебель»	2	4000	8000
Шкаф офисный	«Мебель»	1	4500	4500
Итого:                                                                                                  57650

 

Сумма капитальных затрат, согласно таблице 25, составила 464509 рублей.

Таблица 25 – Капитальные затраты

Стоимость оборудования и офисной мебели	464509 руб.
Сумма капитальных  затрат:	464509  руб.

 

 Производственный  план

Технологический процесс производства сети видеоконтроля состоит из:

- контроля качества комплектующих изделий и самого оборудования;

- подготовки корпуса изделия к дальнейшему монтажу;

- монтаж оборудования;

- настройка, регулировка прибора и проверка его работоспособности и соответствия техническим характеристикам.

1.      4.2 Текущие расходы

Расчет затрат на эксплуатацию оборудования