О. Н. Баркова ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Уральский государственный технический университет – УПИ
имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»
Нижнетагильский технологический институт (филиал)
О. Н. Баркова
ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛОКАЛЬНОЙ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ (ЛВС)
Нижний Тагил
2009
УДК 519.2, 681.3 ББК22.18я73
И 85
Автор: О.Н. Баркова
Научный редактор: проф., д-р техн. наук В.М. Грузман.
Баркова О. Н.
И 85 Оценка экономической эффективности локальной вычислительной
сети [Электронный ресурс]: учеб. пособие / О.Н. Баркова. - Нижний Тагил:
НТИ (ф) УГТУ-УПИ, 2009. - 130 с.
Настоящее пособие предлагает переработанные и дополненные методы
оценки экономической эффективности локальных вычислительных сетей и
способы выбора ЛВС с минимальным сроком окупаемости капитальных затрат.
Кроме того, содержатся примеры построения сетей, удовлетворяющих заданным
технологическим требованиям с наименьшими затратами ресурсов и, в первую
очередь, денежных. А также содержит методические указания для выполнения
расчетной работы по вариантам для студентов специальности 230105 Программное обеспечение вычислительной техники.
Библиогр.: 13 назв. Табл. 20. Рис. 33.
© О.Н. Баркова, 2009
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 4
1. ЧТО ТАКОЕ ЛВС. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ,
ИСПОЛЬЗУЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ .................................................................. 5
1.1. Основные термины и определения............................................................. 5
1.2. Для чего необходимо использовать ЛВС .................................................. 5
1.3.Основные преимущества ПЛВС и БЛВС ................................................... 7
1.4. Базовая семиуровневая модель взаимодействия открытых систем OSI 7
1.5. Топологии ЛВС и методы доступа к среде ............................................. 10
2. ПЛВС ...................................................................................................................... 14
2.1. Кабели и их характеристики. Аксессуары, инструменты, монтажное
оборудование ............................................................................................................. 14
2.2. Основные сетевые технологии ПЛВС ..................................................... 27
2.3. Где необходимо прокладывать ПЛВС. Кабельная система .................. 38
2.4. Практические рекомендации по построению ПЛВС ............................. 43
3. БЛВС ....................................................................................................................... 48
3.1.Технология Radio Ethernet ........................................................................... 48
3.2.Сетевое оборудование БЛВС ..................................................................... 50
3.3. Где необходимо прокладывать БЛВС ....................................................... 55
3.4 Практические советы по созданию более сложных беспроводных сетей 57
4. СУММА ЗАТРАТ, РАССЧИТАННАЯ ДЛЯ КОНКРЕТНОГО ПРИМЕРА ... 61
4.1.Выбор оборудования на примере ПЛВС .................................................... 61
4.2. Сравнение стоимости ПЛВС и БЛВС на реальном примере ................... 64
5. СЕТЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА ПРОВЕДЕНИЕ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ ...................................................... 66
6. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛВС ............ 77
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ПРЕДПРИЯТИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВНЕДРЕНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ НТП ......... 79
Расчетная работа ............................................................................................... 79
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК....................................................................... 89
ПРИЛОЖЕНИЕ ....................................................................................................... 906
ВВЕДЕНИЕ
Для чего необходимо данное учебное пособие?
В настоящее время выбор технологии построения сети основывается на
стандартных вариантах – популярный в настоящее время Ethernet, не
принимается во внимание экономическая эффективность данного варианта, т.е.
возникает вопрос, возможно ли построить сеть, удовлетворяющую заданным
требованиям, по другой технологии, но затратив на это меньше ресурсов (в
первую очередь, денежных). Для этого в пособии рассмотрены варианты
построения более выгодной локальной сети: как по старой технологии с
использованием кабелей, так и беспроводной.
Целью настоящей работы является разработка рекомендаций по выбору
сети. Причем на первое место ставится вопрос об относительных денежных
затратах и, если сеть удовлетворяет заданным технологическим требованиям, то
выбор самой дешевой сети будет наиболее предпочтительным.
А также даны методические указания по выполнению расчетной работы по
курсу «Организация и планирование производства на предприятии» с вариантами
заданий.
1. ЧТО ТАКОЕ ЛВС. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ,
ИСПОЛЬЗУЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ
1.1. Основные термины и определения
Сеть – это набор компьютеров и других устройств обработки информации
(узлы, рабочие станции сети), объединенных средствами передачи данных (среда
передачи), которые могут осуществлять связь друг с другом. Компьютеры могут
соединяться друг с другом непосредственно (двухточечное соединение), либо
через промежуточные узлы связи.
Если компьютеры расположены недалеко друг от друга (в пределах одной
комнаты, одного здания или в нескольких близко расположенных зданиях), то
такие сети называются локальными. Другими словами, локальная сеть – это
сеть, которая размещена на ограниченной территории.
Часто используемые аббревиатуры локальной сети: ЛВС, БЛВС, ПЛВС;
LAN или ВОЛС:
—
ЛВС – локальная вычислительная сеть;
—
БЛВС – беспроводная локальная вычислительная сеть;
—
ПЛВС – проводная локальная вычислительная сеть;
—
LAN – Local Area Network;
— ВОЛС – волоконно-оптическая локальная сеть (сеть, построенная на
основе волоконно-оптического кабеля).
1.2. Для чего необходимо использовать ЛВС
Повышение производительности труда. Наличие сети позволяет вашим
работникам тратить меньше времени на рутинные операции, экономя его для
производительного труда. Рассылая служебные записки по электронной почте,
они избавляются от необходимости печатать, копировать и разносить их.
Электронная почта обеспечивает практически мгновенную доставку
корреспонденции. Быстрый доступ к ресурсам сети означает прямое повышение
производительности труда.
Рационализация работы. Применение сетевых приложений, таких, как
системы управления базами данных и электронные таблицы, позволяют
сотрудникам работать совместно, не покидая своего рабочего места, где бы ни
находились пользователи или прикладные программы. Это намного ускоряет
ведение дел. Например, несколько человек могут работать над созданием и
обновлением системы регистрации деловой информации в базе данных, причём
каждый сотрудник делает это со своего рабочего места. Совместное
использование баз данных означает, что все сотрудники пользуются одной и той
же актуальной информацией. Совместно используемые базы данных легче
пополнять, и ими удобнее управлять благодаря их централизации.
Снижение административных расходов. Объединение ваших компьютеров
в сеть помогает значительно снизить административные и эксплуатационные
расходы. Например, при переходе на новую версию прикладной программы,
достаточно внести изменения в её совместно используемую копию на сервере,
вместо переписывания на каждом рабочем месте. Использование при сетевой
работе
единой
базы
данных
значительно
снижает
вероятность
несанкционированного доступа к конфиденциальной информации предприятия.
Специальные утилиты ограничения прав доступа стандартно присутствуют как в
любой сетевой операционной среде, так и в современных системах управления
базами данных. При этом снимается задача постоянного контроля за
соблюдением сотрудниками правил безопасности, т.к. при работе в сети функция
контроля доступа выполняется автоматически, согласно руководящим
директивам. Резервное сохранение информации также значительно
облегчается: не нужно лишнее время на сбор компьютерных файлов по всем
рабочим местам, достаточно просто установить устройство резервного
копирования на сервере, и регулярное сохранение информации будет
выполняться полностью автоматически.
Снижение затрат на аппаратные средства. Наличие сети позволяет
сотрудникам предприятия совместно использовать дорогостоящее периферийное
оборудование, такое, как лазерные, цветные принтеры, жесткие диски большой
ёмкости,
приводы
CD-ROM,
устройства
резервного
копирования,
коммуникационное оборудование и т.д. Это снижает общую сумму затрат,
приходящуюся на одного пользователя и обеспечивает доступ к этому
оборудованию большего числа работников. Кроме того, каждый отдельный
сотрудник использует эти важные периферийные устройства лишь часть
рабочего времени; совместный доступ повышает коэффициент их использования
и окупаемость капиталовложений.
Уменьшение
стоимости
обслуживания
техники.
Обслуживание
компьютеров, грамотно объединенных в сеть, также обойдется дешевле.
Возможность удаленного администрирования, централизованное обновление и
обслуживание приложений позволяют экономить дорогостоящее время
системного администратора, а также сократить до минимума время простоя
сотрудников при сбоях.
Оптимизация расходов, связанных с доступом в Internet. Во-первых, для
подключения каждое рабочее место должно быть оборудовано модемом. Вовторых, количество городских телефонных линий должно быть достаточным
для одновременной работы сотрудников в Internet и входящих/исходящих
телефонных звонков. В-третьих, нужно учесть, что если два человека
просматривают один и тот же сайт, то каждый из них тратит деньги на счете у
провайдера и занимает отдельную телефонную линию.
1.3. Основные преимущества ПЛВС и БЛВС
Преимущества БЛВС:
а) Легкость создания и реструктуризации – одно из главных отличай от
проводных сетей. Создание беспроводной ЛВС значительно проще и требует
намного меньше усилий.
б) Мобильность – способность соединить между собой любые способные
на связь устройства, количество которых постоянно растет в современном
мире.
в) Возможность подключения к сети другого типа – Возможность
подключения к проводной сети без каких либо ограничении. Для этого
достаточно воспользоваться совместимым портом 1 на точке доступа или
радиомосте.
г) Высокая скорость доступа в Интернет – Располагая точкой доступа с
подключением к Интернету, вы сможете организовать доступ в Интернет для
всех компьютеров локальной сети. При этом скорость соединения будет
намного выше, чем могут предоставить обычные и даже xDSL - модемы.
Преимущества ПЛВС:
а) Высокая скорость передачи данных – скорость не зависит от
количества преград как в беспроводной сети, так же особенности построения
пакетов данных у ПЛВС обеспечивают более быструю работу сети.
б) Безопасность – в отличие от БЛВС, ПЛВС не нужно использовать
алгоритмы шифрования, так как их данные невозможно перехватить с
помощью компьютера, не подключенного к сети.
в) Совместимость оборудования – У ПЛВС оборудование устаревает
значительно позже, также новые версии оборудования имеют совместимость со
старым, в БЛВС такой подход невозможен, поэтому в случае решения о замене
на новую версию какого либо оборудования в ПЛВС не стоит вопрос о замене
всего оборудования в сети.
1.4. Базовая семиуровневая модель взаимодействия открытых систем OSI
Для обеспечения взаимодействия различных программных и аппаратных
средств в компьютерных сетях были приняты единые правила или стандарт,
который определяет алгоритм передачи информации в сетях.
В качестве стандарта были приняты сетевые протоколы, которые
определяют взаимодействие оборудования в сетях. Следует отметить, что в
вычислительных сетях осуществляется обмен данными не только между узлами
как физическими устройствами, но и между программными модулями.
Так как взаимодействие оборудования и программ в сети не может быть
описано одним единственным сетевым протокол, то был применен
многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия. В
результате была разработана семиуровневая модель взаимодействия открытых
систем – OSI.
Эта модель разделяет средства взаимодействия на семь функциональных
уровней: прикладной, представительный (уровень представления данных),
сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический.
Протоколы реализуются автономными и сетевыми операционными
системами (коммуникационными средствами, которые входят в ОС), а также
устройствами телекоммуникационного оборудования (сетевыми адаптерами,
мостами, коммутаторами, маршрутизаторами, шлюзами).
Рассмотрим функции, выполняемые каждым функциональным уровнем
семиуровневой модели взаимодействия открытых систем при передаче пакета
данных от сетевого приложения, одного компьютера к сетевому приложению,
работающему на другом компьютере.
Рис. 1.
Механизм передачи сообщения между ПК1 и ПК2 можно представить в
виде последовательной пересылки этого сообщения сверху вниз от
прикладного уровня до физического уровня. Затем физический уровень ПК1
обеспечивает пересылку сообщения (данных) по сети физическому уровню
ПК2. Далее сообщение передается снизу вверх от физического уровня до
прикладного уровня ПК2.
1. Прикладной уровень – самый верхний уровень модели OSI.
Прикладной уровень управляет общим доступом к сети, потоком данных и
обработкой ошибок. Прикладной уровень получает запрос (сообщение) от
сетевого приложения, работающего на компьютере ПК1, который требуется
передать сетевому приложению, работающему на ПК2.
2. Представительный уровень (уровень представления данных)
определяет формат, используемый для обмена данными между ПК1 и ПК2. На
ПК1 данные, поступившие от прикладного уровня, на представительном уровне
переводятся в промежуточный формат. На ПК2 на этом уровне происходит
перевод из промежуточного формата в тот, который используется прикладным
уровнем данного компьютера.
3. Сеансовый уровень позволяет двум приложениям на ПК1 и ПК2
устанавливать, использовать и завершать соединение, называемое сеансом.
Сеансовый уровень обеспечивает синхронизацию между пользовательскими
задачами посредством расстановки в потоке данных контрольных точек.
4. Транспортный уровень осуществляет контроль данных и гарантирует
доставку пакетов без ошибок. Кроме того, транспортный уровень выполняет
деление длинных сообщений, поступающих от верхних уровней ПК1, на
пакеты данных (при передаче данных) и формирование первоначальных
сообщений в ПК2 из набора пакетов, полученных через канальный и сетевой
уровни.
Транспортный уровень и уровни, которые находятся выше, реализуются
программными средствами ПК1 и ПК2 (компонентами их сетевых
операционных систем). Транспортный уровень связывает нижние уровни
(физический, канальный, сетевой) с верхними уровнями, которые реализуются
программными средствами.
5. Сетевой уровень служит для образования единой транспортной
системы, объединяющей несколько сетей, которые могут иметь различные
принципы передачи сообщений. Внутри сети доставка данных обеспечивается
соответствующим канальным уровнем, а доставку данных между сетями
выполняет сетевой уровень. Сетевой уровень реализуется программными
модулями операционной системы, программными и аппаратными средствами
маршрутизаторов.
6. Канальный уровень обеспечивает пересылку пакетов между любыми
двумя ПК локальной сети. Кроме того, канальный уровень осуществляет
управление доступом к передающей среде. Функции канального уровня
реализуются сетевыми адаптерами и их драйверами.
7. Физический уровень обеспечивает физический путь для электрических
сигналов, несущих информацию. Этот уровень характеризует параметры
физической среды передачи данных. Физический уровень определяет
характеристики
электрических
сигналов,
передающих
дискретную
информацию, типы разъемов и назначение каждого контакта. Как правило,
функции физического уровня реализуются сетевым адаптером или портом.
В вычислительных сетях, как правило, применяются наборы протоколов,
а не все функциональные уровни модели взаимодействия открытых систем.
Набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия
оборудования в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.
Наиболее популярными являются стеки протоколов: TCP/IP, IPX/SPX,
NetBEUI/NetBIOS, и другие. Эти стеки протоколов на физическом и канальном
уровнях используют стандартизованные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI
и некоторые другие, которые позволяют использовать во всех сетях одну и ту
же аппаратуру. На верхних уровнях все стеки работают со своими
собственными протоколами.
1.5. Топологии ЛВС и методы доступа к среде
Архитектура проводных сетей
Каждая сетевая технология имеет характерную для нее топологию
соединения узлов сети и метод доступа к среде передачи (media access method).
Эти категории связаны с двумя нижними уровнями модели OSI.
Различают физическую топологию, определяющую правила физических
соединений узлов (прокладку реальных кабелей), и логическую,
определяющую направления потоков данных между узлами сети. Логическая и
физическая топологии относительно независимы друг от друга.
Физические топологии - шина (bus), звезда (star), кольцо (ring), дерево
(tree), сетка (mesh) - иллюстрирует рис. 2.
Рис. 2. Виды физической топологии:
а - шина, б - звезда, в - кольцо, г - дерево, д - сетка
В логической шине информация (кадр), передаваемая одним узлом,
одновременно доступна для всех узлов, подключенных к одному сегменту.
Логическая шина реализуется на физической топологии шины, звезды,
дерева, сетки. Метод доступа к среде передачи, разделяемой между всеми
узлами сегмента - вероятностный, основанный на прослушивании сигнала в
шине (Ethernet), или детерминированный, основанный на определенной
дисциплине передачи права доступа (ARCnet).
В логическом кольце информация передается последовательно от узла к
узлу. Каждый из них принимает кадры только от предыдущего и посылает
только последующему узлу по кольцу. Узел транслирует дальше по сети все
кадры, а обрабатывает только адресуемые ему. Реализуется он на физической
топологии кольца или звезды с внутренним кольцом в концентраторе. Метод
доступа – детерминированный. На логическом кольце строятся сети Token Ring
и FDDI. Методы доступа к среде передачи делятся на вероятностные и
детерминированные.
При вероятностном (probabilistic) методе доступа узел, желающий
послать кадр в сеть, прослушивает линию. Если линия занята или обнаружена
коллизия (столкновение сигналов от двух передатчиков), попытка передачи
откладывается на некоторое время.
Основные разновидности доступа:
—
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) –
множественный доступ с прослушиванием несущей и избежанием коллизий.
Узел, готовый послать кадр, прослушивает линию. При отсутствии несущей он
посылает короткий сигнал запроса на передачу (RTS) и определенное время
ожидает ответа (CTS) от адресата назначения. При отсутствии ответа
(подразумевается возможность коллизии) попытка передачи откладывается, при
получении ответа в линию посылается кадр. При запросе на
широковещательную передачу (RTS содержит адрес 255) CTS не ожидается.
Метод не позволяет полностью избежать коллизий, но они обрабатываются на
вышестоящих уровнях протокола;
—
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) –
множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий.
Узел, готовый послать кадр, прослушивает линию. При отсутствии несущей он
начинает передачу кадра, одновременно контролируя состояние линии. При
обнаружении коллизии передача прекращается и повторная попытка
откладывается на случайное время. Коллизии - нормальное, хотя и не очень
частое явление для CSMA/CD. Их частота связана с количеством и
активностью подключенных узлов. Нормально коллизии могут начинаться в
определенном временном окне кадра, запоздалые коллизии сигнализируют об
аппаратных неполадках в кабеле или узлах. Метод эффективнее, чем
CSMA/CA, но требует более сложных и дорогих схем цепей доступа.
Общий недостаток вероятностных методов доступа – неопределенное
время прохождения кадра, резко возрастающее при увеличении нагрузки на
сеть, что ограничивает его применение в системах реального времени.
При детерминированном (deterministic) методе узлы получают доступ к
среде в предопределенном порядке. Последовательность доступа определяется
«контроллером» сети, который может быть централизованным (его функции
может выполнять, например, сервер) или распределенным (функции
выполняются оборудованием всех узлов).
Основные типы доступа: с передачей маркера (token passing),
применяемый в сетях ARCnet, Token Ring, FDDI, Fast-Ethernet и другие;
поллинг (polling) – с опросом готовности, применяемый в больших машинах
(mainframes) и технологии 100VG – AnyLAN. Основное преимущество
детерминированного метода – ограниченное время прохождения кадра, мало
зависящее от нагрузки.
Архитектура беспроводных сетей
На сегодняшний день используется два варианта беспроводной
архитектуры сети: независимая конфигурация (Ad-Hoc) и инфраструктурная
конфигурация. Отличия между ними незначительные, однако, они кардинально
влияют на такие показатели, как количество подключаемых пользователей,
радиус сети, помехоустойчивость и т. д. Какая бы конфигурация сети ни была
избрана, стандарты определяют один тип протокола доступа к носителю и
разные спецификации для физических каналов.
Независимая конфигурация (Ad-Hoc)
Режим независимой конфигурации (IBSS – Independent Basic Service Set,
независимый базовый набор служб), который часто называют «точка-точка», самый простой в применении. Соответственно, самым простым является
построение настройка сети с использованием независимой конфигурации.
Чтобы объединить компьютеры в беспроводную сеть, достаточно оборудовать
каждый компьютер адаптером беспроводной связи. Как правило, такими
адаптерами изначально комплектуются переносные компьютеры, что сводит
построение сети к настройке соответствующих ресурсов и ограничений.
Хотя режим независимой конфигурации прост в построении, он обладает
некоторыми недостатками, главными из которых являются малый радиус
действия сети и низкая устойчивость к помехам, что накладывает определенные
ограничения на месторасположение компьютеров сети. Кроме того,
подключиться к внешней сети или к Интернету в таком случае очень непросто.
Рис. 3.
Инфраструктурная конфигурация
Инфраструктурная конфигурация, или, как ее еще часто называют,
«режим клиент/сервер», – более перспективный и быстроразвивающийся
вариант беспроводной сети.
Инфраструктурная конфигурация имеет много преимуществ, среди
которых возможность подключения достаточно большого количества
пользователей, хорошая помехоустойчивость, высокий уровень контроля
подключений и многое другое. Кроме того, имеется возможность
использования комбинированной топологии и проводных сегментов сети.
Помимо того, что на компьютерах должны быть установлены адаптеры
беспроводной связи, для организации беспроводной сети с использованием
инфраструктурной конфигурации необходимо иметь как минимум одну точку
доступа (AccessPoint)
В этом случае конфигурация называется базовым набором служб (BSS –
Basic Service Set). Точка доступа может работать автономно или в составе
проводной сети и может выполнять функцию моста между проводным и
беспроводным сегментами сети. При такой конфигурации сети компьютеры
«общаются» только с точкой доступа, которая управляет передачей данных
между компьютерами
Рис. 4.
2. ПЛВС
2.1. Кабели и их характеристики.
Аксессуары, инструменты, монтажное оборудование
Коаксиальный кабель (англ. coaxial cable) – это соединительный кабель,
состоящий из двух изоляционных слоев и двух проводников. Центральный
провод окружен первым слоем изоляции. Внешний проводник расположен
вокруг первого слоя изоляции и покрыт, в свою очередь, вторым слоем изоляции.
В идеальном случае электрическое и магнитное поля, образующиеся при
прохождении сигнала, целиком остаются внутри кабеля, так что коаксиальный
кабель не создает электромагнитных помех. Также он малочувствителен ко
внешним помехам.
Главный недостаток коаксиального кабеля – ограниченная пропускная
способность: в ЛВС «потолок» скорости 10 Мбит/с достигнут в технологии
Ethernet 10 Base2 и 10 Base5. В разных приложениях используется
коаксиальный
кабель
с
различными
значениями
волнового
сопротивления: 50 Ом – в Ethernet, 75 Ом – в передаче радио- и
телевизионных сигналов, 93 Ом – в ЛВС ARCnet.
В современных стандартах на кабели для телекоммуникаций коаксиальные
кабели уже не рассматриваются и тем более не рекомендуются для применения
при установке новых сетей.
Для соединения коаксиального кабеля применяют коаксиальные
коннекторы. Их импеданс должен совпадать с импедансом кабеля, иначе в
местах соединения возникнут отраженные сигналы, нарушающие нормальную
работу аппаратуры. Чтобы не возникало отражений на концах, каждый
кабельный
сегмент
должен
оканчиваться
терминатором-резистором,
сопротивление которого совпадает с импедансом кабеля. Терминатор может
быть внешним – подключаться к коннектору на конце кабеля, или внутренним
– находиться внутри устройства, подключаемого этим кабелем. Для каждого
приложения коаксиального кабеля характерен свой набор аксессуаров и правил
подключения (топологических ограничений). Коаксиальные кабели применяются
в технологиях Ethernet 10 Base5 («толстый» кабель, классический Ethernet) и 10
Base2 («тонкий» кабель, CheaperNet) со скоростью передачи 10 Мбит/с. Ethernet
при этом допускает только шинную топологию, Т-образные ответвления для
подключения абонентов недопустимы. Кабельный сегмент (цепочка
электрически соединенных отрезков) должен иметь на концах внешние
терминаторы в 50 Ом (2 шт.).
Неправильно терминированный сегмент (терминаторы отсутствуют или
их сопротивление не 50 Ом) неработоспособен. К отказу всего сегмента
приводят обрыв или короткое замыкание в любой его части (не смогут связаться
абоненты, расположенные даже с одной стороны обрыва). Каждый сегмент
должен заземляться в одной точке. Кабели оконцовываются коаксиальными
вилками, для сращивания отрезков кабеля применяют I-коннекторы (N и BNC,
в зависимости от типа кабеля).
Для «толстого» кабеля RG-8 (thick Ethernet) предназначены разъемы и
терминаторы типа «N» (N-series connector) с винтовой фиксацией соединения.
«Толстый» кабель разрабатывался для подключения методом прокалывания
изоляции. Для этого существуют специальные коннекторы-«вампиры»,
называемые «Tap-адаптерами», где кабель укладывается в канал корпуса
адаптера, сверху надвигается крышка, и с помощью винта прижимной блок
фиксирует кабель. При этом иголки прокалывают изоляцию и врезаются в
экранную оплетку, обеспечивая надежный контакт. Далее специальным
инструментом – сверлом в оправке – через отверстие в нижней части корпуса
проходят внешнюю изоляцию, экран и внутреннюю изоляцию. Затем в это
отверстие вводят центральный контакт, ввинчивая его в корпус адаптера. При
этом оголенное острие врезается в центральную жилу.
Снизу Tap-адаптер соединяется с трансивером – активным блоком,
содержащим приемо-передающие цепи (рис. 5). Трансивер имеет разъем DB15P (вилка) для подключения к абонентской аппаратуре (AUI-порту) через
трансиверный кабель-спуск (он же transceiver cable, drop cable, AUI cable)
длиной до 50 м (чаще 5-15 м).
Для «тонкого» кабеля RG-58 (10 Base2, thin Ethernet) предназначены
байонетные разъемы BNC, фиксация в которых осуществляется с помощью
выступов на неподвижном гнезде и прорезей на поворотной части вилки.
Минимальная длина отрезка тонкого кабеля - 0,5 м, максимальная длина
кабельного сегмента - 185 м, допустимое число точек подключения - до 30.
Рис. 5. Аксессуары Thick Ethernet
Для подключения активного оборудования к кабельной шине применяют Тконнекторы, при необходимости можно воспользоваться и адаптером с
внешним трансивером. Кроме традиционных Т-коннекторов существуют
тройники различной формы – Y-образные, h-образные (такая форма позволяет
экономить место на панелях устройств с BNC-разъемами).
При использовании «тонкого» кабеля стационарная проводка требует
установки пары коаксиальных розеток для каждого рабочего места (рис. 6). К
каждому абоненту сети должно подходить два отрезка кабеля, что неудобно. Если
абонент отключается от кабеля, то розетки соединяются шнуром с BNCконнекторами, длина которого формально должна быть не менее 0,5 м
(практически, он может быть и короче, но в длинном сегменте с большим
числом абонентов возможны проблемы со связью).
Рис. 6. «Тонкий» Ethernet со стационарной проводкой
«Толстый» Ethernet применялся для прокладки базовых сегментов
(backbone). Прокалывание является классическим и гибким способом
подключения, поскольку может выполняться в любое время (и при работающей
сети) в любом разрешенном месте кабеля (по риске), а при ненадобности
трансивер может быть просто снят. Основные преимущества этого - большая
длина сегмента, хорошая помехозащищенность кабеля и высокое напряжение
изоляции трансивера. В настоящее время он практически не используется ввиду
высокой цены и небольшой пропускной способности. «Тонкий» Ethernet
широко применяется для подключения станций и прокладки базовой сети между
хабами, это самый дешевый (по установке, но не эксплуатации) вариант сети на
10 Мбит/с.
«Витая пара» (англ. twisted pair) состоит из пар проводов, закрученных
вокруг друг друга и одновременно закрученных вокруг других пар, в пределах
одной оболочки. Каждая пара состоит из провода, именуемого «Ring» и
провода «Tip». (названия произошли из телефонии). Данная пара в оболочке
имеет свой
номер;
таким
образом,
каждый
провод
можно
идентифицировать как Ring I, Tip I, Ring 2, Tip 2, ... . Дополнительно к
нумерации проводов каждая пара имеет свою уникальную цветовую схему.
Маркировки кабеля витой пары:
— UTP (Unshielded Twisted Pair) - неэкранированная «витая пара». Кабель
заключен в общий экран, но пары не имеют индивидуальных экранов. Сюда же
относится FTP (Foiled Twisted Pair) - кабель, в котором витые пары заключены в
общий экран из фольги;
— STP (Shielded Twisted Pair) - экранированная «витая пара».
Согласно стандартам, провод делится на несколько категорий по своей
пропускной способности:
•
первая – используется для телефонных коммуникаций и не
подходит для передачи данных. Кабелю не предъявляется никаких требований;
•
вторая – используется для передачи данных со скорость до 1 Мбит/с
включительно. Применяется в цифровых телефонных линиях;
•
третья – передача данных на скорости до 10 Мбит/с;
•
четвертая – для сетей Token Ring, скорость 16 Мбит/с;
•
пятая – передача данных на скорости 100 Мбит/с.
Соединительная аппаратура обеспечивает возможность подключения к
кабелям, т.е. предоставляет кабельные интерфейсы. Для витой пары имеется
широкий ассортимент коннекторов, предназначенных как для неразъемного,
так и разъемного соединения проводов, кабелей и шнуров. Из неразъемных
коннекторов распространены соединители типов S110, S66 и Krone,
являющиеся промышленными стандартами. Среди разъемных наиболее
популярны стандартизованные модульные соединители RJ-11, RJ-45. Для
оконцовки изоляция с проводов не снимается – она смещается во время заделки
самими ножами контактов коннектора. Процедура заделки (оконцовки) проводов
в коннекторы типов S110, S66, Krone и подобных с помощью специальных
ударных инструментов называется также и забивкой (punch down), а блоки с
этими коннекторами называются PDS (Punch Down System).
Для примера рассмотрим коннекторы типа S110, или просто «ПО», в
полном варианте предназначенные для соединения в одну цепь двух проводов.
Представление о конструкции коннектора дает рис. 7. Провода А (обычно это
провода стационарных кабелей) укладываются в основание (wiring block) пластмассовую линейку с прорезями. После укладки всех проводов и забивки их
ударным инструментом (с отсечением лишних кончиков) надевается блок
коннекторов (connection block). Он содержит несколько пар ножевых контактов,
которые при установке врезаются в изоляцию уложенных проводов А,
обеспечивая надежный контакт. Таким образом, мы имеем сверху ряд свободных
прорезей коннекторов для проводов В, а оконцованные провода А остаются
снизу и практически недоступны для перемонтажа.
В
Рис. 7. Конструкция коннектора S110:
А 1 - основание, В 2 - блок
Модульные соединители Modular Jack (гнезда, розетки) и Modular Plug
(вилки) являются наиболее употребляемыми разъемами для 1-, 2-, 3-, 4-парных
кабелей категорий 3-6. В кабельных системах применяются 8- и 6-позиционные
соединители, больше известные под названиями RJ-45 и RJ-11 соответственно.
Представление о конструкции гнезд и вилок распространенных видов
соединителей дают рис. 8, 9.
Рис. 8. Модульная вилка RJ-45
Рис. 9. Геометрия модульных розеток:
а - 6-позиционные, б - 8-позиционные, в - модифицированные, г - с ключом
Назначение контактов модульных разъемов, применяемых в
телекоммуникациях, стандартизовано, некоторые варианты этого приведены на
рис. 10.
Рис. 10. Раскладка проводов для модульных соединителей
Разветвители и адаптеры – это пассивные устройства, устанавливаемые
между розетками стационарной кабельной системы и интерфейсами
оборудования. В их функции входит «преобразование» типа разъема, а иногда и
типа соединяемых кабелей. Конструктивное исполнение (рис. 11) может быть
жестким или мягким, мягкое исполнение удобнее (нет конструкций, излишне
выступающих из розеток).
Адаптеры и разветвители для модульных розеток служат для специфичных
подключений к кабельной проводке. Обычно они имеют 8-позиционную вилку и
одно или два 6- или 8-позиционных гнезда.
Для установки кабельной проводки на витой паре требуется инструмент
для заделки проводов в IDC-разъемы модульных розеток, кроссовых и
коммутационных панелей, а также обжимной инструмент для установки
модульных вилок.
Рис. 11. Внешний вид разветвителя (а), адаптера (б)
Для заделки проводов в IDC-разъемы типа S110 и им подобных, а также
типа S66 применяются специальные инструменты, называемые набивными, или
забивными. Самым удобным (и дорогим) является ударный инструмент (impact
tool), изображенный на рис. 12а. У этого инструмента пружинный механизм
преобразует плавное нажатие на рукоятку в резкий удар, завершающий забивку
провода. Провода укладываются в прорези основания (wiring block) или самих
блоков коннекторов типа S110. Инструмент устанавливается на провод
(рис. 12б), и на рукоятку нажимают до характерного удара. Сила удара и
опускания регулируется вращением барабанов. Двусторонний сменный клинок
(blade) можно вставлять двояко – для забивки с отсечением кончика провода и
без отсечения.
Рис. 12. Ударный инструмент:
а - инструмент с клинками для S110 и S66, б - забивка в S110 с отсечением.
Другой вариант ударного инструмента - групповой - изображен ниже.
Рис. 13. Групповой ударный инструмент
Для забивки проводов есть и недорогие инструменты без ударного
механизма - это просто клинок с рукояткой (рис. 14).
Рис. 14. Безударный инструмент
Для подготовки кабеля – снятия внешнего чулка, а также расплетения
проводов – можно пользоваться специальными стриперами-препараторами.
Для обжима модульных вилок используется обжимной инструменткримпер (crimp tool). Универсальный инструмент имеет сменные губки для
разных типов вилок. Обычно достаточно иметь два комплекта губок: для 8позиционных (обозначаются RJ-45) и для 6-позиционных (RJ-11). Обжимной
инструмент снабжается еще и стриперами для подрезания чулка кабеля и
ножами-кусачками для подравнивания проводов.
Волоконно-оптический кабель. В основе оптической передачи лежит
эффект полного внутреннего отражения луча, падающего на границу двух сред с
различными показателями преломления. Световод представляет собой тонкий
двухслойный стеклянный стержень, у которого показатель преломления
внутреннего слоя больше, чем наружного. Внутренняя часть световода
называется сердцевиной (core), внешняя - оптической оболочкой волокна, или
просто оболочкой. У волоконно-оптического кабеля, по сравнению с
коаксиальным и витой парой, меньше затухание сигнала и шире полоса
пропускания.
Различают два вида оптоволокна:
—
одномодовое (англ. single mode) - более качественное и более
дорогое, в качестве источника сигнала используется лазер;
—
многомодовое (англ. multi mode) - качество хуже, но относительно
дешевое, в качестве источника сигнала используется светодиод.
Рис. 15.
Оптические соединители предназначены для постоянного или временного,
разъемного или неразъемного соединения волокон. Основные параметры
соединителя – вносимые потери и уровень обратного отражения. Источники
потерь были рассмотрены выше – это геометрические погрешности
изготовления и позиционирования волокон, несовпадение апертур, дефекты
стыкуемых торцевых поверхностей, френелевское отражение на границах. Для
минимизации потерь необходимо точное взаимное позиционирование
соединяемых волокон, что особенно сложно достичь для одномодовых волокон
(диаметр сердцевины < 10 мкм). Важной характеристикой соединителей
является диапазон рабочих температур – тепловое расширение компонентов
соединителя влияет на точность позиционирования со всеми вытекающими
последствиями. Качество соединений сильно связано с их стоимостью или
стоимостью необходимого оборудования, поэтому идеального соединителя на
все случаи нет. На длинных линиях, где критично затухание, применяют более
дорогие соединители или сварку. В локальных сетях, где требования к
затуханию, как правило, ниже, но соединителей больше, на их стоимости
стараются сэкономить.
Неразъемные соединения – сварка и сплайсы
Самое лучшее постоянное неразъемное соединение волокон обеспечивает
сварка – вносимые потери < 0,05 дБ (типовое значение 0,01 дБ для ММ и
0,02 дБ для SM), обратные отражения < -60 дБ. Перед сваркой волокна
освобождают от защитного буфера и специальным инструментом скалывают
кончики. Качественно выполненная операция обеспечивает довольно гладкую
поверхность скола, перпендикулярную к оси волокна. Подготовленные концы
закрепляют в сварочном аппарате, который осуществляет точное
позиционирование волокон по трем координатам. Позиционирование
выполняется автоматически или вручную, под наблюдением через микроскоп.
После точного совмещения стык сваривается электрической дугой. Место сварки
из-за внутренних напряжений становится довольно хрупким. От излома его
защищают специальной термоусадочной трубочкой, которую надевают на один
из концов до сварки, а потом надвигают на стык и нагревают. Главный
недостаток сварки – необходимость использования дорогого оборудования и
источника электроэнергии на месте работы. Сварка в основном применяется при
прокладке длинных линий, где большое количество стыков ставит жесткие
ограничения на вносимое затухание и надежность соединения.
Для неразъемного (постоянного или временного) соединения волокон без
использования сварки применяют механические соединители-сплайсы (splice).
Сплайсы фиксируют волокна в требуемом положении и обычно допускают
многоразовое использование. Конструкции сплайсов разнообразны.
Разъемные соединения
Для разъемного соединения двух волокон на их концы устанавливают
коннекторы (connector, plug), они же вилки, которые вставляют в
соединительные розетки (receptacle), изображенные на рис. 16.
Рис. 16. Разъемное соединение:
1 - корпус коннектора, 2 - наконечник, 3 - корпус розетки, 4 - вставка
Коннектор имеет два функциональных элемента – корпус и наконечник.
Наконечник (ferrule), закрепляемый на волокне, обеспечивает его центровку в
розетке. От материала, из которого изготовлен наконечник, зависит качество
коннектора – уровень вносимых потерь. Лучшим материалом считается
керамика: допуски при ее обработке минимальны; затем идет нержавеющая
сталь, самые дешевые коннекторы имеют пластмассовый наконечник. Волокно
закрепляется в наконечнике либо эпоксидным клеем (традиционный способ),
либо с помощью обжима соответствующей детали коннектора. Выступающий
кончикволокна скалывают и полируют. Полировка необходима для того, чтобы
стыкуемые волокна в наконечниках могли как можно ближе придвигаться друг
к другу, а шероховатости поверхностей не вносили бы дополнительных потерь.
Наконечник закрепляется в корпусе коннектора либо неподвижно, либо
относительно свободно. Корпус обеспечивает закрепление кабеля и фиксацию
коннектора в розетке. «Плавающее» закрепление наконечника защищает сам
оптический стык от механических воздействий на корпус коннектора и кабель.
Розетка состоит из корпуса и центрирующей вставки. Корпус розетки
обеспечивает ее крепление на панели и фиксацию коннекторов. Вставка
обеспечивает точное взаимное позиционирование наконечников коннекторов.
Она может закрепляться жестко или «плавающе». Материал вставки - керамика
или бронза - влияет на качество соединителя, им определяется точность
позиционирования наконечников.
Коннекторы разных типов различаются по сложности и трудоемкости их
установки, что критично для оконцовки в «полевых» условиях. Они сильно
различаются и по цене. При их сравнении следует учитывать не только
стоимость самого коннектора, но также инструментов и приспособлений, риск
испортить коннектор, трудоемкость установки и возможность ее выполнения
в конкретных условиях.
В отличие от электрических разъемов, из которых в сетях применяется в
основном один тип RJ-45, оптических коннекторов существует множество, что
не способствует удешевлению оптических технологий. Разъемы различаются
размерами, формой, способом фиксации коннектора, количеством соединяемых
волокон, простотой установки и требуемым для этого инструментом. При
кажущейся простоте этих изделий они имеют высокую цену, обусловленную
необходимостью применения прецизионной механической обработки деталей из
специальных материалов для получения стабильных и повторяемых
характеристик при работе в заданном диапазоне температур с гарантированным
числом циклов соединений. Вот некоторые виды оптических коннекторов:
ST, SC, FC, FDD1, MT-RJ, OptiSPEED LC, OPTI-JACK, SCDC и SCQC, VF-45.
Для работы с оптоволоконным кабелем требуется обширный и дорогой
инструментарий.
Для разделки кабеля применяют:
—
нож для разрезания оболочек;
—
ножницы специальные для резки упрочняющих кевларовых нитей
кабеля (обычные ножницы их не режут);
—
тросокусы, кусачки и ножовки для перерезания силовых тросов и
снятия брони кабеля;
—
стриперы для снятия наружных оболочек;
—
стриперы для снятия 250-мкм покрытия и 900-мкм буфера со
стандартного 125-мкм волокна;
—
скалыватель для волокна в первичном (250 мкм) и буферном (900
мкм) покрытии (обеспечивает угол скола 0,5-1° для сварных соединений и
сплайсов).
Набор инструментов и материалов для оконцовки зависит от типа
устанавливаемого коннектора. Проще всего устанавливается коннектор MT-RJ,
для которого кроме стриперов нужен только скалыватель волокна. Для
установки традиционных коннекторов, в которых требуется фиксация волокна в
наконечнике и полировка торца, необходимы следующие инструменты:
—
стриперы для наружной (3 мм) оболочки и буферных покрытий
(250 и 900 мкм);
—
кримпер для кольца, обжимающего внешний (3 мм) буфер (чулок);
—
средства фиксации волокна в наконечнике – комплект для
эпоксидной (или иной) вклейки либо специальный кримпер для бесклеевых
коннекторов LightCrimp;
—
ручка-скалыватель (scribe tool) – резец из корунда или сапфира в
держателе для скалывания волокна, выходящего из наконечника коннектора.
Резцом на поверхность волокна наносится риска (по дуге с углом охвата в 3-5°),
после чего тянут за кончик волокна и оно отламывается с ровным сколом;
—
механический скалыватель (cleave tool) – более удобный (дорогой)
инструмент для скалывания кончиков. В него вводят наконечник с торчащим
волокном и просто нажимают кнопку. Качество скола не зависит от исполнителя;
—
средства для ручной полировки торца или полировальная машинка;
—
специальный микроскоп с подсветкой для контроля качества
полировки.
Для работы с оптическими коннекторами применяют чистящие средства:
—
изопропиловый спирт для промывки коннекторов;
—
безворсовые чистящие салфетки;
—
спиртовые салфетки (пропитаны изопропиловым спиртом);
—
баллончики со сжатым воздухом для продувки коннекторов от пыли.
Для эпоксидной вклейки требуются:
—
компаунд - эпоксидный клей и отвердитель - емкость и деревянная
лопаточка для смешивания;
—
шприц с иглой (ероху applicator) для ввода компаунда (используется
однократно);
—
печка для ускорения сушки.
Для сварки волокон применяют сварочные аппараты с различной степенью
автоматизации процесса, существенно различающиеся по возможностям,
производительности и цене. Основные характеристики аппаратов:
—
типы свариваемых волокон. Самые дорогие позволяют сваривать и
активные волокна, легированные эрбием;
—
типичные потери на соединении: от 0,12 до 0,02 дБ для SM, от 0,05
до 0,01 дБ для ММ-волокон;
—
способ юстировки волокон: ручной (под наблюдением через
встроенный микроскоп) или автоматический;
—
количество программ. Для различных типов волокон требуются
разные программы режима сварки, которых может быть от одной до
нескольких десятков. Аппараты могут иметь настраиваемые программы,
позволяющие выполнять оптимизацию режима под конкретное волокно на
пробных стыках;
—
наличие встроенной печи для прогрева термоусадочных трубок;
—
индикация параметров, возможность подключения компьютера или
наличие собственного дисплея и пульта управления. Простейшие аппараты
имеют лишь оптический микроскоп, у сложных аппаратов на дисплей кроме
параметров настройки может выводиться сильно увеличенное изображение
стыка. Язык в меню на мониторе – английский, русский;
—
питание сетевое и аккумуляторное, количество сварок на
автономном питании (с термоусадкой и без нее);
—
габариты и вес. Определяют возможность применения аппарата в
«полевых» условиях.
В итоге, за высокие параметры оптоволокна приходится платить довольно
высокую Цену, поскольку дорого все – и активное оборудование, и разъемы, и
инструмент, и работы по оконцовке кабеля. Сам кабель по цене вполне
сопоставим с медным. В отличие от оконцовкй медного кабеля, где подготовка
разъема может занимать меньше минуты, установка и полировка оптического
коннектора занимает гораздо больше времени и нуждается в высокой
квалификации инсталлятора. Для оконцовкй требуется большое количество
специальных инструментов и расходных материалов. Соединители новых
поколений, не нуждающиеся в полировке, имеют более: Высокую цену. Для
сварки оптоволокна необходимо дорогостоящее оборудование. Работа с
оптоволокном требует соблюдения особых правил техники безопасности. При
прокладке оптоволоконного кабеля необходима осторожность: превышение
растягивающего усилия, особенно в сочетании с изгибом, может привести к
обрыву волокна. Монтаж и оконцовка медного кабеля гораздо проще и дешевле.
2.2. Основные сетевые технологии ПЛВС
Технология Ethernet
Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов предложила
компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились
компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 году
была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet
институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3.
Физическая топология - звезда, шина.
Логическая топология - шина.
Метод доступа - CSMA/CD.
Ограничение длины сети определяется временем прохождения сигнала
между самыми удаленными точками сети, которое должно быть меньше времени
передачи в сеть наиболее короткого пакета, в противном случае будет иметь
место необнаруженная коллизия.
Сетевые стандарты для рассматриваемой технологии представлены в
табл. 1-3.
Таблица 1
Сетевые стандарты Ethernet 10 Мбит/с.
Характеристика
10Base-5
10 Base-2
10 Base-T
1
2
Толстый
коаксиальный
кабель RG-8/11
(желтый
Ethernet)
Шина
3
4
30
1024
Тип кабеля
Топология
Максимальное
число узлов
сегменте
Максимальное
количество
сегментов
на
100
10 Base-F
5
Одномодовый
Тонкий
и многомодокоаксиальный UTP3,
UTP4,
вый
кабель RG-58/U UTP5
оптический
или RG-58A/U
кабель
Шина
Звезда
Звезда
5 (4 репитера, 5 (4 репитера, 5
2 сегмента без 2 сегмента без (последоузлов)
узлов)
вательно)
1024
—
Продолжение табл. 1
1
Максимальная длина
сегмента, м
2
500
3
185
4
100
5
Для
одномодового - 5
км, для
многомодового - 1
км
Максимальная длина
сети, м
2500
(300 узлов)
925
500
Минимальное
расстояние
между
точками включения,
2,5
0,5
—
—
Максимальная длина
трансиверного
кабеля, м
Способ
подсоединения узла
Количество
используемых
пар
кабелей
50
—
__
—
—
BNC
Т-коннектор
—
RJ-45
ST-коннектор
2
1
Технология Fast Ethernet
Отметим главные особенности эволюционного развития от сетей Ethernet
к сетям Fast Ethernet, от стандарта IEEE 802.3 к стандарту IEEE 802.3u:
десятикратное
увеличение
пропускной
способности
сегментов сети;
сохранение метода случайного доступа CSMA/CD, принятого
в Ethernet;
сохранение формата кадра, принятого в стандарте IEEE 802.3;
поддержка традиционных сред передачи данных – витой пары
и волоконно-оптического кабеля.
Указанные свойства, а также, являющаяся следствием, не менее важная
функция поддержки двух скоростей и автоопределения 10/100 Мбит/с,
встраиваемая в сетевые карты и коммутаторы Fast Ethernet, позволяют
осуществлять плавный переход от сетей Ethernet к более скоростным сетям Fast
Ethernet, обеспечивая выгодную преемственность по сравнению с другими
технологиями. Еще один дополнительный фактор успешного завоевания
рынка – низкая стоимость оборудования Fast Ethernet.
Таблица 2
Сетевые стандарты Fast Ethernet 100 Мбит/с
Характеристика
100Base-TX
100 Base-FX
100 Base-T4
1
2
3
4
Тип кабеля
UTP5, STP тип 1 Одномодовый оптический кабель
UTP3, UTP4,
UTP5
Звезда
1024
Топология
Максимальное число
узлов на сегменте
Звезда
1024
Звезда
1024
Максимальное
количество
сегментов
Максимальная длина
кабеля
между
концентраторами, м
Максимальная длина
сегмента, м
3
(последовательно)
5
—
100
100
Максимальная длина
сети, м
Способ
подсоединения узла
205
Коммутатор-коммутатор,
full duplex - 2 км; коммутаторкоммутатор,
halfduplex-412M; коммутатор-узел,
full duplex - 2 км; коммутатор-узел,
half duplex-412 м
_
RJ-45
—
RJ-45
2
—
4
(3 - обмен
данными,
1 - определение
коллизий)
Количество
используемых
кабелей
пар
—
3
(последовательно)
5
205
Технология Gigabit Ethernet
Технология Gigabit Ethernet уже доказала свою исключительную
производительность, надежность и гибкость. Теперь она может быть
интегрирована на всех участках вашей сетевой инфраструктуры на базе кабеля
категории 5 – дорогостоящая повторная прокладка кабелей не понадобится.
Технология Gigabit Ethernet полностью совместима с сетями 10/100 Мбит/с и
обеспечивает простоту модернизации Результат: меньше «узких мест», выше
продуктивность работы пользователей и эффективнее работа систем
электронного бизнеса.
Основными преимуществами гигабитных сетей являются:
Производительность – быстрый и эффективный обмен
информацией в условиях быстрорастущих запросов на скорость обмена
информацией.
Простота модернизации – гигабитная сеть строится на базе кабеля
категории 5 – дорогостоящая повторная прокладка кабелей не понадобится.
Технология Gigabit Ethernet полностью совместима с сетями 10/100 Мбит/с.
Таблица 3
Сетевые стандарты Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с
Характеристика
1000Base-SX
1000Base-LX
1000 Base- 1000 BaseCX
T
Тип трансивера
На длинноволновом
лазере
На коротковолновом
лазере
—
—
Тип кабеля
Одномодовый и
многомодовый
оптический кабель
Многомодовый
оптический кабель
STP
UTP5
Топология
Звезда
Звезда
Звезда
Звезда
2
2
2
2
25 м
100 м
Максимальное
число узлов
сегменте
Максимальная
длина сегмента
на
Для одномодового -3 Для многомодового:
км; для
диаметром 62,5 мкм многомодового -550 300 м; диаметром 50
м
мкм -550 м
Сетевые адаптеры
Сетевые адаптеры, или интерфейсные карты (NIC - Network Interface
Card), предназначены для выполнения функций 1-го и 2-го уровней в
компьютерах, подключенных к локальной сети. Адаптеры имеют передающую и
принимающую части. Задача передающей части: при получении со стороны
центрального процессора (ЦП) блока данных и адреса назначения для передачи
иметь доступ к среде передачи, сформировать и передать кадр (добавить
преамбулу, свой адрес в поле адреса источника, CRC-код), делая повторные
попытки в случае обнаружения коллизий. Адаптер должен сообщить процессору
об успехе или невозможности передачи. Приемная часть, просматривая
заголовки всех кадров, проходящих в линии, «выуживает» из этого потока
кадры, адресованные данному узлу уникальным, широковещательным или
групповым способом. Эти кадры полностью принимаются в буфер и проверяются
на отсутствие ошибок (длина кадра, корректность CRC). О приеме корректных
кадров уведомляется центральный процессор и организуется передача кадра из
локального буфера адаптера в системную память компьютера.
Сетевые адаптеры выпускаются для шин ISA, EISA, MCA, VLB, PCI, PC
Card. Существуют адаптеры, подключаемые к стандартному LPT-порту PC. Их
преимущества – отсутствие потребностей в системных ресурсах (порты,
прерывания и т. п.) и легкость подключения (без вскрытия компьютеров),
недостаток – при обмене они значительно загружают процессор и не
обеспечивают высокой скорости передачи («потолок» – 10 Мбит/с). Сетевые
адаптеры интегрируются и в некоторые модели системных плат.
Адаптер может иметь один или несколько интерфейсных разъемов:
—
BNC - для сегмента 10 Base2;
—
AUI - для 10 Base5, 10 Base2, 10 Basel, 10 BaseF, FOIRL;
—
RJ-45 MDI - для 10 BaseT, 100 BaseTX и/или 100 BaseT4;
—
SC (пара), иногда ST - для 100 BaseFX, 1000 BaseSX, 1000 BaseLX.
При выборе адаптера следует обращать внимание на следующие
свойства:
— интерфейс и скорость передачи должны соответствовать текущей
конфигурации сети и учитывать перспективы развития. В настоящее время
наиболее популярны карты с разъемом RJ-45 на 10/100 Мбит/с с
автоматическим выбором скорости;
— системная шина и способ обмена данными: для многозадачных
применений желательно использование интеллектуальных адаптеров с прямым
управлением шиной (bus-master), разгружающим процессор. Адаптеры busmaster должны иметь 32-разрядную шину (EISA, MCA, PCI), в противном
случае будут проблемы с пропускной способностью и использованием ОЗУ
свыше 16 Мбайт;
— возможность полного дуплекса в многозадачных системах (на
серверах); это позволяет теоретически удвоить пропускную способность (при
подключении к полнодуплексному коммутатору);
— размер установленной буферной памяти: чем он больше, тем лучше.
Сейчас есть платы с объемом буферной памяти, исчисляемой мегабайтами;
—
наличие драйвера для используемой ОС в комплекте поставки
адаптера или драйвера адаптера в составе используемой ОС;
—
наличие
утилиты
конфигурирования
(для
программно
конфигурируемых адаптеров);
—
цена (соотношение цена/производительность).
Концентраторы: повторители, мосты и коммутаторы
Повторитель (repeater) в сетях Ethernet на коаксиальном кабеле
используется как средство преодоления ограничений длины кабеля и
количества подключенных узлов (по электрическим характеристикам). В
сетях на витой паре и оптоволокне повторитель, который является самым
дешевым вариантом связующего устройства, называется хабом (hub).
В простейшем случае повторитель имеет два порта. В его задачи входят
передача сигнала из одного порта в другие с восстановлением формы и
обработкой коллизий, а также изоляция (partitioning) порта, на котором он
обнаруживает непрерывные ошибки. Каждый порт имеет собственный
трансивер-приемник, передатчик и детектор коллизий. Повторитель
прослушивает сигналы на всех портах. При обнаружении несущей на одном из
портов он синхронизируется по преамбуле и принятую последовательность
сигналов транслирует во все другие порты с номинальной амплитудой
импульсов. При пропадании несущей все порты снова переходят в состояние
ожидания сигнала на каком-либо из портов.
Мост (bridge) является средством передачи кадров между двумя (или
более) сегментами-доменами коллизий. Мост анализирует заголовок кадра: его
интересуют МАС-адреса источника и получателя. Мост прослушивает кадры,
приходящие каждый на свой порт, и составляет списки МАС-адресов узлов,
подключенных к этим портам (по адресам источника). Если приходящий кадр
имеет адрес назначения, принадлежащий тому же сегменту, то этот кадр мостом
фильтруется и никуда не транслируется. Если адрес назначения известен
мосту и относится к другому сегменту, мост транслирует этот кадр в
соответствующий порт. Если положение адресата назначения еще не известно
мосту, кадр передается во все порты (кроме того, откуда он пришел).
Широковещательные и многоадресные кадры также транслируются во все
порты. Трансляция предполагает доступ к сегменту по обычной схеме:
ожидание отсутствия несущей, передача кадра и в случае коллизий повторные
попытки передачи. Для выполнения этих процедур мост должен иметь
буферную память для промежуточного хранения кадров, а также память для
хранения списков МАС-адресов узлов сегментов всех портов.
Коммутатор (switch) в принципе выполняет те же функции, что и мост,
но, кроме того, он используется как средство сегментации – уменьшения
количества узлов в доменах коллизий. В предельном случае –
микросегментации: к каждому порту коммутатора подключается только один
узел. При этом коммутатор должен направить в нужный порт каждый
приходящий кадр, что предъявляет высокие требования к производительности
процессора коммутатора. Если к порту коммутатора подключается один узел
(станция или другой коммутатор), то появляется возможность работы в
полнодуплексном режиме. При этом коллизии как таковые отсутствуют.
Конструктивно коммутаторы могут иметь несколько вариантов
исполнения в зависимости от их назначения и производительности:
— коммутаторы с фиксированным числом портов – самые дешевые
устройства, применяемые для числа портов до 24-30. Часто 1-2 порта имеют
скорость, на порядок большую скорости основной массы портов. Они
предназначаются для подключения приоритетных узлов (серверов) и связи с
другими коммутаторами. Более дорогие модели могут иметь несколько гнезд для
подключения различных интерфейсных модулей, в том числе оптических, с
резервированием линий и т.п. В больших сетях такие коммутаторы
применяются на уровне этажных распределителей, в малых сетях они могут
быть и центральными устройствами.
Модульные коммутаторы могут иметь до сотни портов (в зависимости от
размера шасси, плотности портов модулей и производительности). Эти
коммутаторы применяют в качестве магистральных на уровне кампусных,
домовых распределителей, а иногда и в этажных. Удельная стоимость порта
снижается по мере увеличения числа установленных модулей (накладные
расходы на шасси велики), но все равно остается выше, чем у устройств с
фиксированной конфигурацией. В этом случае производительность также
выше.
Мосты и коммутаторы позволяют разбивать сеть на отдельные сегменты –
домены коллизий. Это означает, что коллизии не распространяются за границы
сегментов.
Роутеры
Маршрутизатор или роутер – сетевое устройство, на основании
информации о топологии сети и определённых правил, принимающее решения
о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между
различными сегментами сети. Работает на более высоком уровне, нежели
коммутатор и сетевой мост.
Принцип работы
Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в
пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому
следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет
описанного маршрута, пакет отбрасывается.
Существуют и другие способы определения маршрута пересылки
пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые
протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках
пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять
трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного
потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа,
шифрование/дешифрование передаваемых данных и т.д.
Таблица маршрутизации
Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой
маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица
состоит из некоторого числа записей – маршрутов, в каждой из которых
содержится адрес сети получателя, адрес следующего узла, которому следует
передавать пакеты и некоторый вес записи – метрика. Метрики записей в
таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным
получателям. В зависимости от модели маршрутизатора и используемых
протоколов маршрутизации, в таблице может содержаться некоторая
дополнительная служебная информация.
Таблица маршрутизации может составляться двумя способами:
- статическая маршрутизация – когда записи в таблице вводятся и
изменяются вручную.
- динамическая маршрутизация – когда записи в таблице обновляются
автоматически при помощи одного или нескольких протоколов маршрутизации
– RIP, OSPF, EIGRP, IS-IS, BGP, и другие. Однако динамическая
маршрутизация оказывает дополнительную нагрузку на устройства, а высокая
нестабильность сети может приводить к ситуациям, когда маршрутизаторы не
успевают синхронизировать свои таблицы, что приводит к противоречивым
сведениям о топологии сети в различных её частях и потере передаваемых
данных.
Применение
Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её
разделению на домены коллизий и широковещательные домены, а также
благодаря фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения
сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам,
например для объединения локальных сетей Ethernet и WAN-соединений,
использующих протоколы xDSL, PPP, ATM, Frame relay и т.д. Нередко
маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в
глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и
межсетевого экрана.
В качестве маршрутизатора может выступать как специализированное
(аппаратное) устройство (характерный представитель Juniper), так и обычный
компьютер, выполняющий функции маршрутизатора. Существует несколько
пакетов программного обеспечения (в основном на основе ядра Linux) с
помощью которого можно превратить ПК в высокопроизводительный и
многофункциональный маршрутизатор, например GNU Zebra.
Роутеры предназначены для всех видов сетей.
Технология Token Ring
Этот стандарт разработан фирмой IBM. В качестве передающей среды
применяется неэкранированная или экранированная «витая пара» (UPT или
SPT) или оптоволокно. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/с.
Физическая топология - звезда, кольцо.
Логическая топология - кольцо.
Метод доступа – маркерное кольцо (Token Ring).
Основные положения этого метода:
—
все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные,
только получив разрешение на передачу (маркер);
—
в любой момент времени только одна станция в сети обладает
таким правом.
При этом эффективность использования среды достигает 70 % от ее
пропускной способности. Для повышения производительности применяют ETR
(Early Token Ring). Следом за только что выданным пакетом, в сеть сразу
передается маркер. Эффективность использования среды - 90.. .95 %.
Вместо того чтобы, соединяясь друг с другом, образовывать кольцо,
рабочие станции Token Ring подключаются радиально к концентратору типа
8228 производства IBM. Концентраторов может быть несколько, в этом случае
они объединяются в кольцо через специальные разъемы.
Таблица 4
Ограничения для сети Token Ring
Характеристика
Максимальное
количество
концентраторов типа 8228 в сети
Максимальное количество рабочих
станций в сети
Максимальная длина
кабеля между двумя узлами, м
Максимальная протяженность сети
Token Ring
12
250
300 (4 Мбит/с);
100(16Мбит/с)
Зависит от конфигурации
Для построения сетей Token Ring требуются сетевые адаптеры и
концентраторы-повторители, могут использоваться также мосты и
коммутаторы. Это оборудование заметно отличается от функциональноаналогичных устройств Ethernet и даже Fast Ethernet высокой ценой, что
является расплатой за высокую надежность, гарантированное качество сервиса
и поддержку приоритетов. Большинство моделей аппаратуры работает на
скоростях 4-16 Мбит/с, как правило, с автоматическим определением.
Современные высокопроизводительные устройства работают и на скорости
100 Мбит/с.
Сетевые адаптеры Token Ring во многом напоминают привычные
адаптеры Ethernet, правда, их ассортимент значительно уже. Карты
выпускаются для различных шин (ISA, EISA, PCI, PC Card). Используемые
системные ресурсы: порты ввода/вывода, прерывания, DMA и буферная
память. По сравнению с адаптерами Ethernet имеют значительно больший
объем буферной памяти, что связано с большим допустимым размером кадра.
Карты могут иметь возможность установки ПЗУ удаленной загрузки (Boot
ROM), пробуждения по сети (WakeUp-on-LAN).
Концентраторы Token Ring являются обязательными устройствами
классической сети Token Ring. Без них кольцо может (теоретически) работать
только при условии постоянного включения и работоспособности (активности)
всех станций.
Кольца организуются с помощью концентраторов-повторителей, которые
могут быть пассивными или активными. Пассивные концентраторы для каждого
отвода имеют только реле, позволяющее коммутировать станцию в кольцо или
обходить ее. Активные концентраторы для каждого порта выполняют
восстановление амплитудных и временных характеристик сигнала. В
современных моделях применяются разъемы RJ-45 (коннекторы IBM
встречаются редко), порты рассчитаны на применение любой витой пары
(импеданс 85-150 Ом). Концентраторы поддерживают любую скорость (4 или
16 Мбит/с), но, естественно, общую для всего кольца.
Мосты и коммутаторы используются для связи колец в больших сетях.
Порты коммутаторов могут работать на разных скоростях. Ряд моделей имеет
транслирующие мосты к другим технологиям (Ethernet, FDDI). Маршрутизация
от источника поддерживается всеми коммутаторами, ряд моделей поддерживает
и прозрачные мосты (SRT) для связи с другими технологиями. Мосты могут
ограничивать размер транслируемого кадра, что отмечается при определении
маршрута кадром-разведчиком. Если на вход коммутатора придет кадр большей
длины, он, скорее всего, будет отброшен: возможность разбивки большого кадра
на мелкие для коммутаторов нетипична – эта функция характерна для
маршрутизаторов.
Технология FDDI
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – это стандарт, или, вернее, набор
сетевых стандартов, обеспечивающих широкополосную передачу данных по
оптико-волоконному кабелю со скоростью 100 Мбит/с на большие расстояния.
Стандарт FDDI был разработан проблемной группой ХЗТ9.5 Американского
института стандартов – American National Standards Institute (ANSI) в середине
80-х годов.
Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые
образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети.
Использование двух колец – это основной способ повышения
отказоустойчивости в сети FDDI, и узлы, которые хотят им воспользоваться,
должны быть подключены к обоим кольцам. В нормальном режиме работы сети
данные проходят через все узлы и все участки кабеля первичного кольца,
поэтому этот режим назван «сквозным», или «транзитным». Вторичное кольцо в
этом режиме не используется.
В случае какого-либо вида отказа, когда часть первичного кольца не может
передавать данные (например, обрыв кабеля или отказ узла), первичное кольцо
объединяется со вторичным, образуя вновь единое кольцо. Этот режим работы
сети называется Wrap, т.е. «свертывание», или «сворачивание» колец. Операция
свертывания производится силами концентраторов и/или сетевых адаптеров
FDDI. Для упрощения этой процедуры данные по первичному кольцу всегда
передаются против часовой стрелки, а по вторичному – по часовой. Поэтому
при образовании общего кольца из двух передатчики станций по-прежнему
остаются подключенными к приемникам соседних станций, что позволяет
правильно передавать и принимать информацию соседними станциями.
В стандартах FDDI отводится много внимания различным процедурам,
которые позволяют определить наличие отказа в сети, а затем произвести
необходимую реконфигурацию. Сеть FDDI может полностью восстанавливать
свою работоспособность в случае единичных отказов ее элементов. При их
множественных отказах сеть распадается на несколько несвязанных сетей.
Физическая топология – двойное кольцо (для дополнительного
повышения надежности работы станции).
Логическая топология – всегда кольцо.
Метод доступа – маркерное кольцо.
Таблица 5
Характеристики технологии FDDI
Характеристика
Скорость передачи
Число станций
FDDI
100 Мбит/с
500
Максимальное расстояние
между узлами
Максимальная
протяженность сети
2 км (MMF) 50 км
(SMF)
100 км
Максимальное число узлов
Среда
500
Оптическое волокно,
Примечание. MMF – многомодовое волокно, SMF – одномодовое волокно.
Если станция присоединена только к первичному кольцу, то такой вариант
называется одиночным присоединением – SingleAttachrnent (SA). Если же
станция присоединена и к первичному, и ко вторичному кольцам, то такой
вариант называется двойным присоединением – Dual Attachment (DA).
В зависимости от того, является ли станция концентратором или конечной
станцией, приняты следующие обозначения в соответствии с типом их
подключения:
—
SAS (Single Attachment Station) – конечная станция с одиночным
подключением;
—
DAS (Dual Attachment Station) – конечная станция с двойным
подключением;
—
SAC (Single Attachment Concentrator) – концентратор с одиночным
подключением;
—
DAC (Dual Attachment Concentrator) – концентратор с двойным
подключением.
Адаптеры FDDI служат для подключения станций к кольцу
(непосредственно или через концентратор). По конструкции они напоминают
сетевые адаптеры иных технологий, но их цена может превышать цену
компьютера. Адаптеры предъявляют высокие требования к производительности
шины и процессора. Для IBM PC-совместимых компьютеров существуют
адаптеры для шин EISA и PCI, а также МСА и даже VLB.
Концентраторы различаются по способу подключения к основному
кольцу (DAC, SAC или без подключения) и числу выходных (М) портов.
Концентраторы FDDI, как правило, имеют модульную конструкцию. Она может
включать фиксированный набор портов или сменные интерфейсные модули для
ММ- или SM-волокна (коннекторы MIC или SC), UTP (RJ-45) или STP (DB-9).
Для подключения PC, не требующих полной пропускной способности
FDDI, чаще применяются концентраторы, со встроенными мостами для
перехода на широкодоступные сетевые архитектуры (Ethernet, Token Ring).
Мосты FDDI (FDDI bridge) служат для связи сегментов (колец FDDI)
между собой или с сегментами сетей с близкими технологиями (Ethernet и
Token Ring). Мосты не объединяют кольца в единое большое, они только
обеспечивают передачу кадров данных между сегментами.
2.3. Где необходимо прокладывать ПЛВС. Кабельная система
Кабельные системы первых сетей, получивших широкое распространение и
поныне активно развивающихся – Ethernet и Token Ring, существенно
различались как по типу кабеля, так и по топологии. В классической сети
Ethernet, имеющей шинную логическую и физическую топологии, использовался
коаксиальный кабель с импедансом 50 Ом. В сети Token Ring логическое
кольцо было реализовано на физической звездообразной топологии и кабеле типа
экранированная «витая пара» (STP) 150 Ом. Некогда популярные сети ARCnet
использовали коаксиальный кабель с иным значением импеданса, нежели
Ethernet, и более гибкую физическую топологию (комбинацию шины и звезды).
Пространственные и топологические ограничения этих сетей существенно
различались, а кабельное хозяйство было жестко привязано к выбранной сетевой
технологии, так что смена технологии требовала дорогостоящей «кабельной
революции». Со временем эти сетевые архитектуры развивались таким образом,
что различия их кабельных систем стали стираться. В технологии Ethernet
логическую шину стали реализовывать на физической звезде с хабом в центре, а
коаксиальный кабель заменили на неэкранированную витую пару (UTP).
Звездообразная физическая топология современных сетевых технологий
(включая FDDI и ATM) предполагает возможность максимального удаления
узла от центрального устройства (длину луча) до 100 м при использовании
медного кабеля. Применение оптической связи позволяет разносить узлы (и
центральные устройства) на расстояния, измеряемые километрами. Физическая
топология и среда передачи (кабель) современных локальных сетей стала
практически независимой от применяемых технологий, что и обусловило
появление концепции структурированных кабельных систем. На ней основан
современный подход к созданию коммуникационной инфраструктуры зданий,
насыщенных компьютерной техникой. Коммуникации должны выполняться
по принципу открытой кабельной системы. Открытость кабельной системы
предполагает ее общеизвестную структуру, разделение на подсистемы и
элементы с известными интерфейсами между ними, стандартизацию ключевых
параметров элементов. Этим обеспечивается совместимость элементов от
различных производителей. Унификация параметров кабельной системы
обеспечивает возможность выбора той или иной сетевой технологии и при
необходимости ее смены без перекладки кабелей. Конкретная сетевая
технология (Ethernet, Token Ring, FDDI, телефония), использующая открытую
кабельную систему, называется приложением (application) кабельной системы.
Структурированные кабельные системы, СКС (SCS - Structured Cabling
System), представляют собой универсальные кабельные проводки для
локальных сетей, проектируемые и устанавливаемые без привязки к их
конкретным приложениям (сетевым технологиям). Поскольку большинство
локальных сетей необходимы в офисных зданиях, населенных персоналом с
компьютерами и телефонами, существующие стандарты на СКС
предполагают, что они будут устанавливаться в зданиях именно такого типа. В
случае развертывания сети на промышленных объектах или в жилых зданиях
основные положения стандартов на СКС не теряют актуальности, но их
применение должно учитывать специфику конкретных условий. К
структурированным кабельным системам относятся три основных стандарта,
действующих в настоящее время:
—
EIA/TIA-568-A Commercial Building Telecommunications Wiring
Standard (американский);
—
ISO/IEC IS 11801 Information Technology. Generic cabling for
customer premises (международный);
—
CENELEC EN 50173 Information technology. Generic cabling systems
(европейский).
Вышеперечисленные стандарты описывают почти одинаковые кабельные
системы, но несколько различаются в терминологии и определениях норм для
родственных параметров.
Стандарт на универсальную кабельную систему для помещений заказчика
ISO/ IEC IS 11801 Information Technology. Generic cabling for customer premises
был принят весной 1995 года. Поскольку он является международным, и Россия
принимает участие в деятельности ISO, будем рассматривать его как основной.
Ниже приводятся некоторые положения данного стандарта, интересные для
проектирования кабельных систем.
Применимость стандарта: он предназначен для кабельной сети проводов
«витая пара» и оптических волокон, охватывающей одно или несколько зданий.
Географическая протяженность до 3 км, площадь помещений до 1 000 000 м,
количество обслуживаемого персонала – от 50 до 50 000 человек. Структура
системы оптимизирована под эти параметры, но стандарт применим и при
выходе за эти границы. Кабельная система поддерживает широкий спектр
сервисов, включая голосовую связь (телефонию), передачу данных, текста,
изображений и видео.
Стандарт описывает структуру универсальной кабельной системы, которая
строится независимо от используемых коммуникационных (сетевых)
приложений. Что представляет собой СКС, можно понять из рис. 17.
Согласно концепции СКС по всей площади здания, на которой
потенциально могут располагаться рабочие места (workarea), устанавливаются
абонентские телекоммуникационные розетки ТО (Telecommunication Outlet). От
каждой абонентской розетки прокладываются кабели к распределительным
панелям, расположенным в телекоммуникационных помещениях 1С
(Telecommunication Closet). Они обычно располагаются на каждом этаже
здания, и распределительные панели, на которых собираются кабели от
абонентских розеток, называются этажными распределителями FD (Floor
Distributor). Кабели от рабочих мест называют горизонтальными, хотя
фактически они могут иметь и вертикальные участки (в некоторых случаях
даже и межэтажные переходы, если распределители устанавливаются не
на всех этажах). Этажные распределители связываются магистральными
линиями с домовым распределителем BD (Building Distributor), эти линии
называют вертикальными. Если сеть связывает несколько близко
расположенных зданий (кампус), то домовые распределители связываются с
распределителем комплекса зданий (кампусным распределителем) CD
(Campus Distributor) магистралью данного комплекса (кампусной магистралью).
Рис. 17. Структурированная кабельная система:
1 - телекоммуникационные розетки, 2 - телекоммуникационные помещения,
3 - горизонтальные кабели, 4 - абонентские шнуры,
5 – вертикальные кабели, 6 – распределители.
Структура универсальной кабельной сети приведена на рис. 18. Здесь в
горизонтальной системе присутствуют и необязательные точки перехода ТР
(Transition Point) – места, где могут соединяться две части горизонтального
кабеля. В этих точках кабели должны быть оконцованы, соединение пар или
волокон выполняется «один в один» относительно постоянно, и их запрещается
использовать для целей администрирования (перекоммутации абонентских
розеток). Активное оборудование в этих точках не размещается. В каждой
горизонтальной линии допускается не более одной точки перехода.
Абонентские кабели (шнуры) рабочей зоны не являются постоянными, они
специфичны для конкретных приложений и стандартом не охватываются.
Рис. 18. Структура универсальной кабельной сети
Структура связей между элементами является иерархической
тездообразной, ее возможный вид приведен на рис. 19. В зависимости от
масштабов она может ограничиваться и одним – двумя нижними уровнями. В
большом здании возможно размещение и всех трех уровней иерархии. Кабели
прокладываются между соседними уровнями иерархии распределителей,
возможна прокладка кабелей и между распределителями одного уровня
(показаны пунктиром). Эти дополнительные линии могут использоваться
некоторыми приложениями для резервирования и/или повышения пропускной
способности магистрали.
Рис. 19. Структура связей
Распределители
размещаются
в
аппаратных
комнатах
или
телекоммуникационных помещениях. Кабели прокладываются в коробах,
лотках, трубах и т. п.
Этажные распределители устанавливают из расчета как минимум одного
на каждые 1000 м офисной площади на каждом этаже здания. При невысокой
населенности этажа допускается обслуживание этажным распределителем
абонентов смежных этажей.
Рекомендованные типы кабелей – «витая пара» 100 Ом (допускается и
120 Ом) и оптоволокно.
Таблица 6
Рекомендованная среда передачи
Подсистема
Тип
Рекомендуемое применение
Горизонтальная
«Витая пара»
Голос и данные
Горизонтальная
Оптоволокно
Данные
Магистраль здания
«Витая пара»
Голос, данные со средней скоростью передачи
Магистраль здания
Оптоволокно
Данные со средней и высокой скоростями
передачи
Кампусная
магистраль
Оптоволокно
Большинство приложений. Позволяет
преодолеть проблемы разности потенциалов
«земли» и помехи
Кампусная
магистраль
«Витая пара»
Телефония, если оптика не требуется
Телекоммуникационные розетки устанавливаются по всей площади, на
которой могут располагаться рабочие места. Во многих странах принят
норматив, по которому пара розеток должна обслуживать зону не более 10 м2.
Розетки могут располагаться на стенах, в полу и других местах, поодиночке
или группами, но каждому рабочему месту выделяется своя пара гнезд (не
менее). Одно из гнезд рабочего места должно соединяться с распределителем
витой парой 100 или 120 Ом, другие могут соединяться витой парой или
оптоволокном. К гнездам с витой парой должны подходить кабели с двумя или
четырьмя парами проводов, которые должны быть подключены к контактам
розетки. Если используются только две пары, это видно из маркировки
розетки. Устройства согласования импеданса или преобразователи типа кабеля
(волновые адаптеры) должны быть внешними по отношению к розетке.
Телекоммуникационные помещения ТС (telecommunication closet) служат
для размещения распределительных панелей и активного оборудования. Кроме
того, в них обеспечиваются непрерывная подача электропитания с
необходимой мощностью, а также требуемые климатические условия
(температура, влажность, защищенность от пыли).
Аппаратные комнаты (equipment room) могут и не содержать
распределительных панелей, здесь устанавливают крупное оборудование –
например, телефонные станции (РВХ), серверы и т.п. В них могут размещаться и
распределители одного и более уровней (например, CD/BD/FD).
Ввод в здание (building entrance facility) представляет собой место
окончания наружных кабелей кампусной магистрали и кабелей связи с
внешними сетями (например, телефонной). Здесь кабели наружного
исполнения переходят в более компактные внутренние распределительные
кабели, отвечающие пожарным нормам прокладки внутри помещения.
2.4. Практические рекомендации по построению ПЛВС
Они основаны на требованиях, предъявляемых стандартом СКС.
Ethernet
Основной технологией на рабочих местах является Ethernet/Fast Ethernet,
магистрали могут строиться разными способами.
В первых реализациях Ethernet разделяемая среда представляла собой
общий коаксиальный кабель, а в случае больших сетей – совокупность
кабельных сегментов (не более 5), соединенных между собой повторителями. В
современной реализации на витой паре к каждому узлу подходит собственный
кабель, а объединяются они в концентраторах, установленных в
коммуникационных центрах. На рис. 20 приведены варианты соединения узлов
с единой разделяемой средой передачи для скорости 10 Мбит/с.
Рис. 20. Варианты соединения узлов разделяемого сегмента 10 Мбит/с.
Напомним основные ограничения:
—
соблюдение максимальной допустимой длины сегментов (500 м –
толстый коаксиальный кабель, 185 м – тонкий, 100 м – «витая пара») и/или
ограничений на время распространения сигнала;
—
правило «3-4-5» для коаксичьного кабеля (5 – максимальное число
сегментов между любыми двумя узлами, 4 – максимальное число
последовательно включенных репитеров, 3 – только три из пяти сегментов
могут содержать подключаемые устройства);
—
соблюдение минимального расстояния 0,5 м для тонкого
коаксиального кабеля или кратности расстояний (2,5-метровые риски) для
толстого коаксиального кабеля.
Звездообразная топология на витой паре дает возможности богатого
выбора активного оборудования и его конфигурации, обеспечивающего
достижение желаемой производительности сети при наличии достаточных
финансовых средств.
Сегментированные сети с применением мостов и коммутаторов
С целью повышения пропускной способности сети (как для каждой
станции, так и для совокупного пропускаемого графика) в первую очередь
применяют сегментацию – уменьшение числа узлов, входящих в домен
коллизий (рис. 21). При этом теоретически возможная полоса 10 Мбит/с
делится между меньшим количеством узлов, и каждому, естественно, достается
большая доля. Уменьшение числа узлов ведет к значительному сокращению
числа коллизий (снижается вероятность повторных коллизий). Сеть удается
отвести от той степени загрузки, когда из-за коллизий ее производительность
уменьшается катастрофически. Сегментация производится с помощью мостов
или коммутаторов, соединяющих сегменты сети. Пределом является
микросегментация, когда каждый узел подключается к отдельному порту
коммутатора. При этом в домене коллизий (каждом микросегменте) остается
всего два узла (станция и порт коммутатора) в случае полудуплексной работы, а
при полном дуплексе коллизии как таковые отсутствуют.
Рис. 21. Сегментация сети: с помощью мостов (вверху), на коммутаторах (внизу)
С точки зрения локализации трафиа, в сегменты следует включать узлы,
образующие так называемые рабочие группы (workgroup). Предполагается, что
в основном эти узлы обмениваются данными между собой, а с внешними (по
отношению к группе) обмениваются реже. Если в сети есть серверы (файлсерверы, серверы приложений, принт-серверы или разделяемые принтеры),
которыми в основном пользуются только члены рабочей группы, эти серверы
логично подключать к разделяемому сегменту группы. Однако для интенсивных
обращений и мощного сервера разделяемый сегмент может стать узким местом.
В этом случае сервер имеет смысл подключить к порту коммутатора (по
возможности в полнодуплексном режиме), а клиентов распределить по
нескольким сегментам, подключенным к тому же коммутатору. Когда сервер
способен «переварить» больше запросов, чем поступает по выделенному каналу
в 10 Мбит/с, его можно подключить к порту в 100 Мбит/с, если таковой
имеется у коммутатора. Варьируя число узлов в разделяемых сегментах (и
число сегментов), а также способ и скорость подключения критичных узлов,
можно добиться максимальной пропускной способности сети с точки зрения
конечных пользователей. При этом в разделяемых сегментах нормальной
загрузкой можно считать уровень 30-40%, при большей и средней загрузке
будет слишком много коллизий.
Специально для таких; применений выпускаются коммутаторы рабочих
групп, у которых порты обычно поддерживают две скорости (10/100 Мбит/с),
что позволяет постепенно повышать скорость отдельных сегментов и
макросегментов. Скорость 10 Мбит/с удобна для подключения хабов –
повторителей, скорость 100 Мбит/с – для выделенных портов.
Token Ring
Повторители, мосты и коммутаторы позволяют строить сети любого
масштаба, постепенно наращивая число узлов, выделяемую им полосу
пропускания, и организуя высоконадежные и высокопроизводительные
магистрали. Повысить пропускную способность сети, в которой полоса
пропускания разделяется между всеми станциями кольца (правда, с учетом
приоритетов), можно с помощью разбиения на мелкие сегменты, связанные
между собой мостами. Как и для технологии Ethernet, современная тенденция –
увеличение числа сегментов с уменьшением их размеров и связь их
многопортовыми мостами-коммутаторами.
Пользовательские станции, как правило, подключаются к кольцу на
скорости 4 или 16 Мбит/с. При этом пропускная способность кольца
(16 Мбит/с) разделяется между всеми узлами в соответствии с их
приоритетами. Пользовательские станции соединяются кабельной системой с
этажными распределителями, в которых устанавливаются концентраторы.
Если распределителей несколько, то между собой они также могут
соединяться, образуя большое распределенное кольцо (рис. 22).
Рис. 22. Распределенное кольцо
Если в сети имеются группы станций, активно общающихся между собой
и реже – со станциями других групп, то сегментировать сеть – организовать для
каждой группы свое кольцо. Между собой эти группы можно связать с
помощью магистрального кольца (backbone ring), соединенного мостами с
кольцами рабочих групп (рис. 23). При этом весь межгрупповой трафик будет
разделять полосу магистрального кольца. К нему имеет смысл подключать и
общедоступные ресурсы (серверы). В локальные кольца собирают примерно 50150 станций, меньшие значения могут обусловливаться удобством прокладки
кабелей.
Рис. 23. Объединение колец магистральным кольцом
Если магистральное кольцо становится узким местом, локальные кольца
можно соединить коммутатором. Общие серверы целесообразно подключать к
выделенным портам коммутатора и использовать полнодуплексную связь
(рис. 24). При этом пропускная способность такой компактной магистрали
(collapsed backbone) будет определяться производительностью коммутатора.
Рис. 24. Объединение колец и узлов магистральным коммутатором
FDDI
Технология FDDI относительно легко интегрируется с Ethernet и Token
Ring, благодаря чему ее широко используют в качестве высокоскоростной
магистрали для этих технологий. Цена оборудования высокая, что не позволяет
применять данную технологию для рядовых рабочих мест. Хотя FDDI
считается технологией локальных сетей, в основном она применяется для
высокоскоростных магистралей кампусных и городских сетей. FDDI
используется и для объединения больших и мини-компьютеров, мощных
рабочих станций, подключения периферии с интенсивным обменом.
Кольцевая магистраль обычно основана на технологии FDDI:
магистральные коммутаторы имеют порты FDDI (DAS для двойного кольца) и
Ethernet для подключения абонентов (рис. 25). Серверы могут включаться и
непосредственно в магистраль FDDI.
Рис. 25. Кольцевая магистраль на базе коммутаторов FDDI/Ethernet
3. БЛВС
3.1.Технология Radio Ethernet
Рассмотрим все существующие стандарты IEEE 802.11, которые
предписывают использование определенных методов и скоростей передачи
данных, методов модуляции, мощности передатчиков, полос частот, на которых
они работают, методов аутентификации, шифрования и многое другое. С
самого начала сложилось так, что некоторые стандарты работают на
физическом уровне, некоторые – на уровне среды передачи данных, а
остальные – на более высоких уровнях модели взаимодействия открытых
систем ISO/OSI.
Существуют следующее группы стандартов:
• IEEE 802.11a, IEEE 802.11b и IEEE 802.11g описывают работу сетевого
оборудования (физический уровень);
• IEEE 802.Ш, IEEE 802.11е, IEEE 802.11i, IEEE 802.11J, IEEE 802.11h и
IEEE 802.11r – параметры среды, частоты радиоканала, средства безопасности,
способы передачи мультимедийных данных и т. д.;
• IEEE 802.11f и IEEE 802.11c – принцип взаимодействия точек доступа
между собой, работу радиомостов и т. п.
IEEE 802.11а
IEEE 802.11a – наиболее перспективный стандарт беспроводной сети,
который рассчитан на работу в двух радиодиапазонах – 2,4 и 5 ГГц.
Используемый метод OFDM позволяет достичь максимальной скорости
передачи данных 54 Мбит/с.
IEEE 802.11b
Работа над стандартом IEEE 802.11b была закончена в 1999 году, и
именно с ним связано название Wi-Fi (Wireless Fidelity, беспроводная
точность).
Работа данного стандарта основана на методе прямого расширения
спектра (DSSS) с использованием восьмиразрядных последовательностей
Уолша. При этом каждый бит данных кодируется с помощью
последовательности дополнительных кодов (ССК). Это позволяет достичь
скорости передачи данных 11 Мбит/с. Как и базовый стандарт, IEEE 802.11b
работает с частотой 2,4 ГГц, используя не более трех неперекрывающихся
каналов. Радиус действия сети при этом составляет около 300 м.
При необходимости скорость передачи данных может уменьшаться
вплоть до 1 Мбит/с. Напротив, обнаружив, что качество сигнала улучшилось,
сетевое оборудование автоматически повышает скорость передачи до
максимальной. Этот механизм называется динамическим сдвигом скорости.
IEEE 802.11d
Стандарт IEEE 802. 11d определяет параметры физических каналов и
сетевого оборудования. Он описывает правила, касающиеся разрешенной
мощности излучения передатчиков в диапазонах частот, допустимых законами.
IEEE 802.11е
Стандарт IEEE 802.11с, специально разработанный с целью передачи
потоковых видео- или аудиоданных с гарантированными качеством и
доставкой.
IEEE 802.11f
Стандарт IEEE 802.111 разработан с целью обеспечения аутентификации
сетевого оборудования (рабочей станции) при перемещении компьютера
пользователя от одной точки доступа к другой, то есть между сегментами сети.
IEEE 802.11g
Наиболее «продвинутым» на сегодняшний день стандартом можно
считать стандарт IEEE 802.11g.Целью создания данного стандарта было
достижение скорости передачи данных 54 Мбит/с.
IEEE 802.11g предписывает обязательные и возможные скорости
передачи данных:
• обязательные – 1; 2; 5,5; 6; 11; 12 и 24 Мбит/с;
• возможные – 33, 36, 48 и 54 Мбит/с.
Преимуществом оборудования стандарта IEEE 802.1
является
совместимость с оборудованием IEEE 802.11b. Кроме того, потребляемая
мощность оборудования этого стандарта намного ниже, чем аналогичного
оборудования стандарта IEEE 802.11a.
IEEE 802.11h
Стандарт IEEE 802.11h разработан с целью эффективного управления
мощностью излучения передатчика, выбором несущей частоты передачи и
генерации нужных отчетов. Смысл работы алгоритмов стандарта IEEE 802.11h
заключается в том, что при обнаружении отраженных сигналов компьютеры
беспроводной сети могут динамически переходить в другой диапазон, а также
понижать или повышать мощность передатчиков.
IEEE 802.11i
Стандарт IEEE 802.11i разработан специально для повышения
безопасности работы беспроводной сети. С этой целью созданы разные
алгоритмы шифрования.
IEEE 802.11j
Стандарт IEEE 802.11j разработан специально для работы в
дополнительном диапазоне радиочастот 4,9-5 ГГц. Спецификация
предназначена для Японии и расширяет стандарт 802.11а добавочным каналом
4,9 ГГц.
IEEE 802.11n
Данный стандарт должен обеспечить скорость передачи данных,
минимальным значением которой будет 100 Мбит/с.Еще только
разрабатывается.
IEEE 802.11г
Описаны правила роуминга, то есть перехода клиента от одной зоны к
другой.
3.2.Сетевое оборудование БЛВС
К сетевому оборудованию, которое используется в беспроводных сетях,
относятся сетевой адаптер, точка доступа, мост, маршрутизатор, принт-сервер и
многое другое. Кроме того, сюда же можно отнести антенны, служащие для
усиления или узкой направленности сигнала.
Адаптер
Как уже упоминалось, сетевой адаптер служит для подключения
компьютера (или другого устройства) к имеющейся сети. Существует
достаточно много видов сетевых адаптеров. Они отличаются друг от друга
производителем, техническими особенностями и типом интерфейса.
Наибольшее распространение получили адаптеры с интерфейсом PCI и USB
производства компаний D-Link, ASUSTek, 3ComSureCom, Trednet и др. Кроме
того, часто можно встретить адаптеры с дополнительными устройствами,
например flash- или HDD-накопителем.
Пример сетевого адаптера:
Сетевой адаптер беспроводной связи D-Link DWL-G122 (рис. 26)
предназначен для работы в компьютерах, снабженных интерфейсом USВ.
Такой адаптер может работать в сетях стандартов IEEE 802.1 lg и IEEE
802.11b,обеспечивая при этом скорость передачи данных 54 и 11 Мбйт/с
соответственно. Для подключения устройства используется скоростной порт
USB 2.0, который присутствует практически в любом компьютере. Это
означает, что, подсоединив устройство к порту, вы сразу же можете начать
работать в сети.
Рис. 26
Характеристики:
Точка доступа
Access point (точка доступа) – тип базовой станции, которую беспроводная
локальная сеть использует для обеспечения взаимодействия беспроводных
пользователей с проводной сетью и осуществления роуминга в пределах
здания.
Пример точки доступа:
Точка доступа D-Link DWL-2100AP (рис. 27) – распространенное
устройство, сочетающее в себе не только свойства точки доступа, но и
беспроводные мост, клиент и повторитель. Данный факт делает это устройство
универсальным для организации работы беспроводной сети.
Рис. 27.
Характеристики:
Мост
Предназначение моста – создание связи между двумя отдельными сетями,
чтоб при их соединении получилась комбинированная сеть. Беспроводной мост
организует такое соединение с помощью радиоволн.
Из особенностей беспроводного моста можно отметить возможность
связи с любой точкой доступа или другим беспроводным мостом, находящимся
в радиусе действия сети, а также возможность подключения к беспроводной
сети проводных клиентов. Для этих целей на беспроводном мосте
устанавливают хотя бы одно гнездо для подключения Ethernet-кабеля.
Пример:
Беспроводной мост TRENDnet TEW-413APBO High Power Wireless
Outdoor AP Bridge (рис. 27) предназначен для использования в сетях стандартов
IEEE 802. l ib и IEEE 802.1 lg.
Рис. 28.
Характеристики:
Маршрутизатор
Данное устройство предназначено для маршрутизации пакетов между
сетевыми устройствами, которые могут находиться в разных сегментах сети.
Главной особенностью маршрутизации является фильтрация пакетов с
отсылкой только тех, которые предназначены данному сегменту сети или
конкретному устройству.
Кроме маршрутизации, беспроводной адаптер, как правило, содержит
несколько разъемов RJ-45,для подключения к ПЛВС.
Пример:
Маршрутизатор 3Com OfficeConnect Wireless l lgCable/DSL Router
(3CRWE554G72) рассчитан на функционирование в беспроводных сетях
стандартов IEEE 802.11b и IEEE 802.llg. Он обеспечивает работу
253 пользователей, из которых 128 подключены к беспроводной сети.
Рис. 29.
Характеристики:
Антенна
Значение антенны в беспроводной сети трудно переоценить. Антенны с
усилителями разной мощности, можно добиться уверенного приема сигнала на
достаточно больших расстояниях, что играет очень важную роль во многих
ситуациях.
Пример:
D-Link ANT24-1201 (рис. 30) – достаточно мощная всенаправленная
антенна, позволяющая расширить площадь покрытия беспроводной сети
стандартов IEEE 802.11b и IEEE 802.1 lg.
Корпус антенны сделан из материала, устойчивого к погодным условиям,
что позволяет использовать данное устройство вне помещения. Кроме того, в
состав комплекта входят блоки грозозащиты и заземления.
Рис. 30.
Характеристики:
Кабель
Когда сеть становится достаточно большой, рано или поздно приходится
использовать маршрутизатор или мост. Кроме того, часто необходимо
объединить беспроводной сегмент сети с проводным, для чего нужно
соединить точку доступа или беспроводной маршрутизатор с имеющимся
Ethernet маршрутизатором. В таком случае следует подготовить шнур с
разъемом RG-45, поскольку именно этот разъем обычно находится на панели
маршрутизатора.
3.3. Где необходимо прокладывать БЛВС
Дом или малый офис
Беспроводная локальная сеть для дома или небольшого офиса обычно
включает в свой состав один маршрутизатор беспроводной локальной сети,
через который и осуществляется широкополосное соединение с Internet.
Типичный радиус действия такого маршрутизатора обычно бывает
достаточным для обеспечения связи в пределах дома, квартиры или небольшого
офиса. Маршрутизатор необходим, если предполагается использование более
одного сетевого устройства.
Пример реализации:
Рис. 31.
Беспроводные локальные сети предприятий или офисов
Беспроводная локальная сеть предприятия намного сложнее, чем сеть
квартиры или небольшого офиса. Основная причина в том, что сети
предприятий обычно включают в свой состав множество точек доступа, для
соединения которых необходима мощная распределительная система. Точки
доступа образуют перекрывающиеся радиоячейки (соты), позволяющие
пользователю перемещаться в пределах предприятия и иметь доступ к его
ресурсам через беспроводную сеть. Такая конфигурация или режим
инфраструктуры (infrastructure mode), типична для беспроводной локальной
сети, зона обслуживания которой имеет площадь до 1800 м2.
Пример реализации:
Рис. 32.
Беспроводные локальные сети в общественных местах
Общедоступная беспроводная локальная сеть (public wireless LAN)
позволяет любому пользователю, имеющему пользовательское устройство с
платой интерфейса беспроводной сети, получить доступ к Internet.
Общедоступные беспроводные локальные сети развернуты во многих
людных местах по всему миру – в аэропортах, торговых центрах, гостиницах.
Места, которые постоянно посещают люди, лишь ненадолго задерживаясь в
них и сохраняя возможность доступа к сетевым услугам, принято называть
«горячими точками» (hotspots).
Если владелец «горячей точки» намерен получать плату за доступ к сети,
в систему беспроводной локальной сети включаются контроллер доступа и узел
выставления счетов абонентам. Когда пользователь запускает свой Webбраузер, контроллер доступа автоматически перенаправляет его на Webстраницу, на которой ему предлагается зарегистрироваться или подписаться на
услуги.
Пример реализации:
Рис. 33.
3.4 Практические советы по созданию более сложных
беспроводных сетей
Если для организации хот-спота или беспроводной сети в малом офисе
достаточно установить одну беспроводную точку доступа, то при создании
крупных корпоративных сетей с большим числом клиентов и базовых станций
появляется необходимость в использовании более сложного оборудования. О
нем и принципах его функционирования и пойдет речь в этой статье.
Для начала напомним: точки доступа стандарта 802.11х предоставляют
разделяемую среду, в которой в определенный момент времени лишь одна из
них может вести передачу данных. Как следствие, масштабирование таких
сетей невелико, ведь параллельной работы расположенных вблизи точек
доступа привычными методами не добиться. Нельзя забывать, что стандартно
точки доступа комплектуются всенаправленными антеннами. В результате
вопросы безопасности сети, построенной на их основе, встают очень остро. Да
и тот факт, что точка доступа самостоятельно управляет такими функциями,
как шифрование данных и аутентификация пользователя, вряд ли повысит
уровень безопасности сети и не порадует ее администратора, вынужденного
проводить «тонкую» настройку, реконфигурирование или проверку
работоспособности каждой из них.
Перечисленные
проблемы
легко
решаются
использованием
беспроводных коммутаторов или маршрутизаторов. Сразу следует сказать, что,
несмотря на функциональное сходство с привычными проводными
коммутаторами, беспроводные коммутаторы имеют свои особенности.
Стандартом IEEE 802.11 и его расширениями не определен механизм
выделения полосы пропускания каждому пользователю. Такое возможно лишь
на нестандартном оборудовании, например, на радиомаршрутизаторах
Revolution, о которых рассказано ниже.
Большинство же беспроводных систем предназначены для развертывания
сетей только внутри помещений и спроектированы с учетом требований
стандарта 802.11. Для разворачивания крупных сетей внутри помещений
предназначены специализированные коммутаторы беспроводных сетей.
В сети, где устанавливается беспроводной коммутатор, функции
шифрования и аутентификации переходят от точек доступа к коммутатору и
администрируются централизовано. В итоге задача точки доступа
ограничивается транзитом данных к пользователю и от него.
Еще одно важное преимущество сети на базе беспроводного коммутатора
в том, что пользователь, находясь в ней, при переходе от одной точки доступа к
другой соединения с сетью не теряет и аутентификацию заново не проходит.
Беспроводной коммутатор, являясь своеобразным центром беспроводной сети,
«отслеживает» все перемещения клиента, автоматически, без ущерба для сеанса
связи.
Ну а вследствие того, что большая часть точек доступа поддерживает
режим питания PoE (Power over Ethernet), беспроводной коммутатор, который
может стать для них источником питания, способен выполнять еще и функции
отслеживания отказавших участков сети. Таким образом, он компенсирует
неисправность участка сети расширением числа пользователей точек доступа,
соседствующих с вышедшей из строя, путем увеличения их мощности. В
идеале беспроводной коммутатор может эффективно распределять еще и
загрузку каналов, исходя из информации о количестве пользователей,
предлагая более широкую пропускную способность сегментам сети, где
количество пользователей в данный момент больше. Уже сегодня
производители беспроводных коммутаторов предлагают в составе своих
продуктов, специализированное ПО, позволяющее решить все описанные выше
функции.
На рынке беспроводных коммутаторов представлено несколько
компаний. Среди них Symbol Technologies, Hewlett-Packard, Proxim, Aruba
Wireless Network. В России наиболее доступна продукция лидера рынка (по
данным Infonetics Research) – Symbol Technologies и Hewlett-Packard, новичка
этой сферы.
Коммутатор поддерживает сразу несколько стандартов - IEEE 802.11b,
802.11a и 802.11g. Помимо встроенной памяти 64 Мбайт продукт имеет слот
CompactFlash для установки дополнительной памяти и загрузки новых средств
безопасности, управления и обеспечения мобильной работы. От WS 2000
можно записывать точки доступа.
HP стала первой компанией из числа A-brand, представившей
беспроводные коммутаторы. Семейство ProCurve Secure Access 700wl включает
три устройства: 720wl, 740wl и 760wl. Согласно данным HP, эти устройства
должны обеспечить пользователям защищенное и прозрачное соединение с
сетью при их перемещениях в пределах предприятия. Среди возможностей
семейства этих продуктов имеются средства, позволяющие контролировать
доступ по ряду параметров: в зависимости от пользователя, его
месторасположения и времени суток. Они также совместимы с любым ПО для
виртуальных частных сетей (VPN) и не требуют инсталляции на беспроводном
устройстве специализированного клиента VPN. Коммутатор Access Controller
720wl может работать с любыми точками доступа стандарта 802.11b, включая
собственный продукт компании, ProCurve 520wl. Он поставляется с четырьмя
портами Ethernet 10/100 для подключения точек доступа и имеет два слота
расширения, позволяющие увеличить число портов до двенадцати. Возможны и
другие варианты использования этих слотов – порты Fibre Channel и платы
акселераторов, ускоряющие работу с функциями защиты, например
шифрованием. Второй продукт - Access Control Server 740wl – предназначен
для централизованной настройки и управления политиками, которые затем
будут реализовывать коммутаторы 720wl.
Немаловажным элементом крупных сетей служат маршрутизаторы.
Необходимо сказать, что сегодня большая часть точек доступа, представленных
на рынке, обладает их функциями. Подобное устройство производит компания
LinkSys, входящая в состав Cisco Systems. Точка доступа Wireless-G VPN
Router способна также выполнять функции маршрутизатора для беспроводных
сетей стандартов 802.11b/g. Новинка ориентирована на сектор SOHO и имеет
стандартную для своего класса конфигурацию: точка доступа для работы с
устройствами, оснащенными адаптерами, и четыре порта Ethernet 10/100 для
проводных подключений. В основе устройства лежит процессор для сетевых
приложений Intel IXP425, а в качестве операционной системы используется
Linux. Wireless-G VPN Router поддерживает шифрование данных по протоколу
WEP, работу в режиме VPN и может осуществлять контроль пакетов (Stateful
Packet Inspection). Это позволяет использовать его как брандмауэр для
локальной сети. Стоимость Linksys Wireless-G VPN Router (WRV54G) около
$230.
С некоторых пор присутствует на рынке беспроводных решений для
предприятий и компания Gigabyte Technology. Ее продукт Gigabyte GN-B49G
также дополнен функциями маршрутизатора и предназначен для обеспечения
доступа в Интернет с любого компьютера, входящего в состав беспроводной
сети стандарта 802.11g. По утверждению разработчиков, GN-B49G позволяет
удвоить производительность беспроводной сети и повысить скорость передачи
данных с 54 до 108 Мбит/с. Кроме того, новинка имеет упрощенную систему
настройки и конфигурации: функция Smart Detection автоматически определяет
тип интернет-соединения, а функция Smart Setup присваивает каждому
компьютеру IP-адреса, не конфликтующие друг с другом. Также в
маршрутизаторе реализована фирменная технология Gigabyte Extended
Distribution Wireless System (EDWS), расширяющая возможности топологии
Wireless Distribution System (WDS), предназначенной для распределения
«обязанностей» между точками доступа.
Точка доступа GN-B49G поддерживает системы шифрования WEP с 64-,
128- и 152-разрядными ключами, а также технологию WPA. Кроме того,
устройство
имеет
встроенный
брандмауэр,
предотвращающий
несанкционированный доступ к данным внутри и вне беспроводной сети.
Строгим работодателям понравится реализованная в GN-B49G функция
блокирования доступа к некоторым сайтам в Интернете или к данным
определенного содержания.
Есть в линейке D-Link и маршрутизатор, совместимый со стандартом
802.11g. Это модель AirPlus Xtreme G DI-624, оснащенная четырьмя портами
Ethernet 10/100. Маршрутизатор построен на основе чипсета Prism GT
производства Intersil и имеет встроенный брандмауэр с поддержкой
аутентификации по аппаратному MAC-адресу клиента, Stateful Packet Inspection
(мониторинга входящих пакетов), фильтрацией контента, а также базовыми
функциями блокировки по адресам IP, URL и т. д. Имеющийся в составе DHCP-
сервер автоматически присваивает беспроводным клиентам IP-адреса. В
качестве криптозащиты используется механизм WEP с ключом длиной 64 или
128 бит.
Другой маршрутизатор компании D-Link - AirPlus DI-714P+ предназначен
для работы в сетях стандарта 802.11b и 802.11a. Он содержит точку доступа,
Ethernet-коммутатор и принт-сервер. Максимальная скорость передачи данных
составляет 22 Мбит/с на расстоянии до 100 м. При этом устройство может
задействовать до 11 радиоканалов при работе в диапазоне 2,4 ГГц и 8 – при
работе на 5 ГГц. Также устройство имеет четыре порта Ethernet 10/100, один
LPT-порт, антенны дипольного типа, поддерживает протокол защиты WEP с
64/128/256-битным ключом. Мощность приемопередатчика D-Link DI-714P+
составляет 15 +/-2 дБ/м, а размеры - 91,2х54х36,4 мм при весе 907 г. Примерная
цена устройства – $190.
Маршрутизатор стандарта 802.11g есть в линейке компании SMC
Networks. Barricade – SMC2804WBR-G. Данный маршрутизатор независим от
платформы и является многофункциональным устройством, сочетающим
беспроводную
точку
доступа
и
четырехпортовый
коммутатор,
поддерживающий скорости 10 и 100 Мбит/с. SMC2804WRB-G обеспечивает
радиус охвата до 385 м, который можно увеличить с помощью дополнительной
антенны с более высоким коэффициентом усиления. Маршрутизатор имеет
встроенный брандмауэр с поддержкой стандарта Stateful Packet Inspection (SPI)
и системой обнаружения атак. Имеется возможность фильтрации IP- и MACадресов, а также ограничения доступа к отдельным ресурсам Интернета путем
указания URL или ключевых слов. Маршрутизатор комплектуется также
встроенным сервером печати и возможностью подключения через USB-порт.
Линейка оборудования для беспроводных сетей компании Edimax
Technology представлена целым рядом устройств с различным функционалом.
Одно из наиболее интересных устройств, недавно появившихся на нашем
рынке - широкополосный маршрутизатор AR-6024WB со встроенным ADSLмодемом, точкой доступа стандарта 802.11b и коммутатором Fast Ethernet на
четыре порта. Модель поддерживает все основные режимы работы подобных
устройств: PPPoA, PPPoE, маршрутизатор, мост, кроме этого, оснащена
интерфейсом USB LAN Port, 10/100BaseTX. Основная сфера применения
маршрутизатора - сектор SOHO.
В заключение скажем, что с помощью описанного оборудования в
принципе возможны самые различные варианты построения беспроводной
сети. При этом, как бы специфичен ни был бизнес пользователя, вероятнее
всего, для любой задачи найдется и оптимальная конфигурация, и максимально
удобное беспроводное решение.
4. СУММА ЗАТРАТ, РАССЧИТАННАЯ ДЛЯ
КОНКРЕТНОГО ПРИМЕРА
4.1.Выбор оборудования на примере ПЛВС
Рассмотрим для примера следующую задачу: построить небольшую
локальную сеть, состоящую из семи компьютеров.
Цель: научиться выбирать сетевое оборудование и рассчитывать сумму
капитальных затрат. Построение сети для данного примера оказывается очень
простым, однако при построении больших сетей (например, сети здания или
цеха) необходимо придерживаться стандартов СКС. Также нужно помнить, что
необязательно ограничиваться только одной сетевой технологией, можно
объединять их (например, Ethernet и Token Ring).
Спроектируем сеть, основываясь на нескольких разных технологиях, и
посмотрим, какой вариант обходится дороже. Сначала дадим краткое описание
всех вариантов, а затем для каждого составим спецификацию необходимого
оборудования (ориентировочные цены взяты из прайс-листов Екатеринбургских
и Московских компаний, специализирующихся на продаже сетевого
оборудования).
Примечание: в физической топологии звезда будем считать (при том же
расположении рабочих мест), что длина кабеля по сравнению с шинной
топологией больше примерно в 4 раза, а с кольцевой – в 2 раза.
Рассмотрим следующие варианты
1.
Сеть построена на «тонком» коаксиальном кабеле (стандарт 10 Base 2),по
топологии шина. Все узлы подсоединяются к общей шине через BNCконнекторы (табл. 7).
2.
Тип кабеля – UTP3. Топология – звезда. Стандарт 10 Base Т. Все узлы
соединяются через HUB (табл. 8).
3.
Аналогичная предыдущей, но технология Fast ethernet-100 Base ТХ.
Откуда и используемый кабель - UTP5 (5-й категории) (табл. 9).
4.
Аналогичная предыдущей, но технология Gigabait Ethernet c
использованием оптоволоконного кабеля(табл.10).
5.
Совсем иная технология - Token Ring. Строится, как известно, на
топологии «кольцо». Все узлы подсоединены к концентратору Token Ring,
внутри которого реализуется кольцо, физическая топология - звезда (табл. 11).
6.
Технология, основанная на оптоволокне, FDDI. Все узлы соединены в
кольцо непосредственно через сетевые адаптеры, подключаемые к узлам сети
(табл. 12).
Таблица 7
Характеристики оборудования
Цена, р
Количество
Общая стоимость,
р
20 р/м
20 м
400
Терминатор
25
2
50
BNC Т-коннектор
50
7
350
BNC обжимной коннектор
13
2x7
182
410р
7
2870
Оборудование
Коаксиальный кабель RG60
Сетевой адаптер: D-Link DE-660CT
Всего
3852
Таблица8
Характеристики оборудования
Оборудование
Цена, $
Количество Общая
стоимость, $
3Com Hub TP16C
4000
1
4000
D-Link DFE-530TX PCI 10/100Mbps
145
7
1015
Кабель - «витая пара» UTP4(парный)
8 р/м
4x20
640
10
40
7
7
70
280
Вилка RJ-45 3 категории
Розетка RJ-45 3 категории
6005
Всего
Таблица 9
Характеристики оборудования
Цена, р
Количество
Общая стоимость,
р
3Com Hub TP16C
4000
1
4000310
Сетевой адаптер: 3Com Fast Ether Link XL
PCI, 100 Mbps
703
7
10 р/м
4x20
800
15
50
7
7 21
105
350
Оборудование
Кабель - «витая пара» UTP5
Вилка RJ-45 5 категории
Розетка RJ-45 5 категории
Всего
4921
10116
Т а б л и ц а 10
Характеристики оборудования
Оборудование
Цена, р
Количество
Сетевой адаптер: 3Com 3C985 1000BaseSX
(SX/TX) Gigabit Ethernet
Оптоволоконный кабель
3Com Hub TP16C
Вилка DVI
1200
7
Общая
стоимость, р
8400
30 р/м
4000
100
2x20
1
2x7
1200
4000
1400
33
7
Розетка DIN 2xST
Всего
231
15131
Т а б л и ц а 11
Характеристики оборудования
Оборудование
Цена, р
Количество
Общая
стоимость, р
4800
1020
1
7
4800
7140
10 р/м
15
50
4x20
7
7
3Com Super Stack II Hub TR 12 ports
Сетевой адаптер: Token Link Velocity XL PCI
Кабель - «витая пара» UTP5 (4-парный)
Вилка RJ-45 5 категории
Розетка RJ-45 5 категории
Всего
800
105
350
13195
Т а б л и ц а 12
Характеристики оборудования
Оборудование
Цена, р
Количество
Сетевой адаптер: 3COM 3C795 FiberOptic SAS
Оптоволоконный кабель
Разъем ST
Сдвоенный коммуникационный кабель с
разъемами FDDI/ST (2 м)
Розетка DIN 2xST
Всего
5500
7
Общая
стоимость, $
38500
30 р/м
90
36
2x20
2x7
2x7
1200
1260
504
33
7
231
41695
Выводы
1.
Стоимость оборудования последних двух технологий
не
оправдана для малых офисов, либо небольших ЛВС, поэтому их лучше
использовать при проектировании крупных сетей для организации
магистралей.
2.
Первые два используются редко, так как не удовлетворят
требования по скорости и пропускной способности. Данные типы сетей
используются только для тех фирм, либо офисов где эти требования
практически не играют роли.
3.
В настоящее время преимущественно выбирают между Fast Ethernet
и Gigabait Ethernet для создания ПЛВС. Скорость второго значительно выше, но
данный тип сетей ставиться в основном только в том случае, если работа людей,
для которых ставиться данная сеть, непосредственно связана с компьютерной
деятельностью. Если же нет, то рекомендуется Fast Ethernet, так как для
среднего пользователя скорость 100 мб/сек, является наиболее оптимальной для
работы в сети.
4.2. Сравнение стоимости ПЛВС и БЛВС на реальном примере
Рассчитаем стоимость соединения 4 компьютеров в помещении длиной
50 метров, шириной 10 метров, не имеющего перегородок, ниш, выступов и т.п.
Условно компьютеры расположим по углам помещения.
Расчет ПЛВС
Название
Количест
во
Свич
1
Сетевой адаптер
4
Розетка RJ-45 с установкой
4
Коннектор RJ-45 с обжимом
4
Кабель UTP с прокладкой без
70
б
Патч-корд 2 метровый
4
Настройка рабочей станции
4
Стоимость,
руб.
500
170
80
50
30
20
300
Итого:
Сумма, руб
500
680
320
200
2100
80
1200
5080
Расчет БЛВС
Условия расчета берем те же, что и для проводной сети.
Название
Точка доступа
1
Стоимость,
руб.
2000
Сетевой адаптер
Настройка рабочей станции
4
4
1200
300
Итого:
Количество
Сумма,
руб
2000
4800
1200
8000
Вывод:
С одной стороны БЛВС дороже, но есть некоторые особенности. Для
расчета проводной сети был взят идеальный вариант, абсолютно правильное
прямоугольное помещение, в действительности все обстоит несколько иначе.
Присутствуют перегородки, которые надо просверливать, что-то же стоит
денег, ниши, и выступы также увеличивают стоимость прокладки сети, так как
возрастает метраж кабеля и сложность работ. И не стоит забывать в проводном
варианте перестановка рабочей станции относительно точки подключения
может составить (в данном варианте расчета) не более 2 метров, тогда как для
беспроводной сети это не является «камнем преткновения». А самое главное
при переезде в другой офис или помещение – беспроводная сеть переезжает
вместе с оборудованием и готова к работе сразу же после включения,
проводную сеть в большинстве случаев приходиться бросать.
5. СЕТЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА
ПРОВЕДЕНИЕ НАУЧНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
Большая сложность и комплексность научно-исследовательских и опытноконструкторских работ, одновременное участие многих исполнителей,
необходимость параллельного выполнения работ, зависимость начала работ от
результатов других, значительно усложняет планирование разработки. Наиболее
удобными в этих случаях являются системы сетевого планирования и
управления. Использование современной вычислительной техники позволяет
быстро определить последствия различных вариантов управляющих воздействий
и находить лучшие из них.
Планирование научно-исследовательских работ с применением сетевого
метода ведется в следующем порядке:
—
составляется перечень событий и работ;
—
устанавливается топология сети;
—
строится сетевой график по теме;
—
определяется продолжительность работ;
—
рассчитываются параметры сетевого графика;
—
проводится анализ сетевого графика и его оптимизация, если это
необходимо.
Рационализация использования времени, отведенного на выполнение
дипломной работы, требует строгого планирования процесса исследования,
контролирования хода его выполнения и оперативного управления им.
Сетевое планирование основано на рассмотрении всего процесса
исследования
как
комплекса
операций,
имеющих
логическую
последовательность, взаимосвязь и длительность. Все события и работы,
входящие в комплекс работ, рекомендуется свести в таблицу в порядке их
следования. Во избежание неправильной оценки общей продолжительности
разработки проекта необходимо тщательно проверить этот перечень. В перечне
событий и работ указывают кодовые номера событий и их наименование в
последовательности от исходного события к завершающему. При
расположении кодовых номеров и наименований работ перечисляются все
работы, имеющие общее начальное событие.
При сетевом планировании имеются три основных элемента: работа,
событие, путь.
Р а б о т а – это процесс, протекающий во времени и направленный на
достижение определенной цели. Она характеризуется затратами труда и
материальными ресурсами. Ожидание характеризуется только затратами
времени. Фиктивная работа не требует затрат времени.
С о б ы т и е – это факт свершения одной или нескольких работ,
который определяет возможность начала последующей работы.
П у т ь – это непрерывная последовательность взаимосвязанных работ и
событий.
Под к р и т и ч е с к и м п у т е м понимают последовательность событий
и работ от исходного до завершающего события, требующую наибольшего
времени для своего осуществления.
С е т е в о й график планируемого хода выполнения исследования и
организации этого процесса представляет собой графическое изображение
взаимосвязей и параметров всех этапов исследования.
Расчет сетевого графика выполнения исследования включает в себя
осуществление целого ряда последовательных этапов. Сначала определяется
содержание и перечень операций, выполнение которых позволит достичь цели
исследования. Перечень должен охватывать весь процесс выполнения
исследовательской работы от получения задания до его защиты. Затем
устанавливается логическая связь между работами по моменту их совершения.
Перечень событий должен быть составлен в их логической последовательности
и взаимосвязи, т.е. для каждого события определяется предшествующее ему
событие. Необходимым условием является выявление параллельно
выполняемых работ. Должны быть предусмотрены фиктивные работы, т.е. не
требующие затрат труда, материальных ресурсов и времени, но указывающие,
что возможность начала одной работы непосредственно зависит от другой.
На основании выявленных ранее логических связей между событиями
производится кодирование событий и работ. Каждому событию присваивается
код, соответствующий порядковому номеру последовательности его
наступления. Работа кодируется в виде разности кодов предшествующего и
последующего событий. После этого составляется соответствующая таблица
(см. разд. 7).
Затем производится временная оценка работ, т.е. определяется
продолжительность выполнения отдельных работ в днях.
Временная оценка может быть проведена по аналогии с
продолжительностью однотипных, ранее выполнявшихся работ или с
использованием вероятностного метода установления ожидаемого (среднего)
времени выполнения работ, которое рассчитывается по формуле:
(1)
где ttj — ожидаемая (средняя) продолжительность работы (i—j); j —
предшествующее событие; г — последующее событие; min — минимальная
продолжительность работы, возможная при благоприятных условиях ее
выполнения
(оптимистическая
оценка);
tmiK
—
максимальная
продолжительность работы при неблагоприятных условиях (пессимистическая
оценка).
Любая предварительная оценка содержит некоторый риск. О его степени
дает представление среднеквадратичное отклонение (дисперсия а2). Оно
отражает неопределенность оценки, для его расчета может быть использована
формула:
(2)
Небольшая
величина
дисперсии
свидетельствует
о
малой
неопределенности оценки, т.е. о малом риске и наоборот. Результат временной
оценки работ представляют в виде таблицы.
На основании данных двух составленных таблиц строится сетевой график
выполнения дипломной работы.
При анализе сетевой модели дипломного проекта выявляются ранние и
поздние сроки окончания работ, рассчитывается критический путь и
определяется перечень лежащих на нем работ, оцениваются возможные
резервы времени. Они также заносятся в соответствующую таблицу.
Далее определяются поздние сроки начала и окончания работ. После этого
находятся полные и частные резервы времени.
Время
раннего
начала
работ
определяется
продолжительностью самого длинного пути от исходного события до данного
события, если работе предшествуют несколько операций
Время раннего окончания каждой работы определяется как сумма
времени раннего начала работы и ее продолжительности tik
Позднее начало работы
определяется как разность между
продолжительностью
критического
пути
(tкр)
и
суммой
продолжительности данной работы (ttJ) и самого длинного пути от
завершающего события, до события, в которое входит данная работа (max tik)
Позднее окончание работы
определяется
позднего начала и продолжительности данной работы
как
сумма
Раннее окончание последней работы характеризует путь наибольшей
длины между начальным и конечным событием и называется, как указывалось
выше, критическим путем, а работы, лежащие на нем, – критическими.
Критические работы являются напряженными, их резерв равен нулю. Остальные
работы остаются ненапряженными, то есть имеющими запас времени.
Следовательно, при выполнении проекта основное внимание должно быть
сосредоточено на критических работах. Они должны находиться под наиболее
строгим контролем. После определения времени раннего и позднего начала и
окончания всех работ, находятся полные и частные резервы времени.
П о л н ы й р е з е р в в р е м е н и – время, в пределах которого можно
увеличить продолжительность работы без изменения критического пути. Резерв
определяется как разность позднего и раннего срока начала работы
Ч а с т н ы й р е з е р в в р е м е н и – время, в пределах которого можно
увеличивать продолжительность работы без изменения раннего срока любой из
работ, следующих за данной. Резерв равен разности времени раннего начала
следующей работы и раннего окончания данной работы
Работы, лежащие на критическом пути, резерва времени не имеют.
Работы, не лежащие на критическом пути, располагают определенным
резервом, т.е. совершение событий может быть отсрочено без нарушения
сроков работы в целом. Далее ведут расчет затрат на проведение исследований.
В состав затрат на выполнение исследований включается стоимость всех
ресурсов, необходимых для реализации полного комплекса работ. Определение
суммарной величины затрат на исследование производится методом сметных
калькуляций, т.е. путем первоначального расчета смет по отдельным статьям
расходов и последующего их сложения.
Затраты на материалы и энергию:
где Цм – цена материала; Рч – расход материала, руб./ед.
Если в ходе исследования применяются различные материалы, то затраты
по ним суммируются.
Затраты на электроэнергию, использованную непосредственно на
эксперименты, определяют по формуле:
где N – паспортная мощность установки, кВт; t – время эксплуатации, ч; Ц –
цена одного кВт-ч электроэнергии, руб.;
– коэффициент использования
установки по мощности.
Амортизационные отчисления от стоимости лабораторного оборудования
где С – первоначальная стоимость оборудования, руб.; NA –
амортизации, %; Т – время использования оборудования, мес.
норма
Заработная плата исполнителей исследования
где О – часовой оклад, руб./ч; Т – фактически затраченное время, ч.
Дополнительная заработная плата, руб., рассчитывается по формуле:
Единый социальный налог:
Накладные расходы:
Они включают в себя плату за освещение, уборку помещения, ремонт и
наладку оборудования, затраты на амортизацию здания, зарплату АУП, МОП и
другие расходы.
Услуги сторонних организаций:
В данной статье учитываются расходы на оплату работ, выполненных
другими организациями по договору (изготовление образцов, проведение
химического анализа, металлографические и другие исследования и т.п.).
Научно-исследовательский проект
В качестве примера приведен расчет затрат для проекта по исследованию
структуры и свойств различных упрочняющих покрытий для почвообрабатывающей техники.
Первоначально составляется и кодируется перечень событий (табл. 12) По
формулам (6.1) и (6.2) разд. 6 проводят временную оценку работ и заносят ее в
таблицы.
Т а б л и ц а 12
Перечень событий и работ
Код
события
Наименование события
Код
работы
01
Задание на исследование
выдано
0-1
1
План разработан
1-2
1-3
1-4
2
3
4
Методика исследования
выбрана
Образцы получены
Мероприятия по охране
труда разработаны
Наименование работы
3-7
Ознакомление с заданием и разработка
плана работ
Разработка или выбор методики
исследований
Получение образцов для исследования
Выбор и разработка мероприятий по
охране труда
Библиографический поиск, изучение
литературы по теме
Изготовление микрошлифов
4-12
Фиктивная работа
2-5
5
Необходимая литература
изучена
5-6
Анализ литературных данных и написание
литобзора
6
Литературный обзор написан
6-7
Изучение порядка работы на оборудовании
7
Микрошлифы изготовлены,
порядок работы на
оборудовании усвоен
7-8
Фотографирование микрошлифов
8
Фотографии структуры готовы
8-9
Описание и обработка полученных
результатов
9
Необходимые данные
получены
9-10
Анализ данных
10
Анализ данных выполнен
10- 11
Расчет затрат на научно-исследовательскую
работу (НИР) и проведение испытаний
11
Расчет затрат на НИР
выполнен, испытания
завершены
11-12
Оформление пояснительной записки
12
13
Пояснительная записка
оформлена
Пояснительная записка
проверена
Проверка пояснительной записки
консультантами и руководителем,
подготовка демонстрационных листов
13- 15
Фиктивная работа
Демонстрационные листы
подготовлены
Работа к предварительной
защите подготовлена
14-15
Подготовка к предварительной защите
15- 16
15- 17
Рецензирование работы.
Подготовка к защите в ГАК
16
Рецензии на работу готовы
16-17
Фиктивная работа
17
Работа к защите готова
—
14
15
Т а б л и ц а 13
Временная оценка продолжительности работ
Код работы
0-1
1-2
1-3
1-4
2-5
3-7
4-12
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
12-14
13-15
14-15
15-16
15-17
16-17
Временная оценка деятельности работы,
дни
tmax
tmin
tij
1
1
1
2
2
2
1
1
1
4
4
4
8
12
10
5
7
6
0
0
0
10
15
12
7
10
8
8
4
4
4
14
4
7
0
3
2
2
0
12
6
4
4
17
4
10
0
3
2
2
0
10
5
4
4
15
4
8
0
3
2
2
0
Дисперсия, σ2
0
0
0
0
0,44
0,11
0
0,70
0,25
0,44
0,11
0
0
0,25
0
0,25
0
0
0
0
0
Т а б л и ц а 14
Количество
предшеству
ющих работ
0
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
2
1
1
2
2
1
Код
работы
0-1
1-2
1-3
1-4
2-5
3-7
4-12
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
12-14
13-15
14-15
15-16
15-17
16-17
Продолжи
тельность
работы tij
1
2
1
4
10
6
0
12
8
10
5
4
4
15
4
8
0
3
2
2
0
Ранние сроки
tijp.н.
0
1
1
1
3
2
5
13
25
33
43
48
52
56
71
71
75
79
82
82
84
tijp.о.
1
3
2
5
13
8
5
25
33
43
48
52
56
71
75
79
75
82
84
84
84
Поздние сроки
tijп.н.
0
1
26
67
3
27
71
13
25
33
43
48
52
56
78
71
82
79
82
82
84
tijп.о.
1
3
27
71
13
33
71
25
33
43
48
52
56
71
82
79
82
82
84
84
84
Резервы
Времени
Rij
Rij
0
0
0
0
25
0
66
0
0
0
25
25
66
66
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
7
0
0
0
7
7
0
0
0
0
0
0
0
0
Резервы времени сведены в табл. 14 и представлены в виде графика на
рис. 34.
Рис. 34. Сетевой график выполнения дипломной работы
Затраты на проведение исследований сведены в табл. 15-16.
Таблица 15
Затраты на основные материалы
Марка Порошка
Цена
материала,
руб.\кг
250
290
H73X16C3P3
T-590
Итого:
Расход
материала, кг.
Сумма, руб
1
2
250
580
830
Т а б л и ц а 16
Затраты на вспомогательные материалы
Материалы
Фотобумага
Фотопленка
Корборундовый
круг
Шлифовальная
бумага
Проявитель
Фиксаж
Соляная кислота
Этиловый спирт
Алмазная паста
Ватман
Итого:
Единица
измерения
пачка
кассета
штук
Расход
Цена, руб./ед
Сумма, руб.
8
6
1
98
30
120
784
180
120
м2
4
50
200
пакет
пакет
литр
литр
тюбик
лист
3
4
0,23
0,1
1
10
36
35
90
50
15
27
108
140
21
5
15
70
1643
Таблица17
Затраты на электроэнергию технологического назначения
Наименование
оборудования
Мощность,
кВт
Коэффициент
использования
оборудования
0,8
Сумма,
руб.
1,0
Время
работы,
ч
24
Микроскоп
МИМ-8М
Полировальный
станок
Итого:
2,5
4
0,7
6,09
16,70
22,79
Т а б л и ц а 18
Затраты на амортизацию оборудования
Наименование
оборудования
Первоначальная
стоимость, руб.
Микроскоп
МИМ-8М
Полировальный
станок
Итого:
9000
Норма
Время
амортизации, работы,
%
мес.
10
0,0333
3200
6
0,056
Сумма,
руб.
2,50
0,09
2,59
Т а б л и ц а 19
Затраты на заработную плату
Исполнитель
Затраченное
время, ч.
22
3
3
3
3
1
2
7
Руководитель
Консультант
Консультант
Консультант
Рецензент
Гак:
Председатель
Члены
Итого:
Часовой оклад,
руб.
12,10
12,10
10,50
10,50
12,10
12,10
10,50
8,52
Сумма,
руб.
266,20
36,30
31,50
31,50
36,30
12,10
21,00
59,64
494,54
Дополнительная заработная плата:
Здоп = 494,54-0,15 = 74,18 руб.
В общем, заработная плата составит:
Зобщ = 494,54 + 74,18 = 568,72 руб.
Единый социальный налог:
Зс н = (494,54 + 74,18) -0,358 = 203,6 руб.
Накладные расходы:
Зн =1,5-494,54 = 741,81 руб.
Наплавка образцов выполнена сторонней организацией по договору.
Затраты на оплату работ составили 1 000 рублей.
Составляется смета затрат на исследование, выполненное в ходе
дипломной работы (табл. 20).
Т а б л и ц а 20
Смета затрат на проведение исследования
Статья расхода
Основные материалы
Вспомогательные материалы
Электроэнергия
Амортизационные отчисления
Заработная плата
Единый социальный налог
Услуга сторонних организаций
Накладные расходы
Итого:
Сумма ,руб.
830,00
1643,00
22,79
2,59
568,72
203,60
1000,00
741,81
5 012,51
Приведенная выше таблица и сетевой график должны быть представлены в
графической части проекта.
6. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛВС
П р и м е р П. 1.1. Внедрение новой локальной сети. Практическое
преимущество наличия сети перед ее отсутствием.
При отсутствии локальной сети будем иметь следующие затраты:
1. Si - повышение производительности труда.
Пусть каждый сотрудник тратит Т времени на печать, копирование и
доставку необходимой для другого сотрудника информации. Делая это N раз в
день, он тратит Т N минут в день. А сотрудников тратят А Т N минут в день. В
месяц: Д А Т N, где Д – количество рабочих дней в месяце. Это время можно
экономить для производительного труда. Зная стоимость одного человеко-часа
Ц, можем определить:
2. S2 - сетевое программное обеспечение.
Локальные копии каждой программы обходятся значительно дороже, чем
одна сетевая. Исходя из конкретных стоимостных характеристик, сразу
определяем S2.
3. S3 - затраты на аппаратные средства.
Например, вместо одного сетевого принтера необходимо использовать
несколько локальных, что обходится дороже.
где N - количество локальных принтеров, Л - цена одного локального
принтера, В - цена одного сетевого принтера.
4. S4 - уменьшение стоимости обслуживания техники.
Определяется исходя из уменьшения времени на обслуживание техники,
используя удаленное централизованное администрирование, в отличие от
времени, потраченного на обслуживание каждого отдельного рабочего места.
5. Ss - расходы, связанные с доступом в Internet.
Включают затраты на модемы, необходимые для каждого рабочего места,
счета каждого сотрудника провайдеру услуг Internet при их (сотрудников)
одновременной работе.
6. Sn – другие расходы.
Основными показателями экономической эффективности являются общая
экономическая эффективность или обратная ей величина – срок окупаемости,
где К - капитальные вложения на внедрение локальной сети.
П р и м е р П. 1.2. Модернизация существующей сети с целью
улучшения ее технических показателей.
Назовем отказом ситуацию, когда из-за недостаточности технических
характеристик устройств один узел в течение длительного времени не может
предоставить другому узлу какой-либо ресурс.
Пусть из-за недостаточной пропускной способности локальной сети имеют
место А отказов сети в месяц. Б - убытки от одного отказа.
В результате модернизации сети отказы, связанные с наличием старой
технологии, полностью исчезают, т.е. имеем величину прибыли в месяц П=А·B
Тогда срок окупаемости прокладки новой сети составит
где К - капитальные вложения на замену локальной сети.
Если учесть восстановительную или ликвидационную стоимости старой
сети В, тогда срок окупаемости может быть рассчитан из выражения
7.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРЕДПРИЯТИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ВНЕДРЕНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ НТП
Расчетная работа
Пример задания и этапы его решения (варианты заданий см. приложение).
Определите:
-
экономию от снижения себестоимости за второе полугодие и за год;
хозрасчетный годовой экономический эффект;
срок окупаемости капитальных вложений в мероприятия НТП.
Таблица 1
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,19
0,01
0,14
0,007
электроэнергии, кВт/шт.
800
500
25
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
80
30
90
25
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
Таблица 2
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия, млн
Количество, т
550
200
50
2
Цена
приобретения,
1440
–
1140
1,80 руб./кВт·ч
Цена продажи,
руб./т
–
1620
–
–
Таблица 3
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации, %
4
11
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на развитие
производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго полугодия нормы
расхода металла снизились на 8 % при повышении цен на металл на 5 %; квартальный объем производства и
соответственно производительность труда повысились в 1,2 раза без увеличения численности работников,
заработная плата производственных рабочих выросла на 6 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Таблица 4
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость
Численность работников
Среднемесячная заработная плата одного работника
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно)
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально)
Налоги на прибыль за квартал
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам и банковским
депозитам
Экономические санкции за квартал
Абсолютные
величины
–
48 тыс. руб.
100 чел.
15200 руб.
–
22 тыс. руб.
%
18
–
–
–
26
–
16 тыс. руб.
–
52 тыс. руб.
–
–
24
–
13
10 тыс. руб.
–
Расчетная часть
Этапы решения:
1. Составление сметы затрат на производство и реализацию
продукции (разд. 7, табл. 5)
Стоимость материальных затрат определяется на основе цен
приобретения материальных ресурсов без учета НДС и количества
израсходованных материальных ресурсов.
Фонд заработной платы исчисляется на основе среднемесячной
заработной платы, численности работников и количества месяцев в расчетном
периоде. Амортизационные отчисления определяют исходя из стоимости
основных фондов (по видам), норм амортизации и количества месяцев в
расчетном периоде.
Цена без НДС вычисляется через отношение цены приобретения на (1 +
ст. НДС).
Заработная плата рассчитывается через произведение среднемесячной
заработной платы одного работника на их количество и на 3 месяца.
Амортизация исчисляется как проценты (равные норме амортизации) от
стоимости зданий и машин, рассчитанные на рассматриваемый период
времени.
Таблица 5
Смета затрат
Экономические элементы Цена приобретения, Цена без
затрат
руб.
НДС, руб.
Израсходовано
Сумма
2
3
4
5=3⋅ 4
Металл
1440
1220,339
350
427117,644
Топливо
1140
966,102
50
48305,085
Электроэнергия
1,80
1,525
2000000
3050847,458
Заработная плата
15200 ⋅ 100 ⋅ 3
–
–
4560000
456000 ⋅ 0,26
–
–
11856000
здания
2000000 ⋅ 0,04
–
–
80000
машины
3000000 ⋅ 0,11
–
–
330000
–
–
–
48000
1
Отчисления
внебюджетные фонды
во
Амортизация:
Прочие расходы
ИТОГО затрат
9729871,186
2. Составление калькуляции (разд. 7, табл. 6)
Стоимость материальных затрат на технологические нужды определяется
на основе норм расхода материалов, топлива, энергии и цен на них без учета
НДС.
Заработная плата производственных рабочих (сдельщиков) определяется
на основе сдельных расценок.
Величина накладных (условно-постоянных) расходов рассчитывается как
разность между общей суммой затрат по смете и величиной условнопеременных расходов. Накладные расходы по изделиям рекомендуется
распределять в соответствии с трудоемкостью изготовления изделий по
коэффициенту заработной платы. Последний представляет отношение
заработной платы производственных рабочих на весь выпуск изделия к общей
сумме заработной платы производственных рабочих на выпуск всех изделий:
КА =
80000
180000
= 0,308 ; К Б =
= 0,692.
260000
260000
(1)
Таблица 6
Затраты на весь
выпуск
Сумма (А + Б)
170,8
341694,9
573559,3
9,7
9661,0
0,07
966,1
6,8
13525,4
23186,4
1,5
1220,3
1220339
500
1,5
762,7
1525423,7
2745762,7
–
–
80
80000
–
–
90
180000
260000
Отчисления от
заработной платы
производственных
рабочих
–
–
20,8
20800
–
–
23,4
46800
67600
Итого переменные
расходы
–
–
1562,7
1562664,4
–
–
1053,7
2107444,1
3670108,5
Металл на
технологические
нужды
0,19
1220,3
231,9
Топливо
0,01
966,1
Электроэнергия
800
Заработная плата
производственных
рабочих
(сдельщиков)
Затраты на весь
выпуск
1220,3
Затраты на
единицу продукции
0,14
Цена без НДС
231864,4
Нормы расхода
Затраты на
единицу продукции
Изделие Б – 2000 шт.
Цена без НДС
Изделие А – 1000 шт.
Норма расхода
Калькуляционные
статьи расходов
Калькуляция себестоимости изделий А и Б
Накладные
(условнопостоянные)
расходы
Полная
себестоимость
–
–
1864,5
1864542,4
–
–
2097,6
4195220,3
6059762,7
–
–
3427,2
3427206,8
–
–
3151,3
6302664,4
9729871,2
3. Ценообразование
Оптовая цена предприятия:
Z 0 = (1 +
RИ
)S ,
100
(2)
где Rи – рентабельность изделия, %; S – себестоимость единицы продукции,
руб./шт.
Изделие А:
30 

Z ОА = 1 +
 ⋅ 3427,2 = 4455,369 руб./шт.
 100 
Изделие Б:
25 

Z ОБ = 1 +
 ⋅ 3151,3 = 3939,165 руб./шт.
 100 
Отпускные цены:
 Ст. НДС 
Z отп = 1 +
 ⋅ ZO ,
100 

где ст. НДС – ставка налога на добавленную стоимость.
18 

А
Z отп
= 1 +
 ⋅ 4455,369 = 5257,335 руб./шт.;
 100 
18 

Б
Z отп
= 1 +
 ⋅ 3939,165 = 4648,215 руб./шт.
 100 
Объем реализации в оптовых ценах:
Вр = ЖОА qA+ ЖОБ qБ:
(3)
ВР = 4455,369⋅ 1000 + 3939,165⋅ 2000 = 12333699,32 руб.,
(4)
где qА и qБ – объем реализации в натуральном выражении.
4. Формирование прибыли
Балансовая прибыль:
Пб = Пр + Пврд,
(5)
где Пр – прибыль от реализации; Пврд – прибыль от внереализационной
деятельности.
Пр = Пп + Пк,
(6)
где Пп – прибыль от основной производственной деятельности; Пк – прибыль от
коммерческой деятельности (реализация имущества, товаров).
ПП = 12333699,32 – 9729871,2= 2603828,136 руб.,
(7)
где Вр – объем реализации продукции (изделий А и Б), руб.; Sp – себестоимость
реализованной продукции, руб.
Пк =
Z прод − Z пок
⋅q ,
Ст. НДС н
1+
100
(8)
где Zпрол и Zпок – цена продажи и цена покупки товара (металла); qн – объем
продажи в натуральном выражении.
ПК =
1620 − 1440
⋅ 220 = 30508,475 руб.
18
1+
100
Прибыль от внереализационной деятельности:
Пврд = ПА+ПБ,
где ПА – прибыль от сданного в аренду имущества:
ПА =
Дох.с.аренды
⋅Т
Ст.НДС
1+
100
(9)
ПА =
22000
⋅ 3 = 55932,203 руб.,
18
1+
100
(10)
где Т – рассматриваемый период времени, мес.
В нашем случае рассматриваемый период – 3 месяца.
ПБ = 12 тыс. руб. (дивиденды по ценным бумагам).
Итого балансовая прибыль:
Пб = Пп + Пк + ПА + ПБ,
ПБ = 2603828,136 + 30508,475 + 55932,203 + 16000 = 2706268,814 руб.
5. Распределение прибыли
Налогооблагаемая прибыль:
ПН = ПБ – НВ,
(11)
где: НВ – налоги, выплачиваемые из прибыли (первоочередные платежи).
ПН = 2706268,814 – 52000 = 2654268,814 руб.
Налог на доход по ценным бумагам, где 13 – ставка налога на доход по
ценным бумагам, %:
Н Б = ПБ ⋅
Н Б = 16000 ⋅
13
100
(12)
13
= 2080 руб.
100
Налог на прибыль по основной деятельности и от аренды, где 24 – ставка
налога на прибыль, %:
Н П = (ПН − ПБ ) ⋅
Н П = (2654268,814 - 16000) ⋅
24
,
100
24
= 633184,515 руб.
100
Прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия:
(13)
П = ПН – НБ – НП,
(14)
П= 2654268,814 – 2080 – 633184,515 = 2019004,298 руб.
Чистая прибыль:
ЧП=П – ЭС,
(15)
где: ЭС – экономические санкции.
ЧП= 2019004,298 – 10000 = 2009004,298 руб.
6. Капиталовложения в развитие производства
Состоят из суммы всех амортизационных отчислений и 40 % от чистой
прибыли:
(33000 + 8000) + 2009004,298 ⋅
40
= 1213601,719 руб.
100
(16)
7. Снижение себестоимости
Изделие А.
Экономия по металлу, %:
%∆S1 = (1 – 1,05 0,92)⋅
231,87
100 = 0,230023758 %.
3427,2
(17)
Экономия по заработной плате (с отчислениями от заработной платы)
производственных рабочих, %:
 1,06  80 + 20,8
%∆S 2 = 1 −
⋅ 100 = 0,343136576 %.
⋅
1,2  3427,2

(18)
Экономия по условно-постоянным расходам, %:
 1,03  1864,5
%∆S 3 = 1 −
⋅ 100 = 7,70725316 %.
⋅
1,2  3427,2

(19)
Итого:
%∆S = %∆S1 + %∆S2 + %∆S3 = 0,2300 + 0,3431 + 7,7072 = 8,2804 %,
(20)
%∆SА = 3427,2·0,0828 = 283,7868927 руб.
Изделие Б.
Экономия по металлу, %:
%∆S1 = (1 – 1,05·0,92) ⋅
170,8
·100 = 0,184328823 %.
3151,3
Экономия по заработной плате (с отчислениями от заработной платы)
производственных рабочих, %:
 1,06  90 + 23,4
%∆S 2 = 1 −
⋅ 100 = 0,419822448 %.
⋅
1,2  3151,3

Экономия по условно-постоянным расходам, %:
 1,03  2097,6
%∆S 3 = 1 −
⋅ 100 = 9,4297 %.
⋅
1
,
2
3151,3


Итого:
%∆S = %∆S1 + %∆S2 + %∆S3 =0,1843+0,4198+9,4297=10,0339 %,
∆SБ = 3151,3 0,10 = 316,2003 руб.
(21)
(22)
8. Экономия:
а) за второе полугодие:
%∆S = 2∆SА 1200 + 2∆SБ 2400 руб.
(23)
где 1200 и 2400 – количество произведенной продукции (А и Б) за квартал
после внедрения мероприятий НТП;
%∆S = 2·283,786 ⋅2400+ 2·316,2003 2400 = 2198849,763 руб.
б) годовая:
2198849,763 2 = 4397699,525 руб.
9. Срок окупаемости капитальных вложений в мероприятия НТП
Рассчитывается как отношение капиталовложений
производства к экономии от снижения себестоимости за год:
Т=
в
развитие
1213601,719
= 0,275962856 года.
4397699,525
(24)
10. Хозрасчетный годовой экономический эффект:
Эх = 4397699,525 – (0,15·1213601,719) = 31928648 руб.
Итоги расчетов свести в таблицу.
Таблица 7
Технико-экономические показатели
Показатели
Ед. изм.
Величина показателя
руб.
9729871,186
руб./шт.
4455,368814
3939,165254
руб./шт.
руб.
5257,3352
4648,215
12333699,32
руб.
2603828,136
Прибыль от сданного в аренду имущества
руб.
55932,203
Итоговая балансовая прибыль
Чистая прибыль
Капиталовложение
в
развитие
производства
Итоговое снижение себестоимости
А
Б
Годовая экономия
Срок окупаемости
Хозрасчетный годовой экономический
эффект
руб.
руб.
2706268,814
2009004,298
руб.
1213601,719
руб.
руб.
год
283,7838927
316,2002542
4215659,268
0,275962856
руб.
4215659,268
Затраты на производство и реализацию
продукции
Оптовая цена
А
Б
Отпускные цены
А
Б
Объем реализации в оптовых ценах
Прибыль от основной производственной
деятельности
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. - М.: Мир,
1990.-506 с.
2. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. - Спб:
Питер, 2000. - 576 с.
3. Фролов А., Фролов Г. Локальные сети персональных компьютеров.
В 7 т. Т. 7. Монтаж сети, установка программного обеспечения. - М.: Диалог
МИФИ, 1993. - 169 с.
4. Д.Гейер .Беспроводные сети. Первый шаг Москва • Санкт-Петербур •
Киев 2005. - 189с.
5. А.Ватанюк. Беспроводная сеть своими руками Москва,2006г. 193с
6. Основы построения беспроводных сетей стандарта 802.11 МоскваКиев.2004г. - 296с.
Информация из Internet:
7.www.rasdoc.ru - «Русские документы».
8.www.citforam.ra - «Море аналитической информации».
9.www.ampural.ru - Компания АМП-Урал. Продажа сетевого
оборудования 3 Com.
10.www.novacom.ru - Компания Новаком. Продажа сетевого
оборудования 3 Com, Cisco, Intel, Compex.
11.www.citforum.perm.ru/hardware/mobile/wireless_large
Особенности
беспроводного строительства
12. www.atlantis-it.ru Атлантис-Ит.
13. www.tecnocom.ru Техноком системы широкополосного доступа
ПРИЛОЖЕНИЕ
Варианты заданий
Общее задание для всех вариантов. Определите:
-
экономию от снижения себестоимости за второе полугодие и за год;
хозрасчетный годовой экономический эффект;
срок окупаемости капитальных вложений в мероприятия НТП.
ВАРИАНТ 1
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Изделие А
1000
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
0,2
0,01
800
80
30
Изделие Б
2000
0,15
0,008
500
100
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия, млн кВтч
Количество, т
550
200
50
2
Цена
приобретения,
1 440
–
1 200
1,80 руб./кВт·ч
Цена продажи,
руб./т
–
1 620
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации, %
2
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 8 % при повышении цен на металл на 5 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,2 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 6 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Абсолютные
величины
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам и банковским
депозитам
Экономические санкции за квартал
%
–
85 400
100
15 000
–
30 000
18
26 000
–
60 000
–
–
24
–
13
14 000
–
–
–
–
26
–
ВАРИАНТ 2
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,2
0,01
800
80
30
0,14
0,008
500
90
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
Количество,
т
550
200
50
млн
2
Цена приобретения,
руб./т
1 440
–
1 100
1,80 руб./кВт·ч
Цена продажи,
руб./т
–
1 600
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации, %
3
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 7 % при повышении цен на металл на 5 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,5 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 7 %, условно-постоянные расходы – на 4 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
Абсолютные
величины
–
65 400
100
16 000
–
20 000
%
18
–
–
–
26
–
21 000
–
55 000
–
–
24
–
13
10 000
–
ВАРИАНТ 3
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,2
0,011
800
80
30
0,16
0,008
500
100
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия, млн кВт·ч
Количество, т
550
200
50
2
Цена приобретения,
руб./т
1 440
–
1 250
1,80 руб./кВт·ч
Цена продажи,
руб./т
–
1 620
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации, %
2
11
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 6 % при повышении цен на металл на 5 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,6 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 8 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
Абсолютные
величины
–
45 800
100
14 000
–
30 000
%
18
–
–
–
26
–
20 000
–
40 000
–
–
24
–
13
10 000
–
ВАРИАНТ 4
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1 000
Изделие Б
2 000
0,2
0,012
800
80
30
0,15
0,008
500
100
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия, млн кВт·ч
Количество, т
550
200
50
2
Цена приобретения,
руб./т
1 440
–
1200
1,80 руб./кВт·ч
Цена продажи,
руб./т
–
1 600
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации, %
3
11
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 7 % при повышении цен на металл на 6 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,3 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 8 %, условно-постоянные расходы – на 4 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Абсолютные
величины
–
62 000
100
15 500
–
20 000
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
%
1
–
–
–
2
–
15 000
–
57 000
–
–
2
1
–
3
10 000
–
ВАРИАНТ 5
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1 000
0,2
0,01
800
80
30
Изделие Б
2 000
0,16
0,007
500
95
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия, млн кВт·ч
Количество,
т
550
200
50
2
Цена приобретения,
руб./т
1 440
–
1090
1,80 руб./кВт·ч
Цена продажи,
руб./т
–
1 500
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации, %
2
11
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 5 % при повышении цен на металл на 4 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1.4 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 5 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Абсолютные
величины
–
55 000
100
14 000
–
20 000
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
%
1
–
–
–
2
–
16 000
–
54 000
–
–
2
1
–
3
10 000
–
ВАРИАНТ 6
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1 000
Изделие Б
2 000
0,2
0,01
800
80
30
0,15
0,007
500
105
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия, млн кВт·ч
Количество, т
550
200
50
2
Цена приобретения,
руб./т
1440
–
1220
1,80 руб./кВт·ч
Цена продажи,
руб./т
–
1610
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации, %
2
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 8 % при повышении цен на металл на 10 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,2 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 7 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
Экономические санкции за квартал, руб.
Абсолютные
величины
%
–
60 400
100
15 000
–
20 000
1
–
–
–
2
–
10 000
–
50 000
–
–
–
10 000
2
1
–
ВАРИАНТ 7
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1 000
Изделие Б
2 000
0,2
0,009
800
80
30
0,16
0,007
500
90
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количеств
Цена
о, т
приобретения, руб./т
550
1 420
200
–
50
1 150
2
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1 600
–
–
Состояние основных фондов
Норма амортизации,
%
Здания и сооружения
2
3
Машины и оборудование
3
11
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
Показатели
Стоимость, млн руб.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 6 % при повышении цен на металл на 9 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,6 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 5 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Абсолютн
ые величины
–
50 600
100
14 000
–
20 000
1
–
–
–
2
–
15 000
–
54 000
–
–
2
1
–
Экономические санкции за квартал, руб.
%
3
10 000
–
ВАРИАНТ 8
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,2
0,011
800
80
30
0,15
0,007
500
70
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количество,
Цена
т
приобретения, руб./т
550
1 440
200
–
50
1 100
2
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1 580
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации,
3
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 9 % при повышении цен на металл на 10 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,2 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 7 %, условно-постоянные расходы – на 4 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
Абсолютн
ые величины
–
48 000
100
15 600
–
20 000
%
1
–
–
–
2
–
10 000
–
40 000
–
–
2
1
–
3
10 000
–
ВАРИАНТ 9
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1 000
Изделие Б
2 000
0,2
0,01
800
80
30
0,14
0,007
500
85
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количеств
Цена
о, т
приобретения, руб./т
550
1 440
200
–
50
1 150
2
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1 610
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации,
4
11
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 7 % при повышении цен на металл на 8 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,3 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 6 %. условно-постоянные расходы – на 4 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Абсолютн
ые величины
–
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
%
1
–
50 800
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
100
14 500
–
20 000
16 000
–
–
2
–
–
52 000
–
–
–
2
1
3
11 000
–
ВАРИАНТ 10
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,19
0,01
800
80
30
0,16
0,007
500
75
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количеств
о, т
550
200
50
2
Цена приобретения,
руб./т
1 440
–
1 190
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1 530
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации,
2
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 5 % при повышении цен на металл на 6 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,7 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 6 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
Абсолютн
ые величины
–
56 000
100
14 500
–
18 000
%
1
–
–
–
2
–
12 000
–
44 000
–
–
2
1
–
10 000
3
–
ВАРИАНТ 11
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,2
0,01
800
80
30
0,15
0,008
500
50
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количеств
о, т
550
200
50
2
Цена приобретения,
Цена
руб./т
продажи, руб./т
1 440
–
–
1 560
1100
–
–
1,80 руб./кВт·ч
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации,
3
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 8 % при повышении цен на металл на 7 %:
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,8 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 5 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Абсолю
тные
–
75 000
100
15 800
–
20 000
Окончание таблицы
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
18 000
–
46 000
–
–
2
1
–
3
12 000
–
ВАРИАНТ 12
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1 100
Изделие Б
2 000
0,19
0,011
800
80
30
0,145
0,007
600
75
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количеств
Цена
о, т
приобретения, руб./т
550
1 440
200
–
50
1 140
2
1,80руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1 620
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации,
6
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 8 % при повышении цен на металл на 6 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,2 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 7 %, условно-постоянные расходы – на 4 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
Абсолютн
ые величины
–
48 600
110
16 200
–
21 000
%
1
–
–
–
2
–
26 000
–
52 000
–
–
2
1
–
3
20 000
–
ВАРИАНТ 13
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,2
0,009
800
80
30
0,16
0,007
500
70
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количество,
Цена
т
приобретения, руб./т
550
1 440
200
–
50
1 250
2
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1 600
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации,
2
13
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 8 % при повышении цен на металл на 11 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1.6 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 9 %, условно-постоянные расходы – на 4 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
Абсолютн
ые величины
–
64000
100
14500
–
30 000
%
1
–
–
–
2
–
15 000
–
46 000
–
–
2
1
–
3
12 000
–
ВАРИАНТ 14
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,2
0,011
800
80
30
0,14
0,008
500
60
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количеств
Цена
о, т
приобретения, руб./т
550
1440
200
–
50
1210
1,80 руб./кВт·ч
2
Цена
продажи, руб./т
–
1580
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Стоимость, млн руб.
Здания и сооружения
Машины и оборудование
2
3
Норма амортизации,
% 3
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 6 % при повышении цен на металл на 6 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,4 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 6 %, условно-постоянные расходы – на 4 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Абсолютн
ые величины
–
58 000
100
14 200
–
20 000
1
–
–
–
2
–
14 000
–
42 000
–
–
2
1
–
Экономические санкции за квартал, руб.
%
3
9 000
–
ВАРИАНТ 15
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,2
0,012
800
80
30
0,14
0,007
500
90
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количество
Цена
,т
приобретения, руб./т
550
1440
200
–
50
1080
2
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1510
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации, %
2
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 5 % при повышении цен на металл на 5 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,6 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 5 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
Абсолютн
ые величины
–
56000
100
15700
–
21000
%
1
–
–
–
2
–
16000
–
56000
–
–
2
1
–
11000
3
–
ВАРИАНТ 16
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,2
0,011
800
80
30
0,15
0,007
500
105
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количеств
о, т
550
200
50
2
Цена приобретения,
руб./т
1440
–
1240
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1590
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации, %
3
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 6 % при повышении цен на металл на 4 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,3 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 8 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Абсолю
тные
–
63 500
100
14 500
–
18 000
10 000
52 000
Окончание таблицы
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
–
2
1
–
Экономические санкции за квартал, руб.
3
10 000
–
ВАРИАНТ 17
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,2
0,011
800
80
30
0,16
0,007
500
70
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия, млн кВт·ч
Количеств
Цена
о, т
приобретения, руб./т
550
1420
200
–
50
1210
2
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1520
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации, %
4
11
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 8 % при повышении цен на металл на 7 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,8 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 6 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Абсолютн
ые величины
–
53600
100
14000
–
22000
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
14000
49000
–
–
3
12000
ВАРИАНТ 18
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,2
0,011
800
80
30
0,15
0,008
500
100
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия, млн
Количеств
о, т
550
200
50
2
Цена приобретения,
руб./т
1420
–
1210
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1580
–
–1
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
5
Норма амортизации,
4
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 9 % при повышении цен на металл на 9 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,5 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 7 %, условно-постоянные расходы – на 4 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Абсолютн
ые
–
46000
100
16200
–
15000
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника,
Отчисления от заработной платы во внебюджетные
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
%
1
–
–
–
2
–
10000.
–
48000
–
–
2
1
–
10000
3
–
ВАРИАНТ 19
Затраты на изготовление продукции в 1 квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
топлива, т/шт.
электроэнергии, кВт/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,19
0,01
800
80
30
0,15
0,007
500
80
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количество
Цена
,т
приобретения, руб./т
550
1440
200
–
50
1180
2
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т
–
1610
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн
2
3
Норма амортизации,
3
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 5 % при повышении цен на металл на 6 %:
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,8 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 6 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Абсолютн
ые величины
–
51000
100
14800
–
18000
1
–
–
–
2
–
16000
–
42000
–
–
2
1
–
Экономические санкции за квартал, руб.
%
3
10000.
–
ВАРИАНТ 20
Затраты на изготовление продукции в I квартале
Показатели
Выпуск, шт.
Нормы расхода:
металла, т/шт.
Сдельные расценки, руб./шт.
Рентабельность (к себестоимости), %
Изделие А
1000
Изделие Б
2000
0,19
80
30
0,15
90
25
Потребление и продажа материальных ресурсов
Показатели
Металл
Металл
Топливо
Электроэнергия,
млн
Количеств
о, т
550
200
50
2
Цена
приобретения, руб./т.
1420
–
1180
1,80 руб./кВт·ч
Цена
продажи, руб./т.
–
1560
–
–
Состояние основных фондов
Показатели
Здания и сооружения
Машины и оборудование
Стоимость, млн руб.
2
3
Норма амортизации,
3
12
Вся сумма амортизационных отчислений и 40 % чистой прибыли направлены на
развитие производства.
В результате внедрения мероприятий научно-технического прогресса со второго
полугодия нормы расхода металла снизились на 9 % при повышении цен на металл на 10 %;
квартальный объем производства и соответственно производительность труда повысились в
1,4 раза без увеличения численности работников, заработная плата производственных
рабочих выросла на 8 %, условно-постоянные расходы – на 3 %.
Финансовые показатели работы предприятия
Показатели
Ставка НДС
Прочие расходы, включаемые в себестоимость, руб.
Численность работников, чел.
Среднемесячная заработная плата одного работника, руб.
Отчисления от заработной платы во внебюджетные фонды
Доход от сдачи помещений в аренду (ежемесячно), руб.
Дивиденды по ценным бумагам и банковский депозит
(ежеквартально), руб.
Налоги на прибыль за квартал, руб.
Ставка налога на прибыль
Ставка налога на доход по ценным бумагам
и банковским депозитам
Экономические санкции за квартал, руб.
Абсолютн
ые величины
–
67000
100
16000
–
23000
%
1
–
–
–
2
–
12000
–
48000
–
–
2
1
–
10000
3
–
Учебное издание
Оксана Николаевна БАРКОВА
ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛОКАЛЬНОЙ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ (ЛВС)
Редактор Е.В.Шабалина
Лаборатория электронных изданий
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Уральский государственный технический университет – УПИ
имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»
Нижнетагильский технологический институт (филиал)
622031, Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 59