Zadaniem pracy jest przeanalizowanie działania układów płuczno-odstojnikowych na podstawie trzech stacji wodociągowych. Wszystkie te stacje są położone w województwie warszawskim i należą do stacji typu wiejskiego. Dwie z nich są stacjami nowo wybudowanymi przez włoską firmę Culligan. Natomiast trzecia jest stacją starszą budowaną przez polskiego wykonawcę i można ją zaliczyć do typowych stacji budowanych dotychczas w Polsce. Stacje te charakteryzują się następującą wydajnością projektową:

– 50 m3/h Stacja Uzdatniania Wody (SUW) w Wiązownej,

– 40 m3/h SUW w Zielonce,

– 108 m3/h Naukowo Badawcza Stacja Wodociągowa (NBSW) przy   Szkole   Głównej   Gospodarstwa Wiejskiego (SGGW) w Warszawie.

OPIS SUW W WIĄZOWNEJ

Omawiana Stacja Wodociągowa jest obiektem zasilającym w wodę gminę Wiązowna, czerpiącym wodę głębinową czwartorzędową. Ze względu na ponadnormową zawartość soli żelaza i manganu woda poddana jest procesowi uzdatniania. Obecna stacja jest po całkowitej modernizacji spowodowanej obniżeniem sprawnością poprzedniego układu, która nie pozwalała na dalszą eksploatację. Nowy układ technologiczny stacji został zaprojektowany i wykonany przez włoską firmę Culligan. Po modernizacji stacja pracuje od 1992 r.

Opis cyklu hydraulicznego pracy układu.

Zgodnie z rysunkiem nr 2 woda jest pobierana z dwóch studni głębinowych o głębokości 36 m i 38 m. W obu studniach na głębokości 13,0 m pod poz. terenu zainstalowane są pompy głębinowe typu G80IIIB + SGMf18b o następujących parametrach:

Q=15 ÷ 48 m3/h,

H=48 ÷ 29,4 m,

N=9 kW.

Pompy te na przemian tłoczą wodę do zbiornika kontaktowego, z którego woda surowa podawana jest na filtry jedną pompą ciśnieniową, typu ETANORM-G 65-160/132S o następujących parametrach: Q=40 ÷ 75 m3/h,

H=24,5 ÷ 22 m,

N=7,5 kW.

Pompa ta dodatkowo pracuje z drugą pompą tego samego typu podczas procesu płukania. W pierwszej kolejności woda przechodzi przez filtr HI FLO-9 UF-84, a następnie przez HI FLO-6 UB-84. Złoże filtru UF-84 zbudowane jest z następujących minerałów:

– Cullcite (gatunek antracytu)

– Cullsan (drobny piasek kwarcowy)

– Cullsan C (minerał o dużym ciężaże właściwym).

Natomiast złoże filtru UB-84 zbudowane jest jedynie z dwóch minerałów Culisorbu B i Cillcite (0.8-2.0).

Po uzdatnieniu woda przechodzi do trzech zbiorników o pojemności 50 m3 każdy, znajdujących się poza budynkiem stacji. Zbiornik wody surowej oraz zbiorniki zapasowo – wyrównawcze są typu napowierzchniowego ze specjalnym ociepleniem. Ze zbiorników woda uzdatniona pompowana jest trzema pompami typu 65 PJM 215 do sieci. Pracą pomp sterują dwa hydrofory o pojemności 4,5 m3 każdy. Filtry są płukane osobno z częstotliwością dwa razy na dobę. Wody popłuczne odprowadzane są grawitacyjnie do odstojnika, skąd po dwóch godzinach spuszczane są do pobliskiej rzeki.

Cykl technologiczny przebiega w następujących etapach:

– dozowanie roztworu NaOCl do wody surowej przed dopływem jej do zbiornika kontaktowego.   Roztwór NaOCl jest w tym przypadku nie tylko substancją dezynfekującą ale również   i utleniającą żelazo i mangan według następujących reakcji:

– dozowanie koagulanta tj. siarczanu glinu Al2(SO4)3*18H2O przed dopływem wody do filtru   UF 84. Roztwór ten powoduje wytrącenie związków żelaza i innych substancji koloidalnych   zawartych w wodzie według następujących reakcji:

Wytrącony Al(OH)3 dzięki dużej powierzchni adsorpcyjnej porywa naturalne zawiesiny   koloidów, które następnie zostają usunięte z wody na filtrach.

– usunięcie na filtrze UF-84 zmętnienia i wytrąconych na skutek koagulacji związków. Zasada   działania tego filtru jest oparta na zjawisku fizyko-chemicznym oddziaływania   elektrochemicznego minerałów złoża oraz destabilizacji jego sił odpychających, które   zapobiegają skupianiu się zdyspergowanych ciał stałych w cząstki nadające się do filtrowania.   Połączone oddziaływanie sił działających w złożu filtracyjnym zwiększa rozmiar występujących   w postaci zawiesiny ciał stałych, które silnie przywierają do materiału filtracyjnego.

– dozowanie nadmanganu potasu KMnO4 po wyjściu wody z filtru UF-84, a przed wejściem na   filtr UB-84. Głównym zadaniem tego związku jest wytworzenie błonki MnO2 na ziarnach   złoża.

Tak spreparowane złoże zatrzymuje związki Mn i substancje organiczne.

– usunięcie na filtrze UB-84 manganu i resztek żelaza.

Substancje chemiczne przygotowywane są w zbiornikach o pojemności 280 dm3, wyposażonych   w mieszadła. Ze zbiorników roztwory podawane są pompami dozującymi (Feeder)   o wydajności 9 dm3/h do odpowiednich odcinków rur.

Reklamy

Komórka zarządzająca RM (Resource Management Cell) używana jest w ruchu ABR i przenosi informacje sterujące zwierające m.in. aktualną prędkość transmisji, informacje o przeciążeniu. Komórka ta jest generowana przez urządzenie nadające dane (źródło danych) do urządzenia odbiorczego (odbiorcy), urządzenie odbiorcze pod odebraniu komórki RM powinno odesłać ją do nadawcy. W zależności od algorytmu kontroli przeciążenia i ruchu komórka ta może być także zmieniana lub wygenerowana przez urządzenie pośrednie: przełącznik.

Tabela 2 przedstawia dokładną strukturę komórki RM. Opis poszczególny pól komórki RM:

  • Header –Pięć pierwszych bajtów jest standardowym nagłówkiem komórki ATM z ustawionym dla VPC: PTI=110 i VCI=6 oraz dla VCC: PTI=110
  • ID –Protocol ID Identyfikator protokółu. Dla usługi typu ABR wartość jest równa zawsze 1.
  • DIR- Kierunek komórki RM w odniesieniu do transmitowanych danych. Żródło ustawia DIR=0 a powracająca komórka RM ma ustawione DIR=1. Wartość ta może być tylko zmieniona przez element sieci, który zmienia kierunek komórki RM.
  • BN –Backwards Explicit Congestion Notification – BECN. Źródło ustawia wartość BN=0. Sieć lub przeznaczenie może wygenerować BECN ustawiająć BN=1, wskazując, że komórka RM nie jest wygenerowana przez źródło.
  • CI –Congestion Indication Wartość CI=1 wskazuje na wystąpienie przeciążenia, wartość CI=0 w każdym innym przypadku. Element sieciowy (np. przełącznik) może wysłać komórkę RM do źródło ruchu z ustawionym CI=1, oznaczającą wystąpienie przeciążenia, spowoduje to zmniejszenie wartości ACR przez źródło ruchu.
  • NI –No Increase NI=1 powiadamia źródło ruchu, aby nie zwiększało wartość ACR. Parametr ten używany jest zwykle, kiedy przełącznik jest bliski wystąpienia przeciążenia.
  • RA –Request/ Acknowledge Parametr nie jest używany w ruchu typu ABR.
  • ER –Explicit Cell Rate Wartość używana, do ustawienia parametru ACR źródła ruchu.
  • CCR –Current Cell Rate Parametr ten ustawiany jest przez źródło w chwili generowania komórki RM i wynosi aktualną wartość ACR.
  • MCR-Minimum Cell Rate
  • QL-Queue Length Parametr nie jest używany w ruchu typu ABR.
  • SNSequence Number Parametr nie jest używany w ruchu typu ABR.
  • CRC-10CRC-10 Parametr CRC jest standardową sumą kontrolną generowaną dla wszystkich komórek ATM.
 

Pole

 

Bajt

 

Bit

 

Opis

Wartość początkowa generowana przez:
źródło przełącznik lub odbiorcę
Header 1-5 W1 ATM Header RM-VPC: VCI=6 i PTI=110

RM-VCC: PTI=110

ID 6 W Protocol Identifier 1
DIR 7 8 Direction 0 1
BN 7 7 BECN Cell 0 1
CI 7 6 Congestion Indication 0 Albo CI=1 albo NI=1
lub
obydwa
NI 7 5 No Increase 0 lub 1
RA 7 4 Request/ Acknowledge 0
lub ustawione zgodnie z I.371
Reserved 7 3-1 Reserved 0
ER 8-9 W Explicit Cell Rate Wartość nie większa niż parametr PCR Dowolna wartość
CCR 10-11 W Current Cell Rate Parametr ACR 0
MCR 12-13 W Minimum Cell Rate Parametr MCR 0
QL 14-17 W Queue Length 0 lub ustawione zgodnie z I.371
SN 18-21 W Sequence Number 0 lub ustawione zgodnie z I.371
Reserved 22-51 W Reserved 6A (hex) dla każdego bajta
Reserved 52 8-3 Reserved 0
CRC-10 52 2-1 CRC-10 Suma kontrolna obliczona zgodnie z rekomendacją I.610
53 W

W1 – wszystkie bity wykorzystane

Tabela 2 Format komórki zarządzającej RM

Pod pojęciem układu płucznego rozumiemy instalację składającą się z pomp i rurociągów służących do usuwania zanieczyszczeń gromadzących się w filtrze uzdatniającym wodę. Przeważnie jest to układ niezależny, od układu filtracyjnego i wykorzystywany jest okresowo, gdy złoże filtru ulegnie nadmiernej kolmatacji. Odpowiednio dobrane pompy odśrodkowe tłoczą wodę ze zbiornika zapasowo-wyrównawczego do filtru płucząc go w dwóch kierunkach: przeciwnym i zgodnym do kierunku filtracji. Pierwszy sposób jest procesem zasadniczym usuwającym nagromadzone podczas filtracji zanieczyszczenia. Od jego intensywności i czasu trwania zależy w głównej mierze skuteczność płukania. Drugi sposób płukania jest procesem wspomagającym płukanie zasadnicze. Zadaniem jego jest usunięcie resztek zanieczyszczeń z filtru i przystosowanie go do normalnej filtracji. Jest to proces nie zawsze występujący niemniej jednak zalecany. Podczas płukania może wystąpić kilka cykli :

-przedmuchiwanie złoża powietrzem

-płukanie powietrzem z wodą

-płukanie samą wodą

Skuteczność płukania ma wpływ na jakość oraz koszt produkcji wody. Dlatego szczególnie ważnym jest ustalenie optymalnej częstotliwości i czasu płukania.

Wody popłuczne zawierają duże ilości zanieczyszczeń typu mineralnego, których nie można odprowadzać bezpośrednio do cieków powierzchniowych czy nawet kanalizacji. Dlatego układ płuczny musi być powiązany z układem odstojnikowym, który ma za zadanie oczyszczenie wody popłucznej w takim stopniu [6,7] aby można ją było odprowadzić do cieku powierzchniowego, bez zagrożenia dla środowiska naturalnego. Układ odstojnikowy [26] to instalacja składająca się z następujących urządzeń:

  1. a) podstawowych

-osadnik (odstojnik)

  1. b) pomocniczych

-zbiornik osadów zagęszczonych

-pompy

-armatura i rurociągi

-armatura kontrolno-pomiarowa i regulująca

Układ ten pracuje w taki sposób, że wody popłuczne z filtru kierowane są do odstojnika, który powinien pomieścić całość wody z jednorazowego płukania. Popłuczyny przetrzymywane są w odstojniku do momentu aż parametry jakościowe wody nadosadowej będą odpowiadać normom [6,7]. Czas przetrzymywania ustala się laboratoryjnie dla danego typu popłuczyn. Odstojniki wykonane z kręgów betonowych oraz monolityczne komory betonowe muszą być tak zbudowane aby miały wydzielone dwie części, przepływową i osadową. Część przepływowa powinna być tak zaprojektowana aby umożliwić spust wód nadosadowych po przebiegnięciu procesu sedymentacji osadów z jednorazowego płukania. Natomiast część osadowa powinna być tak zaprojektowana aby pomieścić osady z kilku kolejnych procesów płukania filtrów, co wynika z założonego w projekcie czasu pracy osadnika. Najczęściej osady wydobyte z części osadowej odstojnika wywożone są wozami asenizacyjnymi lub przepompowywane na poletka osadowe.

PRZEGLĄD PIŚMIENNICTWA NAUKOWEGO I TECHNICZNEGO

Układ płuczny wiąże się historycznie z powstaniem filtrów pośpiesznych, które dzięki niemu mogą pracować w dłuższym okresie czasu bez konieczności częstej wymiany złoża filtracyjnego. Pierwsze filtry, a były to filtry powolne, praktycznie nie posiadały układu płucznego. Filtry te dzięki małej prędkości filtracji wolniej ulegają procesowi kolmatacji i głównie w wierzchniej warstwie złoża filtracyjnego. Jeśli w procesie filtracji wzrosną straty ciśnienia o około 1.5 m H2O filtr musi być czyszczony. Proces ten wykonuje się przez zdjęcie jego górnej warstwy o grubości 2÷3 cm [30]. W związku z tym grubość warstwy złoża w czasie eksploatacji zmniejsza się. Gdy zmaleje do miąższości 0.7÷0.8 m, należy złoże uzupełnić do jego pierwotnej grubości. Taki sposób eksploatacji nie jest możliwy w filtrach pośpiesznych, w których prędkości filtracji są większe od 5 m/h. Proces kolmatacji zachodzi bardzo szybko a zanieczyszczenia zatrzymują się w warstwie piasku na różnej głębokości. Dlatego proces oczyszczania filtrów pośpiesznych musi obejmować warstwę filtracyjną na całej grubości. Warunek ten spełnia płukanie filtru wodą strumieniem przeciwnym do kierunku filtracji z intensywnością kilkakrotnie większą od intensywności filtracji. Dla zwiększenia powietrzem. W większości stacji w Polsce proces płukania filtru przebiega w trzech etapach [8]:

1) Przedmuchiwanie złoża powietrzem.

Przed płukaniem filtr należy częściowo odwodnić co umożliwi szybszy odpływ tłoczonego powietrza, a ponadto zabezpieczy filtr przed wypchnięciem złoża. Przedmuchiwanie powietrzem powinno trwać około 10 minut z wydajnością 12 ÷ 15 dm3/s na 1 m2 powierzchni złoża. Proces ten ma na celu złuszczenie osadu będącego w postaci kłaczków wodorotlenku żelaza i manganu na ziarnach żwiru. W celu uruchomienia przedmuchiwania należy postępować, zgodnie ze schematem przedstawionym na rys.1 :

– wyłączyć pompy tłoczące wodę z ujęcia,

– odłączyć filtr od sieci przez zamknięcie zaworów „Z1„, „Z4„, „Z7„, „Z5″,

– pozostawić zamknięte zawory „Z8„,”Z2„,

– otworzyć zawory „Z10„, „Z6,”Z9„,

– otworzyć zawór na przewodzie do zbiornika powietrza.

 

2) Płukanie wodą złoża filtracyjnego.

Płukanie wodą w kierunku przeciwnym do kierunku filtracji jest dalszym etapem renowacji złoża i ma na celu wypłukanie zebranych osadów po wzruszeniu złoża powietrzem. Czas płukania wynosi około 5 minut z intensywnością 8 – 10 dm3/s na 1 m2 powierzchni złoża.

Intensywność płukania należy ustalać za pomocą skrzynki pomiarowo-kontrolnej ze wskaŸnikiem poziomu lustra wody.

Kolejność czynności związanych z płukaniem jest następująca:

– zamknąć zawór „Z10„,

– otworzyć zawory „Z12„, „Z3„,

– uruchomić pompę.

Po zakończeniu płukania należy:

– zamknąć zawory „Z2„, „Z3„, „Z6„, otworzyć „Z7” i przymknąć   „Z9„,

– otworzyć zawory „Z1„, „Z5„, „Z4„.

3) Pierwszy filtrat.

Spuszczanie pierwszego filtratu przebiega z góry do dołu i trwa około 5 minut z intensywnością równą intensywności filtracji. Proces ten ma na celu usunięcie resztek osadów ze złoża, jak również ustabilizowanie pracy filtra, który bezpośrednio po procesie płukania wykazuje niską sprawność.

Wody popłuczne z obydwu procesów płukania zawierają duże ilości zawiesin, które mogą być szkodliwe dla środowiska naturalnego, w przypadku spuszczania ich do cieków powierzchniowych. Wody te zabrania się bezpośrednio odprowadzać do kanalizacji, gdyż w przepisach traktuje się je jako wody przemysłowe, które powinny być poddawane wstępnemu oczyszczeniu na terenie zakładu. Wynika z tego, że niezbędnym elementem stacji wodociągowych są osadniki, które służą do usuwania z wody zawiesin przy wykorzystaniu zjawiska sedymentacji.

Ogólnie osadniki można podzielić według następującego schematu:

Osadnik

o działaniu ciągłym o działaniu okresowym

(osadniki przepływowe) (odstojniki)

konwencjonalne wielostrumieniowe

poziome pionowe poziomo-pionowe

poziome poziome wielokomorowe dośrodkowe

podłużne radialne (wielokorytowe)

(odśrodkowe)

Osadniki przepływowe stosowane są do uzdatniania wody i ścieków. Charakteryzują się stosunkowo dużą głębokością i znaczną objętością odpowiadającą długiemu czasowi przepływu wody. Z osadników konwencjonalnych najbardziej rozpowszechnione są poziome zwykłe (prostokątne) i poziome radialne. Do grupy tej można również zaliczyć zatoki będące elementem ujęcia wody powierzchniowej oraz zbiorniki wyrównawcze współpracujące z ujęciem. Osadniki wielostrumieniowe są modyfikacją osadników konwencjonalnych polegającą na podziale głębokiego strumienia cieczy poddawanego sedymentacji na wiele płytkich strumieni płynących oddzielnie w równoległych przewodach. W przewodach tych zachodzi proces płytkiej sedymentacji [22], który przyspiesza usuwanie zawiesin, poprzez skrócenie czasu opadania ich. Z tego względu osadniki te charakteryzują się krótkim czasem przepływu wody i mniejszą kubaturą. Natomiast osadniki o działaniu okresowym są wykorzystywane w bardzo małym zakresie, głównie do usuwania zawiesin ze ścieków powstających przy płukaniu filtrów.

Ze względu na wykonanie odstojniki dzielimy na :

  1. a) żelbetowe

– z kręgów żelbetowych

– monolityczne prostokątne

  1. b) ziemne

Wszystkie te osadniki działają dzięki procesowi sedymentacji, którego poznanie umożliwi głębsze zrozumienie póŸniejszych rozważań.

Sedymentacja jest to zjawisko opadania w płynie cząstek stałych pod wpływem działania siły ciężkości.

Sedymentację dzielimy na swobodną (dyskretną) i skrępowaną. Sedymentacja swobodna teoretycznie zachodzi wówczas, gdy pojedyncza cząstka opada w nieograniczenie dużej przestrzeni wypełnionej płynem. Natomiast, gdy cząstka opada z grupą sąsiadujących ze sobą cząstek to zachodzi sedymentacja skrępowana. W praktyce można przyjąć, że sedymentacja swobodna występuje wówczas, gdy stężenie objętościowe zawiesin nie przekracza 0,0005 lub nawet 0,001 cm3/cm3 [14].

Podczas sedymentacji w zbiorniku występują pewne zaburzenia wynikające z oddziaływania ścian zbiornika. Zjawisko to nazywamy efektem przyściennym. Bardzo istotny wpływ na szybkość sedymentacji mają właściwości cząstek podlegających osadzaniu. Z tego punktu widzenia można wyróżnić sedymentację cząstek trwałych, które nie zmieniają swoich właściwości fizycznych w trakcie opadania (kształt, wielkość, masa), oraz sedymentację cząstek nietrwałych, zmieniających swoje właściwości. W procesie uzdatniania wody mamy najczęściej do czynienia z cząsteczkami flokulacyjnymi, które w trakcie opadania łączą się wzajemnie zmieniając wielkość, masę i kształt. Sedymentacja może zachodzić w cieczy znajdującej się w ruchu lub w cieczy znajdującej się w spoczynku, co ma miejsce w odstojniku popłuczyn.

Swobodne opadanie cząstki w cieczy nieruchomej następuje w wyniku oddziaływania na cząstkę siły wypadkowej F, na którą składają się: siła ciążenia F1,siła wyporu F2 i siła oporu hydraulicznego F3. Można założyć, że siły te oddziałują na cząstkę wzdłuż jednej pionowej osi przechodzącej przez jej środek ciężkości.

W związku z tym

F=F1+F2+F3 (1)

Uwzględniając, że

otrzymamy ogólne równanie sedymentacji cząstki trwałej w cieczy nieruchomej

gdzie:

ut – prędkość opadania cząstki w chwili t, cm/s,

t  – czas opadania cząstki, s,

g – przyśpieszenie ziemskie, cm/s2,

c – masa właściwa cząstki, g/cm3,

– masa właściwa cieczy, g/cm3,

Ac – pole rzutu równoległego cząstki w kierunku jej ruchu na płaszczyznę prostopadłą do tego

kierunku, cm2,

Vc – objętość cząstki, cm3,

c – współczynniki oporu hydraulicznego,

Mc – masa cząstki, g,

a – przyspieszenie ruchu cząstki, cm/s2.

Przy pomocy równania (5) można wyznaczyć prędkość opadania cząstki, zakładając że prędkość ut osiągnie wartość graniczną u, przy której nastąpi zrównoważenie się sumy sił F3 i F2 z siłą F1. W warunkach równowagi wymienionych sił następuje ruch ustalony cząstki, która dalej opada już ze stałą prędkością u. W związku z tym: ut=u=const

Wzór (7) jest wzorem ogólnym odnoszącym się do cząstki o dowolnym kształcie. Dla cząstek kulistych przybiera on następującą postać:

Liczba Reynoldsa Reo dla cząstki kulistej równa się

gdzie: d – średnica cząstki, cm,

– lepkość kinetyczna cieczy, cm2/s.

Najczęściej podczas opadania cząstki mamy do czynienia z ruchem laminarnym, w warunkach którego współczynnik oporów hydraulicznych cząstki kulistej o obliczamy ze wzoru:

Przy uwzględnieniu wzorów (7),(8),(9) i (10) otrzymamy równanie na prędkość opadania cząstek kulistych w cieczy znajdującej się w ruchu laminarnym.

W przypadku sedymentacji cząstek nie kulistych można zastosować pojęcie średnicy równoważnej, definiowanej jako średnica kuli o tej samej objętości, co objętość cząstki. Możemy ją obliczyć z następujących wzorów:

lub

gdzie: N – liczba cząstek wziętych do ustalenia średniej średnicy równoważnej,

V,M – objętość i masa wszystkich N cząstek wziętych do ustalania średniej średnicy

równoważnej, odpowiednio cm3 i g,

Vc,Mc,- jak we wzorze (6).

Prędkość opadania cząsteczki o średnicy dr możemy wyznaczyć z następującego wzoru:

lub

c – współczynnik oporów (można go wyznaczyć na podstawie wykresu Ar=f(c,Rec)

Ar – liczba Archimedesa obliczona ze wzoru:

Powyższe rozważania dotyczą swobodnego opadania pojedynczej cząstki, jednak w odstojniku mamy do czynienia z sedymentacją skrępowaną, w czasie której opadanie cząstek jest zakłócone kolizjami pomiędzy nimi oraz zmianami warunków hydraulicznych. Prędkość cząstek w warunkach sedymentacji skrępowanej jest znacznie niższa od prędkości opadania swobodnego i może być dla zakresu laminarnego wyrażona za pomocą półempirycznego wzoru [1]:

gdzie:

us – prędkość opadania cząstek względem ścian osadnika w czasie sedymentacji skrępowanej, cm/s,

u – prędkość opadania pojedynczej cząstki w czasie sedymentacji swobodnej, cm/s,

m – względna objętość cieczy w zawiesinie wyrażona wzorem:

gdzie: V – objętość cieczy zawartej pomiędzy opadającymi cząstkami [cm3],

Vco – suma objętości cząstek i cieczy w strefie sedymentacji [cm3].

Wzór (17) ma zastosowanie w przypadku opadania cząstek kulistych i gdy współczynnik m jest mniejszy od 0,7 [5].

W odstojnikach wód popłucznych mamy w przeważającej części do czynienia z opadaniem cząstek typu kłaczkowatego. Jeżeli stężenie zawiesin w wodach popłucznych nie przekroczy 0,2 cm3/cm3 można stosować empiryczny wzór Kurgajewa [21]

Między masowym a objętościowym stężeniem zawiesin zachodzi związek

gdzie: C – stężenie masowe zawiesin w cieczy, g/dm3,

c‚ – masa właściwa kłaczków z uwzględnieniem zawartej w nich wody, g/cm3.

Przy stosowaniu powyższych wzorów empirycznych należy pamiętać, że odnoszą się one nie zawsze dokładnie do wody dla której przeprowadzamy obliczenia. Z tego powodu zaleca się stosować badania technologiczne ustalające charakterystykę sedymentacyjną badanych wód. W przypadku wód popłucznych badania te można wykonać po uruchomieniu stacji uzdatniania wody, a więc i po wybudowaniu osadnika lub przez analogię do istniejącej stacji wodociągowej czerpiącej wodę o podobnej jakości i posiadającej podobny układ technologiczny.

WZORY

Termin „przeciążenie” odnosi się do sytuacji, kiedy sumaryczne zapotrzebowanie na zasoby sieciowe przekracza aktualne możliwości sieci. Występowanie przeciążenia w sieciach z przełączaniem pakietów, jest rezultatem stosowania multipleksacji statystycznej, której celem jest maksymalizować wykorzystanie zasobów sieciowych. Przeciążenie może być także spowodowane awarią wewnątrz sieci, ale ponieważ przypadek ten występuje bardzo rzadko, został on pominięty w niniejszej pracy.

Jako przykład przyczyny występowania przeciążenia przeanalizuję pracę przełącznika ATM o N portach wejściowych (oczywiście mamy równocześnie N portów wyjściowych), do których wpływa N strumieni komórek. Jeżeli założymy, że pojemność buforów wyjściowych wynosi M to możemy stwierdzić, że w danej chwili do portu wyjściowego (określonego na podstawie pola VPI/VCI i informacji zawartej w tablicy połączeń) może być skierowanych nie więcej niż M komórek. W przypadku kiedy więcej niż M komórek jest skierowanych do danego portu wyjściowego, to część z nich musi pozostać w buforach wejściowych do czasu uzyskania dostępu do danego wyjścia przełącznika. Ponieważ bufory wejściowe i wyjściowe mają ograniczoną pojemność, to łatwo zauważyć, że nadchodzące do przełącznika komórki, które zastają pełny bufor wejściowy są tracone.

Kontrola przeciążenia w sieci jest przedmiotem wielu publikacji, albowiem obecnie stosowane w sieciach pakietowych mechanizmy są nieefektywne dla zastosowań w ATM

Istnieje kilka błędnych przekonań, mówiących że problem przeciążenia może być rozwiązany automatycznie poprzez rozwój nowej technologii i jej zastosowanie np. wymianę urządzeń sieciowych na bardziej wydajne.

Przedstawię dwa takie poglądy:

  1. Przeciążenia spowodowane jest zbyt małą pojemnością buforów. Problem ten zostanie rozwiązany, kiedy pamięci staną się na tyle tanie, aby można było stosować bufory o bardzo dużych pojemnościach.

Niestety większa pojemność buforów nie rozwiążę problemu przeciążenia. Sieci skonstruowane z przełączników o nieskończonej pojemności buforów są podatne tak samo na przeciążenia jak sieci z przełącznikami o małych buforach. Dla tych ostatnich zbyt duży ruch spowoduje przepełnienie buforów i stratę komórek (Rysunek 3 a). W sieci z przełącznikami o nieskończonej pojemności buforów (Rysunek 3 b) kolejka i opóźnienie może się stać na tyle długie, że za nim komórki wyjdą z bufora, większość z nich jest już „time-out” i są jeszcze raz retransmitowane  przez wyższe warstwy sieci, co powoduje jeszcze większe przeciążenie.

Rysunek 3.Wielkość bufora a problem przeciążenia

Przeciążenie spowodowane jest wolnymi łączami. Problem zostanie rozwiązany, kiedy szybkie łącza staną się ogólnie dostępne.

Stwierdzenie to nie zawsze jest prawdziwe, czasami zwiększanie przepustowości łącza może zwiększyć problem przeciążenia. Nowe szybkie łącza muszą współpracować ze starszymi i wolniejszymi łączami. Następujący eksperyment pokazuje, że wdrażanie szybkich łącz, bez odpowiedniej kontroli przeciążenia może obniżyć wydajność całej sieci.[2]. Rysunek 4 pokazuje cztery węzły połączone ze sobą szeregowo trzema łączami o przepustowości 19.2 kbit na sekundę. Czas transferu zwykłego pliku wynosił pięć minut. Zamianie łącza pomiędzy dwoma pierwszymi węzłami na łącze o przepustowości 1Mbit/s spowodowała zwiększenie czasu transmisji plik do siedmiu godzin. Z szybszym łączem dane przychodziły do pierwszego routera z większą prędkością niż przepustowość wyjścia, prowadziło to do powstawania długich kolejek, przepełnienia bufora i stratę komórek, powodując konieczność retransmisji, co zwiększało czas transmisji.

Rysunek 4 Wymiana części łączy a problem przeciążenia

Wymiana wszystkich łączy na szybsze także nie rozwiąże problemu przeciążenia. Przedstawiona przykładowa konfiguracja na Rysunek 5 pokazuje ten problem. Jeżeli węzły A i B zaczną nadawać do węzła C w tym samym czasie spowoduje to powstanie przeciążenia.

Rysunek 5. Wymiana wszystkich łączy a problem przeciążenia

Przeciążenie jest problemem dynamicznym, żadne statyczne rozwiązanie nie będzie wystarczające do jego rozwiązania. Strata pakietów na skutek małej pojemności bufora, jest symptomem, nie przyczyną przeciążenia. Wzrastająca ilość szybkich sieci prowadzi do coraz większego zróżnicowania współistniejących sieci, powodując, że problem kontroli przeciążenia staje się coraz ważniejszym problemem. Odpowiednia metody zarządzania zasobami sieci ATM i kontrola przeciążenia ruchu w sieci zwiększy jej efektywność i wydajność.

Na zakończenie tego punktu omówię niektóre funkcje i procedury przedstawione przez ATM Forum, które powinny znaleźć zastosowanie w zarządzaniu zasobami sieci ATM.

  1. sterowanie przyjęciem zgłoszenia (Connection Admission Control) –Kiedy nowe zgłoszenie przybywa do węzła sieci ATM, użytkownik deklaruje zbiór parametrów ruchowych i wymagany poziom jakości obsługi (QOS). Wykorzystując te informacje oraz znając stan sieci, blok realizujący funkcję CAC decyduje o zaakceptowaniu lub odrzuceniu nowo przybywającego zgłoszenia.
  2. kontrola parametrów użytkownika (Usage Parameter Control), zapewnia wymuszenie zgodności parametrów zgłoszenia zadeklarowanych na etapie akceptacji z tymi, które występują w trakcie transmisji.
  3. sterowanie priorytetem (Priority Control) Końcowy węzeł sieci ATM może generować komórki o różnym priorytecie używając bitu CLP. Urządzenia sieci mogą selektywnie odrzucać komórki o niższym priorytecie, jeżeli np. w ten sposób zapobiegają przeciążeniu.
  4. Traffic Shaping –kształtowanie charakterystyki przepływu informacji na podstawie danych uzyskanych z sieci lub wyżej wymienionych funkcji.

Problem przeciążenia może być częściowo rozwiązany poprzez zastosowanie wyżej wymienionych funkcji. Jednak w większości przypadkach występowania przeciążenia w sieciach ATM należy zastosować wspólnie wyżej wymienione funkcje i algorytmy kontroli przeciążenia.

Obecnie ATM Forum jest w trakcie standaryzacji algorytmów. Algorytmy, które zostały przedstawione w ATM Forum i uzyskały największe zainteresowanie zostaną omówione w dalszej części pracy.

Sieć ATM do przesyłania danych wykorzystuje pakiety o jednakowej długości 53 bajtów (48 bajtów informacji i 5 bajtów nagłówku). Stała długość pakiety upraszcza sterowanie ruchem i zarządzanie zasobami sieci.  W dalszej części pracy przedstawię budowę komórki ATM i rodzaje występujących komórek.

Standard ATM wyróżnia kilka typów komórek, mogących pojawić się w sieci:

  • komórki „puste” (idle cells), komórki nie przenoszące żadnej informacji a jedynie mają za cel dostosowanie szybkości przepływu pomiędzy warstwą ATM a warstwą fizyczną. Komórki te są generowane i usuwane przez warstwę fizyczną;
  • komórki „poprawne” (valid cells) –przesyłane w warstwie fizycznej, które mają prawidłowy nagłówek lub których nagłówek został zmodyfikowany przez proces weryfikacji;
  • komórki „niepoprawne” (invalid cells), których nagłówek zawiera błędy nie usunięte przez proces weryfikacji, komórki tego typu są usuwane przez warstwę fizyczną;
  • komórki „przydzielone” (assigned cells), występujące w warstwie ATM i dostarczające usługi dla aplikacji;
  • komórki nieprzydzielone (unassigned cells), czyli wszystkie komórki warstwy ATM, które nie są „przydzielone”

Dla pełnego omówienia standardu ATM niezbędne jest umieszczenie go w uniwersalnej strukturze OSI (Open System Interconnection).

Rysunek 2. Warstwy ATM

Chociaż standard ATM definiuje trzy warstwy, nie jest słuszne przypuszczenie, że odpowiadają one trzem dolnym warstwom modelu odniesienia ISO OSI. Właściwsze jest traktowanie warstwy fizycznej ATM oraz warstwy ATM jako odpowiednika warstwy fizycznej w modelu OSI, natomiast warstwy adaptacji (ang. AAL) jako odpowiednika warstwy łącza danych wg OSI. Wskazuje na to porównanie usług podstawowych realizowanych przez odpowiednie warstwy. Łącze wirtualne oferowane przez warstwę ATM odpowiada warstwie fizycznej. Udostępnia ono usługę transmisji bajtów informacji w konfiguracji punkt-punkt lub punkt-wielopunkt z określoną prędkością. Jeśli chodzi o warstwę AAL, to oferuje ona usługi dotyczące dostępu do łącza, przydzielania pasma, nie zapewnia natomiast procedur typowych dla warstwy sieciowej, związanych z routingiem czy adresacją końcówek sieci. Według ITU-T te dodatkowe funkcje powinny rezydować w warstwie powyżej AAL.

Warstwa ATM jest zespołem funkcji niezależnych od  medium transmisyjnego, dostarczających możliwości przezroczystego transferu informacji użytkownika. Warstwa definiuje budowę komórki ATM i związane z tym sposoby jej transportu przez sieć, zarządzania ruchem, ustalania jakości połączeń. Podstawowymi funkcjami warstwy ATM są:

  • tworzenie i rozpakowywanie nagłówka
  • multipleksacja i demultipleksacja komórek
  • realizacja doboru trasy dla komórek
  • realizacja translacji VCI lub/i VPI
  • realizacja procedur sterowania przepływem

Komórki należące do jednego połączenia tworzą kanał wirtualny (Virtual Channel). Kanał wirtualny realizuje jednokierunkową transmisję danych w sieci ATM. Wiele kanałów wirtualnych może jednocześnie korzystać z tych samych łączy fizycznych, kanały te są rozróżniane na podstawie VCI i VPI zawartych w nagłówku komórki ATM.

Ponieważ komórki ATM mogą być wysyłane z dowolną (ustaloną na etapie zestawienia połączenia) szybkością transmisji i innymi ustalonymi parametrami, kanał wirtualny musi cechować się dowolnie dużym pasmem przepustowym. Jest to jedna z cech sieci ATM, umożliwiająca na realizację idei sieci szerokopasmowej, umożliwiającej zestawienie połączenia dla każdej aplikacji w elastyczny sposób.

W sieci ATM jest realizowane połączenie typu kanał wirtualny (VCC –Virtual Channel Connection), które oznacza zestawienie pewnej liczby łączy typu kanał wirtualny w celu utworzenia trasy pomiędzy punktami dostępu do sieci ATM dla przezroczystej transmisji danych. Połączenie VCC jest połączeniem jednokierunkowym. W celu zestawienia połączenia dwukierunkowego konieczne jest zestawienia pary połączeń typu VCC, po jednym w każdym kierunku. Połączenia VCC mogą mieć także strukturę wielopunktową, wykorzystywaną na przykład w przypadku usług konferencyjnych. Zgodnie z rekomendacjami ITU-T możliwe jest utworzenie kanału wirtualnego na jeden z wymienionych sposobów:

  • bez wykorzystania procedur sygnalizacyjnych, na podstawie subskrypcji usługi;
  • wykorzystując procedury metasygnalizacji –w taki sposób są tworzone specjalne kanały sygnalizacyjne;
  • wykorzystując specjalne kanały sygnalizacyjne (signaling VCC) –w taki sposób są tworzone „klasyczne” kanały wirtualne w chwili nadejścia nowego zgłoszenia;
  • wykorzystując procedury sygnalizacyjne typu użytkownik-użytkownik, np. tworzenie odrębnego kanału sygnalizacyjnego na bazie już istniejącego połączenia typu ścieżki wirtualnej.

Wymagania sprzętowe

W związku ze środowiskiem, w jakim pracuje aplikacja minimalne wymagania sprzętowe zgodne są z minimalnymi wymaganiami określonymi przez producenta pakietu Office 2000 – firmę Microsoft. Ustaliła ona, że minimalna konfiguracja do uruchomienia Microsoft Access 2000 to:

  • – komputer PC z procesorem klasy Pentium taktowanym zegarem o częstotliwości minimum 166 MHz
  • – 32 MB pamięci operacyjnej
  • – około 200 MB wolnej przestrzeni na dysku twardym.
  • – mysz

Omawiana przez nas aplikacja ma te same wymagania sprzętowe poszerzone jeszcze o:

  • – drukarkę (najlepiej atramentową lub laserową),
  • – kartę graficzną wyświetlającą obraz w minimalnej rozdzielczości 800×600 punktów.

System operacyjny oraz dodatkowe oprogramowanie potrzebne do uruchomienia aplikacji

Aplikacja pracuje w środowisku Microsoft Access 2000. Jest to program firmy Microsoft. Stanowi on część pakietu oprogramowania biurowego tej firmy pod nazwą Office 2000.

Dodatkowo do pracy aplikacji potrzebne jest program „Formularze” bydgoskiej firmy IPS. Program ten służy do wydruku deklaracji PIT-5 i VAT-7.

Oba te programy pracują w środowisku Microsoft Windows 95 i 98 i nie potrzebują dodatkowych sterowników do drukarek, a korzystają ze sterowników zainstalowanych w systemie.

Instrukcja obsługi aplikacji

Aby uruchomić aplikację, należy uruchomić plik praca magisterska.mdb z programu Microsoft Access lub z Explorera Windows jeżeli jest poprawnie zainstalowane skojarzenie z rozszerzeniem MDB.

Przed uruchomieniem aplikacji należy wyjaśnić sobie jeszcze działanie przycisków, które zawsze działają w sposób jednakowy:

  • – strzałki powodują poruszanie się pomiędzy rekordami,
  • – strzałka z gwiazdką – dodanie nowego rekordu,
  • – strzałka z iksem – usunięcie rekordu.

Po uruchomieniu się aplikacji nastąpi wyświetlenie okna tytułowego. Pojedyncze kliknięcie myszą na obszarze okna spowoduje zamknięcie go oraz przejście do okna sterowania aplikacji:

Rysunek 21 Okno sterowania aplikacji

Okno sterowania służy do sterowania pracą aplikacji. W okienku „dzisiaj jest” wpisujemy aktualną datę. Data ta domyślnie przyjmowana jest jako zgodna z systemem, ale aplikacja pozwala na swobodną jej zmianę. Będzie ona później wykorzystywana w dalszej pracy aplikacji, a w dalszej części instrukcji będzie poprostu nazywana datą.

Kliknięcie przycisku „książka adresowa” powoduje wyświetlenie okna z danymi kontrahentów:

Rysunek 22 Okno bazy adresowej kontrahentów

Okno to jest wyświetlane w wielu miejscach programu, jednak za każdym razem działanie jest takie samo. Służy ono wybraniu kontrahenta lub dodaniu nowego do listy. Aby wyszukać kontrahenta, który nas interesuje należy poruszać się strzałkami w prawo i w lewo przeglądając kolejne rekordy lub skorzystać z pola kombi, które pozwala na odnalezienie poszukiwanego kontrahenta po numerze NIP. Aby zaakceptować wybór należy kliknąć OK, natomiast, aby anulować działanie trzeba kliknąć Anuluj. Dodanie nowego rekordu następuje po kliknięciu strzałki z gwiazdką. Należy pamiętać, aby jako jednego z kontrahentów umieścić swoją firmę. Będzie to później potrzebne przy rejestracji sprzedaży z kasy fiskalnej.

W oknie sterowania aplikacji znajduje się przycisk „Księgowanie”. Jego kliknięcie powoduje wyświetlenie okna księgowania:

Rysunek 23 Okno księgowanie

Z poziomu tego okna możemy dokonać wyboru tego, jaką operację chcemy księgować. Przycisk „Koniec” powoduje zamknięcie okna i powrót do okna sterowania.

Przycisk „Zakupy towarów handlowych” powoduje wyświetlenie okna zawierającego wszystkie zakupy towarów handlowych dokonane w miesiącu, który określa data w oknie sterowania. Okno to wygląda w sposób następujący:

Rysunek 24 Okno zakupów towarów handlowych

Aby edytować wybrany dokument wystarczy dwukrotnie kliknąć myszą na tym dokumencie natomiast, aby dodać nowy dokument trzeba kliknąć przycisk „Nowy dokument”. Kliknięcie „OK” powoduje zamknięcie okna.

Edycji i dodawania nowego dokumentu dokonuje się w tym samym oknie, które wygląda tak:

Rysunek 25 Edycja zakupów towarów handlowych

W tym oknie wpisuje się datę dokumentu, numer oraz kwoty netto zakupu, Aby wybrać kontrahenta trzeba kliknąć przycisk „Wybierz kontrahenta” i wtedy wybrać go z bazy adresowej. Jeżeli wprowadzany dokument to korekta trzeba zaznaczyć kratkę.

Przycisk „Zapisz i następny” powoduje zapisanie dokumentu i rozpoczęcie wprowadzania nowego, natomiast „Zapisz i koniec” zapisuje dokument i zamyka okno.

Koszty i inwestycje księguje się w sposób analogiczny do towarów handlowych. Okno z fakturami wygląda następująco:

Rysunek 26 Okno kosztów i inwestycji

Natomiast okno edycji dokumentów tak:

Rysunek 27 Okno edycji kosztów i inwestycji

Wprowadzamy dane w sposób analogiczny do kosztów zakupów, jednak mamy tutaj trochę więcej opcji do zaznaczania. Należy wybrać rodzaj dokumentu, czy to jest koszt czy inwestycja oraz określić rodzaj inwestycji. Należy też określić w jaki sposób dokument ma być księgowany. To znaczy czy ma być uwzględniony w ewidencji VAT oraz czy ma być uwzględniony w Podatkowej Księdze Przychodów i Rozchodów.

Do wyboru typu zdarzenia służy przycisk opis zdarzenia, który otwiera okno ze spisem zdarzeń:

Rysunek 28 Okno wyboru opisów zdarzeń

W oknie tym wyświetlone są dostępne zdarzenia, można także dodać nowe zdarzenia, wyboru zdarzenia dokonuje się przesz podwójne kliknięcie określonego zdarzenia, lub poprzez zaznaczenie interesującego nas zdarzenia i kliknięcie „OK”. Przycisk „Nowe zdarzenie” powoduje dodanie nowego zdarzenia. Pola wyboru opcji „vat” i „książka” służy określeniu sposobu ewidencji tego zdarzenia.

W oknie księgowanie znajduje się również sprzedaż. Kliknięcie przycisku sprzedaż powoduje wyświetlenie następujące go okna:

Rysunek 29 Okno sprzedaży

Aplikacja pozwala na rejestrację następującego rodzaju sprzedaży:

  • – Faktury VAT
  • – Rachunki uproszczone
  • – Korekty faktur VAT
  • – Korekty rachunków uproszczonych

Tego typu sprzedaży dokonuje się w jednakowy sposób. Należy wybrać interesujący nas rodzaj sprzedaży i kliknąć odpowiedni przycisk. Wtedy otworzy się okno, gdzie wyświetli się lista faktur i rachunków z aktualnego miesiąca.

Przykładowo okno dla faktur VAT wygląda następująco:

Rysunek 30 Sprzedaż faktury

Poruszanie się po tym oknie następuje w sposób standardowy. Natomiast przycisk „Nowy dokument” wywołuje kreatora nowej faktury. Zapyta się on najpierw o sposób zapłaty (standardowo proponowana jest gotówka), następnie wyświetli bazę adresową kontrahentów, gdzie należy wybrać kontrahenta, któremu wystawia się fakturę. Kolejnym etapem jest okno wyboru towarów:

Rysunek 31 Okno wyboru towarów

W oknie tym dokonuje się wyboru towarów, które będą sprzedawane kontrahentowi. Można tutaj także dodać towary do listy. Aby dodać wybrany towar należy użyć przycisku „Dodaj do faktury”. Wtedy aplikacja zapyta się ile sztuk danego towaru ma być sprzedane, oraz czy cena jest dobra. Po dodaniu wszystkich towarów do faktury trzeba kliknąć przycisk koniec. Wyświetlone wtedy zostanie okno podsumowujące fakturę:

Rysunek 32 Okno podsumowujące fakturę

W oknie tym można zmienić kontrahenta, można usunąć pozycję z faktury, można dodać pozycję do faktury – przycisk „Dopisz”. Można też wydrukować fakturę przyciskiem „Wydruk”, a także przyciskiem „Zapisz i koniec” można zapisać i zaksięgować fakturę. Podczas zapisywania faktury aplikacja pyta czy utworzyć automatycznie storno sprzedaży z kasy fiskalnej dla tej faktury.

Ostatnia pozycja sprzedaży to sprzedaż z kasy fiskalnej. Wywołuje się ją przyciskiem „Sprzedaż z kasy fiskalnej”. Po jego użyciu otwiera się okno:

Rysunek 33 Sprzedaż z kasy fiskalnej

Okno to obsługuje się w sposób standardowy. Dwukrotne kliknięcie dokumentu to jego edycja, nowy dokument – przycisk „Nowy dokument”.

Okno edycji i dodawania nowego dokumentu wygląda w sposób następujący:

Rysunek 34 Edycja sprzedaży z kasy

W tym oknie należy wybrać jako kontrahenta własną firmę, a następnie wprowadzić kwoty netto sprzedaży z kasy. Przycisk „Zapisz i zamknij” zapisuje i księguje dokument.

W oknie sterowania pozostał jeszcze do omówienia jeden przycisk. To przycisk „Rozliczenie miesiąca”. Po jego naciśnięciu otwiera się okno rozliczenia miesiąca, które wygląda w taki oto sposób:

Rysunek 35 Okno rozliczenia miesiąca

W oknie tym można wywołać miesięczne rozliczenie książki przychodów i rozchodów używając przycisku „Książka przychodów i rozchodów”. Rozliczenie to wygląda w sposób następujący:

Rysunek 36 Miesięczne rozliczenie Książki Przychodów i Rozchodów

Przycisk „Koniec” zamyka okno, natomiast przycisk „Drukuj” powoduje wydrukowanie kartek Książki Przychodów i Rozchodów z aktualnego miesiąca.

Przycisk „VAT” powoduje wyświetlenie rozliczenia miesięcznego ewidencji VATowskiej. Rozliczenie to wygląda w sposób następujący:

Rysunek 37 Miesięczne rozliczenie VAT

Przycisk „Koniec” zamyka to okno, natomiast przycisk „Drukuj” powoduje wydrukowanie ewidencji zakupów VAT oraz ewidencji sprzedaży VAT.

Ostatnim przyciskiem okna rozliczenie miesiąca jest przycisk „Książka Przychodów i Rozchodów rozliczenie roczne”. Wywołuje on następujące okno:

Rysunek 38 Książka Przychodów i Rozchodów rozliczenie roczne

Przycisk „Koniec” zamyka okno.

Od współczesnych instalacji kablowych wymaga się, aby spełniały wiele różnych funkcji, tzn. aby służyły do przesyłania danych, zarówno komputerowych jak i z innych systemów, głosu, obrazów, itp. Bardzo poważnym problemem występującym przy budowie tych instalacji jest stosowanie różnych rodzajów kabli, gniazd, wtyków dla różnych typów sieci. Taka różnorodność technologii w jednym budynku tworzy w praktyce gąszcz nieestetycznych instalacji kablowych, trudny w eksploatacji oraz wymagający istotnych nakładów finansowych w przypadku rozszerzeń i modyfikacji. Rozwiązaniem pozwalającym na stworzenie przejrzystego połączenia pomiędzy odbiorcami niezależnie od rodzaju przesyłanych informacji jest budowa jednolitego systemu kablowego – system okablowania strukturalnego.

Najważniejszymi wymogami jakie musi spełnić system okablowania strukturalnego to:

  • zapewnienie bezwzględnego i wiarygodnego transferu informacji,
  • umożliwienie nieograniczonej rozbudowy infrastruktury komunikacyjnej,
  • zgodność z wszelkimi standardami i protokołami komunikacji sieciowej,
  • zgodność z normami opisującymi standardy infrastruktury komunikacyjnej w budynkach,
  • możliwość transmisji sygnałów o częstotliwości do 100 MHz,
  • niezależność od producentów sprzętu sieciowego,
  • duża odporność na zakłócenia,
  • minimalna emisja sygnałów.

Podstawowe zalety systemu strukturalnego:

  • łatwość dokonywania zmian i poprawek (w zasadzie tylko w centrach dystrybucji przez przekrosowanie); zmiany te nie powodują przerwy w pracy sieci,
  • elastyczność systemu, możliwość dołączania i odłączania użytkowników oraz nowych modułów do systemu kablowego bez przerw w pracy sieci,
  • łatwość diagnozowania i naprawy uszkodzeń; uszkodzenie jednego segmentu połączeniowego nie powoduje uszkodzenia całego systemu kablowego,
  • przejrzystość dokumentacji,
  • ekonomiczność systemu, nakłady poniesione raz nie wymagają dodatkowych inwestycji,
  • struktura gwiaździsta zapewnia dużą odporność w porównaniu ze strukturami magistralowymi na wszelkiego rodzaju przerwania kabla,
  • praktycznie niczym nieograniczona możliwość rozbudowy.

System okablowania strukturalnego obsługiwać może każdy standard transmisji, tzn. Ethernet, Token Ring, FDDI, RS-232. System ten działa jednocześnie bez zarzutu z każdym sieciowym systemem operacyjnym, czy to będzie Novell, Unix i jest od niego niezależny.

O jakości systemu okablowania w dużym stopniu decyduje jakość i kompletność jego komponentów.

W systemie okablowania strukturalnego można wyróżnić cztery grupy komponentów:

  • media transmisyjne: kable miedziane typu nieekranowana (UTP) lub ekranowana (STP) para skręcona kategorii 3, 4 i 5 oraz kable światłowodowe,
  • przyłącza informacyjne: przeważnie gniazda i wtyki RJ-45 dla kabli UTP i STP,
  • systemy łączeniowe: sprzęt kategorii 3, 4 i 5 służący do łączenia i krosowania kabli miedzianych i światłowodowych,
  • adaptery: elementy dopasowujące różne interfejsy fizyczne sprzętu komputerowego.

Sama sieć okablowania składa się z następujących elementów:

  • główny kabel sieciowy – Backbone, Reiser Cable,
  • punkty rozdzielcze – Distribution Cabinet,
  • przebiegi poziome – Horizontal,
  • adaptery i gniazda przyłączeniowe – Adapters, Baluns, Telecommunications Outlets.

Kompletność komponentów okablowania gwarantują systemy okablowania strukturalnego.

Tabela 2.1. Systemy okablowania strukturalnego:

Firma Nazwa systemu
Alcatel Alcatel Cabling System 6800
AMP Cosmos Isonet Aceline 100/300
BICC BrandRex Millennium Cat Plus
Digital Open DECconnect
IBM IBM Advanced Connectivity System
KRONE (C&C Partners) Krone Link
Lucent Technologies Systimax
Mod Tap Mod-Tap
Optimus Network S.A. Optimus Networks
PANDUIT PAN-WAY, PAN-NET, MINI-COM, PAN-PUNCH
Pouyet SCQ
Siemens Data6, ICCS 300
Siemon (Westerberg) Siemon Cabling System

kontynuujemy pracę magisterską z poprzedniego miesiąca

Sieciowe urządzenia aktywne występujące w istniejącej sieci komputerowej:

Serwer plików

W istniejącej sieci jako serwer plików zastosowano komputer OPTIMUS LANServer DuoHexium Mini 1PP200H

Parametry techniczne serwera:

LanServer DuoHexium Mini jest zbudowany w oparciu o platformę serwera firmy INTEL BB440FX Mid-Range Dual Pentium Pro Procesor Server.

Charakterystyka OPTIMUS LANServer DuoHexium Mini 1PP200H:

  • PentiumPro 200MHz, 512kB cache umieszczone na karcie procesorowej,
  • pamięć DRAM 32MB w modułach typu DIMM EDO ECC obsadzone na karcie procesorowej (8 banków), max 1GB,
  • sloty rozszerzeń : 5 PCI, 2 ISA, 1 dzielony ISA/PCI,
  • zintegrowane z płytą główną jednokanałowy kontroler Ultra Wide SCSI-2 Adaptec AIC 7880,
  • zintegrowana z płytą główną karty: sieciowa INTEL EtherExpressPRO/100B UTP,
  • zintegrowana z płytą główną karta graficzna Cirrus 54M40 512kB (up to 1MB),
  • zintegrowane z płytą główną kontrolery I/O: 2*asynchr. RS232C-9pin, 1*centronics 25pin, 1*PS/2 mouse port, 1* PS/2 keyboard port, 1* PCI IDE,
  • 2*HDD Seagate BARRACUDA ST34572W 4.55 GB,
  • stacja dyskietek 3,5″;
  • CD ROM 12x SCSI,
  • obudowa Tower, trzy komory na urządzenia 5,25”, sześć komór na dyski twarde 3,5”,
  • zasilacz 300W,
  • wyposażenie: klawiatura, mysz,
  • system operacyjny : MS DOS v 6.22,
  • oprogramowanie: LANDesk Server Manager PRO.

 Stacje robocze

Jako stacji roboczych użyto komputerów klasy PC różnych producentów takich jak: OPTIMUS, GULIPIN, NTT w szerokim zakresie konfiguracji w zależności od potrzeb użytkowników. Większość jednostek to komputery kompatybilne z PENTIUM. Konfiguracja komputerów zależy od wymagań wykorzystywanych programów i środowisk graficznych.

Zakres konfiguracji komputerów:

  • procesor: 80486 ¸ PENTIUM lub AMD K5, różne częstotliwości zegara taktującego,
  • pamięć operacyjna RAM: 16MB ¸ 64MB,
  • architektura szyny danych komputera: 16 bit ¸ 32 bit,
  • dysk twardy: pojemność 850MB ¸ 10GB oraz stacje bezdyskowe,
  • karty sieciowe: firmy 3Com takie jak: 3C5x9, 3C590, 3C595.

Karty sieciowe

Zastosowane karty sieciowe firmy 3Com stanowią synonim jakości oraz wydajności.

  • 3C5x9 EtherLink IIIB ISA – jeden z najbardziej wydajnych adapterów z magistralą 16 bitową ISA. Podstawowym elementem zapewniającym wzrost szybkości przetwarzania pakietów jest technologia Parallel Tasking, w przypadku której szereg czynności wykonywany jest jednocześnie (równoległe przetwarzanie pakietów). Karta ta posiada łącza BNC/TP. Przepływność 10Mbps,
  • 3C590 EtherLink IIIB PCI – technologia Parallel Tasking (równoległe przetwarzanie pakietów) zaimplementowana jest również w przypadku adapterów z magistralą 32 bitową PCI. Architektura 32 bitowa oparta na zegarze 33 Mhz umożliwia przesyłanie do 132 MB/s. W pełni dupleksowa (Full Duplex) zasada działania umożliwia pasmo przenoszenia do 20 Mbps w przełączanych segmentach sieciowych. Zintegrowany Transcend PC Link Smart Agent wspiera SNMP,
  • 3C595 TX Fast EtherLink 10/100 PCI – magistrala 32 bitowa PCI umożliwia przesyłanie do 132 MB/s, adapter z możliwością pracy z prędkością 10 Mbps i 100Mbps z automatycznym dostosowaniem się do szybkości gniazda blowego (koncentratora). W wersji TX przeznaczony dla dwuparowego okablowania UTP/STP 5 kat.

Switch

            Link Switch 1000 – przełącznik pakietów Fast Ethernet/Ethernet i Ethernet/Ethernet. Jego nowa nazwa to SuperStack II Switch 1000 – aktywny element dla technologii Fast Ethernet (100Base-TX) i Ethernet (10Base-T). Zastosowanie elementu LinkSwitch 1000 wskazane jest głównie w miejscach dużego natężenia pracy w sieci LAN, głównie pomiędzy serwerem i grupami roboczymi. Charakterystyka Link Switch 1000:

  • 12 przełączanych portów 10BaseT RJ45,
  • wbudowany port skrętkowy 100Mbps (100BaseTX),
  • slot na moduł Fast Ethernet (100BaseFX lub 100BaseTX) albo ATM 155 Mbps,
  • slot na moduł transceiverowy Ethernet,
  • możliwość pracy w trybie full duplex dla Fast Ethernetu (zwiększenie zasięgu do 2km – światłowód wielomodowy lub więcej na jednomodowym),
  • wbudowane funkcje SNMP/RMON, Plug&Play,
  • tablica adresów MAC: 500 adresów,
  • szybkość wewnętrznej magistrali 800Mbps,
  • Full Wire Speed (pełne wykorzystanie dostępnego pasma transmisyjnego),
  • automatyczny i dynamiczny dobór trybu Store&Forward lub Cut-Through.

 Hub

            LinkBuilder FMS100 (nowe oznaczenie SuperStack II Hub 100) gniazdo okablowania.

  • 100Mbps Fast Ethernet,
  • 12 portów 100BaseTX,
  • zestawialny w stosy – max. 8 jednostek w stosie- max. 104 porty 100BaseTX,
  • Plug&Play – instalacja nie wymaga specjalnego wyposażenia i wiedzy specjalistycznej,
  • wsparcie rodziny oprogramowania dla potrzeb zarządzania Transcend,
  • SNMP management – zapewnione po uzupełnieniu o dodatkową jednostkę SS2 Hub 100 Management Unit,
  • slot na moduł Fast Ethernet (100BaseFX lub 100BaseTX),

Jest idealnym elementem w połączeniu z przełącznikiem LinkSwitch 100 dla kompleksowego rozwiązania sieci o wysokiej przepustowości 100Base-TX.

            OfficeConnect Hub 8/TPO

Koncentrator 8 portowy (8*TP) standardu Ethernet 10BaseT mający małe rozmiary
i zestawialny w stosy, łatwą obsługę i diagnostykę dzięki bogatemu wyposażeniu w LED, które sygnalizują obciążenie sieci oraz kolizje i alarmy.

Sieć komputerowa pracująca w ZAP S.A. Ostrów Wlkp. jest przykładem sieci lokalnej, ponieważ swoim zasięgiem obejmuje tylko teren zakładu, a stacje robocze umieszczone są w niewielkiej odległości od siebie.

Sieć działa w oparciu o standard Ethernet z przepustowością 10 Mbps i jego nowszą wersję FastEthernet z przepustowością 100Mbps.

Można wyróżnić następujące odmiany sieci występujące w ZAP S.A. Ostrów Wlkp.:

  • 10BaseT – obejmuje budynek przemysłowy, oraz połączenie między budynkami administracyjnym a budynkiem dyrekcji. Zastosowano kable skręcane UTP 4 parowe 5 kat. Mod-Tap zakończone wtyczkami RJ45 i bezpośrednio dołączone do switcha (LinkSwitch 1000 – 3Com) oraz kart sieciowych stacji roboczych. Długość segmentów połączeniowych nie przekracza dopuszczalnych norm (wg. normy długość=100m). Pasmo przenoszenia 10Mbps. Obecnie w tym standardzie pracują 44 stacje robocze.
  • 100BaseTX – obejmuje budynek dyrekcji oraz część budynku administracyjnego (dział informatyki). Zastosowano kable skręcane UTP 4 parowe 5 kat. Mod-Tap zakończone wtyczkami RJ45 i bezpośrednio dołączone do koncentratora (LinkBuilder FMS100 – 3Com) i kart sieciowych stacji roboczych. Długości segmentów połączeniowych nie przekraczają normy (wg. normy długość=100m.). Pasmo przenoszenia 100Mbps. Obecnie w tym standardzie pracuje 26 stacji roboczych.