Настоящие Общие положения (далее – ОП) определяют общие принципы технологического развития сети связи ОАО «РЖД» на ближайшую перспективу.
Основные факторы, определяющие необходимость модернизации сети приведены ниже:
· развитие и существенное расширение участков скоростного движения (с продолжением этого развития в перспективе);
· развитие автоматизации ряда технологических процессов железнодорожного транспорта;
· развитие корпоративной и региональной информатизации;
· усиление требований к безопасности движения (возрастание террористических угроз и др.). Одна из мер – внедрение системы видеонаблюдения на железных дорогах.
Перечисленные факторы требуют резкого увеличения пропускной способности технологической сети связи и её дальнейшего роста в перспективе при обеспечении высокого качества и надёжности предоставляемых услуг.
Цель ОП – изложить основные принципы, направленные на выполнение этой задачи.
Решения, предлагаемые в ОП, должны рассматриваться как типовые, пригодные для реализации в большинстве конкретных условий.
Допускается, что в небольшом количестве отдельных случаев реализация типовых решений может оказаться невозможной (из-за ограничения по километражу) или нецелесообразной.
Для таких случаев следует разрабатывать и использовать частные решения, учитывающие конкретные местные условия.
2. Общие принципы построения транспортной сети связи
Главный принцип ОП заключается в том, что реализация каждого последующего этапа технологического развития сети должна производиться без перерывов действующих связей и не должна требовать замены работоспособного оборудования, установленного на предыдущих этапах.
Необходимым условием реализации данных ОП является наличие одной пары свободных волокон.
На задействованных волокнах оптического кабеля технологического сегмента сети работает в настоящее время в подавляющем большинстве случаев аппаратура SDH уровня STM-1. Прямая связь между крупными узловыми станциями осуществляется за счёт использования ресурсов Магистральной цифровой сети связи (МЦСС) Компании ТрансТелеКом. Все остальные сети работают поверх SDH (Рис. 1).
Рис. 1. Общая структура существующей сети связи
При всех достоинствах аппаратуры SDH как широко распространённого технического средства транспортной сети связи, важно отметить, что её масштабируемость ограничена иерархическим уровнем установленных мультиплексоров. При полной комплектации мультиплексоров SDH компонентными блоками дальнейшее увеличение пропускной способности требует замены мультиплексоров на более производительные, что связано с такими негативными явлениями, как перерывы связи и вывод из эксплуатации работоспособной аппаратуры, ещё не исчерпавшей свой ресурс и ни морально, ни физически не устаревшей. Перевод сети SDH на более высокий иерархический уровень увеличивает потенциальную пропускную способность в четыре раза. Однако уже сегодня ясно, что такое увеличение является полумерой, при которой в скором времени снова потребуется принимать решения по увеличению пропускной способности транспортной сети.
По этой причине предлагается в качестве основного стратегического решения создание в общесетевом масштабе оптической транспортной платформы на базе технологий плотного мультиплексирования с разделением по длинам волн (Dense Wavelength Division Multiplexing – DWDM) и неплотного мультиплексирования с разделением по длинам волн (Coarse Wavelength Division Multiplexing – CWDM).
Такой подход позволяет многократно увеличить пропускную способность оптических линий, причём постепенно по мере необходимости и без прерывания действующих связей.
Предлагаемая стратегия предусматривает осуществление технологической модернизации транспортной сети связи на основе двух видов типовых сетевых фрагментов:
· типовой секции;
· типового звена.
Типовое звено (ТЗВ) организуется на волокнах, по которым в настоящее время работают мультиплексоры SDH уровня STM-1 (в отдельных случаях STM-4). ТЗВ соединяет соседние пункты линии и представляет собой элементарный кабельный участок (ЭКУ) с аппаратурой на его концах. Цепочка последовательно соединённых звеньев начинается и заканчивается в крупных узловых станциях, в которых располагаются Транспортные периферийные узлы (ТПУ).
Типовая секция (ТС) представляет собой более сложный сетевой фрагмент, включающий в себя цепочку ТЗВ и прямое соединение ТПУ-ТПУ, организованное на свободной паре волокон.
Схема ТС представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Схема типовой секции
На прямом соединении ТПУ-ТПУ используется технология DWDM, в цепочке ТЗВ – технология CWDM. При этом структура транспортной сети примет вид, показанный на рисунке 3.
Рис. 3. Общая структура модернизированной сети связи
На рисунке 3 обозначены две сети передачи данных:
· общекорпоративная сеть передачи данных, обслуживающая ОАО «РЖД», – СПД РЖД;
· сеть передачи данных общетехнологического назначения, обслуживающая технологическую сеть связи, – СПД ОТН.
СПД ОТН включает в себя СПД ЕСМА и другие сети передачи данных Центральной станции связи.
СПД РЖД и СПД ОТН функционируют на базе технологии IP/MPLS.
Наряду с пакетными сетями поверх DWDM/CWDM будет работать модернизированная сеть SDH.
Физической основой технологической сети связи являются линии волоконно-оптического кабеля. Эти линии построены вдоль трасс железных дорог (ЖД), что и определяет топологию физического уровня сети.
В последующих разделах ОП даётся описание типовых решений для каждого слоя предлагаемой структуры транспортной сети связи. При этом вся транспортная сеть связи представляется в виде множества связанных протяжённых кольцевых структур, которые могут охватывать несколько железных дорог. Основные кольцевые структуры могут содержать линейные ответвления и локальные кольца. Однако эту всю сложную топологию удобно представить как совокупность ТС/ТЗВ.
Цепочка типовых звеньев на базе технологии CWDM
Рекомендацией МСЭ-Т G.695 (10/10) установлен следующий ряд систем CWDM по числу оптических каналов (используемых длин волн – λ):
· четырёхканальная CWDM;
· восьмиканальная CWDM;
· двенадцатиканальная CWDM;
· шестнадцатиканальная CWDM.
В цепочке ТЗВ предлагается использовать наиболее простую четырехканальную CWDM.
На рисунке 4 представлена обобщенная схема ТЗВ.
Для организации типового звена требуется одна пара оптических волокон (по одному волокну в каждом направлении передачи). Предлагается для ТЗВ, как уже указывалось выше, использовать пару волокон, на которой в настоящее время работают мультиплексоры SDH уровня STM-1. Последовательность действий, позволяющая формировать цепочку ТЗВ (и ТС) с минимальными нарушениями действующих связей, описана ниже в разделе 9.
В нижней части рисунка 4 указаны номинальные величины длин волн, на которых образуются оптические каналы. Шаг длин волн и их номинальные значения установлены рекомендацией МСЭ-Т G.694.2 (12/03).
Как следует из рисунка 4 на промежуточных станциях предусматривается выделение и ввод длин волн с первой по четвёртую. Для этой цели используются простые и низкобюджетные мультиплексоры ввода-вывода (Optical Add and Drop Multiplexors – OADM), имеющие, как правило, очень малые габариты и не требующие электропитания.
Рис. 4. Обобщенная схема типового звена
Важной особенностью таких OADM является их почти полная прозрачность для длин волн, далёких от рабочего диапазона (т.е. в данном случае от 1551-1611 нм). Благодаря этому свойству, длина волны 1310 нм, на которой работают существующие мультиплексоры SDH уровня STM-1, проходит OADM напрямую, претерпевая при этом незначительное затухание. На рисунке 4 этой длине волны присвоен нулевой номер (условное обозначение λ0). Данное обстоятельство позволяет осуществлять развитие, не ломая действующие дорожные сети мультиплексоров STM-1.
Максимальная протяжённость ТЗВ ограничивается 80 км. Реальные длины ТЗВ много меньше.
СПД-ЛП — система передачи данных линейного пункта — система диагностики и мониторинга устройств СЦБ
См. также АПК-ДК , АДК-СЦБ, АСДК
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА БАЗЕ КОНЦЕНТРАТОРОВ ИНФОРМАЦИИ КИ-6М «СПД ЛП»
1.1 Система передачи данных на базе концентраторов информации КИ 6М (далее «СПД») предназначена для организации информационного обмена между территориально рассредоточенными источниками и потребителями информации с максимально эффективным использованием каналов и линий связи.
1.2 По своим техническим характеристикам СПД относится к классу распределенных сетей с коммутацией пакетов и функционирует с использованием выделенных каналов тональной частоты или физических линий связи.
1.3 По кругу решаемых задач СПД является системой производственного назначения и предназначена для автоматизации процессов сбора информации с объектов технологического управления и контроля на железнодорожном транспорте.
1.4 Перечень функций, реализуемых СПД:
1) прием, трансляция и запись в базу данных сообщений, сформированных линейными устройствами (периферийными контроллерами) прикладных систем, функционирующих на базе данной СПД;
2) чтение из базы данных, трансляция и передача служебных команд и данных линейным устройствам (периферийным контроллерам) прикладных систем, функционирующих на базе данной СПД;
3) циклический контроль виртуального соединения между сервером СПД и периферийными контроллерами прикладных систем (диагностика устройств и каналов связи СПД);
4) автоматическая переконфигурация маршрутов передачи данных в случае разрыва виртуального соединения и установление нового соединения с периферийными контроллерами по действующему участку СПД (автоматическое резервирование).
1.5 В настоящем описании применяются следующие определения:
Конечный пользователь (КП) — оператор, объект технологического контроля и управления, автоматизированная система. Конечные пользователи взаимодействуют между собой через СПД при помощи прикладных процессов, СПД для них «прозрачна», т.е. для КП не обязательны знания принципов ее построения и функционирования.
Прикладной процесс (ПП) — программное обеспечение (программа), осуществляющее решение задач конечного пользователя, а также обмен данными через СПД с другими ПП по определенным правилам.
Оконечное оборудование данных (ООД) — ЭВМ, технологический контроллер с программным управлением, групповой абонентский пункт с программным управлением (пакетный адаптер), т.е. оборудование, в котором располагается и выполняется ПП.
Оборудование коммутации данных (ОКД) — концентратор информации КИ-6М, узел СПД, обеспечивающий коммутацию и маршрутизацию данных пользователя в сети к месту назначения.
Порт сети — электрический соединитель ОКД, к которому подключено ООД или другое ОКД. Порт сети характеризуется номером и типом устройства преобразования сигналов (УПС). Система маршрутизации данных в СПД направляет данные пользователя в порты с конкретными номерами, поэтому номер порта сети всегда логически связан с подключенным к нему ООД, т.е. непосредственно содержится в адресе данных.
Канал связи — выделенный двухточечный телефонный (тональной частоты) канал связи или проводная физическая линия, связывающая два порта сети или порт сети и ООД. Порты сети и ООД оборудуются УПС в зависимости от характеристики применяемого канала связи.
Протокол — набор процедур, а также логика обмена данными по каналу связи (протокол канального уровня) или через СПД (протокол сетевого уровня).
Виртуальное соединение (ВС) — набор условий, правил и соглашений, соблюдение которых позволяет двум прикладным процессам осуществлять взаимный информационный обмен независимо от наличия других пользователей СПД.
2 ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ
2.1 Состав и структура технических средств
2.1.1 В состав технических средств СПД входят:
1) концентраторы информации КИ-6М (ТУ 4035 004 45602127 2000);
2) сервер СПД (45602127.49931.001-01).
2.1.2 Концентраторы информации, соединенные между собой выделенными каналами или линиями связи, предназначены для передачи и маршрутизации по СПД пакетов данных, формируемых и передаваемых оконечным оборудованием данных (ООД) прикладных систем. В качестве ООД могут применяться как специализированные программно-аппаратные комплексы (периферийные контроллеры), так и персональные ЭВМ класса IBM РС, содержащие специализированные программные средства для обеспечения информационного взаимодействия с другими ООД через СПД.
2.1.3 Концентратор информации КИ-6М может обслуживать до 6 каналов информационной связи. Два канала, как правило, используются для подключения концентратора в систему передачи данных, остальные 4 канала могут использоваться для подключения ООД.
2.1.4 Сервер СПД предназначен для централизованного контроля работы средств СПД и каналов связи, управления потоками данных в СПД, а также для маршрутизации данных между СПД и локальной вычислительной сетью (ЛВС) центра диспетчерского контроля и управления.
2.1.5 В качестве сервера СПД применяется персональная или в промышленном исполнении IBM-совместимая ЭВМ, функционирующая под управлением программного средства «Сервер СПД», поставляемого в составе системы. Требования к составу и техническим характеристикам сервера СПД приведены в «Сервер СПД. Руководство системного программиста. 45602127.49931.001-01 32 01».
2.2 Виды топологий СПД
2.2.1 Технические и программные средства СПД поддерживают следующие виды структуры:
1) структура с т.н. «ячеистой» топологией, в которой узлы СПД (концентраторы информации КИ 6М) соединяются выделенными каналами или линиями связи по принципу «точка-точка»;
2) структура с т.н. топологией «шина», в которой узлы СПД соединяются с сервером СПД многоточечным (групповым) каналом связи.
Система передачи данных СПД-ЛП — общее описание
В решении проблем информатизации железнодорожного транспорта России одной из важнейших является задача автоматизации сбора (съема) первичной оперативной информации в местах ее зарождения, обеспечения при этом максимальной достоверности информации и минимального времени доставки ее потребителям в соответствии с установленными нормативами.
Актом приемочной комиссии, назначенной Указанием МПС РФ № С 1092у от 10.12.1996 г., система и аппаратно-программный комплекс СПД-ЛП приняты и рекомендованы для тиражирования и применения на сети железных дорог России в качестве базовой системы автоматического сбора, обработки и передачи информации, получаемой от прикладных систем:
— контроля технического состояния подвижного состава (ПОНАБ, ДИСК, РИСК);
— контроля функционального и технического состояния устройств СЦБ на станциях и перегонах;
— автоматической идентификации подвижных объектов железнодорожного транспорта;
— контроля функционального и технического состояния средств связи, энергетического хозяйства, охранной и пожарной сигнализации и при необходимости других объектов железнодорожного транспорта.
Система передачи данных организуется с использованием имеющихся каналов тональной частоты и включает в себя: головную ПЭВМ (сервер сигналов), концентраторы (КИ) и контроллеры (К).
В качестве сервера сигналов используется включенная в локальную вычислительную сеть ПЭВМ, имеющая последовательные порты СОМ 1 и COM2.
Сеть передачи данных предусматривается для диспетчерских кругов с использованием существующих каналов связи. Общее число участковых сетей сбора данных определяется из условий обеспечения гарантированного минимального времени доставки информации. Для контроля и оперативного руководства предусматриваются автоматизированные рабочие места — ДНЦ, ВЧД, ДГП НОД, ШД, ШЧД.
В состав устройств системы передачи данных СПД-ЛП входят:
— контроллеры СЦБ (К), осуществляющие сбор информации путем подключения к лампам табло ЭЦ и передачу ее в сеть СПД-ЛП непосредственно или через концентратор информации;
— котроллеры ДИСК (Д) и ПОНАБ (П), осуществляющие сбор информации со станционных стоек и передачу ее в сеть СПД-ЛП;
— концентраторы информации (КИ), обеспечивающие увязку с контроллерами СЦБ, ДИСК, ПОНАБ.
Концентраторы информации КИ представляют собой микропроцессорные устройства с блоком питания и набором отдельных модулей, к которым относятся: центральный процессор (МЦП-2); устройство преобразования сигналов токовое (УПСТ);
Концентраторы устанавливаются на станциях в ЛАЗах, комнатах связи или в других помещениях, где имеется питание 220 В или 24 В, подведены четырехпроводные окончания подключаемых каналов и имеется возможность их обслуживания.
Контроллеры также представляют собой микропроцессорные устройства и предназначены для съема информации с низовых устройств, ее обработки и оформления соответствующим образом для передачи в СПД.
Для доставки этой информации от контроллеров к серверу сигналов разработаны два варианта систем передачи данных, предназначенных для работы с каналообразующей аппаратурой различных типов.
Организация СПД на негрупповых каналах. Этот вариант реализуется на любой аппаратуре связи, обеспечивающей негрупповые каналы тональной частоты ТЧ (П-309, П-330, ВЗ-З и пр.) и имеет древовидную структуру (рис. 1.5, а).
Процесс обмена информацией происходит по следующему алгоритму. Каждый из концентраторов периодически посылает кадр типа ЗАПРОС по всем имеющимся у него низовым каналам (кроме канала «0») и ожидает ответа на него. Нижестоящий концентратор или контроллер, получив запрос и проверив его на соответствие формату, отвечает на него либо кадром ПУСТОЙ ОТВЕТ (при отсутствии информации для передачи), либо ИНФОРМАЦИОННЫМ КАДРОМ (при наличии информации). Если запрос принят с ошибками (или обнаружено несоответствие формату), нижестоящее устройство на такой запрос не отвечает вообще.
Концентратор, получив ответ и также проверив его соответствие формату и совпадение контрольной суммы, посылает либо следующий запрос (при нормальном приеме), либо запрос на ПОВТОР КАДРА (при ошибках в приеме). Следует обратить внимание на то, что запрос на ПОВТОР КАДРА концентратор посылает, выдержав паузу около 1,5 с, а запрос следующего кадра—сразу же, без паузы.
При неполучении ответа на очередной запрос более двух раз подряд по какому-либо из низовых каналов, концентратор формирует и передает вышестоящему устройству сообщение об отказе данного канала. Отказ канала индицируется на экране сервера сигналов. После восстановления канала также передается соответствующее сообщение, получив которое, сервер сигналов гасит индикацию отказа данного канала.
По каналу «0» концентратор запросов не посылает, ожидая запрос от вышестоящего устройства и отвечая на него, как описано выше. При отсутствии связи с вышестоящим устройством концентратор сохраняет принятую информацию в своей памяти. Когда она будет полностью заполнена, концентратор перестанет посылать запросы по низовым каналам до тех пор, пока вся хранящаяся информация не будет передана или уничтожена (переключением питания концентратора или посылкой команды СБРОС). ПЭВМ (сервер сигналов) посылает концентратору, подключенному к СОМ-порту, запросы такого же формата и ожидает ответа от него. Кроме того, ПЭВМ может передавать любые сообщения или команды любому устройству СПД. Они имеют структуру информационного кадра и рассылаются концентраторами всем устройствам СПД, но исполняются лишь тем, кому они адресованы, а остальными игнорируются.
Организация СПД на групповых каналах. Второй вариант СПД реализуется с использованием групповых каналов ТЧ (К-24 «АСТРА», К-ЗТ). В этом случае СПД имеет линейную структуру и не требует применения концентраторов, за исключением одного, являющегося согласующим устройством между каналами связи и ПЭВМ, называемого КООРДИНАТОРОМ.
Все контроллеры подключаются к четырехпроводным окончаниям группового канала (рис. 1.5, б).
Принцип работы СПД на групповых каналах основан на последовательном опросе контроллеров, подключенных к этому каналу. Инициатором опроса является сервер сигналов, который через координатор посылает кадр ЗАПРОС поочередно каждому контроллеру. Этот запрос принимают все контроллеры, подключенные к данному каналу, но отвечает на него только тот, адрес которого совпадает с адресом, указанным в запросе. Контроллер, получив «свой» запрос и проверив его на соответствие формату, отвечает кадром ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОТВЕТ, если имеет информацию для передачи, и кадром ПУСТОЙ ОТВЕТ, если не имеет такой информации. Информационный ответ принимается координатором, проверяется на правильность формата и совпадение контрольной суммы и при отсутствии ошибок передается в сервер сигналов. При наличии ошибок кадр игнорируется, о чем сообщается серверу сигналов, и в следующем запросе данному контроллеру будет передана команда повторить предыдущий кадр. При неполучении ответа от контроллера координатор также передает в ПЭВМ сообщение об отказе устройства, что индицируется на экране сервера сигналов.
Как показывает практика, не всегда является возможным организовать чисто линейную структуру, так как не на всех станциях имеется возможность подключения к групповому каналу, и, кроме того, при наличии нескольких контроллеров на одной станции их невозможно подключить непосредственно к одному канальному окончанию. Поэтому возникает необходимость в «гибридном» варианте СПД, объединяющем оба описанных выше варианта (рис. 1.5, в). Структура СПД в таком случае получается достаточно сложной. Увеличивается количество различных вариантов программ, устанавливаемых в контроллерах и концентраторах, что несколько усложняет наладку и эксплуатацию системы.
Для передачи информации в СПД всех вариантов используются модемы с частотной модуляцией 1300/2100 Гц, обеспечивающие скорость передачи 1200 бод. Уровни передаваемых сигналов регулируются и должны устанавливаться в соответствии с нормативами для передачи информации по каналам ТЧ и физическим линиям связи.
Контроллеры и концентраторы с модулями МЦП-2 (рис. 1.6) имеют два информационных выхода благодаря наличию дополнительного коммуникационного порта типа RS-232 с выходом на разъем К8. Основной выход (К7 в контроллерах и КО в концентраторах) и дополнительный (К8) полностью независимы друг от друга и равноправны. Контроллеры и концентраторы могут выдавать информацию по обоим этим выходам или по любому из них. Информация с дополнительного выхода К8 выдается всегда в протоколе К-2.
Контроллер СЦБ (К) устройств ЭЦ с модулями дискретного ввода МДВ служит для съема информации с ламп табло и ламп стрелочного коммутатора, имеющего нейтральное положение рукоятки, при котором контрольные лампы не горят. Примеры подключения схем к модулю МДВ приведены на рис. 1.7. Во время работы контроллер считывает информацию со всех входов всех модулей и побитно сравнивает ее с информацией, считанной в двух предыдущих циклах чтения.
Изменение сигнала считается действительным, если оно подтверждается в двух циклах подряд, иначе игнорируется. При обнаружении действительного изменения хотя бы одного сигнала формируется информационный блок. В этот блок включается информация только с тех модулей, в которых было обнаружено действительное изменение хотя бы одного бита информации, а также указывается порядковый номер этих модулей. Если состояние входов каких-либо модулей не изменялось, то информация с них в этот блок не включается.
Каждые 2 мин независимо от наличия изменений в информации формируется и передается полный блок, в который включается информация от всех установленных в контроллере модулей.
Подключение модулей МДВ к объектам контроля производится при помощи штатных жгутов через разъемы типа РП14-30, причем вилка располагается на жгуте, а к розетке подключаются монтажные провода, идущие от контролируемых объектов через резисторы. Резисторы Зк, через которые объекты контроля подключаются к модулям МДВ, размещаются на специальных панелях.
В контроллере ДИСК (Д) предусмотрены два специальных модуля МДВ-ДИСК для считывания информации со станционной стойки в параллельном двоично-десятичном коде, поступающим по 40 линиям. Считанная информация обрабатывается и оформляется в блоки типа «вагон» и «поезд», которые передаются на центральный пост через СПД.
Контроллер ПОНАБ (П) отличается лишь тем, что вместо модулей МДВ-ДИСК в нем устанавливаются модули МПВ, которые считывают информацию с приемной стойки ПОНАБ в последовательном 5-битовом коде. Эта информация также обрабатывается, оформляется в блоки и передается на центральный пост.
Блоки питания, модули центрального процессора, модемы, а также корпуса контроллеров ДИСК и ПОНАБ унифицированы и взаимозаменяемы между собой и с соответствующими модулями концентраторов и контроллеров дискретного ввода с оптронной обвязкой (ДВО).
Для отображения поездной ситуации на станции или части станции, включаемой в систему телесигнализации, в общем случае информация снимается со следующих контрольных ламп табло ЭЦ (типовых проектных решений альбомов МРЦ-9, МРЦ-13, ЭЦ-9):
— плюсового и минусового положения стрелок, входящих в контролируемые АРМ-ДНЦ маршруты;
-занятия приемо-отправочных путей, путевых бесстрелочных участков, стрелочных секций, входящих в контролируемые маршруты (общая контрольная лампа путевого участка);
— замыкания маршрутов (белые лампы);
— открытия выходных и маневровых светофоров, входящих в контролируемые или пересекающие маршруты АРМ-ДНЦ;
— закрытого и открытого состояния входных светофоров;
— включения пригласительных сигналов;
-состояния блок-участков на перегонах;
— срабатывания устройств КГУ и УКСПС;
— контроля установленного направления движения на перегоне;
— отмены поездного и маневрового маршрута с занятого пути (групповая контрольная лампа);
— искусственного размыкания маршрута (групповая — режима и индивидуальные контрольные лампы путевых участков).
Для отображения отказов технического состояния устройств СЦБ, включаемых в систему телесигнализации, информация снимается со следующих контрольных ламп табло ДСП:
— выключения фидеров питания;
— неисправностей входного светофора;
— перегорания ламп выходных и маневровых светофоров (мигание белой лампы);
— контроля работы преобразователей, мигающих сигналов, батареи, перегорания предохранителей;
— срабатывания сигнализатора заземления;
— неисправностей перегонных сигнальных установок;
— закрытия и неисправности переездов.
В зависимости от типа устройств ЭЦ на станции перечень объектов контроля является индивидуальным для каждой станции, но при этом должны быть соблюдены основные принципы построения телесигнализации с применением устройств СПД-ЛП: для отображения поездной ситуации снимается минимально достаточное количество информации в соответствии с требованиями приложения к «Заданию на проектирование»; для отображения технического состояния устройств СЦБ снимается максимальное количество информации с контрольных ламп табло ЭЦ.
На основании списка объектов контроля составляется рабочая таблица объектов контроля, являющаяся исходным материалом для составления схем подключения контроллеров СЦБ. На основании рабочей таблицы составляются электрические схемы подключения контроллеров СЦБ и панелей резисторов, в соответствии с которыми выполняется монтаж аппаратуры.
Контроллеры устанавливаются в помещении ДСП (порядок их установки определяется при выполнении монтажных работ). Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током при нарушении изоляции предусмотрено зануление корпусов приборов с помощью нулевых проводников питающей сети.
Особенности построения сети передача данных (СПД) на железнодорожном транспорте
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 24
Оформить конспектом (примечание Пресняковой Л.А.)
В решении задач оперативного управления перевозками ирегулирования движения поездов большую роль играет автоматизированная система управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ).
Для нормального функционирования АСУЖТ необходимо обеспечить сбор, передачу и обработку огромного объема различных данных о работе всех подразделений железнодорожного транспорта, Чтобы данные использовались эффективно, они должны быть верными и своевременно поступать на вычислительные центры.
Под верностью данных понимают одинаковость их в моменты составления и использования. Различные неточности в полученных данных могут появиться из-за искажений в процессе их сбора, передачи или обработки. К верности данных, передаваемых и обрабатываемых в АСУЖТ, предъявляются достаточно высокие требования. В телеграфной технике и передаче данных используется понятие вероятности ошибки, количественное значение которой упрощённо находится из отношения числа обнаруженных ошибок к общему числу переданных знаков. Заметим, что ошибка, возникшая в тексте обычной телеграммы, в большинстве случаев легко обнаруживается по смыслу, а при передаче данных, представляющих собой сочетания цифр, обнаружить ошибку практически невозможно, а даже редкие ошибки в данных, введённых в ЭВМ, могут исказить результаты работы целого звена АСУЖТ. Поэтому при передаче данных применяю специальные методы обнаружения и исправления ошибок.
Требование своевременности получения данных связано с интенсификацией процессов управления. Многие звенья АСУЖТ работают в реальном масштабе времени, т.е. решения по вопросам управления принимаются немедленно.
В связи с высокими требованиями, предъявляемыми к данным, передача их осуществляется с помощью специальной аппаратуры передачи данных (АПД) по телеграфным или телефонным каналам связи. Совокупность АПД и каналов связи называется сетью передачи данных (СПД). По своей структуре СПД бывает как с коммутируемыми (АТС, АТ-ПС-ПД), так и с некоммутируемыми (выделенными или закреплёнными) каналами. Использование закреплённых каналов целесообразно только при передаче большого объёма данных, например, между информационно-вычислительными центрами (ИВЦ) и Главным информационно-вычислительным центром (ГИВЦ) МПС и ИВЦ между собой.
СПД железнодорожного транспорта предназначена для распределения и доставки потоков данных к потребителям, которыми являются вычислительные центры и информационные пункты (ИП). Организуются ИП в расчётных технологических центрах, на контейнерных площадках, в депо, местах погрузки-разгрузки, на сортировочных горках, откуда необходимо передавать данные в ВЦ и принимать данные, уже обработанные на ЭВМ.
На железнодорожном транспорте применяются различные способы построения СПД. В большинстве случаев АПД, устанавливаемая в ИП, не функционирует непрерывно в течение целого дня, поэтому нет необходимости в том, чтобы дорогостоящий канал связи между ИП и ВЦ был постоянно включен. В таких случаях экономия в стоимости каналов связи достигается за счет применения коммутируемой телефонной или телеграфной сети. Выбор сети определяется необходимой скоростью передачи данных.
На рис. 17.7, а показано включение АПД через ЖАТС. При этом АПД устанавливается на ИП вместе с телефонным аппаратом, который обычно используется для телефонных переговоров. При необходимости передать данные в ИВЦ оператор ИП набирает номер
АПД ИВЦ И, установив связь, переключает абонентскую линию на АПД информационного пункта и передает или принимает данные. Скорость передачи при таком способе включения АПД может быть от ‘ 600 до 9600 бит/с.
Передача данных по коммутируемой телеграфной сети (рис. 17.7, 6) осуществляется через автоматические коммутационные станции АТ-ПС-ПД. Установка соединения, передача или прием данных осуществляются так же, как и при телеграфной связи. Скорость передачи может быть 50, 100 или 200 бит/с.
В системах реального времени АПД функционирует большую часть дня. В этом случае АПД не коммутируется, а остается постоянно включенной. Такой способ включения АПД находит применение в системе резервирования и распределения билетов «Экспресс».
При включении АПД по некоммутируемому телеграфному каналу (рис. 17.7, в) скорость передачи может быть 50, 100 или 200 бит/с. При работе АПД по некоммутируемому телефонному каналу тональной частоты скорость передачи данных может достигать 9600 бит/с. При наличии на железнодорожной станции ручной телефонной станции РТС коммутация АПД осуществляется телефонисткой (рис. 17.7, г). Скорость
передачи может достигать 9600 бит/с. На ряде отделений железных дорог и станций устанавливаются компьютерные системы, имеющие специальные коммутационные устройства для подключения аппаратуры передачи данных, установленной на информационных пунктах (рис. 17.7, д). Такие коммутационные устройства носят название мультиплексоров. Скорость передачи данных в этом случае может быть весьма различной — 50, 100, 200, 600 бит/с и более.
В настоящее время создается СПД, использующая современные телекоммуникационные технологии, с целью замены физически устаревших систем передачи данных, используемых в АСУЖТ. Это необходимо для обеспечения возможностей внедрения новых информационных технологий, отвечающих современным международным требованиям и концепции информатизации железнодорожного транспорта.
СПД базируется на технологиях передачи данных с пакетной коммутацией (протокол Х.25) по аналоговым каналам передачи и ретрансляции кадров (Frame Relay) по высокоскоростным цифровым каналам. СПД представляет собой совокупность специализированных программно-аппаратных средств передаче данных (коммутаторов и аппаратуры передачи данных) и каналов передачи (аналоговых и цифровых), обеспечивающих услуги по достоверной передачи данных между абонентами, подключенными к сети. СПД должна объединить в единую сеть дорожные сети передачи данных и сеть передачи данных ГИВЦ.
Взаимодействие региональных СПД между собой должно обеспечиваться через региональные и главные узлы или по цифровым каналам передачи данных со скоростью до 2048 кбит/с с использованием технологии Frame Relay.
На нижнем уровне СПД отделения дороги создаются СПД АСУ (АСОУП, СФТО, «Экспресс-2» и др.) и сеть автоматизированной системы сбора оперативных данных, предназначенная для автоматического съема данных с контролируемых технических объектов — источников первичной информации, находящихся на станциях и перегонах.
Обеспечение информационной безопасности в СПД железнодорожного транспорта — один из важнейших элементов комплексной безопасности МПС России и государства в целом.
Проблема информационной безопасности в сети выходит за рамки задач сетевой операционной системы. Назначение систем информационной безопасности сети: защита от несанкционированных доступа и модификации информации, восстановление информации после разрушений. Функции систем информационной безопасности: аутентификация, разграничение доступа, защита на сетевом уровне. В настоящее время ни одна операционная система не способна с достаточной степенью безопасности защитить критически важные данные без дополнительных продуктов или специальных разработок.
Аутентификация чаще всего выполняется через пароли. Разработаны серверы, предназначенные для аутентификации пользователя, получающего доступ к услугам сети с любого узла. Целесообразна периодическая смена паролей, доступ к файлам пароля должен быть только у администратора сети.
Разграничение доступа должно обеспечиваться на нескольких уровнях. На внешнем уровне устанавливаются права доступа извне и выхода изнутри корпоративной сети. На сетевом, системном и прикладном уровнях регламентируются права доступа к сетевым информационным ресурсам, ресурсам операционной системы и к пользовательским данным соответственно. Другая модель устанавливает уровни входа в систему, доступа к базам данных, доступа к приложениям. Между общедоступными и секретными объектами в сети (между общедоступными и частными сетями) можно установить специальное программное обеспечение, называемое брандмауэром, которое либо запрещает выполнение определенных действий на сервере, либо фильтрует пакеты, разрешая проход только от оговоренных узлов.
Борьба с перехватом сообщений на сетевом уровне — шифрование при передаче через канал (криптография). Разработан стандарт шифрования DES (Data Encryption Standard). Различают симметричную и асимметричную схемы шифрования. В симметричных схемах секретный ключ должен быть известен как отправителю, так и получателю. Это затрудняет смену ключей, полезность которой очевидна. В асимметричных схемах шифрование производится открытым ключом, а дешифрование — секретным ключом, известным только получателю. Случайно подобрать секретный ключ злоумышленник не может, так как это требует громадного перебора вариантов. Одним из применений шифрования является электронная подпись, предназначенная для удостоверения подлинности документа, пересылаемого по сети.
