Реорганизация сети связи на станции

технологический цифровой связь В дипломном проекте рассматриваются вопросы реконструкции существующей сети связи. В условиях динамичного развития холдинга «РЖД», перехода к новой организационной структуре «по видам бизнеса», существенного расширения участков скоростного и высокоскоростного движения, а также развития автоматизации ряда технологических процессов возникает потребность в реконструкции и обновлении всей транспортной инфраструктуры, в том числе и в области телекоммуникационных технологий. Реконструкция сети связи позволяет обеспечить не только потребности железнодорожного транспорта в качественно новых видах связи, но и в перспективе — организацию доходной деятельности путем оказания информационных услуг сторонним организациям.

На станции С Южно-Уральской железной дороги будет, производится первый этап реконструкции сети связи и осуществлен на базе современного оборудования Broad Gate (BG) производства ECI Telecom, которое сочетает в себе услуги Ethernet и SDH. В дальнейшем запланировано создание в общесетевом масштабе оптической транспортной платформы на базе технологий плотного мультиплексирования с разделением по длинам волн — DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) и неплотного мультиплексирования с разделением по длинам волн — CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing). Поэтапная реконструкция даст возможность по мере необходимости многократно увеличить пропускную способность оптических линий без прерывания действующих связей.

Переход на платформу BG позволяет удовлетворить требования железнодорожного транспорта в области обеспечения современными средствами связи. Это оборудование обладает сверхвысокой масштабируемостью благодаря подключению модулей расширения к стандартным модулям BG, предоставляет Ethernet по сетям WAN/MAN. Высокая устойчивость трафика за счет резервирования основных аппаратных средств и трибутарной защиты обеспечивает повышение надежности и бесперебойности всех видов связи, применяемых при грузовых и пассажирских перевозках.

Реорганизация сети посредством внедрения оборудования BG обоснована с точки зрения экономии капитальных расходов, поскольку применяется значительно меньший объем оборудования и оптимально используется полоса пропускания. Кроме того, достигается снижение затрат на эксплуатацию в связи с экономически эффективной интеграцией Ethernet и SDH в одну платформу с единой системой управления. Вместе с передачей данных платформа BG обеспечивает различные услуги Ethernet, реализуемые при использовании одного физического порта, функции приложений данных Layer 2, а также применение технологии EoS (Ethernet через SDH).

1. Существующая схема связи станции С

1.1 Характеристика участка и станции

Планируется реорганизация связи станции С на Южно-Уральской железной дороге. Южно-Уральская железная дорога занимает выгодное экономическое — географическое положение.

Южно-Уральская железная дорога — один из филиалов ОАО «РЖД». Железная дорога пролегает по территориям Оренбургской, Челябинской и Курганской, а также частично по Свердловской области. Управление дороги находится в Челябинске.

На Южном Урале достаточно развиты промышленные отрасли: машиностроение и металлообработка (большая доля оборонной промышленности, сельскохозяйственные и дорожно-строительные машины, легкая промышленность и переработка сельскохозяйственной продукции); производство стройматериалов (сборные железобетонные изделия, стеновые материалы), прежде всего, регион промышленный. Вся продукция промышленности экспортируется в большинстве своем за пределы региона.

К настоящему времени из-за высокого уровня промышленного развития района все основные направления железной дороги переведены на электрическую тягу, что позволяет им успешно справляться с большими грузопотоками. Наиболее грузонапряженный участок дороги с востока на запад, соединяющий районы Сибири, Дальнего Востока с западными районами страны. В зимний период это в основном грузовые перевозки, а летом резко возрастает количество перевозимых пассажиров. Основными видами грузов являются полезные ископаемые, добываемые не только в этом регионе, но и в соседних областях, древесина, привозное сырье для промышленности, вывоз готовой продукции оборонной промышленности, сельскохозяйственной техники, продукции машиностроения и сельского хозяйства, большой объём транзитных перевозок каменного угля, металлов, нефтепродуктов, лесоматериалов.

Станция С была открыта 1952 г. Является промежуточной станцией. Станция 3 класса. Имеет 7 путей, была электрифицирована 1953 г.

Станция находится на участке железнодорожной линии Б-М-1, участок двухпутный протяженностью 165 км оборудован автоблокировкой, электрифицирован. На данном участке для организации перевозочного процесса и решения других оперативных вопросов организованы следующие виды оперативно — технологической связи: ПДС, ЭДС, СЭМ, ПС, ЛПС, ЛБК, МЖС, ПГС, ВРС, ПРС.

Распорядительные станция диспетчерской связи (ДСТ) для ЭДС, СЭМ, ЛПС, ВРС, и распорядительные станции постанционной связи (ПСТ) для ПС и ЛБК располагаются на станции Б.

На станции магистральная, дорожная и отделенческая оперативно-технологическая связь и телефонная сеть общего пользования организована по действующим линиям связи с использованием ВОК.

На пульт дежурного по станции (ДСП) подключены следующие виды связей: ПДС, ПРС, ЭДС, ЛПС, ПС, МЖС, ПГС.

На станции связь организована по ВОЛС с использованием аппаратуры «Обь-128Ц».

1.2 Комплект аппаратуры шкафа «Обь-128Ц»

В основной комплект аппаратуры входит специализированный первичный мультиплексор (контроллер) ССПС-128 и коммутационная станция NEAX 7400. Оборудование находится в шкафу «Обь-128Ц» показанном на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Шкаф «Обь-128Ц»

Конвертор СCПС-128 обеспечивает формирование групповых каналов диспетчерских связей в линейном цифровом потоке Е1, ответвляемых с помощью цифровых сумматоров к коммутационной станции, выделение прямых некоммутируемых каналов ТЧ с аналоговыми ответвлениями (ПРС, МЖС, ПГС и т. п.), каналов передачи данных, а также аналоговых ответвлений от групповых каналов диспетчерских связей.

Согласно концепции развития связи ОАО «РЖД» вся сеть железных дорог России разделена на отдельные регионы. Каждый регион прикреплен к определенному производителю оборудования. На ЮУЖД используется оборудование «Обь-128Ц». Это оборудование положило начало развития телекоммуникационных сетей, но за последнее время возросли требования к гибкому конфигурированию оборудования, его универсальности, простоты исполнения и обслуживания, возможности контроля и администрирования. На рисунке 1.2 показано размещение оборудования связи на станции до реорганизации.

Рисунок 1.2 Схема размещения оборудования на станции С до реорганизации

1.3 Оборудование шкафа радиосвязи

В помещении узла связи на станции рисунок 1.2 в шкафу радиосвязи установлены радиостанции РС-46МЦ КВ, РС-46МЦ УКВ и речевой информатор РИ-1М.

Радиостанция РС-46МЦ показана на рисунке 1.3. Радиостанция обеспечивает управление по линейному каналу связи со стороны распорядительной станции и со стороны пультов управления, которые могут находиться как непосредственно в месте установки радиостанции, так на расстоянии до 20 км по физическим линиям или с использованием каналов связи.

Рисунок 1.3 Радиостанция РС-46МЦ В диапазоне КВ радиостанция обеспечивает работу в режиме одночастотного симплекса на одной из двух частот 2,130 и 2,150 МГц. В диапазоне УКВ радиостанция обеспечивает работу в режиме однои двухчастотного симплекса на любой из 171 рабочих частот в диапазоне от 151,725 до 156,000 МГц с разносом частот между соседними каналами 25 кГц.

Блок питания обеспечивает электропитание радиостанции от основного и резервного первичных источников. Переключение с основного источника на резервный и обратно происходит автоматически. В таблице 1.1 представлены технические характеристики радиостанции.

Таблица 1.1-Технические характеристики радиостанции

Радиостанция имеет следующие функций:

— подключение к линейному каналу, отключение от него и управление режимами «ПРИЕМ» и «ПЕРЕДАЧА» по командам распорядительной станции;

— передачу на распорядительную станцию по линейному каналу сигнала контроля подключения, содержащего информацию о присвоенном номере подключившейся радиостанции, и отключение от линейного канала по команде «ОТБОЙ» от распорядительной станции;

— передачу по радиоканалу вызывного сигнала тональной частотой 1000 Гц после подключения к линейному каналу по команде распорядительной станции двумя способами: автоматически после подключения радиостанций к линейному каналу и трансляцией с распорядительной станции (устанавливается при конфигурации);

— автоматическое отключение от линейного канала через 60 с после прекращения управления радиостанцией со стороны распорядительной станции;

— подключение к линейному каналу при приеме из радиоканала вызывных сигналов на частотах 700 и 2100 Гц; трансляцию вызова на распорядительную станцию кодом, соответствующим частоте принятого вызова, и передачу в радиоканал сигнала контроля приема вызова тональной частотой 900 Гц и длительностью от 0,8 до 1 с;

— анализ качества радиоканала при приеме вызывных сигналов от подвижных объектов и обеспечение подключения к линейному каналу только одной стационарной радиостанции, имеющей наибольший уровень полезного сигнала, в случае приема вызывных сигналов несколькими радиостанциями;

— управление радиостанцией и ведение переговоров с одного или двух пультов ПУС;

— управление радиостанцией и передача информации со стороны устройств ТУ-ТС;

— выдачу низкочастотного сигнала для регистрации ведущихся через радиостанцию переговоров.

Выбор радиостанции, которая подключается к линейному каналу, обеспечивается на основе сравнения уровней высокочастотных сигналов, действующих на входах приемников радиостанций, которые приняли вызывной сигнал от подвижного объекта. В качестве «лучшей» принимается та радиостанция, у которой на входе приемника имеет место полезный сигнал с наибольшим уровнем.

В радиостанции предусмотрены три режима работы: «ДЕЖУРНЫЙ ПРИЕМ», «ПРИЕМ», «ПЕРЕДАЧА».

При работе в режиме «ДЕЖУРНЫЙ ПРИЕМ» радиостанция производит обработку вызывных сигналов, поступающих из радиоканала. При этом речевая информация и вызывные сигналы, существующие в радиоканале, не должны прослушиваться в громкоговорителе и телефоне пульта.

При работе в режиме «ПРИЕМ» вызывные сигналы и переговоры, ведущиеся по радиоканалу, прослушиваются в громкоговорителе и телефоне пульта.

При работе в режиме «ПЕРЕДАЧА» включается передатчик, и вся информация, поступающая на модулятор передатчика от ПУС и других источников, транслируется в радиоканал.

Также в шкаф радиосвязи входит речевой информатор. РИ-1М представлен на рисунке 1.4 и предназначен для формирования сигналов оповещения в виде речевых или тональных сигналов и последующей передачи через средства радиосвязи или средства громкоговорящей связи.

Рисунок 1.4 РИ-1М речевой информатор Формирование сигнала оповещения производится автоматически, при наличии события на входах устройства. Логическая связь между событием и сигналом оповещения устанавливается программно с помощью специального программного обеспечения (СПРС). Событием является изменение состояния контактного датчика (например, контакты реле) или поступление специальных команд от блока расширения (внешний контроллер КС событий или блок согласования БС). События могут быть параметризованными и фиксированными. Устройство представляет собой синтезатор звуковых сигналов и имеет 8-канальное устройство опроса контактных датчиков, интерфейс (RS-485) для связи с блоками расширения, цепи связи для радиостанции (РСТ) или трансляционного УНЧ. Кроме того, устройство имеет блок выносного громкоговорителя (БВГ) для контроля сигнала оповещения.

На рисунке 1.5 показана схема системы оповещения речевого информатора РИ-1М. Такая система показала свою надёжность и на протяжении более 10 лет применяется на железных дорогах РФ.

Рисунок 1.5 Схема системы оповещения Использование контактных датчиков позволяет формировать фиксированные речевые сообщения без указания количественных показателей. Интеллектуальные датчики совместно с блоком согласования позволяют повысить информативность речевых сообщений с указанием количественных параметров. Параметры приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 — Параметры речевого информатора РИ-1М

Устройство обеспечивает надёжную гальваническую развязку датчиками, блоками расширения, а также средствами связи.

Программирование речевых сообщений осуществляется с помощью специального программного обеспечения. Простой интерфейс позволяет закрепить за каждым каналом опроса речевого информатора или блока расширения отдельное речевое сообщение и (или) тональный звуковой сигнал. В целях экономии памяти однотипные речевые сообщения можно формировать из отдельных фрагментов, которые можно записать с помощью любого звукового редактора и сохранить перед компиляцией в 16-битном формате (WAV или RAW). Затем из фонем формируются необходимые сообщения, и компилируется двоичный (BIN) файл для прошивки в ПЗУ речевого информатора. Далее с помощью программатора данные заносятся в ПЗУ, которое устанавливается в соответствующую панельку на плате РИ-1М.

1.4 Оборудование шкафа ТСС

В помещении связевой станции С рисунок 1.2 располагается шкаф тактовой сетевой синхронизации (ТСС) в него входит РС ТСС-М, УРСС.

Устройство распределения сигналов синхронизации показан на рисунке 1.6 и представляет собой оборудование тактовой сетевой синхронизации (SASE), предназначенное для распределения сигналов синхронизации (СС) на необходимое количество выходов при наличии одного или двух входных СС (2048 кГц или 2048 кбит/с). УРСС обеспечивает преобразование потока Е1 (ПЦК-Е1−2048 кбит/с), путем перезаписи информации на новую тактовую частоту, имеющую стабильность «основного» СС (из поступающих на вход УРСС), и формирование потока Е1/Т.

Рисунок 1.6 Устройство распределения сигналов синхронизации Основные характеристики устройства

— Прием на вход до 2 синхросигналов (СС) 2048 кГц или 2048 кбит/с (Е1) с входным сопротивлением 120 или 75 Ом (по установкам оператора);

— Осуществление функции преобразования потока Е1 в поток Е1Т (Е1Т — поток Е1, на выходе блока преобразования синхросигнала ПС/ПС2, переписанный через буфер обмена на частоту «основного» входного СС, т. е. осуществление функции retiming).

— Формирование от 1 до 4 ПЦК Е1Т (R_вых 120 Ом) 2048 кбит/с со стабильностью, определяемой стабильностью назначенного «основным» входного СС 2048 кГц или 2048 кбит/с;

— Тактовой частотой преобразования является частота 2048 кГц, выделенная из назначенного «основным» входного СС;

— Количество выходов сигналов синхронизации 2048 кГц или 2048 кбит/с (Е1) не менее 4 и не более 8 с возможностью попарного изменения типа СС (2048 кГц или 2048 кбит/с);

— Возможность выбора структуры потока на выходе устройства: ИКМ-30 или ИКМ-31, возможность включения / отключения процедуры CRC-4;

— Возможность расширения нагрузочной способности аппаратуры, за счет подключения к данному (ведущему) Устройству аналогичного одного или двух ведомых устройств, с сохранением всех выходов ведущего Устройства, без применения дополнительных внешних СС. Удаленность установки ведомых Устройств определяется требованиями к уровню входного сигнала УРСС.

— При поступлении входных синхросигналов от ПЭГ, величины МОВИ (максимальной ошибки временного интервала), ДВИ (девиации временного интервала) и дрожания (Jitter) на выходе УРСС соответствуют требованиям G.811

— Имеется местная индикация: о наличии входных СС, питающих напряжений, об аварии любого блока, о пропадании СС или любого потока Е1 и Е1Т о наличии проскальзываний (slip), имеется сигнал обобщенной аварии, передаваемый «сухими контактами» в СТО;

— Имеется возможность контроля любого выходного СС (2048 кГц или 2048 кбит/с) или потока Е1, прошедшего преобразование (Е1Т), без отключения потребителей на отдельном контрольном гнезде;

— Габариты: УРСС 483×87,2×317

— Вес УРСС в полной комплектации не более 3 кг.

— Потребляемая мощность не более 15 Вт

— Питание постоянным током с напряжением 36−72 В при заземленном положительном полюсе и 100% резервировании.

Большим преимуществом аппаратуры является наличие до 8 независимых выходов СС 2048 кГц или 2048 кбит/с с возможностью контроля любого выхода без отключения потребителей СС.

Разветвитель сигналов тактовой сетевой синхронизации рисунок 1.7 предназначен для применения в узлах сетей связи для обеспечения всего оборудования узла, нуждающегося в синхронизации, необходимыми синхросигналами.

Рисунок 1.7 Разветвитель сигналов тактовой сетевой синхронизации Использование РС-ТСС-М позволяет получить большое число сигналов синхронизации без затрат на модернизацию уже установленного оборудования. Технические характеристики приведены в таблице 1.3

Таблица 1.3-Технические характеристики РСС-ТСС-М

На передней панели имеется светодиодная аварийная индикация состояния входов и выходов, а также разъем для подключения общестоечной сигнализации.

Разветвитель не требует затрат на организацию дополнительных пультов и рабочих мест технической эксплуатации. Номиналы сопротивления по каждому входу и типы выходных сигналов (2048 кГц или 2048 кбит/с) выбираются с помощью установки перемычек на плинте со стороны передней панели прибора.

В шкаф ТСС также входят щит распределения питания (ЩРП), Модульного источника питания GIE4805 который предназначен для обеспечения бесперебойным питанием 48 В компактных центров телекоммуникаций, станций спутниковой связи, радиорелейного оборудования, коммутационного оборудования малой мощности, базовых станций мобильной связи стандартов GSM / WCDMA, и другого телекоммуникационного и промышленного оборудования. Устройство состоит из блока питания с набором выпрямителей. В шкаф ТСС входят стабилизаторы напряжения СПН 48−24и предназначены, для электропитания устройств и систем телекоммуникаций и связи стабилизированным напряжением 48 или 24 В постоянного тока и могут использоваться как самостоятельные изделия в составе электропитающих установок или устанавливаться в стойках (стойках-стеллажах) стабилизаторов постоянного напряжения (ССПН) Стабилизаторы обеспечивают:

— регулирование и стабилизацию выходного напряжения;

— местную сигнализацию о нормальной работе стабилизатора;

— ограничение тока нагрузки и местную сигнализацию при перегрузке и коротком замыкании в нагрузке;

— защиту при повышении выходного напряжения и при понижении входного напряжения;

— дистанционную сигнализацию при неисправности стабилизатора;

— возможность параллельной работы стабилизаторов на общую нагрузку;

После появления новых систем для увеличения пропускной способности и надежности в работе устройств необходимо произвести реорганизацию старого оборудования и дополнения нового так недавнее появление на станции С новой системы диспетчерской централизации ДЦ-ЮГ с РКП. Система предназначена для автоматизации процессов контроля и управления движением поездов на участках и направлениях железной дороги, обеспечения возможности информационного взаимодействия со смежными АСУ отраслевого, регионального и дорожного уровней, тестирования и диагностирования технических средств за счет применения современных средств телемеханики, микроэлектроники и вычислительной техники.

2. Цель реорганизации

2.1 Внедрение систем ДЦ «ЮГ», АПК ДК, СПД ЛП

Для увеличения пропускной способности поездного состава на железной дороге внедряют новую систему ДЦ «ЮГ», для установки этой системы необходимо установить дополнительный модуль в мультиплексор СМК-30. ДЦ «ЮГ» представляет собой ключевое звено интегрированной системы управления перевозками: с одной стороны, обеспечивает информационную картину в реальном времени систем ГИД «УРАЛ», ОСКАР, АС ЦУМР, АДК СЦБ и др., а с другой — эффективно использует информацию этих систем для построения целостного представления поездной информационной модели. ДЦ «ЮГ» позволяет строить структуры с линейной и разветвленной топологией и двухканальной организацией связи. Система автоматически адаптируется к качеству каналов связи, оптимально маршрутизируя информационные потоки с учетом использования обоих каналов и автоматически перестраивая конфигурацию при отказах, что обеспечивает высокий уровень ее живучести.

Внедрение новой системы аппаратно — программного комплекса диспетчерского контроля (АПК ДК) образует вычислительную сеть для обеспечения оперативной информацией диспетчерского аппарата отделения дороги, управления дороги и линейных предприятий. Применение средств вычислительной техники позволило не только расширить возможности системы для поездного диспетчера, но и решить основные задачи контроля состояния технических средств систем автоматики на перегонах и станциях диспетчерского участка. Аппаратура АПК-ДК предназначена для передачи поездному диспетчеру информации:

— о месте нахождения поездов в пределах диспетчерского круга:

— контроле свободности и занятости блок — участков, главных и приемоотправочных путей промежуточных станций;

— показаниях входных и выходных светофоров;

— установленном направлении движения (на однопутных участках, оборудованных АБ);

— состоянии переездов и температуре буксовых узлов подвижного состава.

Одновременно АПК-ДК выполняет задачи технического контроля состояния устройств автоматики на перегонах и станциях. Вся информация поступает в реальном масштабе времени. Результат контроля передается дежурному механику, диспетчеру дистанции сигнализации и связи и далее техническому персоналу, ответственному за сбор и обработку статистики отказов. Система позволяет повысить производительность и улучшить условия труда диспетчерского аппарата управления движением на уровне региональных центров управления. Для новых систем необходимо дополнительное оборудование, так как ранее установленное не может решить проблему размещения новых систем.

На станции в мультиплексор СМК-30 в дипломном проекте планируется установка дополнительного модуля для подключения к системе передачи данных линейных предприятий. СПД-ЛП предназначена для автоматизированного съема, централизованного сбора, обработки, передачи и распределения по потребителям оперативной, в том числе диагностической, информации в реальном масштабе времени. По сети передаются данные о состоянии линейных технологических объектов, технических средств и систем автоматики, связи, энергетики; устройств контроля состояния подвижного состава на ходу поезда (ПОНАБ, ДИСК). Пользователями этой единой для всех служб сети являются работники службы движения (дежурные по станции, поездные диспетчеры, дежурные по отделению и т. д.), работники хозяйств энергоснабжения, сигнализации и связи и др.

СПД-ЛП строится на базе концентраторов информации (КИ) и линейных контроллеров (ЛК), подключаемых к концентраторам. В свою очередь к ЛК подключаются оконечные устройства контролируемых объектов. По своим техническим характеристикам СПД-ЛП относится к классу распределенных сетей с коммутацией пакетов и использованием для передачи информации выделенных телефонных каналов связи и линий оптической и радиосвязи.

Централизованный сбор, накопление и хранение первичной информации производится на общем сервере СПД-ЛП, включенном в локальную вычислительную сеть (ЛВС) центра сбора информации. В эту же ЛВС включаются АРМ пользователей СПД-ЛП (диспетчеры, дежурные и другие работники служб), которые получают необходимую им информацию из сервера СПД-ЛП.

2.2 Резервирование систем связи

Высокий уровень надежности современных сетей оптической связи обеспечивается реализацией комплекса различных мер, среди них одной из ключевых являются средства полного или хотя бы частичного восстановления связи в аварийных ситуациях. Для этого применяется резервирование — целенаправленное введение в систему определенной избыточности с целью увеличения степени связности отдельных ее узлов, то есть количества независимых путей передачи информации. По распоряжению начальника дороги после внедрения новых систем контроля необходимо произвести резервирование.

Волоконная оптика и оптоэлектроника находят широкое применение при построении всех уровней сетей связи: магистральных линий междугородной и городской связи, сетей доступа и структурированных кабельных систем. Ввиду важности задач, решаемых с их помощью, к надежности предъявляются очень высокие требования. При этом под надежностью понимается способность поддерживать передачу информации с заданной скоростью и с заданной достоверностью в течение требуемого промежутка времени. Варианты повышения надежности сети с привлечением резервирования неизбежно связаны с дополнительными затратами.

Аварийные ситуации в линейной части сети в большинстве случаев возникают из-за механических повреждений (обрывов) оптического волокна, поэтому очевидным решением этой проблемы является увеличение количества доступных физических трактов передачи, на которые будет осуществляться переключение при возникновении неисправности. Технически это достигается наращиванием числа световодов свыше минимально необходимого значения. Данный прием получил название линейного резервирования.

В нашем случае резервные волокна выделяются в том же кабеле, что и основные. Общая надежность сети существенно возрастает, если волокна основного и дополнительного трактов находятся в различных кабелях. Эти кабели прокладываются по различным маршрутам для минимизации риска одновременного выхода из строя. Такое улучшение технических характеристик сети приводит к увеличению затрат на ее реализацию. В дипломном проекте рисунок 1.1 задействованы 15,16 волокно. После реорганизации будет задействовано еще 2 волокна 13 и 14 для увеличения надежности сети.

Линейное резервирование может быть организовано по схемам 1+1 и 1:1. При использовании первой схемы информация передается одновременно по основному и резервному трактам.

При обращении к схеме 1:1 (Рисунок 2.1) дополнительные цепи не несут полезной информации, но всегда готовы взять на себя ее передачу, то есть находятся в режиме горячего резерва. В качестве основного тракта обычно задействуется кратчайший маршрут или тракт с минимальным затуханием.

Переключение на резерв осуществляется по аварийному сигналу, который система управления подает при полной потере связи или превышении предопределенного предела частоты появления битовых ошибок. Длительность переключения для сетей SDH не должна превышать 50 мс.

Рисунок 2.1 Схема резервирования1:1

После завершения ремонта поврежденного участка в большинстве случаев восстанавливается первоначальная конфигурация сети.

Кроме применения схемы 1:1 (100-процентное резервирование), допустима организация резервирования по схеме m: N, когда на N основных цепей передачи приходится m резервных. В случае m < N резервирование уже не является 100-процентным. В данной ситуации резервируются только те оптические тракты, по которым осуществляется передача сигналов наиболее значимых информационных сервисов.

Резервирование в системах оптической связи является объективной необходимостью и используется в целях повышения надежности передачи данных на всех уровнях современных информационных коммуникационных сетей.

Общая надежность сети увеличивается в случае обращения к системному резервированию, поскольку оно обеспечивает защиту как при повреждениях в линейной части, так и при отказах активного оборудования узлов.

2.3 Новые технические возможности

Новая информационная эпоха вызвала значительный рост объемов телекоммуникационных услуг. Наиболее масштабной, из которых является интернет. В новом окружении на уровне доступа конечным пользователям предоставляется все больше услуг. При этом технология уплотнения оптических каналов DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) позволяет эффективно передавать огромные объемы информации по глобальным сетям, а технология SDH обеспечивает надежные средства передачи данных. В существующей сети доступ ограничивает дальнейший рост объемов трафика и использование различных технологий и не позволяющим удовлетворять запросы пользователей на предоставление новых услуг и снижение их стоимости. Потребность в обмене данными по глобальным сетям и сетям доступа непрерывно возрастает. Организации с распределенной структурой стремятся расширить свои локальные сети на базе технологии Ethernet таким образом, чтобы подключить организацию к Интернету.

По мере увеличения числа приложений, ориентированных на работу в локальной сети, магистральные провайдеры и провайдеры услуг ищут новые возможности для увеличения пропускной способности каналов связи. По мере роста требований, предъявляемых приложениями к пропускной способности, в сетях доступа все больше ощущается потребность в адаптируемом и расширяемом оборудовании, прозрачно выполняющем свои функции и обеспечивающем гибкое распределение пропускной способности сети.

Для этого используются мультисервисная платформа. Платформа BG-30 позволяет эффективно использовать установочную инфраструктуру сетей SDH и увеличить число предоставляемых услуг. Благодаря способности к расширению, широкому набору сетевых возможностей и по обеспечению защиты, данная платформа повышает экономическую эффективность эксплуатации сетей. BG-30 позволяет своевременно реагировать на необходимость расширения сети. Мультиплексор поддерживает технологии Ethernet, SDH, PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) и ИКМ, что предоставляет компаниям новые коммерческие возможности.

Появление новых программных и технических средств АРМ позволит дистанционно настраивать и контролировать аппаратуру на станции, а также повысить безопасность движения поездов. Автоматическое рабочее место дежурного по станции предполагается использовать для решения задач, связанных с технологическим процессом проводимых оперативным персоналом работ, для приема, отображения и хранения информации о поездном положении на контролируемых станциях, идентификации и отслеживания подвижных единиц, оповещения людей, работающих на путях. Применение АРМов ДСП позволит:

1. Повысить безопасность движения за счет:

— постоянного контроля за поездным положением на станциях и перегонах;

— анализ нештатных ситуаций по данным «Черного ящика».

2. Повысить эффективность использования каналов связи;

— снабжения необходимой информацией о состоянии устройств и движении поездов других технологических АРМов АСДК — АРМ ДСП, АРМ ДНЦ (У), АРМ ТЧД и т. д.

— возможности передачи по каналам АСДК произвольной информации;

— передачи всей информации от АРМов ДСП и контроллеров ДК в адрес АРМа ДНЦ.

3. Проект реорганизации сети связи на станции С

3.1 Построение цифровой сети на станции С

Целью реорганизации сети связи является увеличение пропускной способности, и повышения надежности работы систем связи с помощью резервирования. Для резервирования устанавливается дополнительно СМК-30. Внедрение новых систем ДЦ «ЮГ», СПД ЛП требует дополнительного резервирования в случае поломки мультиплексора СМК-30. Так для реорганизации оборудования связи в ранее установленный СМК-30 устанавливается модуль 6СМГЦ-4 с интерфейсом G.703. Благодаря интерфейсу G.703 оборудование может работать на скоростях передачи данных 64 Кбит/с, 1544, 6312, 32 064 и 44 736 Кбит/с (PDH, американская версия), 2048, 8448, 34 368, 139 264 Кбит/с (европейская версия). В качестве физического канала передачи используется витая пара (Z=100−120 Ом) или коаксиальный кабель (75 Ом), амплитуда импульса 1−3 В. При скорости 64 Кбит/с через интерфейс передается три типа сигналов: информационный (64 Кбит/с) и два синхронизирующих тактовых 64 Кбит/с и 8 Кбит/с.

В дипломном проекте планируется установка в кабинете начальника станции (ДС) связи совещаний. Для этого в мультиплексор СМК-30 будет установлен модуль 13 СМЦС-4С благодаря этому модулю в студии начальника станции появляется возможность проводить видео совещаний в режиме Online, что позволяет экономить время и деньги на поездки на совещания в другой город. Остальные модули в основном мультиплексоре остаются в том же составе. Также необходимо установить резервный мультиплексор СМК-30 для резервирования основного. Радиостанции РЛСМ-10−45 будут установлены на место старых радиостанций с минимальными трудовыми и экономическими затратами.

РЛСМ-10−45 КВ согласно схеме также будет подключаться к контролеру ССПС-128 через порт 1ИС-4. ИС-4 — комплект для подключения четырех-проводных каналов ТЧ.

Вторая радиостанция РЛСМ-10−45 УКВ по схеме будет подключаться к резервному мультиплексору СМК-30 к модулю 1СМА4−4. Замена радиостанций экономически целесообразно.

Иерархическое построение системы связи на станции предусматривает наличие трехуровневой структуры коммуникаций, и предполагает включение в ее состав части уже существующих и вновь строящихся систем передачи информации.

На первом уровне в качестве каналов магистральной коммутации используется сеть SDH. В узле связи основным мультиплексором вводавывода будет являться BG-30, соединяющий между собой магистральные волоконно-оптические линии связи с пропускной способностью 155 Мбит/с. А SMS-150С будет работать, как резервный. Эти мультиплексоры ввода-вывода предоставляют доступ в высокоскоростную сеть по потокам 2048 кбит/с к следующим уровням системы связи.

На втором уровне, обеспечивается создание группового канала и подключение к нему ряда абонентов различных типов. При этом обеспечивается совместимость интерфейсов с уже существующим аналоговым оборудованием. Используемые конвертеры ССПС-128 имеют максимальную емкость 128 портов, и интерфейсы Е1, ТЧ, ИC-4, ДCУ, ПГС.

Также на втором уровне предполагается использовать модем Asmi-52 соединяющийся с модемами ЭЧЭ тур и ППС для передачи данных. Модемы Asmi-52 используют технологию SHDSL с линейным кодом TC PAM-16, позволяющую увеличить дальность цифровых линий связи. Обеспечивают передачу данных на большие расстояния в диапазоне скоростей до 2.3 Мбит/с по одной медной паре и до 4.6 Мбит/с по двум парам.

На втором уровне будет установлен маршрутизатор Cisco 2811, который обеспечивающий потребности рабочих мест в современных коммуникациях. Маршрутизатор обладает высоким уровнем безопасности. Использует аппаратное шифрование при соединении с VPN и WAN сетями.

На третьем уровне используются коммутационное оборудование, использующее цифровые станции NEAX7400 обладающий емкостью от 64 до 512 портов, интерфейсы: Е1, аналоговые и цифровые абонентские комплекты. В его задачу входит обеспечение функционирования пультов и других абонентов ОТС, а также их взаимодействие со вторым уровнем. Кроме того, на этом же уровне организуется межстанционная связь и обще-технологическая связь дороги. Конвертер ССПС-128 позволяет при небольших затратах решить проблему согласования любых зарубежных УАТС и систем транковой радиосвязи с телефонной сетью общего пользования России и других стран.

Конвертер ССПС-128 в зависимости от конфигурации оборудования может менять свои функциональные возможности от мультиплексора-концентратора абонентских окончаний до конвертора систем сигнализации для цифровых стыков или системы тарификации.

Большинство настроек при вводе системы в работу и текущем обслуживании производится программно с консоли оператора, в качестве которой используется либо IBM/PC — совместимый компьютер, подключаемый по стыку RS-232 с соответствующим программным обеспечением, либо удаленно через модем.

Применение мощных DSP позволяет обрабатывать сигнальный трафик тональных систем сигнализации без блокировок, а также вести тотальный мониторинг проведения вызова на каналах, подключенных через интерфейс городской абонентской линии.

В системе имеется пространственно временной не блокирующий коммутатор, что позволяет эффективно распределять разговорный трафик между каналами с учетом следующих критериев: типа линий, времени, стоимости.

Назначение конвертера ССПС-128:

— контроллер групповых каналов;

— управляющее устройство, взаимодействующее с цифровой системой передачи;

— коммутационное и каналообразующее оборудование с выделенным ПЦК, ОЦК, каналов передачи данных;

— обеспечивает выход абонентов коммутационной станции в групповой канал;

— включает оборудование для подключений:

а) 4-х проводных каналов ТЧ;

б) 2-х проводных окончаний для организации аналоговых ответвлений от цифровой сети по физическим линиям;

в) 2-х проводных окончаний для организации связи по физическим линиям перегонной связи;

г) 2-х проводных окончаний для подключения линий МЖС;

д) радиостанций;

ж) регистраторов переговоров.

Цифровые NEAX 7400 ICS, также входящие в состав комплекса «Обь-128Ц», отвечают современным требованиям к системам связи, работают с любыми видами информации — речью, данными, текстом, видеосигналом.

Учрежденческие АТС серии NEAХ 7400 дают возможность обеспечить ряд сложных функций, благодаря использованию компьютерных технологий и подключению дополнительных периферийных устройств. В частности, возможны такие функции, как подробная регистрация вызовов (SMDR), передача речевых сообщений (MCI), автоматическая коммутация (ACD/MIS), техническое обслуживание (МАТ), а также адаптация системы к конкретным задачам данного пользователя (OAI). Кроме того, возможна внедрение речевых сообщений и музыкального фона для режима ожидания ответа. Все эти устройства обеспечивают гибкость системы и высокую эффективность.

Логическая структура сети ОТС образована двумя кольцами: конвертеров ССПС-128 соединенных каналами ISDN и станций NЕAХ7400 соединенных каналами ОКС № 7 между собой. При этом конвертер и станции попарно соединены. Логическая структура сети ОТС представлена на рисунке Сигнализация ISDN используется для обмена информацией конвертерами ССПС-128 между собой и цифровыми станциями NEC. Сигнализация ОКС № 7 обеспечивает обмен данными в сети между цифровыми станциями NEC.

Предполагается, что конвертер ССПС-128 обеспечивает функционирование (контролирует) собственных абонентов (абонентов существующих аналоговых подсистем) и абонентов подсоединенных к станции NEAX 7400 ICS рисунок 3.1.

Рисунок 3.1 Организация ОТС и Обтс на станции

3.2 Волоконо-оптический кабель

На станции используется волокно — оптический кабель (ВОК) емкостью 16 одномодовых волокон со следующим распределением;

— 4 ОВ — STM-4 с линейным резервированием 1+1;

— 2 ОВ — STM-1;

— 6 ОВ — для отделенческой связи;

— 4 ОВ — резерв и взаимный обмен с другими операторами взаимоувязанной сети связи.

В 2013 году был проложен оптический кабель который будет использован в нашем дипломном проекте так как целью реконструкции является, с минимальными вложениями увеличить пропускную способность и надежность систем. На станции прокладка кабеля произведена в грунт. Этот способ обеспечивает наибольшую надежность. На станциях данный способ должен быть обязателен. На станции используется кабель марки ОКБ — С — 6/2 (3,0) Т — 16 (2)/8 (5) (рис 5.1) ЗАО «ТрансВОК».

Расшифровка марки кабеля:

— ОКБ волоконно-оптический кабель связи с броней из круглых стальных проволок;

— внешняя оболочка из полиэтилена;

— С — защитные покровы из круглых стальных проволок;

— внутренняя оболочка из полиэтилена;

— 6 — число оптических модулей;

— 2-число заполняющих модулей;

— 3,0 — номинальный внешний диаметр модулей, мм;

— Т — центральный силовой элемент — стальной трос, покрытый полимерной оболочкой;

— 16 — число стандартных одномодовых оптических волокон, соответствующих рекомендации G.652;

— 8-число одномодовых оптических волокон с нулевой смещенной дисперсией, соответствующих рекомендации G.655;

Рисунок 3.2 конструкция ОК В таблице 3.1 приведены технические характеристики кабеля.

Таблица 3.1 — Технические характеристики кабеля ОК

Особенности:

— Срок службы — не менее 35 лет;

— Модульная конструкция;

— Наличие защитных покровов (стальная проволочная броня), центрального силового элемента (стеклопластиковый пруток или стальной трос, покрытый полимерной оболочкой);

— Стоек к повреждению грызунами;

— Возможно изготовление с внешней оболочкой из полиэтилена, не распространяющего горение;

— Возможно изготовление строительных длин до 6 км;

— Маркировка погонного метра с точностью не менее 1%;

— Поставляется на деревянных барабанах типа 12а, 14 г, 17а, 18а.

Этот кабель будет использоваться для модернизации станции. Предполагается использование 4-х волокон из этого кабеля.

3.3 Оборудование передачи первичной сети

Вдоль железной дороги прокладываются волоконно-оптические линии связи с использованием систем передачи STM-16 (2488,32 Мбит/с). На станции по проекту планируется сетевые узлы с синхронными мультиплексорами ввода / вывода SMS-150C и BG-30 с функциями кросконектора, обеспечивающие ответвление высокоскоростных потоков 155 Мбит/с, взаимодействие STM-1 и STM-16 нижнего уровня и выделяют необходимого количества потоков Е1. По проекту будет выделено в SMS-150C 5 потоков Е1 и 17 потоков Е1 BG-30.

Все оборудование охватывается системой управления TМN. Терминалы абонентов местной сети включаются в коммутационное оборудование вторичной сети, которое через стыки Е1 подключаются к первичной сети.

Основное назначение SТM-1 — предоставление во вторичные сети потоков Е1 на дорожном и отделенческом уровнях. На магистральном уровне используется более мощная система передачи STM-16 для соединения между собой дорожных узлов и для резервирования STM-1. Выделение необходимого количества потоков Е1 из STM-1 организуются синхронными мультиплексорами ввода / вывода. Первичная сеть связи, которая является основой сети, определяет ее главные характеристики: надежность, пропускную способность, управляемость.

На базе первичной цифровой сети связи формируется вторичная сеть связи для организации обще-технологической связи, оперативно-технологической связи и передачи данных.

В соответствии свыше написанным, для организации первичной цифровой сети связи дорожного уровня в дипломном планируется установка основного мультиплексора вводавывода марки BG-30 компании BroadGate и для резервирования будет использован SMS-150C.

3.4 Мультиплексоры вводавывода BG-30 и SMS-150С

SMS-150C является мультиплексором Синхронной цифровой иерархии (SDH) третьего поколения, разработанным в качестве составной части серии SDH изделий, выпускаемых NEC. В нем используются функции мультиплексора STM-1, что позволяет обеспечить большую универсальность в сетевых приложениях. Конкретные функции SMS-150C определяются конфигурацией.

Мультиплексор системы передачи SDH типа SMS-150C, работающий по двум волокнам с цифровым потоком 155 Мбит/с. Он обеспечивает выделение до 21 потока E1.

На станциях предусмотрено будет выделяться 7 потоков Е1 каждого направления.

Потоки Е1, выделяемые мультиплексором SMS-150C, используются для сети технологической связи (ОТС, ОбТС и ПД):

Особенности SDH мультиплексора SMS-150C:

— компактный размер для крепления в шкафу;

— выделение до 21 канала 2Мбит/с (G.703);

— 2-х волоконное SNC-P кольцевое резервирование с резервированием пути на уровнях VC-12 и VC-3;

— поддерживает режим терминального мультиплексора с линейным резервированием трафика 1+1 MSP;

— позволяет осуществлять наблюдение за характеристиками (G.826);

— обладает функцией (ALS) автоматического гашения лазера (G.958);

— оборудован внешним входом сигнала синхронизации;

— позволяет дистанционно загружать программное обеспечение;

— оборудован интерфейсами аварийной сигнализации состояния помещения (НКА) и контроля состояния помещения (НКС);

— мультиплексор SMS-150C располагаются в шкафу аппаратуры «Обь-128Ц», которая расположена на станции С.

BG-30 является мультиплексором уровней STM-1 — STM-16, как терминальных так и топологий ввода-вывода. BG-30 предоставляет интерфейсы передачи данных PCM, TDM, 10/100 BaseT и GbE. Трафик Ethernet располагается в n*VC-12/VC-3 контейнерах, используя стандартные VCAT и LCAS. BG-30 рисунок 3.3 является более мощной масштабируемой платформой, позволяющей эффективно расширять существующие сети как средних, так и больших предприятий в соответствии с потребностями. Уникальность мультиплексора BG-30 заключается еще и в том, что он полностью позволяет утилизировать емкость канала STM-16 по технологии EoSDH, используя форм-фактор 1U.

Рисунок 3.3 Мультиплексор BG-30

Мультиплексор BG-30 состоит:

— 2U BG-30E — платформа расширения

— 64xVC-4 матрица кросс-коммутации

— Клиентские интерфейсы от STM-16/GbE до 64Kbit/s: STM-¼/16, E1, E3/DS3, FE, GbE, FXS, FXO, 2W/4W E&M, V.35, V.24

— BG-30B Ethernet: L1/L2 с QoS и GFP/LCAS

— 1U BG-30B — базовая платформа

BG-30 также работает под управлением многомерной сетевой системы управления LightSoft. Для передачи и приёма сигнала между двумя физически разными средами системы связи применяются сетевые трансиверы. Выбор трансивера осуществляется в соответствии с таблицей 3.2. В один системный модуль могут быть установлены трансиверы разных типов.

Таблица 3.2 — Лазерные оптические трансиверы

3.5 Характеристика модема ASMi-52 и маршрутизатора Cisco 2811

SHDSL модем ASMi-52 рисунок 3.4 производства RAD передает комбинированные потоки данных (E1, Ethernet или последовательный) через канал SHDSL с различной скоростью передачи. В SHDSL модеме ASMi-52 используется технология TC-PAM для повышения надежности передачи. Модем ASMi-52 и использует технологию SHDSL с линейным кодом TC PAM-16, позволяющую увеличить дальность цифровых линий связи. Они обеспечивают передачу данных на большие расстояния в диапазоне скоростей до 2.3 Мбит/с по одной медной паре.

Рисунок 3.4 модем ASMi-52

Cisco 2811 — маршрутизатор с интеграцией сервисов, обеспечивающий все потребности небольших станций в современных коммуникациях.

Может выполнять функции:

— маршрутизатора доступа и маршрутизатора локальной сети;

— центра IP-телефонии и голосовой почты (в вариантах Voice bundle и

Voice Security bundle);

— интегрированного решения для обеспечения безопасности (в вари;

антах Security bundle и Voice Security bundle);

— межсетевой экран;

— система предотвращения вторжений;

— шифрование и создание VPN-туннелей;

— система Cisco NAC и фильтрация по URL;

· В приведённой ниже таблице указаны максимальные возможности шасси Cisco 2811. В зависимости от варианта поставки (Bunlde) и установки дополнительных модулей характеристики могут отличаться от приведённых в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Максимальные возможности шасси Cisco 2811

3.6 РЛСМ-10-45 радиостанция нового поколения

На станции по проекту будет производиться установка двух радиостанций РЛСМ-10−45. РЛСМ-10−45 рисунок 3.5 — стационарная радиостанция нового поколения, предназначенная для обеспечения совместной работы с эксплуатируемой на сети железных дорог аппаратурой радиосвязи системы «Транспорт» и комплекса ЖРУ.

Рисунок 3.5 Радиостанция РЛСМ-10−45

Радиостанция после установки будет обеспечивать:

— ведение переговоров и работу в режиме передачи данных в диапазонах КВ, УКВ;

— независимое ведение переговоров с помощью двух пультов стационарных ПС;

— подключение двух линий диспетчерской связи с интерфейсами: аналоговый 4-х проводный, аналоговый 2-х проводный, цифровой Е1, цифровой Ethernet/VoIP;

— подключение внешних устройств ТУ-ТС, аппаратуры передачи данных АПД;

— подключение технологического пульта ПТ;

— подключение регистратора переговоров;

— подключение локальной сети Ethernet для мониторинга и конфигурирования.

Отличительными функциональными особенностями РЛСМ-10−40 от РС-46МЦ являются:

— наличие отдельного порта Ethernet для мониторинга и администрирования радиостанции;

— широкие возможности удаленной настройки и диагностики с помощью АРМ системы управления PEGAS;

— при подключении АРМа по Ethernet есть возможность работать со всеми радиостанциями, находящимися в сети

— доступный способ обновления ПО с помощью АРМа, что дает возможность добавления новых функциональных возможностей и доработки существующих;

— возможность передачи данных в радиоканал от внешнего оборудования, подключенного по интерфейсу Ethernet или RS-232;

— наличие цифрового E1 интерфейса для подключения ЛДС;

— наличие цифрового Ethernet/VoIP интерфейса. Обеспечивает готовность к включению в перспективную сеть IP-ОТС. Поддержка протокола SIP (кодеки G.711, G.729, G.723). Современные кодеки G.729, G.723 позволяют занимать меньшую ширину канала.

— автоматическое АСУ для КВ диапазона с дистанционным управлением и мониторингом. Подстройка осуществляется автоматически по команде с АРМа;

Планируется установка в шкаф радиосвязи вместо радиостанций РС-46МЦ.

3.7 Сетевой мультиплексор СМК-30

Для установки и резервирования систем ДЦ «ЮГ» и СПД ЛП планируется использование дополнительного сетевого мультиплексора-концентратора СМК-30 с набором модулей. В основной СМК-30 (осн.) по проекту планируется установка модулей 1СМА4−4 для системы СПД ЛП, 6СМЦГ — для системы ДЦ ЮГ и 13 СМЦС-4 — для связи совещаний. В резервном СМК-30 (рез.) устанавливаются модули 1СМА4−4-для резервирования системы СПД ЛП, 2СМА4−4 — выход для радиостанции РЛСМ-10−45 УКВ, и модуль 5СМЦГ — для резервирования системы ДЦ ЮГ.

Сетевой мультиплексор-концентратор СМК-30 предназначен для работы в составе цифровой сети передачи данных (ЦСПД). Мультиплексор работает с каналами E1/ИКМ-30 (ПЦК), а также c каналами 64 кбит/с (ОЦК), n x 64 кбит/с с различными абонентскими окончаниями. СМК-30 позволяет организовать связь между удаленными объектами по цифровым каналам («точка-точка» и групповые) 64 кбит/с, n x 64 кбит/с с различными окончаниями; по аналоговым каналам ТЧ («точка-точка» и групповые) с 2-х и 4-х проводными окончаниями; организовать каналы для соединительных линий (СЛ) между АТС.

9 СМК-30 поддерживает функцию маршрутизации в соответствии со стандартами IЕЕЕ 802.3 Ethernet, IEEE 802.3u Fast Ethernet на скоростях 10 и 100 Мбит/с в режимах дуплекса и полудуплекса. Для подключения абонентского устройства используются стандартные соединительные кабели: 10BASE-T — кабель UTP категории 3, 4 или 5 для скорости 10 Мбит/с; 100BASE-T — кабель UTP категории 5 для скорости 100 бит/с. Ь

СМК-30 использоваться в сетях, построенных на основе технологий SDH. Мультиплексор предназначен для эксплуатации в сетях различного назначения, в том числе и сетях ОТН, ОбТС железных дорог России. 8888 СМК-30 объединяет в себе практически все системы и технологии железнодорожной связи, в том числе: систему передачи синхронной цифровой иерархии (СЦИ) уровней STM-1 и STM-4. Цифровые системы передачи по симметричному медному кабелю (ЦСП DSL), систему передачи данных оперативно-технологического назначения (СПД-ОТН), систему ОТС, систему ОбТС, систему связи совещаний (СС), систему передачи данных с IP протоколами (СПД IP) и систему технических средств охраны (ТСО). На рисунке 3.6 представлены возможности СМК-30.

Рисунок 3.6 — Функциональная схема СМК-30

В состав оборудования мультиплексора входят:

— сетевой мультиплексор-концентратор СМК-30, цифра обозначает количество абонентских разъемов;

— соответствующий набор модулей, устанавливаемых в мультиплексор.

В состав оборудования цифровой сети передачи данных в зависимости от конфигурации могут также входят следующие устройства:

— АРМ администратора сети,

— модем цифровой физической линии МЦФЛ-1 с каналом Uko,

— модем цифровой физической линии МЦФЛ-1М с магистральным каналом SHDSL,

— SHDSL регенератор линейного тракта РЛТ-1.

В базовый комплект поставки мультиплексора входят: крейт (корзина), кросс-плата, блок питания, системный модуль, питающий кабель, комплект разъемов и документация. Типовые варианты исполнения базовых комплектов для заказа приведены в таблице 3.4.

При необходимости наращивание количества Е1 портов осуществляется с помощью модуля СМПE1−4 (4 канала в каждом). Максимальные количества выводимых Е1 портов для мультиплексоров:

— для исполнения 3 — 24 потока Е1,

— для исполнений 4 и 5 — 64 потока Е1.

При необходимости вывода большего количества потоков используются дополнительные мультиплексоры. Все выводимые потоки Е1 доступны для внутреннего использования модулями мультиплексора, поэтому обычно не возникает необходимости вывода большого количества Е1 потоков в виде внешних физических портов. На модули могут подаваться потоки видов nx64 кБит/сек и nx2048 кБит/сек (например, для организации скоростных IP сетей маршрутизаторов).

Таблица 3.4 — Варианты исполнения базовых комплектов мультиплексора

Блок питания комплекта — со встроенной системой гарантированного питания. При использовании блока питания применение внешнего бесперебойного источника не требуется к мультиплексору непосредственно подключается необслуживаемая аккумуляторная батарея 60 В. Емкость батареи определяется исходя из требуемого времени автономной работы и заполнения мультиплексора, обычно это 7 или 16 А.ч.

Оптические порты мультиплексора представляют собой SFP слоты в системном модуле, в которые устанавливаются сменные лазерные трансиверы с требуемыми параметрами. Установка трансиверов может производиться «на ходу» без выключения питания. Все трансиверы поддерживают цифровую диагностику оптического тракта. Выбор трансивера осуществляется в соответствии с таблицей 3.5.

Тип трансивера определяется автоматически и не требует программной настройки. В один системный модуль могут быть установлены трансиверы разных типов.

Таблица 3.5 — Лазерные оптические трансиверы для СМК-30

Тип оптического разъема трансивера — LC. Используется одномодовое оптоволокно, прием и передача ведутся по разным волокнам. Мультиплексор может быть укомплектован необходимым количеством оптических патч-кордов. Для заказа необходимо указать только требуемую длину и количество. Характеристика поставляемого патч-корда — LC-FC дуплексный одномодовый. Применение оптических аттенюаторов не требуется во всем диапазоне затухания.

Мультиплексоры комплектуются модулями с различными окончаниями. Перечень модулей используемые в проекте указаны в таблице 3.6.

Мультиплексор СМК-30 позволяет устанавливать до 15 модулей с

различными окончаниями и функциями. Максимальное количество абонентских каналов — 60 для 4-х проводных каналов и 120 для 2-х проводных. Возможна организация связей «точка-точка», групповых каналов, как для аналоговых, так и для цифровых стыков. Поддерживаемый кросс-коннект: nх64 кБит/сек для потоков Е1 (до 32 потоков), nх2048 кБит/сек и полный кросс-коннект для STM. Синхронизация может осуществляться от внешних источников (два отдельных входа), от потоков Е1, от линейных трактов STM по приоритетной схеме. Мультиплексор имеет также два отдельных синхровыхода для синхронизации другого оборудования.

Таблица 3.6 — Перечень модулей мультиплексора СМК-30

Технические характеристики мультиплексора приведены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 — Технические характеристики мультиплексора

4. Установка и настройка оборудования

Новое оборудование будет установлено в помещении связевой на посту ЭЦ на станции С и показано на рисунке 4.1 Цифрами на рисунке показаны расположение следующего оборудования. В связевом помещении:

1. Шкаф с новым установленным оборудованием (BG-30, Cisco 2811, аккумуляторы GPL-12−200 4 штук)

2. Шкаф «Обь-128Ц» (SMS-150С, NEC, СПСС-128, СМК-30 ИБП)

3. Шкаф радиосвязи (РЛСМ-10−45 УКВ, РЛСМ-10−45 КВ, РИ-1М, ИБП)

4. ТА ОБТС

5. ТА ОТС DTP-16D

6 Оптический кросс ЩОР-24П

7. Компрессор «Суховей»

8. Шкаф ТСС (РС ТСС-М, УРСС, СМК-30 аккумуляторы 5 штук) В помещении ДСП после реконструкции будет установлено следующее оборудование и показано на рисунке 4.1:

1. Пульт РЛСМ-10−45 КВ

2. Пульт РЛСМ-10−45 УКВ

3. АРМ «Вектор»

4. АРМ Рисунок 4.1 Схема расположения оборудования после реконструкции

4.1 Установка мультиплексора BG-30

Мультиплексор обеспечивает передачу по оптоволокну виртуальных контейнеров. Для обработки контейнеров служит матрица кросс-комутации. Высокоскоростные оптические интерфейсы поступают в BG-30 с двух направлений. Для ввода-вывода более низкоскоростных потоков служат интерфейсные модули с интерфейсами Е1 и Ethernet. Данные поступающие от модулей с интерфейсами Е1 Ethernet, преобразуются в виртуальные контейнеры, затем мультиплексируются в канал STM-16 и передаются через оптический интерфейс.

На начальном этапе установки мультиплексора BG-30 выбирается место, где будет располагаться оборудование. Для этого устанавливается дополнительный шкаф. BG-30 устанавливается в 19 стойку, рабочее положение горизонтальное. Установлен в стандартном шкафу располагается в помещении связевой показан на рисунке 4.1 под номером 1.

После установки мультиплексора BG-30 производится подключение питания. Питание осуществляется от источника перемененного тока с напряжением 220 В или возможно подключить от источника с постоянным напряжением от + 48 В до — 60 В, если питать от постоянного источника тока необходимо использовать сетевой фильтр INF-20B, но в проекте используется источник переменного тока.

К мультиплексору BG-30 через внешние соединители подключают следующие цепи: прием и передача оптические, приема и передачи сигналов Е1 и Ethernet, питание. Волоконо-оптический кабель заводится на станцию в оптический кросс ШОР — 24П, который предназначен для размещения и крепления кабелей при монтаже. С оптического кросса по оптике подводится к мультиплексору и занимает промежуточное положение, в линии передавая агрегатный поток данных. Подключение оптических волокон производится согласно надписям на панели модуля оптических окончаний: RX-прием, TX-передача.

Мультиплексор с помощью портов вводавывода вводит и выводит в линию данные.

Монтаж цепи Е1 выполняется многожильным кабелем D-Sub 25 Pin. С одной стороны вилка с другой стороны свободный конец для подключения к кроссу. Мультиплексор вводавывода BG-30 рисунок 4.2 устанавливается в разрыв линии связи для вывода нескольких каналов из общего потока.

Рисунок 4.2 Схема подключения BG-30

Мультиплексор BG-30 подключается по системе SDH к оптическому интерфейсу. SDH (Synchronous Digital Hierarchy) — синхронная цифровая иерархия основана на синхронизации по времени передающего и принимающего устройства. Иерархии SDH и PDH взаимодействуют через процедуры мультиплексирования и демультиплексирования потоков PDH в системы SDH в мультиплексоре BG-30. В системе SDH производится синхронное мультиплексирование/ демультиплексирование, которое позволяет организовывать непосредственный доступ к каналам PDH. Система SDH обеспечивает стандартные уровни информационных структур, то есть набор стандартных скоростей. Базовый уровень скорости — STM-1 соответственно на 4,6,64; 622Мбитс (STM-4) и 2,5Гбитс (STM-16). BG-30 является мультиплексором уровней STM-1 — STM-16 топологий ввода-вывода. Вся информация в системе SDH передается в контейнерах.

Контейнер представляет собой структурированные данные, передаваемые в системе. По сети контейнеры STM-1 передаются по системе SDH разных уровней.

В приложении Б показано соединение мультиплексора BG-30 с оборудованием.

Мультиплексор BG-30 выводит 21 поток E1 по технологии PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Плезиохронная цифровая иерархия — цифровой метод передачи данных и голоса основанных на временном разделении канала и технологии предоставления сигнала с помощью импульсно-кодовой модуляции. В технологии PDH в качестве входного используется сигнал основного цифрового канала (ОЦК), а на выходе формируется поток данных со скоростями n Ч 64 кбит/с. К группе ОЦК, несущих полезную нагрузку, добавляются служебные группы бит, необходимые для осуществления процедур синхронизации и фазирования, сигнализации, контроля ошибок, в результате чего группа приобретает форму цикла.

С одной стороны вилка с другой стороны свободный конец, который подключается к кроссу. Согласно схеме рисунок 4 будет задействовано 17 потоков E1. Подключение оборудования производится по витой паре с помощью интерфейса G.703.

Интерфейс G.703 обслуживает сети с иерархией PDH и SDH. Первоначально он разрабатывался для систем с импульсно-кодовой модуляцией. G.703 может работать на скоростях передачи данных 64 Кбит/с, 1544. Предусматривается работа и при 155,52 Мбит/с. В качестве физического канала передачи может использоваться витая пара (Z=100−120 Ом) или коаксиальный кабель (75 Ом), амплитуда импульса 1−3 В.

При скорости 64 Кбит/с через интерфейс передается три типа сигналов: информационный (64 Кбит/с) и два синхронизирующих тактовых 64 Кбит/с и 8 Кбит/с.

Распределение потоков от мультиплексора:

— 1,2,3,4 выход будут подключены в шкафу «Обь-128Ц» на конвертер ССПС-128 и NEAX 7400. Конвертер ССПС-128 обеспечит функционирование и контроль собственных абонентов подсоединенных к станции NEAX 7400.

— 5 и 6 вывод подключится к узлу СПД-ИВЦ. В этом узле устанавливаются программы АРМ ДСП, ТВК, «Вектор» которые созданы для оптимизации работы и улучшений условий труда работников, а также с их помощью настраивать оборудование дистанционно.

— 7 и 8 вывод подключается к маршрутизатору к порту входа потока E1 Cisco 2811. Предназначен для удаленного контроля и регулирования устройствами РМУ-4, радиостанций. Также через Cisco 2811 подключаются MДК которые предназначены для контроля состояния питания (просадка 220 В, отсутствие питания ПН-48−6024, общая авария питания регистратора и др.)

11 и 12 выход подключается по оптической линии от BG-30 к СМК-30. Мультиплексор BG-30 является основным при отказе в работе и резервируется мультиплексором SMS-150C. СМК-30 комплектуется определенными модулями в зависимости от назначения.

13 и 14 выход подключится по оптической линии к резервному мультиплексору СМК-30 и в случае отказа основного автоматически происходит переход на резервный.

— 15 и 16 выход подключаются к модему ASMI52 и с его помощью передаются данные на подстанцию ЭЧЭ Тур и ППС.

— 19 и 20 порт передача данных и контроль мультиплексоров ввода вывода SMS-150C и BG-30.

Далее согласно технологических карт производится настройка оборудования. Все настройки и контроль за аппаратурой можно выполнять дистанционно благодаря АРМ оператора.

4.2 Настройка мультиплексора BG-30

Под настройкой понимается программное конфигурирование мультиплексора для осуществления коммутации цифровых потоков различной скорости, задание меток каналов, установление защитных каналов. Все необходимые для конфигурирования BG-30 производится только при помощи компьютера с установленным программным обеспечением. Система программного управления и мониторинга предназначена для контроля состояния всех стыков мультиплексора: оптических, E1, Ethernet, оперативного управления BG-30.

Для работы с оборудованием необходимо изначально задать ip-адрес мультиплексора. Ip-адрес мультиплексора можно изменить только при наличии подключения компьютера к порту Ethernet. Заданные ip-адреса блоков заносится в карту сети программы мониторинга.

Для начала работы необходимо установить ip-адрес мультиплексора:

— для этого необходимо настроить на компьютере свойства подключение Ethernet. Пуск — Настройка — сетевые подключения — подключение по локальной сети — свойства. Протокол интернета (TCPIP) — свойства. По умолчанию стоит IP-адрес для соединения 192.168.1.1. Тогда маска подсети назначается 255.0.0.0 — ОК

— подключить Ethernet-порт компьютера к разъему «NM» мультиплексора перекрестным Ethernet патч-кордом.

— запустить на компьютере командную строку: Пуск => Выполнить => набрать cmd => ок. В появившемся окне набрать telnet рисунок 4.3. Далее набрать open 192.192.4.3 текущий ip-адрес мультиплексора после нажимается Enter.

Рисунок 4.3 Командная строка Ввести имя пользователя Admin нажать Ввод. Ввести пароль по умолчанию admin нажать Ввод рисунок 4.4.

Рисунок 4.4 Командная строка ввод login

Появляется надпись — User «admin» logined означающая, что подключение прошло успешно рисунок 4.5. А в случае появления надпись Password error or user is inexistent значит имя пользователя и пароль указаны не верно.

Рисунок 4.5 Командная строка успешное подключение Ввести необходимый адрес мультиплексора, 192.162.4. 3 нажать ввод рисунок 4.6.

Рисунок 4.6 Командная строка ввод адреса мультиплексора Следующее поле ввода маски подсети. 255.255.255. — нажать Ввод. MAC — адрес не изменяется. Следующее поле ввода основного шлюза. Вводится Y нажать Ввод. В адрес шлюза водится 192.168.1.1 нажать Ввод рисунок 4.7. Появляется строка подтверждения операции.

Рисунок 4.7 Командная строка ввод маски подсети, основного шлюза После ввода нового адреса соединение будет утеряно. Для проверки соединения настройки необходимо снова запустить соединение с адресом 192.168.1.103 (open 168.1.103 имя admin пароль admin). Набрать команду getinfo нажать Ввод. Появляется информация о свойствах мультиплексора рисунок 4.8.

Рисунок 4.8 Командная строка информация свойств мультиплексора Остальные настройки производятся с помощью программного обеспечения, дистанционно. Согласно технологической карте можно производить настройку синхронизации оборудования для этого необходимо:

1. Подключиться к серверу EMS-APT через GoGlobal для этого:

— запустить GoGlobal и в появившемся в окне выбрать Server Address => [email protected] =>Transport:TCP/IP

— нажать кнопку Connect и ввести Password;

— открыть программу, запустив ярлык ECI NM;

— в окне выбрать NMS Client => NMS Client => Start NMS Client

— ввести личные данные login и Password

2. На слоте SDH выбрать Tools — Timing Map

Открывается топология подсети синхронизации. Качество сигнала синхронизации соответствует цвету линков между элементами сети. Визуально, по цветовой окраске линков, оценить возможные отклонения от правильного уровня качества сигнала синхронизации. В случае необходимости, можно зайти в блок синхронизации для просмотра его конфигурации и корректировки.

3.В окне обзора полки сетевого элемента выбирается Control and Phyical Object > TMU в деревне объектов выбирается вкладка настройки синхронизации Timing Settings под рабочим режимом Configuration.

4. Для каждого уровня приоритета синхронизации проверяется правильность выбора внешних опорных источников синхронизации.

5. При необходимости вносятся изменения, и нажимается кнопка Apply для отправки внешних опорных источников сетевому элементу.

Также программное обеспечении позволяет производить анализ состояния оборудования по системе мониторинга в online режиме, что помогает найти причину неисправности:

1. Подключиться к клиенту LS (LSc1) через GjGlobal для этого:

— запустить GoGlobal и в появившемся в окне выбрать Server Address => [email protected]=>Transport:TCP/IP

— нажать кнопку Connect и ввести Password;

— открыть программу, запустив ярлык ECI NM;

— в окне выбрать NMS Client => NMS Client => Start NMS Client

— ввести личные данные login и Password.

2. Открываем окно Списка текущих аварий (Current alarms), анализируется существующие аварии, и применяются меры к их устранению.

Аварии подразделяются по следующим уровням серьезности

3. При наличии аварий оборудования в списке текущих аварий (Current alarms), проверяется доступность и исправность оборудования в сети. В зависимости от текущего состояния значок элемента BG-30 будет окрашен в соответствующий цвет

4. Для устранения аварий в элементе BG-30, можно зайти в него непосредственно из программы LS. В дереве рисунок 4.9 мультиплексора отображаются платы входящие в его состав. При неисправности модуля или канала на пиктограмме объекта будет знак, характеризующий степень аварии Рисунок 4.9 Дерево объектов

5. При обнаружении на изображении мультиплексора (модуля) аварийного сигнала, выяснить причину и принимаются меры по устранению.

4.3 Установка мультиплексора СМК-30

Установка мультиплексора СМК-30 начинается с места установки. Резервный мультиплексор по проекту планируется установить в шкаф ТСС, как там есть свободное место. Устанавливается в стойку 19, рабочее положение горизонтальное. СМК-30 имеет блочную конструкцию рисунок 4.10, состоящую из функциональных модулей: модуль питания и индикации, системный модуль, абонентские модули.

Рисунок 4.10 Мультиплексор СМК-30 передняя панель Установка модулей производится в крейт, имеющий 17 посадочных мест. Крайнее левое место (слот № 0) предназначено для установки модуля питания и индикации, крайнее правое (слот № 16) — для установки системного модуля. В остальные 15 мест (слот № 1 — № 15) в произвольном порядке устанавливаем необходимые модули рисунок 4.11.

Рисунок 4.11 Обратная сторона СМК-30

Передняя дверца СМК-30 имеет окно под панель индикации. В закрытом состоянии доступны ЖК-дисплей, светодиодные индикаторы общего состояния, состояния Е1 и синхронизации, кнопка отключения звуковой сигнализации / сброса аварии. При открытой дверце обеспечивается доступ к кнопкам меню, выключателю питания, светодиодам общего состояния модулей и состояния каналов.

В основной мультиплексор, в ранее установленный СМК-30 будет дополняется модулями. На первое установочное место устанавливается плата 1СМА4−4. На 2 установочном месте устанавливается модуль 2СМА4−4. На 5 установочное место устанавливается модуль 5СМЦГ-4. В резервный мультиплексор устанавливается платы на 1СМА4−4, 2СМА4−4,5СМЦГ-4 рисунок 4.12.

Рисунок 4.12 СМК-30 установленные модули Подключение оптического волокна от мультиплексора BG-30 с порта 13 и 14 подводится на порты передней панели 1 и 2. С платы 1СМА4−4 — вывод 1−1-по витой паре производится резервирование СПД ЛП. С платы 2СМА4−4 вывод 2−1 по витой паре производится подключение радиостанции РЛСМ-10−45 УКВ. С платы 5СМЦГ-4 вывод 5−1 — по витой паре производится резервирование ДЦ ЮГ.

В первое посадочное место устанавливается плата 1СМА4−4. Плата СМА4−4 предназначена для организации четырех аналоговых каналов ТЧ 600 Ом с четырех проводными окончаниями. Плата позволяет организовать связь в режиме «точка-точка» и в групповом режиме. Плата 5СМЦГ-4 Предназначен для организации четырех каналов G.703, применяется при подключении цифровой системы ДЦ ЮГ. Электропитание осуществляется от гарантированного питания переменного тока напряжением 220 В + - 30% с частотой 50 ГЦ или подключение внешнего источника постоянного напряжения от — 35 до -90 В. Основным питанием мультиплексора будет сеть 220 В, а резервный источник питания — необслуживаемая АКБ -60 В.

4.4 Общая настройка мультиплексора СМК-30

Настройка, управление, мониторинг и администрирование СМК-30 дистанционно осуществляются с помощью программы автоматизированного рабочего места (АРМ) администратора. СМК-30 поставляются с учетной записью ADMIN без пароля. Подключение АРМа СМК-30 можно производить по интерфейсу RS-232, так и по интерфейсу Ethernet.

После подключения ПК к СМК-30 нужно запустить программу Администратор сети. После запуска программы, на экране появится диалоговое окно. Во вкладке Регистрация данного окна необходимо ввести имя пользователя — ADMIN, пароль остается пустым рисунок 4.13.

Рисунок 4.13 Диалоговое окно «Настройка подключения АРМа»

Во вкладке Интерфейс рисунок 4.14 в соответствующих полях необходимо указать тип интерфейса, по которому произведено подключение, его настройки, а также номер подсети и адрес устройства в подсети для программы Администратор сети.

Рисунок 4.14 — Диалоговое окно «Настройка подключения АРМа» вкладка Интерфейс После нажатия на кнопку ОК откроется главное окно АРМа, общий вид которого показан на рисунке 4.15.

Рисунок 4.15 — Общий вид окна программы Администратор сети В первую очередь настраиваются учетные записи администраторов, которые имеют доступ к данной станции, а также их права. Учетную запись администратора ADMIN, в целях безопасности, изменяют.

Далее необходимо произвести сетевые настройки, которые заключаются в установке названия станции, указания номера подсети и сетевого адреса. Так, на рисунке 4.17 СМК-30 присвоено название станция С, она относится к нулевой подсети и имеет сетевой адрес равный единице.

Для того чтобы станции СМК-30 могли обмениваться сообщениями, а также, чтобы АРМ администратора мог осуществлять мониторинг и настройку станций СМК-30, подключенных не напрямую, необходимо настроить сетевые маршруты.

Также необходимо настроить направления и маршруты. Маршрут определяет одно или несколько направлений, по которым осуществляется вызов. Одно направление является основным, при вызове данное направление анализируется на доступность. В случае недоступности основного направления, вызов переводится на дополнительные направления по порядку. При подключении необходимого модуля необходимо производить его настройку.

Модуль СМА4−4 главное при настройке выбор типа линии (НЕТ, ДАТС, Радиостанция, исходящий2 из 11, входящий 2 из 11, блок прямого абонента, коммутатор, АДАСЭ) для примера настройки возьму настройку радиостанций остальные настройки однообразны. Настройки выдаются раннее и устанавливаются либо дистанционно или через специальный разъем на станции.

При подключении радиостанции РЛСМ-10−45 выставляются следующие настройки рисунок 4.16.

Рисунок 4.16 Настройка модуля СМА4−4

В первой строке устанавливается один из типов радиостанции РС46М или РЛСМ10. На второй строке устанавливается уровень усиления при передаче в линию. Доступны значения от минус 30 до плюс 30 дБ. На 3 строке уровень усилении в дБ при приеме из линии, значения от минус 30 до плюс 20 дБ. На 4 строке уровень управляющих сигналов, значения от -29 до 0 дБ.

5 строка время непроизвольных занятий значения от 0 до 250 с. 6 строка длительность посылок СИП, СКП значения от 96 до 496 мс. 7 строка длительность посылок Спер, Спр значения от 48 до 496 мс. 8 строка автоматически выдавать сигнал вызова Локомотива значение разрешается или запрещается. 9 строка длительность посылки вызова к РС значения от 1000 до 2000 мс. 10 строка ширина полосы пропускания детектов значения от 1 до 5%.

Основные программные настройки мультиплексора показаны на рисунке 4.17:

Рисунок 4.17 Внешний вид окна настройки мультиплексора Сетевое имя — любое удобное для пользователя обозначение данного мультиплексора внутри подсети, состоящие из русских английских букв, цифр длиной до 19 знаков включительно в проекте присвоено сетевое имя Станция С:

— Номер подсети — в состав которой входит данный мультиплексор. Может принимать значения от 0 до 63. Данный мультиплексор находится в первой подсети;

— Адрес — уникальный сетевой адрес мультиплексора. Может принимать значения от 0 до 31, в дипломном проекте принимает 26;

— Количество подсетей входящих в единую глобальную сеть мультиплексоров. Может принимать значения от 0 до 63. В настройках данного мультиплексора значение равное 5.

Настройка синхронизации мультиплексора Может синхронизироваться от источника:

Синхронизация от одного из четырех потоков E1. Применяется при соединении нескольких мультиплексоров в единую сеть для синхронизации всех мультиплексоров сети от одного и того же источника.

— Система приоритетов принимает значения от 0 до 5. Высший приоритет — 0, наименьший 5. Если в процессе работы синхронизация от источника с приоритетом 0 станет невозможной, то мультиплексор переключится на источник синхронизации с приоритетом 1 и т. д. Если не выбран ни один из доступных источников синхронизации, то мультиплексор будет переходить на внутренний источник (режим АВТО) рисунок 4.18.

Рисунок 4.18 Внешний вид окна настроек синхронизации В настройках мультиплексора имеется закладка «Кольцо 1» и «Кольцо 2» рисунок 4.19 для настройки колец. Доступны следующие настройки колец.

1. Контроль кольца может быть включен выключен — при включенном положении проверяется состояние кольца: целостность кольца и поиск главной станции в кольце.

2. Период опроса (мс) — через данный интервал времени (миллисекунды) будет проверяться целостность кольца.

3. Количество периодов определения разрыва — количество периодов, в течение которых определяется целостность кольца.

4. Поток логического разрыва — может принимать значения первый второй, для кольца № 1 это означает логический разрыв по потокам 1Е12Е1 соответственно, для кольца № 2 это означает логический разрыв по потокам 3Е14Е1 соответственно.

Рисунок 4.19 Настройка кольца № 1 мультиплексора Настройка потоков Е1 рисунок 4.20:

Рисунок 4.20 Внешний вид окна настроек потока Е1

Пользователю доступны следующие настройки:

1. Прием Передача — настройка включена. Эта настройка используется для удаленного отключения включения передатчика и приемника потока Е1.

2. Режим длинной линии — включен. Если этот режим выключен, то максимальное ослабление сигнала 10 дБ. В этом режиме отключена цепь балансировки в контроллере Е1 и не допускается измерение уровня сигнала.

3. Тайм-слот HDLC контроллера — номер тайм-слота, по которому происходит обмен служебной информацией между устройствами сети.

4. Удаленный шлейф. Схема удаленного шлейфа представлена на рисунке 4.21. Шлейфом при этом замыкаются прием Е1 и передача Е1 со стороны линии связи контроллера Е1. Приемный сигнал потока Е1 поступает непосредственно в линию передачи без участия внутренних цепей контроллера. Данный режим может быть использован для проверки качества передачи по линии связи.

Рисунок 4.21 Схема удаленного шлейфа ПСП

4.5 Установка модема ASMi-52

Модем устанавливается в связевом помещении и подключается с кросса витой парой. Установка производится в одном шкафу с мультиплексором BG-30.

Модем ASMi-52 использует технологию SHDSL с линейным кодом TC PAM-16, позволяющую увеличить дальность цифровых линий связи. Модем обеспечивает передачу данных на подстанцию ЭЧЭ Трг и ППС со скоростей до 2.3 Мбит/с по одной медной паре.

Модем имеет пользовательские порты E1, V.35, 10 100 BaseT LAN с маршрутизатором. Два порта мультиплексируют данные V.351 0100Base TLAN и трафик Е1 через SHDLS. Автоматическая конфигурация устанавливает устройство.

SHDSL (Simmetric High Speed Digital Subscriber Line) — симметричная высокоскоростная цифровая абонентская линия, нацелена, прежде всего на обеспечение гарантированного качества обслуживания при заданной скорости и дальности передачи данных.

Для организации доступа по SHDSL на станции применяется выделенная линия (физическая двухпроводная линия). Скорость доступа при подключении по SHDSL определяется, протяжённостью конкретной линии связи.

Технология SHDSL обеспечивает симметричный трафик по одной паре в диапазоне скоростей: от 192 Кбит/c до 2.3 Mбит/c, а по двойной паре — от 384 кбит/c до 4,6 Mбит/c в проекте используется одна пара.

Преимущество технологии SHDSL является возможность использования уже существующих (проложенных и реально работающих) медных пар проводов абонентских линий рисунок 4.22.

Рисунок 4.22 Схематическое подключение модема ASMI-52

Модем ASMi-52 передает комбинированные потоки данных (E1, Ethernet) через канал SHDSL с различной скоростью передачи. В SHDSL модеме ASMi-52 используется технология TC-PAM для повышения надежности передачи, что позволяет обслуживать больше пользователей на больших скоростях передачи данных на больших расстояниях.

4.6 Настройка модема ASMI-52.

Настройка модема выполняется при помощи программы Администратор сети ОТС, ОбТС. Модем отображается в списке устройств как отдельное устройство, и настройка выполняется через контекстное меню.

Чтобы присвоить название модему, указать номер подсети и сетевой адрес необходимо в контекстном меню выбрать пункт Настройка — Сетевые настройки. При этом появится диалоговое окно рисунок 4.23.

Рисунок 4.23 Сетевые настройки устройства После ввода необходимых настроек необходимо назвать кнопку Применить. Для закрытия окна необходимо нажать кнопку Выход.

Для выполнения настройки линии SHDSL необходимо выбрать нужный поток и в контекстном меню потока выбрать пункт Настройка. При этом появится диалоговое окно рисунок 4.24.

Рисунок 4.24 Настройка SHDSL канала Параметры доступные в диалоговом окне:

— Режим. Определяет режим работы модема ASMI52 SHDLS. В настройке соединения между модемами SHDSL одно устройство должно быть ведущим (Line Termination Unit), другие ведомые (Network Termination Unit). Синхронизация передается от ведущего устройства к ведомому.

— Тип протокола. Позволяет выбрать тип протокола EDSS, используемый при обмене (сеть и пользователь)

— Минимальная и максимальная скорость. Используется один из двух вариантов. Первый вариант — жесткая установка скорости на ближней стороне (по отношению к администратору) с автоматическим выбором на дальней стороне. Второй вариант — установка диапазона возможных скоростей на ближней стороне с автоматическим выбором на дальней.

— Режим понижения уровня. Варианты — принудительный, автоматический. Понижение уровня передачи относительно номинального +14,5дБм.

— Ослабление уровня передачи LTU и NTU. Задаются значения понижения уровня передачи дБ для принудительного режима понижения уровня. Регулируется в диапазоне от 0 до 31 дБ. Настройка может использоваться для уменьшения и исключения взаимного электромагнитного влияния высокочастотных систем, работающих в одном кабеле. Этот параметр доступен только для канала в режиме LTU, но действует на обеих передающих сторонах.

— Режим измерения линии. Разрешает либо запрещает выполнение измерений при установлении соединения по каналу SHDSL.

— Время измерения линии. Регулируется в диапазоне от 50 до 3150 мс. Параметр задает время в течение, которого происходит измерение линии для каждой возможной скорости передачи. Рекомендуемое значение не менее 10 мс. От времени измерения линии зависит общее время установки соединения.

— Порог SNRM (режим измерений и рабочий режим). Задается допустимое отношение сигнал шум в дБ. Регулируется в диапазоне от 0 до 63 дБ. Отношение сигнал шум 20 дБ соответствует уровню битовых ошибок 10^-7. На этапе измерения линии: если измеренное значение ОСШ для данной скорости меньше заданного порога, это скорость не считается возможной для установки соединения. При установленном соединении (рабочий режим): если измеренное значение ОСШ становится меньше заданного порога, устанавливается авария SNR и выводится аварийное сообщение в АРМ администратора. Рекомендованное значение не менее 20 дБ.

— Порог затухания сигнала. Задается допустимое затухание сигнала линии SHDSL. Регулируется в диапазоне от 0 до 30 дБ. Если измеренное значение затухания становится больше заданного порога, устанавливается авария LOSS и выводится аварийное сообщение в АРМ администратора. Устанавливается значение на 2−5дБ больше измеренного затухания для данной линии связи.

— Тайм-слот сигнализации. Этот параметр определяет тайм-слот, используемый для сигнализации EDSS.

Мониторинг и контроль линии SHDSL.

Для выполнения мониторинга линии SHDSL необходимо выбрать нужный поток и в контекстном меню потока выбрать пункт «Мониторинг». При этом появится диалоговое окно показное на рисунке 4.25.

Рисунок 4.25 Мониторинг канала SHDSL

Процедура установки соединения. Начальное состояние — «Нет связи». В этом состоянии модемы SHDSL обмениваются сигналами инициализации. После определения наличия физического соединения модем переходит в состояние «Измерение линии». Оборудование измеряют линию на скоростях, которые являются общими для них. Для каждой скости измерение проводится в течении заданного времени. Чем больше времени, тем точнее полученный результат. Результатом измерения является вычисленное отношение сигнал шум в дБ. ОСШ 20 дБ соответствует уровню битовых ошибок не более 10^-7. После завершения измерения для установи соединения, выбирается максимальная скорость, для которой измеренное значение ОСШ не менее заданного порога отношения сигнал шум. Уровень сигнала при измерении линии, как и для рабочего режима, задается настройкой «Понижение уровня передачи». После измерения модем переходит в состояние «Установление связи, в котором устанавливается рабочая скорость передачи и синхронизация. После этого устанавливается состояние «Связь установлена» и канал функционирует в нормальном режиме.

Во вкладке «Мониторинг SHDSL» рисунок 4.25 доступны параметры;

— Состояние связи. Включает строку состояния линии, которая отображает текстовое описание текущего состояния: «Нет связи, Измерение линии, Установление связи или Связь установлена». Индикатор является наглядным представлением состояния соединения. Индикатор красный в состоянии «Нет связи», желтый в состояниях «Измерение линии» и «Установление связи», зеленый в состоянии «Связь установлена»;

— SNR. Индикатор превышения заданного порога отношения сигнал шум. Горит красным при измеренном отношении сигнал шум ниже заданного в настройке порога. Индикатор зеленый при нормальном значении ОСШ;

— LOSS. Индикатор превышения заданного порога затухания сигнала. Индикатор красный при измеренном затухании выше заданного в настройке порога. Индикатор зеленый при нормальной затухании.

— Отношение сигнал шум. Международная аббревиатура SNR (SIGNAL-TO-Noise Ratio). Показывает измеренное значение ОСШ в текущее время в дБ. ОСШ 20 дБ соответствует уровню битовых ошибок не более 10^-7.

— Затухание сигнала. Показывает измеренное значение затухания принимаемого сигнала в линии связи в дБ. Допустимое затухание, при котором возможна связь, составляет порядка 25−30дБ.

— Понижение уровня. Показывает текущее понижение уровня сигнала передачи в дБ.

— Скорость передачи. Показывает текущую установленную скорость передачи данных в тайм-слотах.

— Счетчик ES (Errored Second). Секунда с ошибкой. Показывает количество 1 — секундных интервалов времени, в течении которых имели место 1 и более ошибок CRC или 1 более ошибок синхрослова.

— Счетчик SES (Severely Errored Second). Секунда пораженная ошибками. Показывает количество 1 — секундных интервалов времени, в течении которых имели место как минимум 50 ошибок CRC или более ошибок синхрослова.

— Счетчик LOSWS (Loss of Sync Word Second). Секунда с ошибкой синхронизации. Показывает количество 1-секундных интервалов времени, в течение которых имели место 1 и более ошибок синхрослова.

— Проскальзывание на приеме и передаче. Показывает количество проскальзывании — ошибок синхронизации с сопутствующей вставкой удалением символов;

— Счетчик UAS (UnAvailable Second). Секунды неготовности линии. Показывает количество 1-секундных интервалов времени, в течение которых SHDSL-линия находится в состоянии неготовности. Линия становится не готовой по прошествии 10 последовательных секунд, пораженных ошибками (SES). Эти 10 секунд включаются в период неготовности. Линия становится готовой по прошествии 10 последовательных секунд, не пораженных ошибками (по SES).

— Кнопка «Сброс счет» служит для обнуления счетчиков. После установления связи автоматически обнуляется счетчики CRC, ES, SES, LOSWS.

Вкладка «Измерение SNR и SHDSL» рисунок 4.26 отображает измеренные значения ОСШ для скоростей, возможных для установления соединения. Результат измерения отсутствует для тех скоростей, которые не являются общими для модемов, для которых измеренное значение ОСШ ниже заданного в настройке порога.

Рисунок 4.26 Вкладка «Измерение SNR и SHDSL»

5. Надежность

5.1 Основные понятия надежности

Надежностью называется свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Мультиплексор СМК-30 может находиться в двух состояниях, а именно в работоспособном или в неработоспособном.

Работоспособностью называется состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

Событие, заключающееся в нарушении работоспособности, называется отказом. Событие, состоящее в переходе из основного работоспособного состояния во второстепенное, называют повреждением (второстепенным отказом, дефектом).

По характеру возникновения принято различать отказы на внезапные, состоящие в резком, практически мгновенном изменении определяющего параметра, и отказы постепенные, происходящие за счет медленного, постепенного изменения этого параметра.

Показатели надежности — это количественные характеристики одного или нескольких свойств, составляющих надежность элементов и системы.

Показатели надежности должны удовлетворять следующим условиям:

— наилучшим образом отражать эффект от нормальной работы системы и последствия ее надежности;

— поддаваться расчету с учетом имеющихся исходных данных;

— сравнительно легко определяться на основе статистики;

— быть простыми, иметь ясный математический и физический смысл.

Одно из центральных положений теории надежности состоит в том, что отказы рассматривают в ней как случайные события. Интервал времени от момента включения элемента (системы) до его первого отказа является случайной величиной, называемой как «время безотказной работы». Интегральная функция распределения этой случайной величины, представляющая собой (по определению) вероятность того, что время безотказной работы будет менее t, обозначается Q (t) и имеет смысл вероятности отказа на интервале 0… t. Вероятность противоположного события — безотказной работы на этом интервале, равна

P (t) = 1 — Q (t),

где P (t) — вероятность безотказной работы;

Q (t) — вероятность отказа.

Мерой надежности элементов и систем, является интенсивность отказов л (t), представляющая собой условную плотность вероятности отказа в момент t, при условии, что до этого момента отказов не было. Между функциями л (t) и P (t) существует взаимосвязь

где P (t) — вероятность безотказной работы;

л (T) — интенсивность отказов.

В период нормальной эксплуатации (после приработки, но еще до того, как наступил физический износ) интенсивность отказов примерно постоянна л (t)? л. В этом случае Р (t) = е-лt.

Таким образом, постоянной интенсивности отказов, характерной для периода нормальной эксплуатации, соответствует экспоненциальное уменьшение вероятности безотказной работы с течением времени.

Среднее время безотказной работы (наработки на отказ) находят, как математическое ожидание случайной величины «время безотказной работы»

.

Следовательно, среднее время безотказной работы в период нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности отказов Оценим надежность сложной системы, состоящей из множества разнотипных элементов. Пусть Р1 (t), Р2 (t),…, Рn (t) — вероятности безотказной работы каждого элемента на интервале времени 0… t, n — количество элементов в комплексе. Если отказы отдельных элементов происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведет к отказу всего комплекса (такой вид соединения элементов в теории надежности называется последовательными), то вероятность безотказной работы комплекса в целом равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных его элементов

где Лкомплекс = л i — интенсивность отказов комплекса;

л i — интенсивность отказа i — го элемента.

Среднее время безотказной работы комплекса

.

К числу основных характеристик надежности восстанавливаемых элементов и систем относится коэффициент готовности. Коэффициент готовности Кг (t) — это вероятность работоспособности комплекса в момент времени t

где tВ — среднее время восстановления элемента (системы), ч.

5.2 Расчет вероятности безотказной работы мультиплексора СМК-30

Средний срок службы до списания мультиплексора должен быть не менее 20 лет. В течение срока службы станции поставщик гарантирует соответствие параметров изделий техническим условиям при использовании комплекта запасного имущества и приборов и при соблюдении потребителем условий эксплуатации, транспортирования и хранения, установленных техническими условиями.

Каждая из составных частей комплекса (кроме кабелей и шкафа), должна иметь следующие показатели надежности:

— средняя наработка на отказ tср = 10 000 ч;

— средний срок службы до списания (полный) — не менее 20 лет;

— принятая продолжительность испытаний каждого объекта t = 2920 ч (выбираем исходя из того, что система эксплуатируется по 8 часов каждый день);

— максимальная продолжительность восстановлений tв = 10 мин;

— приемочное число невосстановлений Св = 0 (невосстановления не допускаются).

Интенсивность отказов комплекса Лком, будет равна Лком .

При экспоненциальном законе распределения времени восстановления интенсивность восстановления µв где мВ — интенсивность восстановления;

tВ — среднее время восстановления элемента, tВ=1,3 c.

Подставив численные значения в формулу находим интенсивность восстановления

с.

Вероятность безотказной работы в течение заданного промежутка времени находим по формуле Ркомплекс (t) = eЛком· t.

Подставив численные значения в формулу находим вероятность безотказной работы в течение заданного промежутка времени Ркомплекс (t) = e — 0,29 = 0,75.

Вероятность отказа комплекса Q (t) находим по формуле

Q (t) = 1 — P (t).

Подставив численные значения в формулу находим вероятность отказа комплекса

Q (t) = 1 — 0,75 = 0,25.

Подставив полученные численные значения в формулу (5.2) находим коэффициент готовности комплекса К Г /

.

Для обеспечения надежности работы аппаратуры ОТС необходимо чтобы коэффициент готовности составлял не менее 0,99. Это условие для мультиплексора СМК-30 выполняется.

Широкое внедрение цифровых систем передачи, с использованием волоконно-оптического кабеля и возможность автоматического восстановления функционирования сети даже в случае отказа ее элементов, обеспечивают высокую надежность функционирования системы в целом.

Заключение

На станции С Южно-Уральской железной дороги произведен первый этап реорганизации сети связи на базе современного оборудования Broad Gate (BG) производства ECI Telecom которое позволяет предоставлять новые

возможности конечным пользователям (Ethernet, контроль поездной обстановки, состояние аппаратуры связи и др).

В дипломном проекте рассмотрена реорганизация сети связи на станции С. Установка нового оборудования связи на данной станции экономически целесообразна.

В первом разделе представлена характеристика, описание и принцип работы аппаратуры установленной до реорганизации, а также показано размещение аппаратуры в помещении связевой и схема соединения аппаратуры связи.

Во втором разделе приведено обоснование для установки нового оборудования. Появление новых систем контроля состояния движения поездов ДЦ «ЮГ», СПД ЛП предполагает установку нового оборудования.

В третьем разделе выбрано оборудование для реорганизации. Для первичной сети связи установлен мультиплексор вводавывода BG-30, для включения новой системы диспетчерского контроля ДЦ «ЮГ» дополнительно в мультиплексор СМК-30 установлен модуль СМЦГ4., а для резервирования основного СМК-30 установлен резервный.

В четвертом разделе произведена установка и настройка оборудования. Настройка оборудования произведена при помощи программного обеспечения АРМ администратора

В разделе «Безопасность жизнедеятельности» рассмотрены организационные и технические мероприятия по защите персонала от воздействия электрического тока. Также произведена экспертиза рабочего места.

В экономическом разделе произведена экономическая оценка от реорганизации сети связи. Произведен расчет экономической эффективности проекта. Срок окупаемости проекта составляет 0,71 года.

Реорганизация сети связи повысит пропускную способность канала связи, а также надежность и безотказность систем связи, увеличит эффективность управления перевозочным процессом.

Список использованных источников

1. Виноградов В. В., Комов В. К. Волоконно-оптические линии связи. — М.: Желдориздат, 2002. — 278c.

2. Дмитриева С. А. Слепова Н.Н. Волоконно-оптическая техника: история, достижения, перспективы / и др. — М.: Транспорт, 2000 г. -608 с.

3. Давыдкин П. Н., Колтунов М. Н., Рыжков А. В. Тактовая сетевая синхронизация. — М.: Эко-Тренз, 2004. — 205 с.

4. Инструкция по пользованию конвертером ССПС-128 и коммутационной станцией NEAX7400 ICS M100MX. — Черниголовка.: — ЭЗАН. — 217 с.

5. Ананьев Д. В., Кузнецов А. В. Новые технологии сервисного обслуживания на базе СМК-30. Научно-популярный производственно-технический журнал Автоматика, связь, информатика. — М., 2008. № 5 — 27 с.

6. Олифер Б. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для ВУЗов. — СПб: Питер, 2004. — 864 с.

7. Шайтанов К. Л., Каритан К. А. Аппаратура СМК-30. Методическое пособие. — Хабаровск, 2013. -47 с.

8. Технологические карты по техническому обслуживанию мультиплексоров ECI BG-30. ОАО «РЖД» Филиал станция связи". 2014 г.

9. Руководство по эксплуатации СМК-30. — М.: НПЛ «ПУЛЬСАР», 2005.

10. Блиндер, И. Д. Цифровая оперативно — технологическая связь железнодорожного транспорта России: учебное иллюстрированное пособие/ И. Д. Блиндер. — М.: Маршрут, 2005. — 55 с.

11. Лебединский А. К. Системы телефонной коммутации: учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта — М.: Маршрут, 2003. — 496 с.

12. Приказ МЗ СР № 342 Н от 26.04.12 «Об утверждении порядка проведения аттестации рабочих мест по условиям труда

13. Анненкова К. И., Черепанова Л. А. Технико-экономическое обоснование эффективности новой техники, технологий устройств автоматики и связи, — Екатеринбург, 2011 г. — 145 с.

14. Администратор сети ОТС, ОбТС. Руководство пользователя. — Пенза, «Пульсар-Телеком», 2013 г.

15. Кашина С. Г., Шарафутдинов Д. К. Электробезопасность. Защитные заземляющие устройства электроустановок. Казань 2012 г. — 137 c.

16. Кузнецов К. Б. Безопасность жизнедеятельности. Часть 2. — М 2006 г. — 536 c.

17. Методические рекомендации по расчету экономической эффективности новой техники и технологий, объектов интеллектуальной собственности и рационализаторских предложений. Распоряжение ОАО РЖД от 28.11.2008 г. № 2538 р