Сети связи железнодорожного транспорта

Железнодорожный транспорт, как распределенная в пространстве и работающая в общем ритме система, всегда нуждался в интенсивном обмене информацией между своими отдельными элементами. В настоящее время существует множество видов систем обмена информации: телефонные, телеграфные, системы передачи данных, телемеханические системы, телематические службы (факсимильные, голосовой связи, обмена электронных сообщений). Железнодорожная отрасль активно использует все современные достижения развивающихся коммуникационных технологий.

По уровням иерархии сети связи ОАО «РЖД» подразделяются на магистральные и сети связи технологического сегмента. По функциональному назначению – на первичные сети, осуществляющие передачу информации, и вторичные, обеспечивающие специализированные виды услуг, предоставляемых пользователям [5].

На железнодорожном транспорте России интенсивно внедряются цифровые системы связи. Нормы проектирования цифровых телекоммуникационных сетей приведены в [6]. Цифровые сети связи построены по системам синхронной (SDH) и плезиохронной(PDH) цифровых иерархий. 90 % сети составляют волоконно-оптические линии связи, которые обеспечивают передачу более 100 тыс. цифровых потоков по 2048 Кбит/с (E1). Волоконно-оптические системы передачи представляет собой оптическое волокно с ненулевой дисперсией.

Магистральные сети различают по назначению. Одни предназначены для передачи голосового трафика, передачи факсов и для соединения аналоговых каналов связи. Другие образуют сеть IP. На первом этапе во второй сети реализуется лишь сервис передачи данных и сервис видео конференций руководства с региональными отделениями ОАО «РЖД». Сеть строится с использованием оборудования STM-1 (155 Мбит/с), STM-4 (22 Мбит/с), STM-16 (2488 Мбит/с).

Сети связи технологического сегмента обеспечивают:

диспетчерское управление движением поездов, перевозочным процессом и содержанием инфраструктуры железнодорожного транспорта;

функционирование информационных и информационно-управляющих технологий, железнодорожной автоматики и технологий, обеспечивающих безопасность движения;

взаимодействие участников выполнения технологических процессов эксплуатационной работы.

Первичные сети имеют четыре уровня: магистральный, дорожный, отделенческий и местный. В первичной сети используется: волоконно-оптические системы передачи (более 60 тыс. км), проводные системы передачи по кабелям с медными жилами (более 180 тыс. км), радиорелейные (10 тыс. км) и спутниковые системы передачи, системы коротковолновой радиосвязи (КВ).

Первичная сеть технологической связи организована на основе мультиплексоров синхронной и плезиохронной иерархии, устанавливаемых на каждой железнодорожной станции. Для организации каналов первичной сети и абонентских линий доступа применяются также системы по технологии xDSL с использованием кабелей с медными жилами.

Упрощенная схема первичной сети связи железных дорог приведена на рис. 56. Основу составляет магистральный уровень, включающий 17 узлов дорожного уровня, один узел в главном вычислительном центре (ГВЦ) и один узел в расчетном центре ГВЦ. Для сети используются также и каналы спутниковой связи.

Вторичные сети созданы на базе первичных сетей и обеспечивают оперативно-технологическую связь (ОТС), общетехнологическую телефонную связь (ОбТС), сеть передачи данных (СПД), документальную связь, связь аудиосовещаний, технологическую радиосвязь.

Оперативно-технологическая связь включает в себя диспетчерскую, межстанционную, перегонную, станционную распорядительную связи.

Общетехнологическая телефонная связь построена на базе узлов автоматической коммутации по радиальному принципу с поперечными связями между соседними узлами.

Система документальной связи включает в себя сети телеграфной, факсимильной и электронно-почтовой связи.

Сеть передачи данных (СПД) является вторичной сетью и представляет собой множество узлов коммутации, соединенных друг с другом и с абонентами при помощи различных каналов связи. В качестве абонентов используются компьютеры.

Узел коммутации в общем случае обеспечивает коммутацию каналов, сообщений или пакетов. При коммутации каналов в сети создается сквозной канал передачи данных без промежуточного накопления информации при передаче. Такой вид коммутации характерен для технологической телефонной связи ОбТС. При коммутации сообщений в узлах коммутации происходит прием и накопление сообщения, а затем его последующая передача. Коммутация пакетов отличается от коммутации сообщений тем, что сообщение делится на части (пакеты) и передача осуществляется пакетами. Коммутация пакетов наиболее эффективна в сетях передачи данных при обмене между ЭВМ.

В общем случае сеть передачи данных, в отличие от систем телемеханики, работает не при жестких ограничениях на время доставки информации. Сеть передачи данных обеспечивает централизованный сбор, обработку, передачу и распределение оперативной и диагностической информации.

Топология дорожного уровня повторяет топологию железной дороги, но организована по кольцевой схеме. К каждому узлу системы передачи данных (СПД) осуществляется подвод каналов как минимум с двух направлений, основного и резервного. На линейных пунктах (станциях) размещены мультиплексоры. Например, сегмент Октябрьской железной дороги объединяет высокоскоростной магистралью 8 узлов: Санкт-Петербург, Москва, Бологое, Псков, Великие Луки, Петрозаводск, Мурманск, Волховстрой.

Рис.56. Схема телекоммуникационных сетей РЖД

Узел СПД включает в себя маршрутизатор, к которому может быть подключены локальная сеть и физические линии к оконечным узлам. Оконечный узел может быть подключен также и каналами тональной частоты (ТЧ). Узлы обеспечивают внешние соединения и подключение локальных сетей. На рис. 57 приведен пример структуры узла СПД.

Уровень доступа обеспечивает подключение оконечных узлов ЛВС и отдельных терминалов к дорожному транспортному уровню. Оборудование оконечных узлов подключается к узлам СПД. Способ подключения зависит как от удаленности подразделения, обслуживаемого узлом СПД, так и от вида линий связи, имеющихся в этом подразделении.

Отдельно выделена сеть передачи данных оперативно-технологичес-кого назначения СПД ОТН, которая закрыта от несанкционированного доступа и обеспечивает работу в режиме реального времени устройств автоматики и телемеханики, и центров диспетчерского управления.

На её базе реализуются, в частности, диспетчерская централизация (ДЦ), диспетчерский контроль (ДК), телеуправление и телесигнализация (ТУ/ТС) а также телеизмерения и теледиагностика.

Рис.57. Структура узла СПД

СПД ОТН работает в первичной сети связи с помощью коммутации каналов. В перспективе планируется создание некоммутируемых каналов для железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ), систем диспетчерской централизации и диспетчерского контроля.