Организация и управления интегральной цифровой сетью оперативно-технологической связи на основе устройств контроллера периферического интерфейса на железнодорожных участках

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается первичный транспортный уровень сети на базе интегрированного оптического устройства. Разработанное устройство и программное обеспечение дает возможность получения удаленного управления и мониторинг интегрированной цифровой сети оперативно-технологической связи на железнодорожных участках Ангрен-Пап.

ABSTRACT

The article discusses the primary transport layer of a network based on an integrated optical device for all types of station communications. The developed device and software makes it possible to obtain remote control and monitoring of an integrated digital network of operational-technological communication in the railway sections of Angren-Pap.

Ключевые слова: оперативно-технологическая связь, виды связи, программное обеспечение, коммутация, синхронизация, гибридное устройство.

Keywords: operational-technological communication, types of communication, software, switching, synchronization, hybrid device.

Введение

Для Республики Узбекистан важное стратегическое значение имеет  железнодорожный транспорт. Он связывает воедино экономическую систему Республики, обеспечивая стабильность промышленных предприятий, своевременный подвоз наиболее важных грузов в самые отдаленные уголки страны. Акционерное общество «Узбекистон темир йуллари» (АО «УТЙ»), в настоящее время выполняет около 40 % грузов и более 70 % пассажирских перевозок страны [1].

Качество процесса перевозки на железнодорожном транспорте определяется быстротой, надежностью и безопасностью доставки грузов и пассажиров к месту назначения. Эти показатели зависят от успешного функционирования и взаимодействия подразделений и хозяйств.

Значительна роль этого взаимодействия в телекоммуникационных сетях железнодорожного транспорта.

Телекоммуникационная сеть железнодорожного транспорта предназначена для обеспечения связью предприятий и структурных подразделений железнодорожного транспорта, согласно с правилами технической эксплуатации железных дорог Республики Узбекистана.

В соответствии с потребностями системы управления железнодорожного транспорт предоставляемых абонентам сетей необходимые объемы и качество связи определяются с учетом развития техники связи и возможности расширения перечня услуг.

Среди особенностей перевозочного процесса на железнодорожном транспорте можно назвать многочисленность и территориальную разобщенность его производственных подразделений, тесную взаимосвязь в работе, а также, непрерывность производственного процесса во времени. К организации и управлению работой железных дорог всё это определяет основные требования [2-5]. В процессе перевозки участвуют работники различных направлений и специальностей, в ведении которых находятся: железнодорожный путь, искусственные сооружения, подвижной состав (локомотивы, вагоны), устройства автоматики и телемеханики, многочисленные станции и раздельные пункты, энергетические устройства, информационно-вычислительные центры (ИВЦ) и т. д.

Строгая дисциплина, оперативная разработка мер и регулирование парка вагонов и локомотивов, соблюдение графика движения поездов, обеспечение безопасности поездов, минимальные сроки доставки грузов и пассажиров требуют от всех составных частей этого сложного многоотраслевого хозяйства работать в четком взаимодействии между собой. Для обеспечения взаимодействия и бесперебойной работы вышеперечисленных звеньев управления железнодорожным транспортом создана технологическая сеть связи (дальше сеть связи железнодорожного транспорта).

В соответствии с правилами технической эксплуатации АО «УТЙ», сеть связи железнодорожного транспорта Республики Узбекистан представляет собой совокупность первичной и вторичных сетей для обеспечения связью предприятий, организаций и структурных подразделений железнодорожного транспорта с учетом развития техники связи и возможности расширения перечня услуг, предоставляемых абонентам сетей.

Вторичные сети ОТС-(Оперативно-технологическая связь) и ОбТС - (Общетехнологическая связь) служат для удовлетворения потребностей подразделений железнодорожного транспорта в различных услугах связи.

В зависимости от назначения, вида передаваемой информации и воздействия на управление процессом перевозок организуются вторичная сеть связи и ОТС. Это объясняется тем, что она предназначена для соединений и ведения переговоров диспетчеров основных служб, непосредственно организующих перевозочные процессы: служб перевозок (Д), локомотивного хозяйства (Т), хозяйства пути (П), вагонного хозяйства (В), энергохозяйства (Э), пассажирской (Л) и т.д., с исполнителями технологических процессов эксплуатационной работы, находящихся на станциях, перегонах и подвижных объектах, в пределах диспетчерских участков (кругов), а также руководителей станций и других объектов железнодорожного транспорта с соответствующими исполнителями.

Сети связи железнодорожного транспорта можно разделить по территориальному признаку на сети магистральной, дорожной, отделенческой и местной связи [2, 4], в которых организуется комплекс ОбТС и ОТС, отличающееся областью применения и степенью воздействия на процесс управления соответствующими подразделениями железнодорожного транспорта.

 Применяемые типы устройств оперативно-технологической связи на железнодорожных участках Ангрен-Пап

В участке Ангрен-Пап организуются следующие виды ОТС:

- Поездная диспетчерская связь (ПДС).

- Служебная диспетчерская связь (СДС).

- Линейно-путевая связь (ЛПС).

- Подстанционная связь (ПС).

- Билетная диспетчерская связь (БДС).

Схема железнодорожной участки Ангрен-Пап представлена на рис.1 [6,7], которые имеют 6 станций и протяженность участки составляет 129,5 км.

Рисунок 1. Схема участки Aнгрен-Пап

Общая ёмкость потоков Е1 в оптическом канале составляет 88 потоков. Устройство является ADM (Add Drop Multiplexer) мультиплексором и имеет возможность ввода/вывода потоков Е1 на любом сетевом узле. Неиспользуемые потоки коммутируются между двумя оптическими портами для передачи следующим узлам в сети. Коммутация Е1 осуществляется в мультиплексоре на уровне потоков Е1.

Мультиплексор поддерживает такие сетевые топологии как «точка-точка», «точка-точка» с резервированием, «цепочка», «кольцо». Максимальное количество мультиплексоров в «цепочке» или «кольце» - 32 узла. Трафик Gigabit Ethernet и Е1 потоки защищены от аварии оптического канала в топологиях  «кольцо» и «точка-точка» с резервированием.

SGM - гибкий первичный мультиплексор мультисервисного доступа с возможностью маршрутизации. Универсальные возможности и полный набор стандартных пользовательских интерфейсов мультиплексора позволяют использовать его широкому кругу операторов связи.

Это современное решение может использоваться на участках первичной сети, узлах доступа, выносах технологической сети с подключением к ТфОП- (Телефонная сеть общего пользования) и предоставлением полного набора современных аналоговых/цифровых канальных окончаний. Мультиплексор может использоваться для организации распределенных сетей передачи данных, объединения ЛВС и позволяет удаленное (локальное и сетевое) управление мультиплексорами.

По типу используемых каналов связи система может быть сконфигурирована в любой комбинации с использованием разнообразных интерфейсных модулей, включая стандартные телефонные каналы, выделенные аналоговые и цифровые линии, высокоскоростные цифровые линии, линии Е1 и подключение ЛВС (Локальная вычислительная сеть )-(Ethernet LAN). Важной особенностью мультиплексора является возможность создания IP-сети передачи данных, наложенной на существующую TDM-сеть (Time-division multiplex-мультиплексная передача с временным разделением, уплотнением) каналов Е1. Это обеспечивается функцией маршрутизации, встроенной в модуль управления мультиплексора.

Место коммутационных станций применяются пункт промежуточной связи цифровой (PIC-D peripheral interface controller, что означает «контроллер интерфейса периферии»), на базе гибридного устройства для обслуживания абонентов ОТС Управления дороги, имеющих цифровые пульты оперативной связи. Устройство PIC-D обеспечивает совместную работу с линейными комплексами цифровой оперативно-технологической связи, распорядительной станцией, а также с заменяющей их аппаратурой и полностью совместим с ними.

Данное устройство отечественного производства, изготовленное ООО «Elius» работающее на рынке Узбекистана с 1992 г. Основное направление деятельности ООО «Elius - разработка и изготовление телекоммуникационного оборудования. В разработке используются новейшие микросхемы известных мировых производителей, что позволяет создавать качественную и надежную продукцию. Вся продукция сертифицируется. Существующая сеть ОТС железной дороги Узбекистана представляет собой сочетание аналоговых и цифровых систем ОТС, причём в количественном отношении аналоговые системы преобладают [8-17]. В цифровую составляющую входят: коммутационная станция в Управлении дороги, цифровые групповые каналы и цифровые пульты оперативной связи у диспетчерского аппарата Управления дороги. Все абонентские устройства вне Управления дороги являются аналоговыми.

Настройка и программное обеспечение устройств оперативно-технологической связи

Производить настройку в PIC-D используется программное обеспечение Hyperterminal, которое является терминальной программой для операционной системы Microsoft Windows и OS/2, разработанное в 1985 году. Так устройство PIC-D поддерживает протокол удаленного управления Simple Network Management Protocol (SNMP), который осуществляется соединения через TCP/IP. Данный протокол считается стандартным интернет-протоколом для программирования и управления устройствами в IP-технологии. Протокол обычно используется в системах сетевого управления для контроля подключённых к сети устройств на предмет условий, которые требуют внимания администратора. Для настройки и программирования устройства PIC-D необходимо администратору правильно выбрать интерфейсного кабеля.

После соединения набираем комбинацию echo $ для обнаружения идентификации устройства для дальнейшей настройки. После обнаружения идентификации устройства набираем команду $002%01, где $ - означает команду подключения; 002 – номер идентификации устройства; 01 - номер центрального процессора для осуществления управления устройства PIC-D  как показано на рис. 2.

Затем мы попадаем в главное меню, где Connection setup является основным для настройки коммутации. Для того чтобы осуществить соединения необходимо войти в меню нажав цифру 1 (рис.3).

Далее мы рассмотрим основные функциональные параметры настройки программирования устройств  PIC-D.

На рис.5 иллюстрировано меню настройки соединения (Configure connections).

Рисунок 2. Соединение к устройству PIC-D

Рисунок 3. Главное меню устройства PIC–D

Рисунок 4. Меню настройки соединения

Для осуществления коммутации производим запись:

- M8cb101:b101;

- M8cb102:b102;

- M8cb103:b103;

- M8cb104:b104;

- M8cb105:b201;

- M8cb106:b202;

- M8cb106:b203

- M8cb106:b204

Это обозначает, соединить проводом мезонин каналообразующим портом платы VC4 с платой VC16 и на плату FXS4 подвести 4-х телефонный аппарат.

Для того, чтобы проверить таблицу заполнения кросс-коннектов  набираем команду L1, где L обозначает лист, а 1 обозначает номер порта или номер карты (рис.5).

В этом меню осуществляется настройка и мониторинг системы Е1 (System Setup) при помощи стандарта Single-pair High-speed DSL (SHDSL), который обеспечивает симметричную дуплексную передачу данных по паре медных проводников.

Рисунок 5. Проверка таблицы заполнения кросс-коннектов SYSTEM SETUP

Рисунок 6. Главное меню системных настройки устройства

MONITORING AND GROUP CHANNELS SETUP

С помощью данного параметра устройств PIC-D приводиться настройки синхронизации, даты времени, скорость подключения устройств и получить информацию об устройстве, а также статистику работы по протоколу G826 (рис.6).

Рисунок 7. Настройка группового канала и мониторинга

Оперативно-технологическая связь на железнодорожном транспорте организуется по принципу группового канала (один говорить все слушают).

На рис.7 представлена настройка группового канала и мониторинга.

Для создания конференции связи заходим в раздел Monitoring and group channels setup затем Group voice channels setup далее Modify group channels и набираем: e0:1t201r - удаленно; e1:1tb0101 - локально, где e - обозначает включить; 1t - номер конференции; b - периферийную плату (рис.8).

Рисунок 8. Настройка группового канала устройств PIC-D

Вывод

Применяемый на железнодорожных участках Ангрен-Пап пункт промежуточной связи на базе гибридного устройства (PIC-D) является технически и экономически выгодной для АО «УТЙ». Основными достоинствами данного устройства следующие:

- Производство оборудования в Республики Узбекистан;

- не требуется специального обучения персонала;

- дополнительные комплектующие для расширения функционала;

- своевременное обновление программного обеспечения (ПО).

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что важнейшей задачей на данный момент является задача рационального выбора устройства для получения объективных оценок качества облуживания ОТС на интегральных цифровых сетях АО «УТЙ».

Список литературы:
1. Узбекские железные дороги: официальный сайт. - URL.: http://railway.uz/ru (дата обращения 12.09.2018 г.).
2. Оперативно-технологическая телефонная связь на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов железнодорожного транспорта / Ю.В. Юркин, А.К. Лебединский, В.А. Прокофьев, И.Д. Блиндер; По ред. Ю.В. Юркина. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. -264 с.
3. Кудряшов, В.А. Транспортная связь: учеб.пособие для вузов ж.-д. транспорта / В.А. Кудряшов, А.Д. Моченов; под. ред. В.А. Кудряшова. - М.: Маршрут, 2005.- 294 с.
4. Шмытинский В.В., Глушко В.П., Казанский Н.А. Многоканальная связь на железнодорожном транспорте / Учебник для ВУЗов. - М.: ФГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008.–704 с.
5. Концепция построения оперативно-технологической связи Российских железных дорог. Редакция 3. – М.: ВНИИЖТ, 2000.
6. Халиков А.А.,Ураков О.Х. Внедрение модифицированных устройств, для оперативно-технологической связи на железнодорожном участке Ангрен-Поп. // Мухаммад Ал-Хоразмий авлодлари Илмий-амалий ва ахборот-таҳлилий журнал №3(5) / 2018. –С. 89-94.
7. Халиков А.А.,Ураков О.Х. The tasks of organizing and managing the integrated digital network of operational and technological communication based on PIC-D devices at the Angren-Pap railway sections. //Journal "European science review" №9-10.2018. September-Oktober. Volume 1. pp.220-227.
8. Халиков А.А.,Ураков О.Х. Распределение телефонной нагрузки в сетях оперативно-технологической связи АО «Узбекистон темир йуллари». //Норвегия Журнал NJDIS №29 (1). VOL 1. 2019. -С. 52-55.
9. Халиков А.А.,Ураков О.Х. Анализ существующей сети оперативно - технологической связи с применением IP-технологии и их эффективного развития для улучшения перевозочного процесса АО «Ўзбекистон темир йўллари» // МИАЖ “Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык». Электронный журнал. Иркутск-2019. №2.
10. Халиков А.А., Ураков О.Х. Существующие проблемы и перспективы развития поездной радиосвязи в железнодорожном тоннеле «Камчик» //Материалы в сборнике трудов конференции серии: «International scientific review». (Boston. USA. №11(53). 2018.November. -С. 24-28,
11. Халиков А.А., Ураков О.Х. Проблемы и перспективы развития поездной радиосвязи в железнодорожном тоннеле «Камчик» //Вестник научных конференций 2018. N 10-4(38). – С.118-119. Наука и образование в XXI веке. По материалам международной научно-практической конференции 31 октября 2018 г. Часть 4.
12. Халиков А.А.,Ураков О.Х. Распределение телефонной нагрузки в сетях оперативно-технологической связи АО «Ўзбекистон темир йўллари». // Проблемы получения, обработки и передачи измерительной информации II Международная научно-техническая конференция, посвященная 90 - летию со дня рождения профессора Зарипова Мадияра Фахритдиновича 19–20 сентября 2019 г., Уфа, Россия. - С.9-12.
13. Халиков А.А., Мирсагдиев О.А. Разработка информационно - измерительных систем на основе волоконно - оптических датчиков. Проблемы получения, обработки и передачи измерительной информации. II Международная научно-техническая конференция, посвященная 90 - летию со дня рождения профессора Зарипова Мадияра Фахритдиновича 19–20 сентября 2019 г., Уфа, Россия. -С.207-212.
14. Халиков А.А., Мирсагдиев О.А. Оценка телефонной нагрузки на каналах оперативно технологической связи. Муҳаммад ал-Хоразмий Авлодлари. Ташкент 3(9)/2019. -С.48-52.
15. Халиков А.А.,Ураков О.Х. Развитие средств беспроводной связи на железнодорожном транспорте. Сборник докладов Республиканской научно-технической конференции «Современные проблемы и их решения информационно-коммуникационных технологий и телекоммуникаций» I -Часть Фергана 30-31 май 2019 год. -С.9-12.
16. Халиков А.А.,Мирсагдиев О.А. Темир йўл транспортининг технологик алоқа тармоқларида янги авлод телекоммуникация тизимларини қўллаш. Мухаммад ал-Хоразмий авлодлари Илмий-амалий ва ахборот-таҳлилий журнал №1. 2019. -С.52-55.
17. Халиков А.А.,Мирсагдиев О.А. Совершенствование систем оперативно - технологической связи железной дороги Узбекистана с применением пакетной коммутации. Монография.Фан ва технология нашриёти. Ташкент-2019. -182 с.