Проект сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва – Раменское

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Транспорт, грузоперевозки
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

752,8 Кб
Опубликовано:

2012-06-26

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Проект сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва – Раменское

Введение

Пассажирские перевозки - одна из услуг, которую предоставляет компания ОАО «РЖД» день за днем. Пассажиропоток ежегодно растет. Каждый, покупающий билет пассажир, некоторое время теряет на покупку билета в кассе. Эта ситуация очень остра особенно в утренние и в вечерние часы «пик». Большое число жалоб от пассажиров привело компанию ОАО «РЖД» к рассмотрению следующей ситуации.

В связи с поэтапной разработкой информационных технологий управления инфраструктурой железнодорожного транспорта возникает потребность в создании автоматизированных рабочих кассиров пригородного и дальнего сообщений, а также подключения в общую информационную сеть многочисленных “умных” сетевых устройств - в нашем случае многофункционального кассового терминала (МКТК). Такие рабочие места, являясь средством обработки информации, а так же средством ее накопления, одновременно исполняют роль основных «приемников» первичных данных для информационно-вычислительной системы, объединяющей все уровни управления и автоматизации.

Под автоматизацией понимается комплексная конструкторско-технологическая задача создания новой сети передачи данных, принципиально отличной от технического арсенала средств неавтоматизированного производства, обеспечивающей сокращение трудовых затрат, улучшение условий работы.

Рассмотрим особо загруженный участок Московской железной дороги - Москва - Раменское. Город Раменское является крупным городом-спутником в Московской области, откуда каждый день в Москву устремляется огромное количество людей на работу. Руководство ОАО “РЖД” приняло решение запустить специальный скоростной поезд-спутник, ежечасно курсирующий по маршруту Москва Пассажирская - Казанская - Раменское, который позволяет частично разгрузить пригородные электропоезда, идущие из других городов Московской области по Казанскому направлению.

Для увеличения качества обслуживания пассажиров и модернизации существующей системы продажа проездных билетов одним из дочерних предприятий ОАО “РЖД” был создан специальный терминал по выдаче проездных билетов (МКТК), который, в том числе, оснащен разъемом RJ-45 и имеет в своем составе программное обеспечение для сбора всевозможной статистики, отправки отчетов, синхронизации данных, получении команд управления и прочими функциями.

Появилась необходимость в создании единой информационной сети для МКТК на участке Москва - Раменское. В данном дипломном проекте я рассмотрю такую информационную систему.

Цель дипломного проекта: разработать проект сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва - Раменское с подключением терминалов МКТК для увеличения качества обслуживания пассажиров, за счет быстрого оформления проездных билетов и транспортных карт.

1. Структура организации

1.1 Основные задачи и функции предприятия

Московский ИВЦ создан в целях удовлетворения потребностей ОАО «РЖД», а также других потребителей в результатах его деятельности - обеспечение эксплуатации автоматизированных систем управления, достоверности учета и отчетности.

Основной задачей Московского ИВЦ является осуществление эксплуатации программно-технических комплексов и сети передачи данных в целях информационного обеспечения эксплуатационной работы Московской железной дороги - филиала ОАО «РЖД»;

Московский ИВЦ выполняет следующие функции:

Эксплуатация, сопровождение и внедрение программно-технических комплексов АСУ, техническое обслуживание и ремонт средств вычислительной техники, оборудования сети передачи данных и локальных вычислительных сетей.

Управление информационно-вычислительными ресурсами и контроль за их использованием, обеспечение эффективной эксплуатации и развития автоматизированных систем управления.

Разработка предложений и реализация мер по повышению эксплуатационной надёжности программно-технических комплексов ОАО «РЖД».

Реализация и внедрение проектов ОАО «РЖД» по развитию инфраструктуры информатизации.

Организация подготовки к работе в особый период, взаимодействие с заинтересованными организациями по вопросу содержания технических средств и материальных ценностей в мобилизационном резерве и специальном запасе.

Обеспечение в установленном порядке защиты информационных ресурсов и информации, составляющей коммерческую тайну ОАО «РЖД».

Проведение мероприятий по предупреждению и защите объектов и работников от террористических актов.

Организация профессиональной подготовки, переподготовки и повышения квалификации работников ИВЦ.

Организация работ по выполнению требований законодательства Российской Федерации об экологической безопасности, проведение мероприятий по охране окружающей природной среды, рациональному использованию природных ресурсов, предупреждению и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, мобилизационной подготовке и гражданской обороне.

Московский ИВЦ осуществляет следующие виды деятельности:

Техническое обслуживание и ремонт средств вычислительной и оргтехники, оборудования сети передачи данных;

Сопровождение и эксплуатация подсистем и комплексов задач автоматизированных систем управления ОАО «РЖД»;

Участие в разработке и вводе в эксплуатацию автоматизированных систем управления с применением современных методов и технологий оптимизации и реинжиниринга информационно-технологических бизнес-процессов ОАО «РЖД»;

Создание, эксплуатация и развитие информационных ресурсов регионального уровня;

Оказание информационных услуг, в том числе платных, в зоне обслуживаемого региона;

Предоставление в установленном порядке результатов обработки информации структурным подразделениям ОАО «РЖД» и другим

пользователям услуг железнодорожного транспорта;

Осуществление телематических услуг и услуг связи в сети передачи данных ОАО «РЖД»;

Выполнение организационно-технических работ по защите информации в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации и нормативными документами ОАО «РЖД»;

Организация обучения, профессиональной подготовки, переподготовки, и повышения квалификации работников ОАО «РЖД»;

Изготовление, выпуск и реализация продукции, выполнение работ и услуг по заказам сторонних организаций и населения;

Коммерческая и торгово-закупочная деятельность, связанная с основной деятельностью и вспомогательным производством

Московский ИВЦ осуществляет иные виды, не противоречащие законодательству Российской Федерации и нормативно-правовым актам ОАО «РЖД».

.2 Основные отделы Московского ИВЦ

Информационно-вычислительный центр Московской железной дороги имеет богатые традиции в сфере информатизации. Отсюда началось создание информационных технологий и типовой АСУ сортировочной станции. Здесь родилась система "Экспресс" и осуществляется координация функционирования этой системы на сети дорог России и СНГ.

Услуги и продукция.

Оказание услуг по ведению и сопровождению информационных баз данных;

Оказание информационных услуг по дислокации вагонов и контейнеров.;

Оказание услуг по подключению и сопровождению к АБД Экспресс-3;

Оказание услуг по подключению и сопровождению АРМ ППД "Этран";

Комплексное и частичное сопровождение IT инфраструктуры клиента;

Системная интеграция;

Катастрофоустойчивое размещение резервных копий данных клиента;

Представление вычислительных мощностей (OS/390, DB2) до 1000 Mips, безопасный internet-доступ до 100 Мб;

Представление вычислительных мощностей Sun, WinIntel, безопасный internet-доступ до 100 Мб;

Представление в аренду специализированных технологических площадей под серверное оборудование клиента (кондиционирование, бесперебойное питание, безопасный internet-доступ до 100 Мб). Оказание услуг по техническому обслуживанию билетно-кассовой и приемо-передающей аппаратуры коммерческих организаций подключенных к системе Экспресс-3;

Обеспечение доступа клиента к системе "Экспресс" для реализации технологии резервирования мест через сеть Интернет с последующим выкупом в железнодорожной кассе;

Подключение к АСУ "Экспресс" коммерческих касс по продаже билетов, их технологическое сопровождение и контроль за исполнением технологии и инструкции билетного кассира системы "Экспресс".

Основные отделы Московского ИВЦ представлены на Рис. 1.1.

Рисунок 1.1 - Структурная схема Московского ИВЦ

Рассмотрим производственную деятельность Московского ИВЦ на примере отдела ИВЦ ТО-2.

Информационный вычислительный центр по обслуживанию вычислительной техники «Московский-Рязанский» далее ИВЦТО-2. Главной задачей является удовлетворение потребностей подразделений и предприятий отделения в информационно-вычислительных услугах для обеспечения и управления перевозочным процессом с использованием компьютерных технологий и систем телекоммуникаций в системе управления отделением и его предприятиями. Отдел обслуживает организации ОАО «РЖД», подразделения и предприятия Московско-Рязанского отделения от станции Москва-Пассажирская-Казанская до станций Воскресенск и Черусти, а также часть большой московской окружной железной дороги (БМО) от станции Давыдово до станции Непецино. Общий штат отдела ИВЦТО-2 составляет 16 человек ( 1 - начальник отдела ИВЦТО-2, 1 - заместитель начальника отдела ИВЦТО-2, 2 - ведущие электроники отдела ИВЦТО-2, 3 - электроники отдела ИВЦТО-2, 7 - электромеханики отдела ИВЦТО-2, 2 - техники отдела ИВЦТО-2).

Для выполнения главной задачи ИВЦТО-2 обеспечивает:

эксплуатацию, поддержку и развитие технического, программно-математического, информационного и организационно-методического обеспечения автоматизированных и информационно-справочных систем и систем телекоммуникаций Московско-Рязанского отделения;

совершенствование, разработку и внедрение совместно с другими организациями, службами дороги, автоматизированных, информационно-справочных и автоматизированных систем, автоматизированных рабочих мест и прикладных задач в производственную деятельность, финансово-экономическую и социальную сферу отделения;

сбор, обработку, накопление, ведение архивов информации, выдачу результатов расчетов и анализа подразделениям отделения и его предприятиям, формирование и передачу отчетности на вышестоящий уровень в соответствии с технологическим процессом решения задач и в установленные сроки;

обновление, эффективное использование, техническое обслуживание и ремонт средств вычислительной техники, телекоммуникационного оборудования и оргтехники;

подготовку материалов для проектирования и разработки автоматизированных, информационно-справочных систем, автоматизированных рабочих мест, прикладных и инженерных задач информатизации;

комплектование и ведение информационных и программных фондов ИВЦ;

техническое обучение персонала подразделений и предприятий отделения правилам работы с автоматизированными системами (АС) и автоматизированными рабочими местами (АРМ);

научно-техническая пропаганда внедрения компьютерных технологий в производственную и финансово-экономическую деятельность предприятий и подразделений отделения;

изучение и внедрение в производственную деятельность ИВЦТО-2 достижений в области информатизации, новейших систем программирования, общесистемного программного обеспечения, средств вычислительной техники и телекоммуникационного оборудования;

разработка и реализация мероприятий по повышению надежности функционирования аппаратно-программных комплексов систем автоматизации на основе анализа за их функционированием;

прокладка, монтаж, внедрение и обслуживание локально - вычислительных сетей и узлов передачи данных в подразделениях и предприятиях отделения;

осуществление мероприятий по подбору, расстановке и подготовке кадров, повышению их квалификации, укреплению дисциплины;

разработка и реализация под руководством службы информации и связи планов развития телекоммуникационных сетей;

повышение эффективности производства, увеличение доходов от грузовых и пассажирских перевозок, рост производительности труда за счет внедрения компьютерных технологий;

проведение работ по унификации разработанных и разрабатываемых программных продуктов и внедрение типового программного обеспечения и унифицированных технических средств;

укрепление материальной базы, социальной сферы, создание благоприятных условий для высокопроизводительного труда, проведение мероприятий по охране труда, противопожарной безопасности, научной организации труда;

обеспечение режима секретности и своевременного осуществления необходимых мероприятий по защите от несанкционированного доступа к информационным и программным фондам отделения, а также по защите секретных и служебных сведений от разглашения;

сбор и предоставления необходимых сведений и статистических данных по тематике работы отдела.

Деятельность ИВЦТО-2 строится на основе планов государственного и социального развития отрасли, Московского ИВЦ и реализуется через систему ежемесячного планирования работ по тематике отдела.

На основе контрольных цифр, долговременных экономических нормативов лимита ИВЦТО-2 разрабатывает, контролирует и выполняет долговременные и краткосрочные планы и другие организационные документы по информатизации производственной и социальной деятельности подразделений и предприятий отделения.

Долговременные планы производственной и развития отдела согласовываются со службой информатизации и связи дороги.

ИВЦТО-2 несет ответственность за качество, достоверность и оперативность предоставления информации по кругу своих задач.

2. Постановка задачи

.1 Обоснование необходимости нового проекта сети передачи данных

Рассмотрим участок транспортной телекоммуникационной системы отдела ИВЦТО-2 от Москвы до Раменского с схемой остановочный пунктов, который будет изображен на рисунке 2.1 и дадим обоснование необходимости нового проекта сети передачи данных для подключения «Многофункционального кассового терминала МКТК» (МКТК).

Рисунок 2.1- Участок транспортной телекоммуникационной системы отдела ИВЦТО-2 от Москвы до Раменского с схемой остановочных пунктов линии Москва-Раменское

Дадим обоснование необходимости постройки отдельной сети передачи данных участка Москва - Раменское, при этом необходимо подключить 24 остановочных пункта данной линии. Исходя из схемы определим главные узлы, которые будут нести функцию вышестоящего узла (ПУ1/Радиоузел/МПК, ПУ1/пост ЭЦ/Перово-1, ПУ1/пост ЭЦ/Люберцы-1, ПУ2/Дом связи/Панки, ПУ1/пост ЭЦ/Быково, ПУ1/пост ЭЦ/Раменское. Для организации связи с остановочными пунктами будут выступать связевые кабели, предоставленные ДДС. В качестве основного оборудования необходимы модемы, работающие по технологии G.SHDSL (Zyxel Prestige 791 R EE). Модемы будут работать в режиме моста. При этом на каждый остановочный пункт, кроме станций, где расположены вышестоящие узлы СПД, необходимо по паре модемов. Разделим схему на отдельные части и в каждую часть включим вышестоящий узел, который будет выполнять функцию основного узла связи. Получим следующие части: Москва, Электрозаводская - Новая, Фрезер - Выхино, Косино - Люберцы-1, Панки - Малаховка, Удельная - Ильинская, Отдых - Раменское. «Многофункционального кассового терминала МКТК» (МКТК) работает в режиме реального времени, то есть передает данные постоянно, связываясь с сервером направления. Получаем дополнительную нагрузку на вышестоящий узел СПД, и загруженность узла по дополнительному оборудованию. Скорость передачи по потокам E1 составляет 2,3 Мбит/с. Отдел ИВЦТО-2 обслуживает более 2000 компьютеров, которые в свою очередь нагружены различными информационными системами, которые необходимы для организации поездной работы отделения, работы с локомотивными депо, обработки различной работы по погрузке и оформлению накладных, обработки бухгалтерской, статистической и другой работы. Вся эта работа загружает основные транспортные каналы связи. К тому же на отделении развернуты такие сервера как: Active Directory, сервер SCCM, сервер WSUS и сервер антивирусной защиты Trend Micro. Эти системы также загружают каналы связи, особенно Active Directory. Подведем итоги для существующей транспортной системы участка Москва - Раменское:

необходимо дополнительное сетевое оборудование;

загруженность дополнительным сетевым оборудованием узлов СПД;

загруженность основных транспортных каналов связи;

ряд проблем, связанные со связевыми кабелями от ДДС (наводки на кабель, помехи, повреждения и т.д.);

на устранение повреждения связевого кабеля, необходимо достаточно большое время, что влечет простой работы остановочных пунктов, по продаже и оформлению проездных документов;

простой в работе остановочных пунктов, влечет убытки в пассажирском направлении ОАО «РЖД».

Исходя из всего этого, не рентабельно организовывать сеть передачи данных существующей транспортной телекоммуникационной системы отдела. Необходима новая сеть передачи данных для организации работы остановочных пунктов линии Москва - Раменское. Новая сеть передачи данных должна быть построена с использованием новых технологий, и отвечать требованиям отказоустойчивости.

.2 Постановка задачи

Разработать проект сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва - Раменское с подключением терминалов МКТК для увеличения качества обслуживания пассажиров, за счет быстрого оформления проездных билетов и транспортных карт.

Задачи дипломного проекта:

Выбрать оптимальную структуру волоконно-оптического сегмента сети.

Подобрать необходимое сетевое оборудование для реализации проекта.

Выполнить настройки активного оборудования с целью надежности всей сети передачи данных.

Рассмотреть планы на будущее.

Реализация данного проекта позволит внедрить новейшие технологии на участке Москва - Раменское в рамках информатизации, улучшить качество обслуживания пассажиров в билетных касс, а также использовать данную сеть передачи данных в будущем, реализуя новые внедрения в инфраструктуру данного участка.

Данный дипломный проект базируется на использовании таких телекоммуникационных технологий как:Ethernet (Технология Ethernet со скоростью передачи 1000Мбит/с);Ethernet (Технология Ethernet со скоростью передачи 100Мбит/с);.SHDSL (симметричная DSL-технология).

3. Анализ технологий, используемых в проекте

.1 Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)

В волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) информация передается электромагнитными волнами высокой частоты, около 200 ТГц, что соответствует ближнему инфракрасному диапазону оптического спектра 1500 нм. Волноводом, переносящим информационные сигналы в ВОСП, является оптическое волокно (ОВ), которое обладает важной способностью передавать световое излучение на большие расстояния с малыми потерями. Потери в ОВ количественно характеризуются затуханием. Скорость и дальность передачи информации определяются искажением оптических сигналов из-за дисперсии и затухания. Волоконно-оптическая сеть - это информационная сеть, связующими элементами между узлами которой являются волоконно-оптические линии связи. Технологии волоконно-оптических сетей помимо вопросов волоконной оптики охватывают также вопросы, касающиеся электронного передающего оборудования, его стандартизации, протоколов передачи, вопросы топологии сети и общие вопросы построения сетей.

Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Основания так считать вытекают из ряда особенностей, присущих оптическим волноводам:

широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой частотой несущей Гц;

очень малое (по сравнению с другими средами) затухание светового сигнала в оптическом волокне;

ОВ изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди;

оптические волокна имеют диаметр около 100 мкм, то есть очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в авиации, приборостроении, в кабельной технике;

т.к. оптические волокна являются диэлектриками, следовательно, при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов;

системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа;

важное свойство оптического волокна - долговечность;

Но существуют также некоторые недостатки волоконно-оптических технологий:

при создании линии связи требуются высоконадежные активные элементы, преобразующие электрические сигналы в свет, и свет в электрические сигналы;

другой недостаток заключается в том, что для монтажа оптических волокон требуется прецизионное, а потому дорогое, технологическое оборудование.

Как следствие, при аварии (обрыве) оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при работе с медными кабелями. Преимущества от применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) настолько значительны, что, несмотря, на перечисленные недостатки оптического волокна, эти линии связи все шире используются для передачи информации.

Рассмотрим волоконно-оптические кабеля (ВОК). Одним из важнейших компонентов ВОЛС является волоконно-оптический кабель (ВОК).

Определяющими параметрами при производстве ВОК являются условия эксплуатации и пропускная способность линии связи.

По условиям эксплуатации кабели подразделяют на:

монтажные;

станционные;

зоновые;

магистральные.

Первые два типа кабелей предназначены для прокладки внутри зданий и сооружений. Они компактны, легки и, как правило, имеют небольшую строительную длину.

Кабели последних двух типов предназначены для прокладки в колодцах кабельных коммуникаций, в грунте, на опорах вдоль ЛЭП, под водой. Эти кабели имеют защиту от внешних воздействий и строительную длину более двух километров.

Для обеспечения большой пропускной способности линии связи производятся ВОК, содержащие небольшое число (до 8) одномодовых волокон с малым затуханием, а кабели для распределительных сетей могут содержать до 144 волокон как одномодовых, так и многомодовых, в зависимости от расстояний между сегментами сети.

При изготовлении ВОК в основном используются два подхода:

конструкции со свободным перемещением элементов;

конструкции с жесткой связью между элементами.

По видам конструкций различают кабели повивной скрутки, пучковой скрутки, кабели с профильным сердечником, а также ленточные кабели. Существуют многочисленные комбинации конструкций ВОК, которые в сочетании с большим ассортиментом применяемых материалов позволяют выбрать исполнение кабеля, наилучшим образом удовлетворяющее всем условиям проекта, в том числе - стоимостным.

Особый класс образуют кабели, встроенные в грозозащитный трос (оптические волокна укладываются в стальные трубки, которые заменяют провод заземления), используемые для подвески на опорах воздушных линий электропередачи. Такие кабели характеризуются способностью выдерживать высокие механические и электрические нагрузки, обладают высокой молниестойкостью и высокой стойкостью к вибрации, и предназначены для соединения электростанций и станций управления, используя действующие высоковольтные линии.

Рассмотрим общие положения о ВОЛС. Важнейший из компонентов ВОЛС - оптическое волокно. Для передачи сигналов применяются два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Свое название волокна получили от способа распространения в них излучения.

Оптическое волокно состоит из сердцевины, по которой происходит распространение световых волн, и оболочки, предназначенной, с одной стороны, для создания лучших условий отражения на границе раздела «сердцевина - оболочка», а с другой - для снижения излучения энергии в окружающее пространство. С целью повышения прочности и тем самым надежности волокна поверх оболочки, как правило, накладываются защитные упрочняющие покрытия.

Рисунок 3.1 - Общий вид типового ОВ

Такая конструкция ОВ используется в большинстве оптических кабелей (ОК) в качестве базовой. Сердцевина изготавливается из оптически более плотного материала. Оптические волокна отличаются диаметром сердцевины и оболочки, а также профилем показателя преломления сердцевины, т.е. зависимостью показателя преломления от расстояния от оси ОВ.

Все оптические волокна делятся на две основные группы: многомодовые MMF (multi mode fiber) и одномодовые SMF (single mode fiber). В многомодовых ОВ, имеющих диаметр светонесущей жилы на порядок больше длины волны передачи, распространяется множество различных типов световых лучей - мод. Многомодовые волокна разделяются по профилю показателя преломления на ступенчатые (step index multi mode fiber) и градиентные (graded index multi mode fiber).

.2 Технология Gigabit Ethernet

В 1998 году комиссией 802.3z Института инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE) был принят стандарт 1000BASE-X. Этот стандарт поднял скорость передачи данных по оптоволоконным каналам связи в дуплексном режиме до 1 Гбит/с, таким образом увеличив скорость в 100 раз по сравнению со стандартом 10BASE-T. Стандарт 100BASE-T, описывающий технологию со скоростью 1 Гбит/с и использующий медный UTP-кабель категории 5, был принят в 1999 году.

В таблице 3.1 перечислены рабочие параметры технологии Ethernet, которая работает со скоростью 1000 Мбит/с.

Таблица 3.1 - Рабочие параметры среды Gigabit Ethernet

Параметр	Значение
Время передачи одного бита	1 нс
Канальный интервал	4096 битовых интервалов
Интервал между фреймами	96 битов
Количество коллизионных попыток	16
Интервал ожидания при коллизии	10
Размер коллизионного jam-пакета	32 бита
Максимальный размер фрейма без метки	1518 октетов
Минимальный размер фрейма	512 битов (64 октета)
Максимальный всплеск	65536 битов

Стандарты 1000BASE-T, 1000BASE-SX и 1000BASE-LX используют одинаковы временные параметры. Необходимо отметить, что 1 битовый интервал (время передачи одного бита) на скорости 1000 Мбит/с равен 1 нс, то есть 0,001 микросекунды, или 1 миллионной секунды. Также необходимо помнить, то некоторые отличия во временных параметрах по сравнению с традиционной технологией Ethernet и Fast Ethernet связаны со специфическими проблемами, возникающими при столь малых значениях битовых и канальных интервалов.

Технология Ethernet со скоростью передачи 1000 Мбит/с (Gigabit) использует тот же формат фрейма, что и технологии со скоростями 10 и 100 Мбит/c. Для разных реализаций технологии Gigabit Ethernet, в зависимости от используемой среды передачи, реализованы различные алгоритмы преобразования фреймов в биты.

Метод Gigabit Ethernet увеличил скорость передачи данных в 10 раз по сравнению с Fast Ethernet. Так же, как это было в случае с Fast Ethernet, увеличение скорости наложило дополнительные требования: передающиеся по соединению биты занимают меньший промежуток времени (1 нс), возросла частота передачи, что потребовало более тщательной синхронизации. Для передачи необходимы частоты, близкие к предельным значениям для среды передачи, что вызвало повышенную чувствительность к помехам. Для решения возникших проблем с синхронизацией, пропускной способностью и соотношением сигнал/шум в технологии Gigabit Ethernet для кодирования информации используются два отдельных этапа. Основная идея состоит в использовании кодов, которые обеспечивают необходимые характеристики пользовательских данных, включая синхронизацию, эффективное использование пропускной способности и улучшенные соотношения сигнал/шум.

Повторяющиеся битовые группы MAC-подуровня преобразовываются в символы, которые могут контролировать такую информацию, как начало фрейма, конец фрейма, и указать состояние простоя среды передачи. Полный фрейм разбивается на контрольные символы и символы данных (группы кодов данных). Дополнительная сложность реализации необходима для достижения десятикратного увеличения скорости сети по сравнению с Fast Ethernet. В стандарте 1000BASE-T для кодирования первой части используется алгоритм называемый 8bit- 1Quinary quarter (кодирование 8B1Q4). Вторая часть кодирования отвечает за фактическое кодирование сигнала для конкретной среды передачи и использует принцип четырехмерного пятиуровневого модулирования амплитуды импульса (4-dimensional 5 level pulse amplitude modulation - 4D-PAM5). Использование последовательно алгоритмов кодирования сигала 8B1Q4 и 4D-PAM5 обеспечивает синхронизацию, требуемую пропускную способность и необходимые характеристики для соотношения сигнал/шум, позволяющие передавать данные в дуплексном режиме по каждой из четырех используемых пар проводов одновременно. Для стандарта 1000BASE-X используется кодирование 8-bit/10-bit (8B/10B) (основанное на принципах, аналогичных алгоритму 4B/5B) простое NRZ-кодирование в линии для оптического сигнала.

Рассмотрим технологии 1000BASE-SX и 1000BASE-LX. Технология Gigabit Ethernet на основе оптоволоконного кабеля является одной из наиболее предпочтительных при создании магистральных соединений. Она имеет ряд существенных преимуществ.

скорость передачи данных составляет 1000 Мбит/с, что позволяет объединять группы широко используемых устройств Fast Ethernet.

устойчива к помехам;

отсутствуют потенциальные проблемы с заземлением между кабелем и полом, стенами или зданиями;

существует множество устройств стандарта 1000BASE-X;

максимально допустимая длина сегмента достаточно велика.

Стандарт для Gigabit Ethernet-сетей был представлен как дополнение к стандарту IEEE 802.3 под названием «802.3z-1998 1000BASE-X Gigabit Ethernet». Единственной областью, в которой применение стандартов 1000BASE-SX и 1000BASE-LX происходит медленнее других, является подключение настольных рабочих станций. В этих случаях стандарт 1000BASE-T считается наиболее проверенным и надежным для повседневного использования, кроме то, 10/100/1000 Мбит/с-интерфейсы под медный провод одинаковы.

В стандарте 1000BASE-X используется 8B/10B-кодирование, преобразованное в NRZ-кодирование сигнала в линии. Для этого в качестве источника используется либо недорогой коротковолновый лазер с длиной волны 850 нм (или в некоторых случаях светоизлучающий диод) и многомодовый оптический кабель (1000BASE-SX, где литера S означает коротковолновый либо короткий) или длинноволновый лазер 1310 нм и одномодовый оптический кабель (1000BASE-LX, где литера L означает длинноволновый либо длинный).

Метод NRZ-кодирования основан на определении уровня сигнала в пределах единичного временного интервала и вычисления на его основе битового значения для данного периода. В отличие от большинства описанных ранее схем кодирования, эта схема использует уровень сигнала, а не характерен его изменения.

Последовательный сигнал, кодированный при помощи NRZ-алгоритма, передается при помощи импульсов света в соответствии со стандартами 1000BASE-SX или 1000BASE-LX. Из-за периодических циклических задержек, возникающих каждый раз при полном включении-выключении передатчика, используются импульсы света высокой и низкой мощности. Логический нуль соответствует низкому значению, логическая единица - высокой мощности.

В таблице 3.2 показан исключительно простой интерфейс взаимного подключения Gigabit Ethernet для оптического кабеля. В большинстве случаев используются оптические соединители SC-типа.

Таблица 3.2 - Интерфейс взаимного подключения для Gigabit Ethernet.

Оптическое волокно	Сигнал
1	Tx (лазерный передатчик)
2	Rx (высокоскоростной фотодиодный детектор)

На рисунке 3.2 показан схема подключения для стандарта 1000BASE-SX. С многомодовым оптическим кабелем обычно используется коротковолновой лазер (или иногда светоизлучающий диод).

Рисунок 3.2 - Оптическое соединение 1000BASE-SX

На рисунке 3.3 показана схема подключения для стандарта 1000BASE-LX. С одномодовым оптическим кабелем обычно используется лазерный источник, что позволяет передавать сигнал на расстояние до 5000 метров.

Рисунок 3.3 - Оптическое соединение 1000BASE-LX.

В применяемом для оптических соединений MAC-методе используется соединения типа «точка-точка». Таких образом, оптические соединения благодаря использованию отдельных кабелей для передачи и приема по своей сути являются дуплексным. В технологии Gigabit Ethernet разрешено использование единственного повторителя между двумя станциями.

.3 Технология Fast Ethernet

Технология Ethernet со скоростью передачи 100 Мбит/c, также известна как Fast Ethernet (быстрая технология по сравнению с оригинальной технологией Ethernet со скоростью передачи данных 10 Мбит/c), включает в себя целую серию технологий. Двумя наиболее успешными коммерческими реализациями идеи такой технологии стали стандарты 100BASE-TX (на основе медного UTP-кабеля) и 100BASE-FX (на основе многомодового оптического волокна).

Общими для технологий 100BASE-TX и 100BASE-FX являются:

временные параметры;

формат фрейма;

некоторые этапы процесса передачи данных.

В таблице 3.4 перечислены рабочие параметры технологии Ethernet, которая работает на скорости 100 Мбит/с.

Таблица 3.4 - Параметры работы 100 Мбит/с технологии Ethernet

Параметр	Значение
Время передачи одного бита (битовый интервал)	10 нс
Канальный интервал	512
Интервал между фреймами	96 битов
Количество коллизионных попыток	16
Интервал ожидания при коллизии	10
Размер jam-пакета коллизии	32 бита
Максимальный размер фрейма	1518 октетов
Минимальный размер фрейма	512 битов (64 октета)

Технологии 100BASE-TX и 100BASE-FX используют одинаковые временные параметры. Следует отметить, что один битовый интервал в технологии Ethernet со скоростью 100 Мбит/с составляет 10 нс, что равно 0,01 мск, или одной стомиллионной секунды. Формат фрейма для скорости передачи данных 100 Мбит/с полностью совпадает с форматом технологии 10 Мбит/с.

Благодаря появлению Fast Ethernet скорость передачи данных увеличилась в 10 раз. В результате появились новые требования. Время, необходимое для передачи одного бита, уменьшилось, при этом возросла частота передачи. Необходимо тщательно выдерживать временные параметры; требуются частоты, близкие к предельным значениям для используемых сред передачи. Это в итоге привело к большей чувствительности к помехам. Для решения возникших проблем, связанных с синхронизацией, пропускной способности и соотношением сигнал-шум (Signal-to-Noise Ratio - SNR) в сетях со скоростью 100 Мбит/с, используются два раздельных этапа кодирования сигнала. Основная идея состоит в использовании систем кодирования, спроектированных для получения необходимых характеристик сигналов, их эффективной передачи по сети, включая вопросы синхронизации, эффективного использования полосы пропускания и улучшенного соотношения сигнал-шум. Первая часть процесса кодирования называется механизмом 4 бита/5 битов (4bit/5bit - 4B/5B), вторая часть - это фактическое кодирование сигнала со всеми его особенностями для передачи по медному проводу и оптическому волокну.

Оба стандарта Ethernet, которые работают со скоростью 100 Мбит/с, 100BASE-TX и 100BASE-FX, кодируют полубайты (четырехбитовые группы), полученные из MAC-подуровня. Четырехбитовые комбинации преобразовываются в пятибитовые символы; символы несут в себе контрольную информацию (такую, как начало фрейма или флаг состояния «среда не занята»). Полный фрейм, предназначенный для передачи, содержит контрольные символы и символы данных (групповой код данных). Такое дополнительное усложнение нужно для того, чтобы достичь десятикратного увеличения скорости передачи.

После применения 4B/5B-кодирования биты (в форме групповых кодов) необходимо передать через среду передачи (что предполагается применение линейного кодирования). Использование алгоритма кодирования 4-х битов в 5 означает, что за один и тот же интервал времени требуется передать 125 Мбит вместо ста. Эта особенность накладывает дополнительные строгие требования к качеству среды передачи, передатчиков и приемников. В периоды времени, когда нет данных для передачи, передаются группы битов «заполнения» для заполнения пустых периодов и поддержки синхронизации. В этом и состоит основное отличие способа обработки данных для разных сред передачи: медного провода в стандарте 100BASE-TX и оптического волокна стандарта 100BASE-FX.

Рассмотрим технологию 100BASE-TX. Потребность в сетях большей скоростью передачи данных привела в 1995 году к появлению технологии 100BASE-T Fast Ethernet и стандарта автоматического определения скорости (изначально 802.3u-1995). Благодаря технологии 100 BASE-T скорость передачи в сетях Ethernet увеличилась до 100 Мбит/с. Стандарт 100BASE-TX, являющийся модификацией 100BASE-T для кабеля UTP-типа категории 5, имел и имеет несомненный коммерческий успех. Вскоре появились двухскоростные концентраторы и коммутаторы 10/100, позволяющие организовать одновременную передачу данных в сетях Ethernet как на базовой скорости 10 Мбит/с, так и на скорости 100 Мбит/с.

Исходная технология Ethernet, в которой использовался коаксиальный кабель, может работать только в полудуплексном режиме. Следовательно, только одно устройство может передавать данные в определенный момент времени. В 1997 году технология Ethernet была доработана; появился дуплексный режим передачи (изначально стандарт 802.3x), позволяющий передавать данные более чем одной станции одновременно. Изобретение Ethernet-коммутаторов дало возможность использовать дуплексный режим передачи и за счет этого более эффективно организовать сетевой трафик, чем это делали концентраторы. Коммутаторы все более активно заменяют концентраторы в высокоскоростных сетях благодаря их способности работать в дуплексном режиме и более эффективно обрабатывать Ethernet-фреймы.

В технологии 100BASE-TX данные кодируются по алгоритму 4B/5B, потом «перемешиваются» (scrambling - перестановка элементов) и преобразуются в многоуровневый сигнал для передачи MLT-3 (MultiLevel Transmit 3 - трехуровневый сигнал), являющийся кодовым сигналом в линии на основе UTP-кабеля категории 5. Алгоритм MLT-3 преобразует двоичный поток данных в электрическую волновую форму, используя постоянную сигнальную схему. Кодирование с инверсией без возврата к нулю (NonReturn-to-Zero, Invert - NRZI) отличается от алгоритма MLT-3 тем, что в последнем уровень сигнала изменяется от отрицательных до положительных значений, в отличие от двух уровней в коде NRZI.

Основное правило для кода MLT-3 гласит, что двоичное число 1 соответствует циклическому переходу сигнала на более низкий уровень, после чего должен произойти возврат к исходному значению. Двоичное число 0 не вызывает изменений уровня сигнала.

В процессе начальной установки соединения принимающая сторона ожидает только 4B/5B-группы с кодом «среда свободна».

Схема подключения кабеля для 100BASE-TX полностью совпадает с применяемой в стандарте 10BASE-T. Используется две отдельные пары для приема и передачи. Для соединения между станциями и повторителями или концентраторами применяется прямой кабель. Внутри концентратора для скорости 100 Мбит/с реализована общая шина, являющаяся общим доменом коллизий. Однако для широко распространенных сегодня концентраторов с автоматическими определением скорости 10/100 Мбит/с внутренняя структура устройств несколько сложнее. Следует также отметить, что несмотря на то что концентраторы для сетей Ethernet со скоростью передачи 100 Мбит/с значительно быстрее концентраторов, которые работают со скоростью 10 Мбит/с, коллизии по-прежнему являются общей проблемой, поскольку устройства обоих типов основаны на принципах структуры с общей шиной. Только использование коммутаторов и дуплексного режима передачи данных может помочь избежать проблем с коллизиями.

Для соединения коммутатора с рабочей станцией служит прямой кабель. Схема внутреннего устройства коммутатора дает возможность использовать полностью полосу пропускания по каждому из его портов и избежать коллизий.

Все соединения типа «станция-станция», «коммутатор-коммутатор» и «станция-коммутатор» в технологии Fast Ethernet являются соединениями «точка-точка»: они имеют два раздельных коммуникационных канала. В этой ситуации коллизии не являются физическим явлением, а результатом административного логического решения не разрешать одновременно использовать сигналы Tx и Rx (прием и передача). Таким образом, использование полудуплексного (административное ограничение алгоритма CSMA/CD) или дуплексного режима (когда физические коллизии отсутствуют) определяет качество работы системы и может быть задано в конфигурации устройства. В большинстве случаев используется дуплексный режим передачи.

При подключении рабочей станции к концентратору необходимо учитывать, что внутри концентратора реализована шинная технология, определяющая домен коллизий. Следовательно, в таких соединениях может использоваться только полудуплексный режим передачи, подчиняющийся правилам алгоритма CSMA/CD.

Возникает вполне логичный вопрос: «Доступны лм в Fast Ethernet скорости передачи 200 Мбит/с?» Технология 100BASE-TX передает трафик со скоростью 100 Мбит/с в полудуплексном режиме (хотя часть передаваемых данных является служебной информацией). Но в дуплексном режиме 100BASE-TX поддерживает передачу данных на скорости до 200 Мбит/с (хотя, опять-таки, часть передаваемых данных является служебной информацией.) Концепция использования дуплексного режима передачи приобрела исключительное значение в связи с потребностью в увеличения скорости передачи данных в Ethernet-сетях.

.4 Технология G.SHDSL

- симметричная высокоскоростная технология, которая является дальнейшим развитием технологии SDSL. Существует ряд разновидностей указанной технологии, из которых одной из наиболее перспективных можно считать G.SHDSL. G.SHDSL позволяет создать стандарт, который обеспечивает совместимость разнотипного оборудования различных поставщиков услуг. В настоящее время G.SHDSL - это единственная симметричная DSL-технология, стандартизованная Международным союзом электросвязи (ITU).

Как и любая симметричная xDSL-технология, G.SHDSL ориентирована, главным образом, на корпоративный сектор, поскольку именно он нуждается в симметричном доступе - голосовые каналы, удаленный доступ к сети предприятия, подключение к Интернету (веб-серверы) и другие приложения в ряде случаев требуют передачи одинаковых по объему входящих и исходящих потоков.

В основу G.SHDSL положены основные идеи HDSL2, получившие дальнейшее развитие. В данной технологии также применяется тип линейного сигнала TC-PAM 16. При кодировании за один тактовый интервал сигнала TC-PAM 16 передаётся 4 бита, 3 из которых являются информационными битами исходного бинарного сигнала, и формируется сигнал с 16-ю кодовыми состояниями. Процесс формирования получил название импульсной амплитудно-фазовой модуляции с так называемым решётчатым кодированием (кодированием Треллис, Trellis coded modulation).

Решётчатое кодирование применяется в качестве внутреннего кода микропроцессора, формирующего сигнал TC-PAM 16. Его преимуществами является повышенная помехозащищённость и снижение задержки сигнала при его обработке. Опыт внедрения указанной технологии показал, что соотношение сигнал/шум возрастает по сравнению с системами передачи, использующими HDSL, на 3 дБ - 6 дБ.

Данное преобразование позволяет в 16 раз уменьшить скорость передачи, что позволяет соответственно в 4 раза увеличить длину регенерационного участка при сохранении нормированных требований к его рабочему затуханию и уровню переходных влияний. Кроме того, при работе по одному многопарному кабелю систем, использующих сигнал TC-PAM 16, и других ЦСП, уменьшаются взаимные влияния. Следует учитывать, что при этом должны неукоснительно выполняться требования ограничения уровня сигнала и подавления его высших гармонических составляющих. Всё это позволяет сделать вывод о перспективности использования TC-PAM 16 в технологии «последней мили». В этом случае два оконечных цифровых устройства обмениваются данными по обычной телефонной линии со скоростью до 2,3 Мбит/с.

Применение системы кодирования TC-PAM и смещения частот для нисходящего и восходящего трафика предоставляет возможность оптимально использовать отведённую полосу частот. Считается, что такой метод модуляции гарантирует почти предельную скорость передачи. В отличие от кодирования 2B1Q или CAP, которые применяются в HDSL, спектр сигнала локализован в более узкой полосе частот. Это помогает избежать перекрестных помех (при совместной работе на одном кабеле) с оборудованием, функционирующем как по другим DSL-технологиям, так и по самой G.SHDSL.

В G.SHDSL эффективно используется адаптация скорости передачи, которая в этом случае может изменяться с шагом 8 кбит/с от минимальной величины 192 кбит/с до максимального значения 2,32 Мбит/с, при которой становится возможной скорости передача канала E1. Для этого с помощью специального протокола в процессе установления соединения модемы на обоих концах линии тестируют условия передачи сигнала. Получив результаты тестирования, модемы производят обмен сообщениями и определяют максимальную скорость передачи, допустимую при данных условиях (это особенно важно для определения типа обслуживания передаваемого трафика и формата передаваемых кадров). Максимальная длина соединения (7,5 км при скорости 192 кбит/с и более 3 км при 2,32 Мбит/с) при этом оказывается больше, нежели у других симметричных xDSL-технологий, работающих при тех же скоростях передачи. Применение эхоподавления обеспечивает полнодуплексную связь при всех значениях скорости передачи.

В G.SHDSL предусмотрена возможность использования для передачи информации одновременно двух пар, что позволяет увеличить предельную скорость передачи до 4624 кбит/с и обеспечивает необходимый уровень резервирования. Но главное, можно удвоить максимальную скорость, причём этого удается достигнуть при передаче по типовому симметричному кабелю, к которому подключен абонент. Стандартом ограничена максимальная задержка цифровой информации в канале передачи - она составляет не более 500 мс. Дополнительно снизить задержки в канале можно за счет оптимального выбора протокола. Например, для IP трафика устанавливается протокол, который позволяет отказаться от передачи избыточной информации.

В отличие от ADSL и VDSL, G.SHDSL как нельзя лучше подходит для организации «последней мили». Так, при максимальной скорости передачи группового сигнала он может быть уплотнён 36-ю голосовыми каналами. Тогда как ADSL, где ограничивающим фактором является низкая скорость передачи от абонента к сети (640 кбит/с), позволяет организовать лишь 9 голосовых каналов, не оставляя места для передачи данных. Еще одна задача, которая успешно решена в G.SHDSL, - это снижение энергопотребления оборудования. Поскольку для дистанционного питания промежуточного и абонентского оборудования используется одна пара, уменьшение его энергопотребления позволяет существенно улучшить эксплуатационные параметры линии.

По сравнению с вариантами построения линии по двухпарной (или четырёхпроводной) схеме, однопарные варианты обеспечивают существенный выигрыш по аппаратным затратам и, соответственно, надежности изделия. Ресурс снижения стоимости составляет до 30% для модемов и до 40% для регенераторов - ведь каждая из пар требует включения в состав аппаратурного комплекса приемопередатчика HDSL, линейных цепей, элементов защиты и т. п. Казалось бы, новая технология решает большинство накопившихся проблем, и при её внедрении спрос на все прочие симметричные DSL-решения исчезнет. Однако большинство специалистов отмечают, что G.SHDSL нельзя рассматривать, как полную замену существующих симметричных технологий. Скорее всего, она является их дополнением. По этой причине в ближайшее время можно считать оптимальным вариантом использование аппаратных платформ, которые могут реализовать возможность использования всех основных технологий в рамках единой системы. Именно они позволят поставщику услуг выбирать для подключения абонента решение, оптимально соответствующее существующим условиям и решаемым задачам. Не надо, наверное, доказывать, что для нормальной работы сети необходимо обеспечить совместимость оборудования различных производителей. Это, в свою очередь, позволяет оператору и пользователю легко менять поставщика или приобретать абонентское и станционное оборудование от разных производителей. Таким образом, G.SHDSL представляет собой достаточно эффективный и экономичный способ решения проблемы «последней мили», и с помощью этой технологии можно успешно решать различные конкретные задачи.

Скорее всего, в своем нынешнем состоянии технология G.SHDSL претерпит изменения - известно, что МСЭ (ITU) и Международный Институт Стандартов ETSI сейчас работают над спецификацией G.SHDSL.bis, которая позволит увеличить скорость передачи данных по одной паре с 2,312 Мбит/с до 3,840 Мбит/с (улучшенный код модуляции TC-PAM16), а в дальнейшем - до 5,700 Мбит/с (TC-PAM32). При этом в реальных условиях эксплуатации (с учётом действующих на линиях помех, совместной работы с другими системами передачи и т. п.) дальность работы на максимальной скорости устройств с модуляцией TC-PAM16 должна составлять около 1,7 км (для потока 3,8 Мбит/с), а с модуляцией TC-PAM32 - около 800 м (5,7 Мбит/с).

4. Проект информационной сети участка

.1 Описание разрабатываемой информационной сети

.1.1 Описание участка внедрения СПД

Сеть передачи данных разрабатывается и внедряется на участке Москва - Раменское Московской железной дороги. Общая протяженность линии будет составлять 46 километра. На участке расположено 5 станций и 19 остановочных пунктов (о.п.). Среднее расстояние от о.п. до о.п. составляет 2 километра. На Рязанском направлении от Москвы до Раменского в сутки перевозится более 110 тыс. пассажиров. Наибольшая загруженность приходится в утренние и вечерние часы «пик», когда пассажиры приезжают в Москву на работу и уезжают в города-спутники столицы. В зависимости от загруженности пассажиропотоком станции или остановочного пункта, количество подключаемых МКТК будет различным. Вся сеть передачи данных будет разбита на 5 зон. В каждой зоне необходимо организовать точку доступа в СПД ОАО «РЖД». Это позволит увеличить надежность всей линии, то есть при выходе из строя одной станции или остановочного пункта целостность работы не нарушится, из-за маршрутизации между зонами. При нормальной работе сети передачи данных ( то есть все станции и остановочные пункты в сети) прохождение трафика будет производится только в зоне закрепления станции и только через ту точку доступа, на которую закреплена станция.

.1.2 Описание узлов СПД

На каждой станции и остановочном пункте участка Москва-Раменское будет создан узел сети передачи данных (узел СПД). Данные типы узлов будут являться узлами доступа для клиентов (в нашем случае подключение МКТК).

Краткое описание узла СПД о.п. Электрозаводская:

Название - МСЛ/Электрозаводская (МСЛ - Московская скоростная линия/название станции или остановочного пункта).

Питание узла СПД будет осуществляться негарантированным питанием 220В от ЭЧ-3 (ЭЧ - электроснабжение).

Осуществление резервного питания на короткий период времени, в случае прекращения подачи питания от ЭЧ-3, будет осуществляться источник бесперебойного питания (ИБП).

Узел доступа будет располагаться в шкафу СПД от фирмы Rittail (33HU).

Узел СПД будет укомплектован активным оборудованием фирм: CISCO, ZYXEL, APC. Набор активного оборудования будет различаться от расположения станции или остановочного пункта, так как на нем может находиться от 1 до 4 кассовых павильона.

Узлы точек входа в СПД ОАО «РЖД» будут располагаться в каждой зоне разграничения сети передачи данных. Эти узлы являются ПУ (периферийный узел) (см. Схема сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва-Пассажирская-Казанская - Раменское отдела ИВЦТО-2).

В данном разделе опишем комплект шкафа СПД и источника бесперебойного питания.

Комплект шкафа СПД описан в таблице 4.1

Таблица 4.1 - Комплект шкафа СПД фирмы Rittail 33HU

Шкаф:

Серия

TE 7000

Размеры

600×1200×800

Дверь

Шкаф с обзорной дверью

Комплектующие:

Шкаф

TE 7000, шкаф с обзорной дверью, 600×1200×800

Крыша:

Вентиляторный модуль (в к-те 2 вентилятора)

Цоколь:

Панели цоколя, вентилируемые, 1 комплект = 2 цокольных элемента

Панели цоколя, боковые, 1 комплект = 2 фальш-панели цоколя

Адаптер для нивелировочных ножек М12 (необходим к заказу при установке ножек на цоколь), количество = 4 шт. <#"564855.files/image005.gif">

Рисунок 4.4 - Схема СПД

.2 Структура и функции проектируемой СПД

В данном разделе опишем некоторые особенности структуры проектируемой СПД. С основной структурой сети передачи данных участка Москва - Раменское можно ознакомиться на «Схеме сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва - Раменское».

На большинстве станций и остановочных пунктах, проектируемой сети передачи данных, имеется несколько билетных касс, которые расположены на удаленном расстоянии друг от друга (в пределах 250 метров). Чтобы обеспечить подключение остальных касс, необходимо использовать модемы Zyxel Prestige 791R EE и связевую пару от ДДС (Дирекция Дорожной Связи). На рисунке 2.4 представлена схема подключения отдаленной билетной кассы остановочного пункта Сортировочная с помощью пары модемов Zyxel.

Рисунок 4.5 - Схема подключения билетных касс на остановочном пункте Сортировочная

Модемы Zyxel Prestige 791R EE будут настроены на режим работы сервер - клиент, в режиме моста. Подробная инструкция по настройке модемов данного типа описана в разделе «4.4. Настройка активного сетевого оборудования». В зависимости от количества удаленных билетных касс на узле СПД, количество необходимых модемов будет различной.

Таблица 4.4 - Удаленные билетные кассы на участке Москва - Раменское

№	Название станции или остановочного пункта	Количество удаленных билетных касс
1	Москва - Пассажирская - Казанская	2
2	Электрозаводская	3
3	Сортировочная	1
4	Новая	1
5	Фрезер	0
6	Перово	1
7	Плющево	0
8	Вешняки	1
10	Выхино	4
11	Косино	2
12	Ухтомская	1
13	Люберцы-1	3
14	Панки	0
15	Томилино	1
16	Красково	0
17	Малаховка	1
18	Удельная	0
19	Быково	1
20	Ильинская	0
21	Отдых	1
22	Кратово
23	42 км	0
24	Фабричная	1
25	Раменское	3
Всего		27

В таблице 4.4 приведено количество удаленных касс по остановочным пунктам и станциям.

Опишем ряд функций, которым должна соответствовать проектируемая сеть передачи данных:

Отказоустойчивость - способность системы сохранять нормальное функционирование при наличии отказов ее элементов. То есть, если в сети передачи данных отказывает один узел СПД, то функционирование всех остальных узлов СПД не нарушается. В проектируемой сети, сеть разделена на 5 зон и между каждой зоной настроена маршрутизация пакетов. Тем самым добиваемся отказоустойчивости сети передачи данных;

Сеть должна быть скоростной - МКТК передают данные в режиме реального времени и постоянно находятся на связи с сервером направления. Так как подключаемых МКТК будет больше 100, необходима сеть, которая справится с большим трафиком. Наш проект строится на базе ВОЛС по технологии Gigabit Ethernet, что позволит передавать большой трафик за короткий промежуток времени;

Проектируемая сеть должна «смотреть вперед». То есть, постройка и внедрение сети передачи данных на участке Москва - Раменское должна быть рассчитана на будущие планы развития.

.3 Аппаратно-программное обеспечение проекта

.3.1 Сетевое обеспечение проекта

На каждом узле сети передачи данных участка Москва - Раменское в качестве, связующего между ВОЛС и Ethernet, будет использоваться коммутатор WS-C3550-24-EMI с двумя модулями WS-G5486.

Приведем технические характеристики коммутатора CISCO SW-С3550-24-EMI и модуля CISCO WS-G5486 в таблицах 4.5 и 4.6.

Таблица 4.5 - Коммутатор CISCO SW-С3550-24-EMI

Производитель	CISCO
Модель	Catalyst WS-C3550-24-EMI
Основные характеристики:
Тип устройства	Коммутатор для крупного предприятия
Корпус	монтируемый в шкаф-стойку корпус - индикаторная панель
Тип сети	Gigabit Ethernet Fast Ethernet Ethernet
Количество базовых портов	24 (26 максимум)
Индикаторы	- соединение со скоростью 10 Мб/с - соединение со скоростью 100 Мб/с - дуплексный/полудуплексный режим - активное соединение - целостность соединения - уровень загрузки
Поддерживаемые стандарты	- IEEE 802.1D (Transparent Bridging) - IEEE 802.1p (Prioritizing) - IEEE 802.1Q (VLAN) - IEEE 802.3 (Ethernet) - IEEE 802.3ab (TP Gigabit Ethernet) - IEEE 802.3u (Fast Ethernet) - IEEE 802.3x (Flow Control) - IEEE 802.3z (Gigabit Ethernet)
Дополнительные характеристики:
Протоколы удаленного управления	- RMON - RMON 2.0 - SNMP - Telnet
Пропускная способность	16 Гбит/с
Скорость пересылки	2 Гбит/с
Устройство хранение	ОЗУ - 32 МБ флэш - 8 МБ
Технические характеристики:
Среда передачи	Ethernet 10baseT - категория 3/4/5 НВП - скорость передачи до 10 Мбит/с - длина сегмента до 100 м - - - - - - - - - - Ethernet 100BaseTX - категория 5 НВП - скорость передачи до 100 Мбит/с - длина сегмента до 100 м
Интерфейсы	24 x Ethernet 10/100/1000BaseT • RJ-45 (half / full duplex mode) 2 x GBIC • GBIC (uplink) управление • RJ-45 (консольный порт)
Электропитание	внутренний блок питания - 100 - 120 / 220 - 240В (перемен. ток) - потребляемая мощность 65 Вт
Гарантия производителя	до конца срока жизни продукта (определяется производителем) ремонт и замена на основное устройство в сервисном центре

Таблица 4.6 - Модуль CISCO WS-G5486

Производитель	CISCO
Модель	WS-G5486
Упаковка (единицы измерения)	1 шт. (опция)
Основные характеристики:
Тип	модуль расширения для коммутатора
Устройство ЛВС	1 порт (Gigabit Ethernet)
Поддерживаемые стандарты	- IEEE 802.3z (Gigabit Ethernet)
Дополнительные характеристики:
Совместимость	для коммутаторов семейства Catalyst
Продолжение таблицы 4.6
Интерфейсы	2 x Ethernet 1000baseLX • LC (базовый порт)
Среда передачи	Ethernet 1000baseLX - MMF 50.0 микрон - скорость передачи до 1 Гбит/с - длина сегмента до 2 км - - - - - - - - - - Ethernet 1000baseLX - MMF 62.5 микрон - скорость передачи до 1 Гбит/с - длина сегмента до 2 км - - - - - - - - - - Ethernet 1000baseLX - SMF 9.0 микрон - скорость передачи до 1 Гбит/с - длина сегмента до 550 м

Для организации точек доступа в СПД ОАО «РЖД» на станциях Москва, Перово, Люберцы-1, Быково и Раменское будут использоваться маршрутизаторы CISCO 1841 с картой расширения WIC-1T.

Приведем технические характеристики маршрутизатора CISCO 1841 и модуля расширения WIC-1T в таблицах 4.7 и 4.8.

Таблица 4.7 - Маршрутизатор CISCO 1841

Аппаратная архитектура:

Аппаратное ускорение шифрования для стандартов шифрования DES, 3DES, AES. Дублирующий WAN-интерфейс ISDN S/T BRI или аналоговый модем. Коммутатор на 8х10/100BASE-T портов. Поддерживается работа с ADSL и G.SHDSL. Может быть установлен на стену или стандартное 19'' шасси. Поддержка 802.1Q VLAN Порт USB . Запросы ПО, служб беспроводной связи и служб, отвечающих за безопасность в сети, обрабатываются мощным процессором. Реализована поддержка питания по PoE Интегрированный сетевой адаптер. Объем Flash: 32-128 Мб, объем DRAM 128-384 Мб.

Безопасность:

• Cisco Router and Security Device Manager (SDM). • встроенный брандмауэре Cisco IOS Firewall, блокировка разного типа трафика (в частности, Java); • фильтрация трафика по протоколам электронной почты и HTTP; • 168-битное кодирование; • CISCO 1841 • фильтрация URL-ссылок; • безопасность выхода в Интернет с помощью контролируемых списков доступа; • система предотвращения вторжений (IPS); • встроенная система по распознаванию сетевых атак (IDS); • создание правил по безопасности и маршрутизации по упрощенной схеме, использование мастера по настройке, контролю и наблюдению за состоянием сети; работа с командной строкой; • защита от несанкционированного (без авторизации) доступа в корпортаивную сеть; • применение ПО Cisco VPN Software clients и Cisco Easy VPN Remote devices для VPN соединений; • Cisco Security Device Manager (SDM). • шифрование по алгоритмам IPSec DES и 3DES; • динамический многовходовый VPN (DMVPN);

Поддержка протоколов:

• SSL; • многопротокольная коммутация на основе признаков, спецификация MPLS; • протокол общей инкапсуляции для маршрутизации (GRE). • CISCO 1841 • контроллер доступа к сети (NAC);

Протоколы и универсальные технологии маршрутизации:

Протокол связующего дерева (802.1d, STP). Cетевой протокол туннелирования канального уровня (L2TP). Протокол двухточечного соединения по сети Ethernet (PPPoE). Протокол динамической конфигурации узла (DHCP). CISCO 1841 Асинхронный режим передачи данных по протоколу «точка-точка» (PPoA). Протокол общей инкапсуляции для маршрутизации (GRE). Динамическая поддержка доменной системы имен для Cisco IOS. Списки контроля доступа (ACL). Технология трансляции порта адреса (PAT) скоростной пересылки Cisco (CEF). Поддержка протоколов RIP v1, v2. RFC 1483/2684

Протокол IPv6: • IPv6 статистика; • IPv6 архитектура маршрутизации; • Протокол управления сообщениями в сети интернет ICMPv6; • CISCO 1841 • IPv6 DHCP. • IPv6 преобразование имен;

Технические характеристики:

Разъемы для подключения модулей 2 Дополнительный порт 1 порт до 115.2 Кбит/с ОЗУ SDRAM (1 DIMM слот) Оперативная память В наличии: 128 Мб; ОЗУ Максимум: 384 Мб. Разъемы для HWIC-карт 2 Встроенные USB порт 1 порт USB 1.1 Flash Внешний съемный Compact Flash. • В наличии: 32 Мб; • Максимум: 128 Мб. Вес 2.8 кг Размеры 34.3 x 27.4 x 4.39 см Форм-фактор В настольном исполнении, 1-RU Разъемы для WAN-карт 2 Консольный порт 1 порт до 115.2 Кбит/с Встроенные Ethernet порты 2 порта 10/100 Встроенный AIM-разъем 1

Таблица 4.8 - Модуль расширения WIC-1T

Производитель	Cisco
Модель	WIC-1T
Упаковка (единицы измерения)	1 шт. (опция)
Основные характеристики:
Тип	модуль расширения для маршрутизатора
Устройство ГВС:	тип: кабельный модем, выделенная линия - 1 канал - 1 порт - до 2Мбит/с
Свойства/особенности	cable support: CAB-V35 MT/FC, CAB-232 MT/FC, CAB-449 MT/FC, CAB-X21 MT/FC, CAB-530 MT
Дополнительные характеристики:
Совместимость	для маршрутизаторов Cisco 1600/1720/1800/2600/3600
Интерфейсы	1 x последовательный • 60-конт. (ГВС (WAN))
Дополнительная информация:
Назначение	маршрутизатор • Cisco 1600 / 1720 / 1800 / 2600 / 3600

Для организации связи СПД участка Москва - Раменское и СПД ОАО «РЖД» необходим модем Zyxel 724V EE, который будет соединяться с маршрутизаторами с помощью интерфейсного кабеля CAB-V35 MT/FC.

Приведем технические характеристики модема Zyxel Prestige 724V EE в таблице 4.10

Таблица 4.9 - Модем Zyxel Prestige 724V EE

Модель	Prestige 724V
Интерфейсы:
Число линий SHDSL	1
Режим Клиент/Сервер	+
Локальный интерфейс	V.35/X.21
Консольный порт RS-232	+
Поддержка ATM:
Мультиплексирование LLC и VC	+
Максимальное количество PVC	12
RFC 1483 (Multiple Protocol over AAL5)	+
RFC 1490 (Multiple Protocol over Frame Relay)	+
FRF.5, FRF.8	+
Администрирование и безопасность:
Системная консоль	+
Система меню	+
Командная строка	+
Управление через Telnet	+
Резервирование и восстановление рабочей конфигурации	+
Другие характеристики:
Электропитание	9V AC
Энергонезависимая память (Flash ROM	+

Так как на любой из станций или остановочном пункте может находиться не один павильон, необходимо организовать связь с другими павильонами через связевые кабеля ДДС (дорожная дирекция связи). Для этого используем модем Zyxel Prestige 791R EE.

Приведем технические характеристики модема Zyxel Prestige 791R EE в таблице 4.11.

Таблица 4.10 - Модем Zyxel Prestige 791R EE

Модель	Prestige 791R EE
Интерфейсы:
Число линий SHDSL	1
Режим Клиент/Сервер	+
Локальный интерфейс	10/100Base-T
Автоматическое определение типа подключаемого кабеля «кросс/ прямой»	+
Резервирование выделенной линии по коммутируемой	+
Консольный порт RS-232	+
Поддержка ATM:
Мультиплексирование LLC и VC	+
ATM QoS UBR, CBR, VBR	+
Максимальное количество PVC	12
RFC 1483/2684 (Multiple Protocol over AAL5)	+
RFC 2364 (PPPoA)	+
RFC 2516 (PPPoE)	+
ENET ENCAP	+
Сетевые протоколы:
Маршрутизация протокола IP	+
Мост стандарта IEEE 802.1D	+
Трансляция сетевых адресов SUA	+
Трансляция сетевых адресов NAT	+
DHCP сервер/ретранслятор	+
DNS proxy	+
Dynamic DNS (DDNS)	+
Поддержка нескольких IP-адресов на LAN-интерфейсе	+
Universal Plug and Play (UPnP)	+
Возможности резервирования линии SHDSL:
По коммутируемой линии через порт RS-232	+
Перенаправление трафика на запасной шлюз в локальной сети	+
Безопасность:
Универсальная фильтрация пакетов (не IP-трафик)	+
Фильтрация пакетов протокола IP	+
Настройка удаленного управления (FTP, Telnet, WWW)	+
Администрирование:
Системная консоль	+
Система меню	+
Командная строка	+
Управление через Telnet	+
Управление через Web-интерфейс	+
Возврат к заводским настройкам	Кнопка “Reset”
Резервирование и восстановление рабочей конфигурации	+
SNMP-управление	+
Другие характеристики:
Электропитание	Внешний блок 12V AC
Энергонезависимая память (Flash ROM)	+
Размеры	181 x 127 x 36.5 мм
Вес	309 гр.

На удаленных павильонах может подключаться несколько МКТК, значит необходим коммутатор для разводки ЛВС после модема. Используем Zyxel ES-108S.

Приведем технические характеристики коммутатора Zyxel ES-108S в таблице 4.12.

Таблица 4.11 - Коммутатор Zyxel ES-108S

Общие сведения:
	Настольное исполнение
	8 портов 10/100 Мбит/с Ethernet (RJ-45)
	Коммутация с промежуточным хранением данных
	Автоматическое согласование полнодуплексного или полудуплексного режима
	Автоматическое определение типа используемого кабеля (прямой/перекрещенный)
Светодиодные индикаторы:
	PWR (Питание)
	LINK/ACT (Соединение/ Активность каждого порта)
Соответствие стандартам:
	IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet
	IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet
	ANSI/IEEE 802.3 автосогласование
	IEEE 802.3x управление потоком
Физические параметры
	Размеры: 151 (Д) x 81 (Ш) x 33 (В) мм
	Масса 0,2 кг
	Источник питания 5 В постоянного тока 0,6 А
Допустимые параметры окружающей среды:
	Рабочий диапазон температур 0...50°С
	Влажность 10...90% без конденсации
Технические характеристики:
Скорость передачи данных на порту Ethernet
	10 Мбит/с (полудуплексный режим)
	20 Мбит/с (полнодуплексный режим)
Скорость передачи данных на порту Fast Ethernet
	100 Мбит/с (полудуплексный режим)
	200 Мбит/с (полнодуплексный режим)
Производительность коммутирующей матрицы	1,6 Гбит/c
Скорость коммутации:
	Ethernet: 14 880 кадров в секунду
	Fast Ethernet: 148 800 кадров в секунду
Размер таблицы MAC-адресов	1024 записи
Встроенный буфер данных	96 КБайт

.3.2 Описание «Многофункционального кассового терминала МКТК»

В данном разделе рассмотрим многофункциональный кассовый терминал (МКТК) - назначение, конструкция, блок-схема, взаимодействие основных блоков, возможные неисправности.

Назначение:

Контрольно-кассовая машина «Многофункциональный кассовый терминал МКТК» (далее МКТК) предназначена для оформления проездных документов в пригородном железнодорожном сообщении. МКТК может работать в зонном, километровом и станционном режимах оформления документов (зависит от вида загруженного тарифа).

МКТК производит следующие операции:

Печать разовых билетов всех типов полных, льготных и детских (туда/туда-обратно) со штрих-кодом или без него;

Печать предварительных разовых билетов со штрих-кодом или без него;

Запись абонементных железнодорожных билетов пригородного сообщения на бесконтактных смарт-картах (БСК);

Запись железнодорожных билетов пригородного сообщения на «Социальной карте москвича»;

Внесение в кассу;

Выплата из кассы;

Аннулирование испорченных документов;

Отчетные операции (взятие контрольной ленты, сменных и месячных ведомостей, фискального отчета);

Оформление квитанций на услуги;

Проверка проездных документов на БСК;

Накопление статистической и финансовой информации по проведенным операциям;

Передача статистической и финансовой информации в информационную сеть или внешнее устройство;

Автоматизированная загрузка тарифов и другой служебной информации;

Работы в сети билетопечатающих касс и автоматов в составе АСОКУПЭ с возможностью удаленного мониторинга.

МКТК может работать с «Электронной контрольной лентой защищенной» (ЭКЛЗ), т.е. информация по всем оформленным документам записывается как в контрольную ленту МКТК, так и в модуль ЭКЛЗ. МКТК может работать в фискальном и нефискальном режимах. При работе в фискальном режиме на оформляемых документах печатается признак фискального режима и итоговая сменная финансовая информация записывается в модуль фискальной памяти. МКТК может работать в сетевом режиме, необходимом для сбора и обработки статистической информации в компьютере. Подключение МКТК к сети осуществляется через внешний информационный сетевой разъем. Если на станции оформления документов отсутствует информационная сеть, то информация от МКТК может быть перенесена с помощью специальных устройств в единый информационный центр для дальнейшей обработки. Конструкция:

МКТК представляет собой распределенную вычислительную систему в едином корпусе, построенную по модульному принципу, и состоит из следующих модулей (базовый набор):

Модуль процессора (плата контроллера) МКТК;

Узел термопечатающего устройства (ТПУ);

Модуль ридера (устройства чтения и записи) БСК;

Жидкокристаллический графический экран разрешением 240*128 точек (ЖКИ);

Модуль клавиатуры (43 клавиши);

Блок питания (БП);

Модуль ЭКЛЗ.

На рисунке представлена блок-схема МКТК с надписями модулей.

Рисунок - Блок-схема МКТК с надписями модулей

Таблица 4.12 - Возможные неисправности МКТК

Сообщение на ЖКИ	Причина	Действия
ОШИБКА ТАЙМЕРА	Нет питания на микросхеме таймера	Проверить состояние перемычки XN7 на плате контроллера(перемычка должна быть установлена)
	Неисправность контроллера МКТК	Сдать плату в ремонт
НЕТ ФИСКАЛЬНОЙ ПАМЯТИ	Неисправен либо не установлен модуль ФП	Проверить наличие и исправность модуля ФП при необходимости заменить заведомо исправным
ОШИБКА ЗАГОЛОВКА КЛ	Неисправен модуль ФП	Заменить модуль ФП заведомо исправным
		Сдать плату в ремонт
НЕТ ИНИЦИАЛИЗАЦИИ		Сдать плату в ремонт
ОШИБКА ПЕЧАТИ	Нет связи с ТПУ	Проверить кабель ТПУ-контроллер МКТК (заменить заведомо исправным)
		Заменить контроллер ТПУ
ОШИБКА РИДЕРА БСК	Нет связи с РБСК	Проверить кабель ридер-контроллер МКТК (заменить заведомо исправным)
		Заменить ридер
(сообщений нет) один звуковой сигнал	Блокировка внутренней последовательной шины ридером БСК либо контроллером ТПУ	Отключить кабели ридера БСК и ТПУ от контроллера МКТК, подключая их по одному, найти неисправное устройство или кабель
(сообщений нет) несколько разно тональных звуковых сигналов	Не установлена контрастность ЖКИ	Отрегулировать контрастность ЖКИ подстроечным резистором R48
	Неисправен ЖКИ	Заменить ЖКИ	Проверить кабель ЖКИ
(сообщений нет) нет подсветки ЖКИ нет звуковых сигналов Зеленый светодиод HL2 не светится	Нет питания на плате контроллера МКТК	Проверить напряжение питания 5в на разъеме XP7 платы контроллера, устранить неисправность
(сообщений нет) нет звуковых сигналов есть подсветка ЖКИ	КЗ в цепи питания контроллера МКТК, вызванное неисправностью модуля ФП	Заменить модуль ФП
	Неисправность контроллера МКТК	Сдать плату в ремонт
	Неправильно установлены перемычки на плате контроллера	Проверить и установить перемычки как на работоспособной плате.

.3.3 Программное обеспечение проекта

Для настройки активного сетевого оборудования и удаленного администрирования (маршрутизаторов Cisco 1841, коммутаторов Cisco 3550-24-EMI, модемов Zyxel Prestige 724V EE и 791R EE) будем использовать программу SecureCRT. SecureCRT - Telnet-клиент с расширенными возможностями - отличное решение для подключения к удаленным системам под управлением Windows, Linux/Unix и VMS. Основные характеристики: соединение с компьютерами в локальной сети и Интернете с использованием защищенных протоколов SSH1 и SSH2; эмулировать VT100, VT102, VT220, ANSI, SCO ANSI и Linux консоли; неограниченное количество одновременных сессий; поддержка шифрования с использованием алгоритмов Blowfish, DES, 3DES и RC4, OpenSSH, идентификация паролей и RSA; перенаправление TCP/IP соединений; работа через HTTP-прокси и файрволлы, ZModem и XModem; полностью настраиваемые тулбар, меню и горячие клавиши для управления. Для управления и настройки SecureCRT могут быть использованы VBScript, JScript и PerlScript. Это программное обеспечение позволит удобно настраивать сетевое активное оборудование, а также удаленное администрирование сетевого оборудования.

Для мониторинга состояния активного оборудования с рабочего места будем использовать программу WhatsUp Gold Standard. WhatsUp Gold Standard - обеспечивает функциональным решением для эффективного управления и контроля сетевой инфраструктуры малых и средних предприятий. Ведение лог-файлов поможет в разборе различных случаев, которые будут происходить в ночное время.

В маршрутизаторах и коммутаторах Cisco в основе большинства технологий лежит специализированная операционная система - межсетевая операционная система корпорации Cisco (Internet-work Operating System - IOS), которая представляет собой специфическое программное обеспечение, управляемое функциями маршрутизации и коммутации устройств. Глубокое знание этой операционной системы необходимо каждому сетевому администратору для уверенного выполнения своих обязанностей. Cisco IOS обеспечивает работу таких сетевых служб как:

основных служб маршрутизации и коммутации;

функции надежного и безопасного доступа к сетевым ресурсам;

средств масштабирования сети.

В модемах Zyxel Prestige 724V EE и 791R EE используется специальная микропрограмма, которая была разработана компанией Zyxel. Данная микропрограмма обеспечивает необходимым набором функций для правильной работы сетевых устройств. В зависимости от сложности оборудования, набор функций в микропрограмме может быть различным.

.3.4 Кабельная система

Для организации сети передачи данных участка Москва - Раменское между коммутаторами Cisco 3550-24-EMI в качестве кабельной системы будет выступать воздушная ВОЛС, предоставленная компанией ОАО «Транстелеком». ВОЛС будет состоять из 8 одномодовых волокон, которые будут заходить на станции или остановочный пункт в шкафы СПД, и расшиваться на оптической патч-панели. Для организации трафика необходимо использовать 2 волокна на прием и передачу. Далее с оптической патч-панели оптическим патч-кордом будет заводится на модуль WS-G5486, который будет вставляться в Cisco 3550-24-EMI.

Для непосредственной разводки ЛВС на станции или остановочном пункте в качестве кабельной системы будет выступать витая пара категории 5e. В каждом павильоне будет создана ЛВС, с применением витой пары категории 5e, коробов, заглушек и розеток. Подключение МКТК будет производится через патч-корд от розетки до МКМТ.

.4 Настройка активного сетевого оборудования

В этом разделе будет описана основная настройка активного сетевого оборудования (маршрутизатора Cisco 1841, коммутатора Cisco 3550-24-EMI, модемов Zyxel Prestige 724V EE и 791R EE), а также будет описана часть конфигурационного листа вышестоящего узла СПД, который будет выполнять роль точки доступа в сеть ОАО «РЖД».

Настройка маршрутизатора CISCO 1841 на узле СПД МСЛ/Люберцы-1.

045_MSL_Luberci1_C1841

// задаем имя маршрутизатору согласно проектуsecret 5 xxxxxxxxxx

// задаем секретный пароль маршрутизатора

ip domain name msk.oao.rzd

// прописываем домен, в котором находится наше оборудованиеLoopback0

// постоянно действующий интерфейс маршрутизатора

description Subscriber_network

// добавляем текстовое описание интерфейса

ip address 10.19.39.92 255.255.255.255

// присваиваем интерфейсу IP адрес и маску подсети FastEthernet0/0

// интерфейс передачи данных 10/100 Мбит/с

ip address 10.20.215.1 255.255.255.192

// присваиваем интерфейсу IP адрес и маску подсети

ip access-group 110 in

// активизируем список доступа на интерфейсеSerial0/1

// последовательный интерфейс

description 045_P1_Luberci1_MRC_C2610XM

// добавляем текстовое описание интерфейса

ip address 10.18.39.126 255.255.255.252

// присваиваем интерфейсу IP адрес и маску подсети

ip accounting output-packets

encapsulation ppp

// задаем инкапсуляцию канального уровня для последовательного интерфейса

router eigrp 17

// задаем протокол EIGRP в качестве IP-протокола маршрутизации

redistribute connected

redistribute static

// задаем протокол, который будет перераспределен в данный протокол маршрутизации; этот протокол может включать статические и подключенные маршруты.

network 10.0.0.0

// задаем сеть, на которую будет работать определенный протокол маршрутизации (в данном случаем протокол EIGRP).

no auto-summary

// отключаем автоматические суммирование маршрутов для протокола маршрутизации EIGRProute 10.23.229.188 255.255.255.252 10.20.215.70

// задаем статический маршрут к IP-получателю

access-list 110 deny ip host 10.20.215.98 anylist 110 deny ip host 10.20.215.99 anylist 110 deny ip 10.20.215.100 0.0.0.3 anylist 110 deny ip 10.20.215.104 0.0.0.7 anylist 110 deny ip 10.20.215.112 0.0.0.15 anylist 110 permit ip any any

// задаем список доступа (deny - запрещает доступ, permit - открывает доступ)

snmp-server engineID local 000000090200005080FF4680server community public RO 90server trap-source Loopback0server packetsize 2048server location 0 server contact ChernihEM_4-92-48_77-100server enable traps snmp authentication linkdown linkup coldstart warmstartserver enable traps configserver host 10.17.228.150 public server host 10.19.248.177 public server host 10.19.248.178 public

// прописываем строки snmp-server для сбора информации о маршрутизаторе

line con 0aux 0vty 0 4

password XXXX

// виртуальный терминальный канал, задаем пароль для удаленного подключения к маршрутизатору

ntp clock-period 17178415server 10.17.224.1

// настраиваем сервер времени и периода обращения к нему

Настройка коммутатора Cisco 3550-24-EMI на узле СПД МСЛ/Люберцы-1.

hostname 045_MSL_Luberci1_kassa_C3550

// задаем имя коммутатору согласно проектуsecret 5 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

// задаем секретный пароль коммутатораpassword xxxxx

// задаем пароль включения коммутатораtimezone MSK+3 3

// настраиваем временную зону

clock summer-time RU recurring last Sun Mar 0:00 last Sun Oct 0:00

// настраиваем переход на летнее и зимнее время

mac access-list extended AntiFlooding_GW

deny host 000d.28dc.82a7 any

permit any any

// прописываем лист доступа на MAC адрес и называем его

interface FastEthernet0/1

switchport mode access

spanning-tree bpduguard enable

// интерфейс передачи данных 10/100 Мбит/сGigabitEthernet0/1

// интерфейс передачи данных 1000 Мбит/с

description 045_MSL_Uhtomskaya_kassa_C3550

// добавляем текстовое описание интерфейсаmode dynamic desirable

// Vlan1

// интерфейс виртуальной локальной сети

ip address 10.20.215.67 255.255.255.192

// присваиваем интерфейсу IP адрес и маску подсетиdefault-gateway 10.20.215.65

// прописываем шлюз сетиhttp server

// поднимаем HTTP серверhttp port 8017

// прописываем порт, по которому будет работать HTTP сервер

ip http secure-server

// включаем HTTP сервер

snmp-server community public RO

// прописываем строки snmp-server для сбора информации о коммутаторе

line con 0

exec-timeout 0 0vty 0 4

password xxxxx

// виртуальный терминальный канал, задаем пароль для удаленного подключения к коммутаторуvty 5 15

password xxxxx

// виртуальный терминальный канал, задаем пароль для удаленного подключения к к коммутатору

ntp clock-period 17180693server 10.17.224.1

// настраиваем сервер времени и периода обращения к нему

Часть конфигурационного листа вышестоящего узла СПД ПУ1/пост ЭЦ/Люберцы-1, который выполняет роль точки доступа в сеть ОАО «РЖД».

045_P1_Luberci1_MRC_C2610XM

// задаем имя маршрутизатору согласно проекту

interface Serial0/3

// последовательный интерфейс

description 045_MSL_Luberci1_C1841

// добавляем текстовое описание интерфейса

ip address 10.18.39.125 255.255.255.252

// присваиваем интерфейсу IP адрес и маску подсети

encapsulation ppp

// задаем инкапсуляцию канального уровня для последовательного интерфейсаroute 10.23.229.188 255.255.255.252 10.18.39.126

// задаем статический маршрут к IP-получателю

Настройка модема Zyxel Prestige724V EE.

Подсоединяем модем с помощью консольного провода (COM) к рабочей станции, запускаем программу SecureCRT, выполняем настройки по скорости передачи и начинаем настраивать.

Окно приветствия: вводим пароль и переходим в главное меню модема.Password : XXXX

Окно главное меню: нажимаем 1 и переходим в меню General Setup (Общая установка).

P724 Main Menu
Getting Started General Setup WAN Setup Data Port Setup Advanced Applications 11. Channel Setup	Advanced Management 23. System Password 24. System Maintenance 99. Exit
Enter Menu Selection Number:

Окно General Setup: заполняем строки System Name (системное название модема), Location (место расположения модема) , Contact Person’s Name (контактные данные работника, который настраивал модем), далее переходим к строке Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel: и нажимаем ENTER, при этом конфигурация модема перезаписывается и возвращается в окно Main Menu.

Menu 1 - General Setup

System Name= Server_Z724VEE Location= postEC_Luberci1 Contact Person's Name= Nikitin_NN_4-92-48

Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel:

Переходим в окно WAN Setup: настраиваем строки Service Type (Определяем тип модема: сервер или клиент), Rate Adaption (Адаптивная скорость: включаем; необходима для подстройки скорости передачи данных в зависимости от качества линии связи), Transfer Max Rate(Kbps) (Максимальная скорость передачи данных в Кбит/с), Transfer Min Rate(Kbps) (Минимальная скорость передачи данных в Кбит/с), Standard Mode (определяем протокол передачи данных; в нашем случае необходим ETSI(ANNEX_B)), далее переходим к строке Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel: и нажимаем ENTER, при этом конфигурация модема перезаписывается и возвращается в окно Main Menu.

Menu 2 - WAN Setup

Service Type= Server Rate Adaption= Enable Transfer Max Rate(Kbps)= 2312K Transfer Min Rate(Kbps)= 136K Standard Mode= ETSI(ANNEX_B)

Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel:

Переходим в окно Channel Profile (Профиль канала): настраиваем строки Encapsulation (Инкапсуляция: выставляем необходимую ENCAP_HDLC_RFC2364), VPI (Идентификатор VPI используется для указания, какому виртуальному маршруту принадлежит виртуальный канал), VCI (уникальный идентификатор, который указывает на конкретную virtual circuit в сети), далее переходим к строке Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel: и нажимаем ENTER, при этом конфигурация модема перезаписывается и возвращается в окно Main Menu.

Menu 11.1 - Channel Profile
Channel Name= ChangeMe Active= Yes
Encapsulation= ENCAP_HDLC_RFC2364	Multiplexing= LLC-based
Outgoing: My Login= N/A My Password= N/A	VPI= 8 VCI= 35 DLCI= N/A
Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel:

Настройка модема Zyxel Prestige 724V EE в режиме сервера завершена. Так как модемы работают в режиме сервер-клиент, на другом конце линии подсоединяем модем Zyxel Prestige 724V EE и настраиваем таким же образом, за исключением Service Type в меню WAN Setup, вместо Server делаем Client.

Настройка модема Zyxel Prestige 791R EE.

Окно приветствия: вводим пароль и переходим в главное меню модема.Password : XXXX

Окно главное меню: нажимаем 1 и переходим в меню General Setup (Общая установка).

Prestige 791R Main Menu
Getting Started General Setup WAN Backup Setup LAN Setup Internet Access Setup Advanced Applications 11. Remote Node Setup 12. Static Routing Setup 15. NAT Setup	Advanced Management 21. Filter Set Configuration 22. SNMP Configuration 23. System Password 24. System Maintenance 25. IP Routing Policy Setup 26. Schedule Setup 99. Exit
Enter Menu Selection Number:

Окно General Setup: заполняем строки System Name (системное название модема), Location (место расположения модема) , Contact Person’s Name (контактные данные работника, который настраивал модем). Настраиваем строки Route IP (Режим маршрутизатора; отключаем), Bridge (режим моста; включаем), далее переходим к строке Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel: и нажимаем ENTER, при этом конфигурация модема перезаписывается и возвращается в окно Main Menu.

Menu 1 - General Setup

System Name= Server_Z791REE Location= kassa_Luberci1 Contact Person's Name= Nikitin_NN_4-92-48 Domain Name= Edit Dynamic DNS= No Route IP= No Bridge= Yes

Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel:

Menu 2 - WAN Setup

Service Type= Server Rate Adaption= Enable Transfer Max Rate(Kbps)= 2312 Transfer Min Rate(Kbps)= 136 Standard Mode= ETSI(ANNEX_B) Wan Backup Setup: Check Mechanism = DSL Link Check WAN IP Address1 = 0.0.0.0 Check WAN IP Address2 = 0.0.0.0 Check WAN IP Address3 = 0.0.0.0 KeepAlive Fail Tolerance = 0 Recovery Interval(sec) = 0 ICMP Timeout(sec) = 0 Traffic Redirect = No Dial Backup = No

Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel:

Переходим в окно TCP/IP and DHCP Setup.

Настраиваем строки DHCP, IP Address, IP Subnet Mask, далее переходим к строке Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel: и нажимаем ENTER.

Конфигурация модема перезаписывается и возвращается в окно Main Menu.

Menu 3.2 - TCP/IP and DHCP Setup

DHCP Setup DHCP= None Client IP Pool Starting Address= N/A Size of Client IP Pool= N/A Primary DNS Server= N/A Secondary DNS Server= N/A Remote DHCP Server= N/A TCP/IP Setup: IP Address= 10.20.215.71 IP Subnet Mask= 255.255.255.192 RIP Direction= Both Version= RIP-2B Multicast= None IP Policies= Edit IP Alias= No

Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel:

Переходим в окно Remote Node Profile: настраиваем строки Encapsulation (Инкапсуляция: выставляем необходимую RFC 1483), Route (Режим маршрутизации - отключаем), Bridge (Режим моста - включаем), далее переходим в подменю Edit ATM Options.

Menu 11.1 - Remote Node Profile
Rem Node Name= MyISP Active= Yes Encapsulation= RFC 1483 Multiplexing= LLC-based Service Name= N/A Incoming: Rem Login= N/A Rem Password= N/A Outgoing: My Login= N/A My Password= N/A Authen= N/A	Route= None Bridge= Yes Edit IP/Bridge= No Edit ATM Options= No Telco Option: Allocated Budget(min)= N/A Period(hr)= N/A Schedule Sets= N/A Nailed-Up Connection= N/A Session Options: Edit Filter Sets= No Idle Timeout(sec)= N/A
Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel:

Подменю Edit ATM Options: настраиваем строки VPI (Идентификатор VPI используется для указания, какому виртуальному маршруту принадлежит виртуальный канал) и VCI (уникальный идентификатор, который указывает на конкретную virtual circuit в сети), далее переходим к строке Enter here to CONFIRM or ESC to CANCEL: и нажимаем ENTER, при этом конфигурация модема перезаписывается и возвращается в окно Remote Node Profile. Затем переходим к строке Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel: и нажимаем ENTER, при этом конфигурация модема перезаписывается и возвращается в окно Main Menu.

Menu 11.6 - Remote Node ATM Layer Options

VPI/VCI (LLC-Multiplexing or PPP-Encapsulation) VPI #= 8 VCI #= 35 ATM QoS Type= UBR Peak Cell Rate (PCR)= 0 Sustain Cell Rate (SCR)= 0 Maximum Burst Size (MBS)= 0

Enter here to CONFIRM or ESC to CANCEL:

Переходим в меню Remote Management Control: настраиваем Telnet server, FTP server, Web server. Строка Server Access показывает, есть доступ к серверу (ALL) или отказано в доступе (Disable).

Menu 24.11 - Remote Management Control
TELNET Server: Server Port = 23 Secured Client IP = 0.0.0.0 FTP Server: Server Port = 21 Secured Client IP = 0.0.0.0 Web Server: Server Port = 80 Secured Client IP = 0.0.0.0	Server Access = ALL Server Access = Disable Server Access = ALL
Press ENTER to Confirm or ESC to Cancel:

Опишем одну проблему, которая бывает на этих типах модемов. В режиме моста удаленный модем может быть не виден, даже не будет проходить на него "ping" со стороны DSL-линии. Хотя, при этом будет работать передача данных из одного сегмента сети в другой. Решается это дело следующим способом из меню Remote Management Control переходим в командную строку (24.8). Командная строка - однострочный текстовый редактор, в котором можно изменить файл начальной загрузки P791R - autoexec.net. Для просмотра файла нажмем кнопку n (next) до тех пор пока на экран не будет выведена строка sys quick enable (в модеме P-793H строка sys quickbrg enable), эту строку нужно удалить нажав клавишу d (delete). После этого выходим из редактора и перезагружаем P791R. Модем станет управляемым со стороны DSL-линии.

.5 Планы на будущее

В этом разделе опишем планы на будущее для проектируемой сети передачи данных участка Москва - Раменское.

Внедрение в билетные кассы VOIP-телефонии. VOIP-телефония позволит совершать звонки не только во внутренней структуре ОАО «РЖД», но также совершать обычные звонки во внешний мир. Для сопряжения сетей VOIP и TфОП (телефония общего пользования) возможно будут использоваться шлюзы IP телефонии от тайваньской фирмы PLANET. Компания предлагает шлюзы - VIP-000, VIP-200, VIP-400, по функциональным характеристикам похожи друг на друга, отличаясь только количеством телефонных портов и размерам корпуса. Рассмотрим различия:скомпонован в корпусе для монтажа в 19” стойку (1U). Не содержит портов FXO/FXS, но имеет два разъема под дополнительные модули VIP-FXO (4 порта FXO) и/или VIP-FXS (4 порта FXS). Модули могут устанавливаться в любой комбинации.и VIP-400 скомпонованы в настольном исполнении и отличаются количеством встроенных телефонных портов - 2 FXS у VIP-200 и 2 FXO/2FXS у VIP-400. Расширение конфигурации у этих моделей не предусмотрено.

Приведенные ниже характеристики справедливы для всех моделей шлюзов:

Порт Ethernet 10/100 для подключения к ЛВС;

Порт RS-232 для обслуживания;

Поддержка протокола H.323;

Поддержка кодеков G.711 PCM, G.723.1A ACELP/M-MLQ, G.729AB CS-ACELP;

Передача факсов ITU-T V.21, V.27ter, V.29, V.33 и V.17;

Передача факсов в режиме «fax over IP2» по стандарту T.38;

Поддержка управления через Web-интерфейс и Telnet;

Загрузка обновлений firmware с сервера TFTP при помощи встроенного клиента.

Внедрение на всем участке Москва - Раменское систем видеонаблюдения. Системы видеонаблюдения, в частности камеры слежения, возможно, будут установлены на всех платформах и станциях данного участка, и передавать видеокартинку в режиме реального времени в единый центр мониторинга. В качестве линий связи, возможно, будут использоваться ВОЛС участка Москва - Раменское, а также сетевое оборудование, расположенное в шкафах СПД.

Рассмотрены 2 вида внедрения проектов на участке Москва - Раменское с использованием новых линий связи. Внедрение VOIP-телефонии на станциях необходимо, так как подключены терминалы системы «Экспресс-3» и пассажирам, покупающих билеты на дальние поездки, иногда необходим телефон с выходом во внешний мир. Проект видеонаблюдения еще даже не рассматривался, но в будущем может реализоваться.

5. Бизнес-план

.1 Оценка стоимости покупных изделий и работ по созданию новой

системы

Подсчитаем стоимость покупных изделий для реализации проекта сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва - Раменское, которые будут описаны в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Стоимость покупных изделий и общая сумма для реализации проекта

Наименование	Количество (штук)	Цена за единицу (рублей)	Общая сумма (рублей)
Коммутатор Cisco 3550-24-EMI	24	135140	3243660
Модуль расширения WS-G5486	46	26104	1200784
Маршрутизатор Cisco 1841	5	27194	135970
Модуль расширения WIC-1T	10	9108	91080
Модем Zyxel Prestige 724V EE	10	6432	64320
Модем Zyxel Prestige 791R EE	54	5844	315576
Коммутатор Zyxel ES-108S	17	684	11628
Шкаф СПД Rittail 33 (HU) + комплектующие	24	45000	1080000
ИБП APC Smart-UPS 1000VA USB & Serial RM 2U 230V	24	22688	544512
Карта управления APC AP9630	24	8770	210480
Оптическая патч-панель ШКО-С-19-1U-SC-16	24	4176	100224
Шнур оптический pc LC одномодовый или многомодовый 1м	46	192	8832
Наименование	Количество (штук)	Цена за единицу (рублей)	Общая сумма (рублей)
Кабель Витая пара UTP L5E 305м	3	2999	8997
Патч-корд RJ45 5eL+/4P (8p8c) 1м литой	100	64	6400
Расходный материал (короба, заглушки, сетевые розетки, гофра, инструменты)			20000
Общая сумма проекта			7042463

Работы по внедрению, монтажу, подключения и настройки сетевого оборудования будут выполнять специалисты отдела ИВЦТО-2. После завершения всех монтажных работ и ввод в эксплуатацию сети передачи данных, каждому работнику отдела, принявшего участие в проекте, будет выплачена сумма в размере двух окладов. Общая сумма, выплаченная сотрудникам ИВЦТО-2, составит 300000 рублей. Итоговая сумма проекта при этом составит 7342463 рублей.

.2 Выбор и расчет показателей экономической эффективности проекта

Внедрение проекта сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва - Раменское и подключение терминалов МКТК способствует следующему:

Увеличение качества обслуживания пассажиров, за счет быстрого оформления проездных билетов и транспортных карт;

Сбор информации о выручке за день передается моментально на сервер направления;

Оптимизация штата работников в билетных кассах.

Экономическая эффективность проекта заключается в оптимизации штата работников в билетных кассах. При внедрении проекта по всей линии необходимо сократить штат примерно на 20 кассиров. Подсчитаем сумму экономии на зарплате кассиров за 1 год, которая будет представлена в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Заработная плата 20 кассиров за 1 год

Оплата за 1 месяц (рублей)	Оплата за 1 год (рублей)	Количество кассиров	Общая сумма (рублей)
20000	240000	20	4800000

При эксплуатации сети передачи данных и терминалов МКТК ежегодные расходы на поддержание работоспособности системы примерно составят 501100 рублей. Ежегодная экономия при работе системы считается следующим образом: заработная плата 20 кассиров за 1 год минус ежегодные расходы на поддержание работоспособности системы, что составит 4298900 рублей. Из этих показателей рассчитаем сроки окупаемости проекта: итоговая сумма проекта разделить на ежегодную экономию при работе системы, получаем 1,7, что примерно составляет 1 год и 8 месяцев.

Как видим внедрение информационной сети для многофункциональных кассовых терминалов (МКТК) окупается за довольно короткий срок - 1 год и 8 месяцев, а по истечении данного срока начинает приносить прибыль. Это происходит за счет оптимизации штата кассиров ОАО “ЦППК”, также отпадает надобность использования кассиров в качестве курьеров (по доставке писем и бумаг с остановочных пунктов в центральный офис), уменьшение количества времени на сбор статистики и формирования отчетных материалов (все делается автоматически по сети).

6. Расчет надежности сети

.1 Основные понятия и определения надёжности

В числе важнейших эксплуатационно-технических характеристик, определяющих эффективность объектов, особое место занимают показатели надёжности, безопасности и живучести.

Система (система элементов) - объект, в котором необходимо и возможно различать определённые взаимозависимые части, соединённые воедино.

Элемент - определённым образом ограниченный объект, рассматриваемый как часть другого объекта.

Вероятность - количество событий, удовлетворяющих заданному условию, делённое на общее число возможных событий. Вероятность всегда меньше единицы.

Надёжность - свойство объекта (устройства, узла, системы, элемента) сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.

Надёжность как сложное свойство в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетаний свойств: безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости.

Безотказность - свойство объектов сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Это одно из самых важных свойств надёжности элементов и систем.

Безотказность характеризуется техническим состоянием объекта: работоспособностью, неработоспособностью, дефектом, повреждением и отказом.

Исправное состояние объекта - такое состояние, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.

Работоспособное состояние объекта - такое состояние, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. Работоспособность может быть как полной, так и частичной, и она должна рассматриваться применительно к определённым внешним условиям эксплуатации объекта. Элемент, работоспособный в одних условиях, может, оставаясь исправным, оказаться неработоспособным в других.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.

Сбой - кратковременное нарушение правильной работы объекта или его элемента, после которого его работоспособность самовосстанавливается или восстанавливается оператором без проведения ремонта.

Дефект (повреждение) - событие, состоящее в нарушении исправного состояние объекта, но сохраняющего его работоспособность.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин отказов, повреждений и восстановлению работоспособного состояния путём проведения технического обслуживания и ремонтов.

Долговечность - свойство объектов сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния.

Предельное состояние - состояние, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно.

Наработка - продолжительность или объем работы объекта. Она измеряется в единицах времени и единицах объема выполненной работы.

Наработка до отказа - наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа.

Отказы, сбои, ошибки в программах, ошибки оператора и другие причины приводят к ошибочным результатам работы ЭВМ. В ходе работы ЭВМ встречаются нарушения работы, связанные с ошибками программного или аппаратного обеспечения, ошибками технологического процесса, неправильными действиями пользователей и др.

Основные показатели надёжности ЭВМ определяются распределением отказов во времени, процессами восстановлении организацией обслуживания. Улучшение надёжности требует, как правило, дополнительных затрат при разработке, изготовлении и эксплуатации системы.

Надёжность компонентов ЭВМ планируется на этапе разработки технического задания, закладывается на ранних этапах разработки - при эскизном проектировании, обеспечивается на следующих этапах разработки - техническом и рабочем проектировании, реализуется в процессе производства и поддерживается в процессе эксплуатации.

Правильные технические решения по обеспечению надёжности на первых этапах разработки дают значительную экономию средств по сравнению со случаем, когда принятые технические решения приходится пересмотреть на этапах технического и рабочего проектирования или даже на этапах производства или эксплуатации. Поэтому исключительное значение для экономного обеспечения надёжности приобретает правильное понимание и применение расчетных методов оценки надёжности, для обоснованного выбора наилучших технических решений с точки зрения надёжности.

.2 Расчет надёжности фрагмента сети

Зависимость надёжности во времени описывается с помощью математической модели надёжности - математического выражения, позволяющего определить показатели надёжности. Наиболее распространённой статистической моделью надёжности является экспоненциальная модель распределения времени до отказа, по которой вероятность безотказной работы выражается следующей зависимостью:

(6.1)

где P(t) - вероятность безотказной работы;

λ - интенсивность отказов за определённый промежуток времени, 1/ч;- промежуток времени, ч.

Для расчета надёжности всей системы необходимо рассчитать сначала вероятность безотказной работы каждого элемента, затем вероятность безотказной работы основных узлов, а лишь затем вероятность для всей системы. При расчете вероятности безотказной работы задаются временные интервалы, для которых рассчитывается вероятность. Как правило их выбирают из нормированного ряда. Например, t = 100; 500; 1000; 5000 часов и т. д.

Примечание: при рабочем дне не более 8 часов среднее число рабочих часов в году составляет 2112.

Расчет надёжности небольшого участка сети выполним на участке сети, состоящем из четырех одинаковых элементов сети - коммутаторов Cisco 3550.

Рисунок 6.1 - Фрагмент информационной сети

Таблица 6.1 - Интенсивность отказов

Наименование элемента	Интенсивность отказов, λi, 1/ч
Коммутатор Cisco 3550	14x10-6

Подставим данные из таблицы 6.1 в формулу (6.1) и вычислим показатели вероятности безотказной работы одного коммутатора и занесем результаты в таблицу 6.2. Для каждого считать не будем, т.к. они идентичны.

Таблица 6.2 - Вероятность безотказной работы

Время работы, час (t)	Вероятность безотказной работы, P(t)
100	0,9986
500	0,9930
1000	0,9861
2000	0,9725
3000	0,9591
4000	0,9458
5000	0,9328
10000	0,8701
20000	0,7572

В данном дипломном проекте рассматривается для расчета фрагмент сети из четырех одинаковых коммутаторов, соединенных последовательно.

Возможны 2 варианта выхода из строя рассматриваемого оборудования. Частичное нарушение работы сети. Оно происходит при выходе из строя хотя бы одной точки доступа.

(6.2)

Полное нарушение работы фрагмента сети. Происходит при выходе из строя одновременно всех четырех коммутаторов.

(6.3)

Произведём вычисления по формулам (6.2) и (6.3) и сведем результаты расчётов в таблице 63.

Таблица 6.3 - Вероятность безотказной работы фрагмента сети

Время работы, час (t)	Рч(t)	Рп(t)
100	0,9986	0,9944
500	0,9930	0,9722
1000	0,9861	0,9455
2000	0,9725	0,8944
3000	0,9591	0,8461
4000	0,9458	0,8002
5000	0,9328	0,7571
10000	0,8701	0,5732
20000	0,7572	0,3287

При расчете вероятности безотказной работы всей информационной сети необходимо учитывать вероятности безотказной работы остального задействованного в сети активного оборудования, а также вероятности выхода из строя кабельных систем. В данной работе проанализирована вероятность безотказной работы небольшого фрагмента сети, состоящего из четырех коммутаторов Cisco 3550. Произведенные расчеты надежности позволяют говорить о высокой степени надежности используемых точек доступа, а значит и велика вероятность надежности всей сети, т.к. все оборудование было подобрано с учетом требований данной сети, а также с учетом опыта и отзывов других аналогичных компаний.

Примечание: При расчёте вероятности безотказной работы ЛВС не учитывались вероятности выхода из строя кабельных систем. На практике чаще всего выход из строя локальной сети происходит из-за обрыва кабеля. Причиной этому могут быть разнообразные явления: неосторожное обращение с кабелем, неправильная прокладка, отсутствие специальных предохраняющих коробов, кабель - каналов и т. п.

7. Охрана труда

Охрана труда согласно ст. 209 ТК РФ представляет собой систему сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности и включает правовые, социально - экономические, организационно - технические, санитарно - гигиенические, лечебно - профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

. Правовые мероприятия заключаются в создании системы правовых норм, устанавливающих стандарты безопасных и здоровых условий труда и правовых средств по обеспечению их соблюдения, то есть охраняемых государством под страхом санкций. Эта система правовых норм основывается на Конституции РФ и включает в себя: федеральные законы, законы субъектов РФ, подзаконные нормативные акты органов исполнительной власти РФ и субъектов РФ, а также локальные нормативные акты, принимаемые на конкретных предприятиях и в организациях.

. Социально-экономические мероприятия включают меры государственного стимулирования работодателей по повышению уровня охраны труда; установление компенсаций и льгот при выполнении тяжелых работ, а также за работу во вредных и опасных условиях труда; защиту отдельных наименее социально - защищенных категорий работников; обязательное социальное страхование и выплату компенсаций при возникновении профессиональных заболеваний и производственных травм и т.д.

. Организационно-технические мероприятия заключаются в организации служб и комиссий по охране труда на предприятиях и в организациях, в целях планирования и осуществления работы по охране труда, а также обеспечения контроля за соблюдением правил охраны труда; организации обучения руководителей и персонала; информировании работников о наличии (отсутствии) вредных и опасных факторов; аттестации рабочих мест, а также принимаемых мерах по устранению или уменьшению степени воздействия негативных факторов, проведении мероприятий по внедрению новых, безопасных технологических процессов, использованию безопасных машин, механизмов и материалов; повышении дисциплины труда и технологической дисциплины и т.д.

. Санитарно-гигиенические мероприятия заключаются в проведении работ, направленных на снижение производственных вредностей, с целью предотвращения профессиональных заболеваний.

. Лечебно-профилактические мероприятия включают в себя организацию первичных и периодических медицинских осмотров, организацию лечебно-профилактического питания и т.д.

. Реабилитационные мероприятия подразумевают обязанность администрации (работодателя) перевода работника на более легкую работу в соответствии с медицинскими показаниями и т.д.

.1 Порядок обучения и проверки знаний по охране труда. Виды

инструктажей

Организации обучения охране труда осуществляется на основании:

). ГОСТ 12.0.004-90 ССБТ «Организация обучения охране труда. Общие положения».

). Типовое положение о порядке обучения и проверки знаний по охране труда руководителей и специалистов предприятий, учреждений и организаций, утвержденное совместным постановлением Минтруда РФ и Минобразования №1/29 от 13.01.2003 г.

Настоящий стандарт ГОСТ 12.0.004 - 90 и Положение о порядке обучения и проверке знаний по охране труда устанавливают порядок, виды обучения н проверки знаний по безопасности труда и других видов деятельности рабочих, служащих, руководителей и специалистов народного хозяйства, а также учащихся и распространяется на все предприятия, учебные заведения и организации всех форм собственности независимо от сферы хозяйственной деятельности и ведомственной подчиненности.

Регламентирует виды инструктажей, порядок проведения и оформления, а также их примерное содержание.

Положение не отменяет специальных правил, устанавливающих порядок проведения обучения, инструктажа и проверки знаний персонала, обслуживающего объекты, подконтрольные органам государственного надзора.

Проверка знаний по охране труда, поступающих на работу руководителей и специалистов проводится не позднее одного месяца после назначения на должность, для работающих - периодически не реже одного раза в три года.

Обучение и инструктаж носят непрерывный многоуровневый характер и практически охватывает весь период сознательной деятельности человека .

В зависимости от этапа подготовки человека к общественной и трудовой деятельности стандарт выделяет следующие виды обучения:

). Изучение вопросов безопасности труда и других видов деятельности.

). Обучение безопасности труда при подготовке рабочих, переподготовке, получении второй профессии.

). Специальное обучение и проверка знаний рабочих.

). Обучение и проверка знаний руководителей и специалистов.

). Обучение безопасности труда при повышении квалификации

). Инструктаж по безопасности труда. Инструктаж по безопасности труда проводят со всеми вновь принимаемыми на работу, а также в процессе работы независимо от их образования, стажа работы по данной профессии или должности, с временными и постоянными работниками.

Руководство и ответственность за организацию своевременного и качественного обучения и проверки знаний в целом по предприятию возлагается на его руководителей, а в подразделениях (цех, участок, лаборатория, мастерская)-на руководителя подразделения.

По характеру и времени проведения инструктажи подразделяются на: вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый, целевой.

Вводный инструктаж по охране труда проводят со всеми вновь принимаемыми на работу. Вводный инструктаж проводит инженер по охране труда или лицо, на которое возложены эти обязанности. Вводный инструктаж проводят с использованием современных технических средств обучения продолжительностью не менее двух часов. О проведении вводного инструктажа делают запись в журнале регистрации вводного инструктажа или в личной карточке прохождения обучения, с обязательной подписью инструктируемого и инструктирующего, а также в приказе о приеме на работу (форма Т-1).

Первичный инструктаж на рабочем месте проводят до начала производственной деятельности:

со всеми вновь принятыми на предприятие переводимыми из одного подразделения в другое;

с работниками, выполняющими новую для них работу,

командированными, временными работниками;

со строителями, выполняющими строительно-монтажные работы на территории действующего предприятия;

Первичный инструктаж на рабочем месте, повторный, внеплановый, целевой проводит непосредственный руководитель работ (мастер, инструктор производственного обучения).

Все рабочие, в том числе выпускники профтехучилищ, учебно-производственных комбинатов, после первичного инструктажа на рабочем месте должны в течение первых 2-10 смен (в зависимости от характера работы, квалификации работника) пройти стажировку под руководством лиц, назначенных приказом (распоряжением, решением) по цеху (участку, кооперативу и т. п.). Допуск рабочих к самостоятельной работе производится после стажировки и проверки знаний и оформляют в журнале регистрации инструктажа на рабочем месте или а личной карточке. Рабочий или учащийся, показавший неудовлетворительные знания, к самостоятельной работе или практическим занятиям не допускается. Он обязан вновь пройти инструктаж.

Повторный инструктаж проходят все рабочие независимо от квалификации, образования, стажа, характера выполняемой работы не реже 1 раза в полугодие. Повторный инструктаж проводят по программе первичного инструктажа на рабочем месте. Повторный инструктаж проводит непосредственный руководитель работ (мастер, инструктор производственного обучения). Рабочий или учащийся, показавший неудовлетворительные знания, к самостоятельной работе или практическим занятиям не допускается. Он обязан вновь пройти инструктаж.

Внеплановый инструктаж проводят:

при введении в действие новых или переработанных стандартов, правил, инструкций по охране труда, а также изменений к ним;

при изменении технологического процесса, замене или модернизации оборудования, приспособлений и инструмента, исходного сырья, материалов и других факторов, влияющих на безопасность труда;

при нарушении работниками требований безопасности труда, которые могут привести или привели к травме, аварии, взрыву или пожару, отравлению;

при перерывах в работе - для работ, к которым предъявляются дополнительные (повышенные) требования безопасности труда более чем на 30 календарных дней, в для остальных работ - 60 дней.

Внеплановый инструктаж проводит непосредственный руководитель работ. При регистрации внепланового инструктажа указывают причину, вызвавшую его проведение.

Целевой инструктаж проводится руководителем работ в случаях выполнения разовых работ, не связанных с прямыми обязанностями по специальности (погрузка, выгрузка, уборка территории, цеха и т. д.); ликвидации последствий аварий, стихийных бедствий и катастроф; производстве работ, на которые оформляется наряд-допуск, разрешение и другие документы; организации массовых мероприятий с учащимися (экскурсии, походы, спортивные соревнования и др.). Целевой инструктаж с работниками, проводящими работы по наряду-допуску, разрешению и т.п., фиксируется в наряде-допуске или другой документации, разрешающей производство работ.

.2 Устройство, порядок действий с огнетушителем

Огнетушители бывают следующих видов:

огнекислотные - предназначены для тушения загораний различных веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха, загораний на электрифицированном железнодорожном и городском транспорте, электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В, загораний в музеях, картинных галереях и архивах;

порошковые - используются в качестве первичного средства тушения загорания пожаров класса А (твердых веществ), В (жидких веществ), С (газообразных веществ) и электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В. Не предназначены для тушения загораний щелочных и щелочноземельных металлов и других материалов, горение которых может происходить без доступа воздуха;

воздушно-пенные - предназначены для тушения очагов пожаров класса А (твердых веществ) - 2А и В (жидких веществ) - 55В ( 1,73 м2). Температурный диапазон эксплуатации от +5 до +50°С. Полная масса огнетушителя не превышает 15 кг;

Подробно остановимся на устройстве унифицированного порошкового огнетушителя. Принцип действия огнетушителя основан на использовании энергии сжатого газа для аэрирования и выброса огнетушащего порошка.

Устройство огнетушителя показано на Рис. 7.1.

Рисунок 7.1 - Устройство унифицированного порошкового огнетушителя

Огнетушитель состоит из корпуса 1, наполненного огнетушащим порошком. На горловине корпуса посредством накидной гайки закреплена головка 6 с бойком. На головку установлен: источник газа - ИХГ поз. 2 (или газогенератор ГГУ поз. 9), сифонная трубка 4, рукоятка запуска 5. Огнетушитель оснащен гибким рукавом 7, пистолетом-распылителем 8, который состоит из ручки 12с подвижным подпружиненным штуцером, рассекателя 11 и сопла 10.

Для приведения огнетушителя в действие необходимо выдернуть опломбированную чеку и отвести вверх рукоятку запуска 5, при этом боек приводит в действие источник газа 3 или 9, в результате чего рабочий газ через газоотводную трубку 2, при использовании ИХГ, или отверстия в корпусе 9 газогенератора ГГУ аэрирует порошок и создает внутри корпуса огнетушителя требуемое избыточное давление.

Дальнейшее управление работой огнетушителя осуществляется путем нажатия кистью руки на ручку 12 пистолета-распылителя 8, при этом огнетушащий порошок через гибкий рукав 7 и пистолет-распылитель подается на очаг пожара.

Порядок работы и техническое обслуживание огнетушителей:

Тушение необходимо производить с наветренной стороны с расстояния не менее 3- 4 метра;

После окончания тушения необходимо нажать на ручку 3 и выбросить остаток порошка;

Заряженные огнетушители при хранении и транспортировании могут находиться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении;

Один раз в четыре года необходимо производить освидетельствование огнетушителя;

Перезарядка, ремонт и освидетельствование огнетушителей должны производиться в специализированных организациях.

.3 Пожарная сигнализация

К системам сигнализации предъявляются следующие технические требования: они должны иметь информации, отсутствие ошибочной сработки; быть надежными в работе при всех условиях эксплуатации, обеспечивать автономное включение сигнала тревоги.

Основными элементами пожарной сигнализации являются:

датчики пожарной сигнализации, которые размещаются в наиболее пожаро- и взрывоопасных местах;

электронно-усилительный блок, который обеспечивает дистанционный контроль за состоянием датчиков;

исполнительный блок, с помощью которого включается первый рубеж противопожарной системы и блок сигнализации.

Датчики - наиболее важный элемент системы сигнализации, который в основном определяет возможности и характеристики системы в целом. В зависимости от физической сути, заложенной в основу работы датчика, системы подразделяются на: тепловые, ионизационные, радиационные и т.п. Тепловые системы реагируют на повышение температуры либо стенок конструкции, либо окружающей среды, ионизационные и радиационные срабатывают при наличии огня, принцип их работы основан на том, что под влиянием высокой температуры ионизируются продукты горения, а также приблизительно 20 % всей энергии - излучение.

сеть оптический связь проект программный

Заключение

В данном проекте рассмотрен проект информационной сети на базе ВОЛС участка Москва - Раменское Московской железной дороги, с целью подключения терминалов МКТК, увеличение качества обслуживания пассажиров при покупке проездных билетов на пригородные и дальние поездки, а также реализации планов на будущее.

Было рассмотрена структура отдела, обоснование создания нового проекта информационной сети, а также анализ базовых телекоммуникационных и информационных технологий, которые были использованы при реализации проекта.

Описан участок внедрения информационной сети, показана структура и функции проектируемой информационной сети. Подобрано аппаратно-программное обеспечение проекта, показана настройка активного сетевого оборудования и рассмотрены планы на будущее.

Пятая глава показывает затраты на проект информационной сети участка Москва - Раменское, выбор и расчет показателей экономической эффективного проекта, сроки окупаемости.

Внедрение проекта в работу привело к заметному улучшению качества обслуживания пассажиров, за счет подключения терминалов МКТК. Технический персонал стал меньше выезжать на линию, так как стабильность и надежность информационной сети была достигнута на высоком уровне. Кроме этого, сбор статистической информации о выручке за смену билетным кассиром производится в режиме реального времени, что очень необходимо для различной отчетности. Благодаря внедрению информационной сети на базе ВОЛС, дало возможность внедрения других проектов, которые были описаны в разделе планы на будущее.

Список используемой литературы

1. Топология транспортной телекоммуникационной системы отдела ИВЦТО-2

. Топология сети передачи данныx участка Москва - Раменское отдела ИВЦТО-2

. С. Балицкого, Г. Клапанова, А.Н. Крикуна, А.В. Мысника, А.П. Павленко, А.Н. Узниченко. Программа сетевой академии Cisco CCNA 1 и 2. Вспомогательное руководство, 3-издание, исправленное. - Издательский дом "Вильямс", 2008

. Конспект для проведения занятий технической учебы группы программного и технического сопровождения комплексов АСОКУПЭ

. http://www.vilcom.ru/rus/knowledge-base/digital-network/xdsl/?&start=6 - технология G.SHDSL

. http://vols.pp.ru/ - Волоконно-оптические линии связи

. http://zyxel.ru/content/catalogue/classifier/5/18/38/660 - описание коммутатора Zyxel ES-108S

. http://zyxel.ru/content/catalogue/1/11/33/69/ - описание модема Zyxel Prestige 724V EE

. http://zyxel.ru/content/catalogue/1/11/33/74 - описание модема Zyxel Prestige 791R EE

. http://www.megashop.ru/product-4304887.html - описание коммутатора Cisco 3550-24 EMI

. http://www.apc.com/products/resource/include/techspec_index.cfm?base_sku

=SUA1000RMI2U&total_watts=1000 - описание ИБП APC Smart-UPS 1000VA USB & Serial RM 2U 230V

. http://www.apc.com/products/resource/include/techspec_index.cfm?base_sku

=AP9630&tab=models - описание APC AP9630 (UPS Network Management Cards)

13. Спецификация шкафов Rittal и комплектующих http://www.megashop.ru/product-2196413.html - описание модуля расширения WS-G5486

Проект сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва – Раменское

Проект сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва – Раменское

Похожие работы на - Проект сети передачи данных на базе ВОЛС участка Москва – Раменское