90612

Пути дальнейшего развития системы связи на железнодорожном транспорте в Республике Казахстан

Реферат

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Принципы организации электросвязи на железнодорожном транспорте Классификация линий связи Перспективы развития связи на железнодорожном транспорте Цифровые системы и технические средства оперативно-технологической связи...

Русский

2015-06-07

1.15 MB

7 чел.

Содержание

Введение………………………………………….………………………

3

1 Принципы организации электросвязи на железнодорожном транспорте ……………………………………………………………………...

6

1.1 Классификация линий связи………………………………………..

8

1.2 Перспективы развития связи на железнодорожном транспорте …

16

1.3 Цифровые системы и технические средства оперативно-технологической связи…………………………………………………………

18

2. Состояние связи на железнодорожном транспорте Республики Казахстан и возможные пути её совершенствования …….………………….

31

2.1 Волоконно-оптические линии связи………………………………..

43

3 Технико-экономические расчеты и обоснования рекомендуемых путей улучшения системы связи на железнодорожном транспорте………...

50

4 Охрана труда……………………......………………………………….

59

4.1 Требования безопасности при эксплуатации лазерных изделий…

63

4.2 Организация рабочего места оператора ЭВМ……………………..

64

5 Промышленная экология……………………………………………..

67

5.1 Рекомендации по уменьшению вредного воздействия на окружающую среду…………………………………………………………….

67

Заключение……………………………………………………………….

68

Список использованных источников...……………………………...….

69


Введение

Исторически ведущим звеном в транспортной системе Республики Казахстан является железнодорожный транспорт. Казахстан всегда с особым вниманием относился к железнодорожному транспорту, понимая его системообразующую роль. Железные дороги служат нуждам всей страны и всегда были высокодоходным предприятием.

Современное общество невозможно представить без активного использования новейших информационных технологий. Железнодорожный транспорт – это масштабная и многогранная отрасль, которая применяет почти все существующие виды проводной и радиосвязи: передачу дискретных сообщений, телевидение, телефонную, телеграфную и факсимильную связь. Специфика функционирования железнодорожного транспорта такова, что каждый из перечисленных видов связи имеет свои, характерные только для него особенности организации.

Актуальность. Устройства АТ являются важнейшими элементами технического вооружения железнодорожного транспорта. Эти устройства позволяют эффективно решать задачи перевозочного процесса, способствуя увеличению пропускной способности железнодорожных линий, обеспечивая безопасность движения поездов, бесперебойную связь между всеми подразделениями железнодорожного транспорта.

Применяемые на железнодорожном транспорте устройства СЦБ и связи включают: средства автоматики и телемеханики, регулирующие движение поездов на перегонах (электрожезловая система, полуавтоматическая блокировка, автоблокировка); устройства АТ, управляющие стрелками и сигналами на станции (электрическая и механическая централизация стрелок); диспетчерскую централизацию, объединяющую АБ и централизацию стрелок; телефонную, телеграфную и другие виды проводной связи, радиосвязь; пассажирскую автоматику. Оснащенность этими устройствами таково, что железные дороги Казахстана имеют оптимальный уровень оборудования этими системами и могут обеспечить в 2 раза больший объем перевозок, чем в настоящее время.

Работниками хозяйства СЦБ и связи отводится важная роль в выполнении основной задачи транспортного производства, так как устройства АТ и связи являются важнейшим элементом технической вооруженности железнодорожного транспорта. Эти устройства позволяют полнее и производительнее использовать все технические средства транспорта, повышают эффективность работы отрасли. Внедрение более современных устройств АТ, связи и вычислительной техники, качество их содержания определяют повышение безопасности движения, перерабатывающую способность станций, пропускную способность железнодорожных линий. Основным назначением хозяйства ШЧ является техническое обслуживание и ремонт устройств СЦБ и связи.

Для железнодорожного транспорта важной задачей является увеличение объема перевозок за счет более эффективного использования подвижного состава при хорошем качестве обслуживания. Этого можно достигнуть повышением роли диспетчерского управления, реализуемого с помощью новых информационных технологий. Поэтому данная тема дипломной работы является актуальной в сфере информационных технологий на железнодорожном транспорте.

Электрическая централизация позволяет в 2 раза повысить пропускную способность станций, сократить эксплуатационный штат работников и обеспечить безопасность движения поездов. Наиболее просто с этой проблемой на станции может справиться централизация компьютерного типа, обеспечивающая безопасное управление стрелками и сигналами. Микропроцессорные системы повышают уровень безопасности, занимают значительно меньше площади, потребляют меньше электроэнергии, уменьшают объем строительно-монтажных работ и снижают эксплуатационные расходы.

Наряду с созданием практически необслуживаемых устройств железнодорожной АТ разрабатывается малообслуживаемое оборудование низовой автоматики. Это новые светофоры со светодиодными оптическими системами, стрелочные винтовые электроприводы и другое напольное оборудование. Его внедрение позволит обеспечить повышение уровня безопасности движения, снизить затраты при производстве и эксплуатации, а также улучшить условия труда обслуживающего персонала.

Целью данной дипломной работы является определение приоритетных путей дальнейшего развития системы связи на железнодорожном транспорте в Республике Казахстан.

Задачами дипломной работы являются:

1. Изучение принципов организации электросвязи на железных дорогах;

2. Проанализировать перспективы использования современных средств связи;

3. Изучить имеющиеся линии связи;

4. Разработать мероприятия по обеспечению безопасности движения поездов при обслуживании устройств электрической централизации;

5. Рассмотреть экономические перспективы развития новых видов связи и телекоммуникаций;

6. Рассчитать оценку экономического эффекта от внедрения проекта.

Внедрение современных многофункциональных и высокопроизводительных измерительных систем и мобильных комплексов (МИКАР) позволит автоматизировать многие технологические операции и, как следствие, сократить трудозатраты.


1 Принципы организации электросвязи на железнодорожном транспорте

На железнодорожном транспорте основными средствами связи являются проводная телеграфная и телефонная связь и радиосвязь.

Структурная схема организации связи приведена на рис. 1.1.

Рисунок 1.1. Структурная схема организации связи

Канал передачи информации состоит из передатчика сигналов, тракта электрической связи, по которому передаются сигналы, и приемника сигналов. Основное назначение передатчика это преобразование сообщения в электрические сигналы. Передатчиком может быть микрофон, телеграфный аппарат, компьютер и т. п. Приемник сигналов, в качестве которого может использоваться телефон, телеграфный аппарат, компьютер и т. п., преобразует электрический сигнал в сообщение. На тракт электросвязи воздействует помеха, поступающая от источника помех (соседних цепей связи, атмосферных помех, внутренних помех и др.) и искажающая передаваемый сигнал. Для ослабления действия помех принимают специальные защитные меры.[1]

Системы связи, используемые на железнодорожном транспорте, можно классифицировать по трем основным признакам: назначению, форме передаваемого сообщения и району действия (табл.1.1).

По назначению системы связи разделяются на общеслужебную и технологическую. Общеслужебная связь предназначена для передачи служебных сообщений работниками железнодорожного транспорта и является связью общего пользования. Технологическая связь служит средством управления технологическим процессом на станциях, участках и всей сети железных дорог. Как правило, отдельные виды технологической связи (диспетчерская, станционная, дорожная распорядительная и др.) находятся в ведении соответствующих руководителей: диспетчеров, дежурных по станциям, операторов и др., которые с помощью средств связи управляют работой подчиненных им лиц.

Таблица 1.1

Классификация систем связи

По назначению

По форме передаваемого
сообщения

По району действия

Общеслужебная

Технологическая

Телефонная

Телеграфная

Передача данных

Телевидение

Факсимильная

Магистральная

Дорожная

Отделенческая

Станционная

По форме передаваемого сообщения можно выделить следующие виды связи: телефонную (речь), телеграфную (текст), передачу данных в вычислительный центр, телевидение и факсимильную (фототелеграфную).

Электрические сигналы, отображающие передаваемые сообщения и возникающие в передатчике, имеют непрерывный или дискретный характер. Непрерывные (аналоговые) сигналы образуются при передаче речи, неподвижных и подвижных изображений и непрерывны во времени. По форме они подобны исходным сообщениям (например, звуковым колебаниям речи). Дискретные сигналы имеют вид импульсов и характерны для передачи данных в ВЦ, телеграфных сообщений, команд в системах телеуправления и телеизмерений.

Различные виды связи на железнодорожном  транспорте по району действия разделяются на четыре основные группы: магистральные, дорожные, отделенческие, станционные (рис. 1.2).

Для их организации применяют сети связи, представляющие собой совокупность оконечной аппаратуры и линейных сооружений. Магистральные связи организуются между руководством АО «НК «КТЖ» и управлениями железных дорог, а также между управлениями смежных железных дорог.

К ним относятся телефонная и телеграфная связи общего пользования, оперативная распорядительная связь управлений АО «НК «КТЖ» с дорогами, связь между главным ВЦ  и  ВЦ дорог, а также связь между главным диспетчерским центром  АО «НК «КТЖ» (ГДЦ) и дорожными диспетчерскими центрами (ДДЦ).

Дорожные связи организуются в пределах каждой дороги и соединяют управление дороги с отделениями  и крупными железнодорожными станциями, а также эти станции между собой.  К ним относятся телефонная и телеграфная связь общего пользования, оперативная распорядительная связь служб дороги с подразделениями, а также связь для передачи данных в ВЦ дороги. Отделенческие связи предназначены для оперативного управления перевозочным процессом, грузовой и коммерческой работой станций, а также для общеслужебной связи работников между собой[2].

Железные дороги оснащены следующими видами отделенческой связи: телефонной и телеграфной связью общего пользования, различными видами оперативной технологической связи (поездная диспетчерская, вагонная диспетчерская, линейно-путевая, билетная диспетчерская и др.), связью передачи данных в информационный ВЦ.

Станционные связи организуются в пределах железнодорожной станции и подразделяются на местную общеслужебную и оперативно-технологическую.

1.1 Классификация линий связи

Линия связи   это совокупность устройств, образующих направляющую систему для передачи сигналов.

Линии связи можно классифицировать по используемой среде распространения сигнала[3].

1. Радиолинии (среда распространения сигнала открытое пространство).

2. Проводные линии – воздушные  и кабельные линии связи (среда распространения сигнала – металлический провод).

3. Волоконно-оптические линии (среда распространения сигнала – кварцевый волоконный световод).

Радиолинии подразделяются :

на радиолинии (РЛ), в которых используют следующие диапазоны радиоволн: длинные волны (ДВ), средние волны (СВ), короткие волны (КВ), ультракороткие волны (УКВ);

 радиорелейные линии (РРЛ) используют  УКВ диапазон;

 спутниковые линии (СЛ) используют  УКВ диапазон.

Частота сигналов в соответствующих диапазонах составляет:

  •  ДВ (103105 Гц);
  •  СВ (105106 Гц);
  •  КВ (106107 Гц);
  •  УКВ (1081012 Гц).

На железнодорожном транспорте все современные средства радиосвязи можно отнести к трем группам:

низовой технологической радиосвязи (поездная, станционная, ремонтно-оперативная, КВ и УКВ диапазон);

дорожной и отделенческой радиосвязи (радиорелейные линии, УКВ диапазон);

магистральной радиосвязи (КВ диапазон).

Для организации спутниковых линий связи используют искусственные спутники земли (ИСЗ).

В проводных линиях связи для передачи электрических сигналов применяют металлические проводники:

1) воздушные линии связи (ВЛС) (стальные, медные, биметаллические неизолированные провода) подвешиваются на деревянных или железобетонных опорах при помощи арматуры (изоляторы, крюки, траверсы);

2) кабельные линии связи (КЛС) (медь, алюминий, жилы изолированы друг от друга и от земли и заключены в общую защитную оболочку) прокладываются при помощи кабельной арматуры и кабельных сооружений.

Для передачи  светового сигнала применяют волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). Среда распространения оптическое волокно (кварц). Позволяют организовать большое количество линий связи.

Воздушные линии связи по назначению подразделяются на три класса:

 I  магистральная сеть;

 II  дорожная и отделенческая сеть;

III местная (станционная) связь.

На работу ВЛС значительное влияние оказывают метеорологические и климатические условия района, интенсивность грозовой деятельности, линии электропередач и тяговая сеть электрических железных дорог. Из метеорологических факторов наибольшее влияние оказывают гололедные отложения, осадки и ветер[4].

В зависимости от интенсивности гололедных отложений на проводах различают четыре типа прочности:

О    облегченный (толщина стенки льда на проводе 5 мм);

Н    нормальный (толщина стенки льда на проводе 10 мм);

У    усиленный (толщина стенки льда на проводе  15 мм);

ОУ особо усиленный (толщина стенки льда на проводе  20 мм).

Кабельные линии связи по назначению различают магистральные и  местной связи.

В зависимости от способа прокладки они подразделяются на подземные, подводные, воздушные; от конструкции: симметричные (рис. 1.3, а),                                              коаксиальные (рис. 1.3, б).

В симметричных кабелях двухпроводная цепь  состоит из двух одинаковых жил.

В коаксиальных кабелях такую цепь образуют полая цилиндрическая гибкая трубка из медной ленты и сплошной цилиндрический проводник, расположенный в центре этой трубки, из медной или биметаллической  проволоки[5].

Кабель состоит из проводников и изоляции.

Проводники (жилы) изготовляются из  медной проволоки для местных сетей d = = 0,4 0,7 мм, для магистральных сетей    d = 0,8 1,2 мм.

Токопроводящие жилы кабелей должны обладать хорошей электропроводимостью, гибкостью и достаточной механической прочностью.

Изоляцию жил кабеля различают:

трубчатую (накладывается в виде спиральной трубки рис. 1.4, а);

кордельную (жила обвивается спиралью из корделя (жгута, рис. 1.4, б);

сплошную  (рис. 1.4, в).

Кабели многоканальной связи с полиэтиленовой и полистирольной изоляцией жил отличаются от кабелей с кордельно-бумажной изоляцией, тем что двухпроводные цепи этих кабелей имеют меньшую электрическую емкость и меньшие потери в диэлектрике, не зависящие от частоты тока, передаваемого по этим цепям. Эти преимущества делают выгодным применение таких кабелей при передаче по кабельным цепям токов высокой частоты в полосе до 252 кГц и более.

Отдельные изолированные кабельные жилы скручивают в повивы. Различают простую и сложную скрутку жил. В простой кабельной скрутке, применяемой в сигнально-блокировочных кабелях, повивы кабеля состоят из изолированных жил, предварительно скрученных в группы. Существует несколько способов свивания (скручивания) жил кабеля в группы, самым распространенным из которых являются парная скрутка (рис. 1.5, а) и четверочная (звездная) скрутка (рис. 1.5, б).

Общую скрутку кабеля заключают в защитную герметическую оболочку, предохраняющую кабель от проникновения в него влаги и защищающую скрутку кабеля от механических воздействий, при транспортировке, прокладке и эксплуатации. В качестве защитных оболочек применяют оболочки из алюминия, свинца, гофрированной стали, а также оболочки из пластмассы и металлопластмассы. По сравнению с пластмассовыми оболочками оболочки из свинца, и особенно из алюминия, защищают кабельные цепи от внешних электромагнитных влияний, т. е. являются экранами. Общий вид кабеля приведен на рис. 1.6.

1 – медная жила; 2 – кордель; 3 – изоляция; 4 – четверка; 5 – сигнальная жила; 6 – поясная изоляция; 7 – алюминиевая оболочка; 8 – полихлорвиниловая лента и подушка под броней; 9 – броня из двух стальных  лент; 10 – наружный покров

Рисунок 1.6. Конструкция магистрального кабеля

Типы кабелей:

  1.  магистральной связи

– МКПАБ (в маркировке кабеля буквы обозначают: МК магистральный кабель, П кордельно-трубчатая полиэтиленовая изоляция жил, А
с алюминиевой оболочкой, Б
бронированный двумя стальными лентами;

– МКБАБ (Б  кордельно-бумажная изоляция жил, остальные то же, что в МКПАБ).

Кабели марки МКПАБ изготовляют емкостью 4; 7 и 14 четверок;  в него так же входят сигнальные пары и контрольная жила. Сигнальные пары предназначены для передачи сигналов устройств железнодорожной автоматики. Контрольная жила имеет не сплошную, а прерывистую (прореженную) изоляцию. При нарушении герметичности кабеля и проникновении в него влаги, сигнал о повреждении поступает быстрее, что облегчает поиск неисправности;

  1.  местной связи ТГ, ТБ, ТБГ, ТК, ТПП. В маркировке кабеля буквы обозначают: Т телефонный, Г в свинцовой оболочке, Б в свинцовой оболочке, бронированный двумя стальными лентами с наружной обмоткой из кабельной пряжи, БГ в свинцовой оболочке, бронированный двумя стальными лентами с наружной обмоткой из вязкого компаунда или лака,
    К
    бронированный круглыми стальными оцинкованными проволоками с наружным слоем из кабельной пряжи, ПП с полиэтиленовой изоляцией в полиэтиленовой оболочке.

Кабели марки ТГ и ТПП прокладывают в телефонной канализации и в шахтах, ТБ в земле, ТБГ внутри помещений в каналах и туннелях, ТК в земле и под водой.

Волоконно-оптические линии связи.

Оптическим кабелем называется кабельное изделие, содержащее ряд оптических волокон, заключенных в общую оболочку, поверх которой в зависимости от условий эксплуатации может быть наложен защитный покров[6].

Основным элементом оптического кабеля является оптический волновод – круглый стержень из оптически прозрачного диэлектрика, структура которого обеспечивает распространение вдоль него световых сигналов. Оптические кабели по своему назначению могут быть разделены на четыре группы:

– междугородние;

– городские;

– объектовые;

– подводные.

В отдельную группу выделяют монтажные оптические кабели, обладающие следующими техническими особенностями.

1. Волокно изготовляется из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а поэтому недорого материала, в отличие от меди.

2. Оптические волокна имеют диаметр около 100 мкм, т. е. очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в кабельной технике.

3. Стекловолокна не являются металлом, поэтому при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов. Применяя особо прочный пластик, на кабельных заводах изготовляют самонесущие подвесные кабели, не содержащие металла, и тем самым безопасные в электрическом отношении. Такие кабели можно монтировать, например, на опорах контактной сети, экономя значительные средства на прокладку кабеля и организацию переходов через реки и другие преграды.

4. Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным полям, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа.

5. Важным свойством оптического волокна является долговечность. Время жизни волокна превышает 25 лет. что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены передатчиков и приемников на более быстродействующие.

Эффективность применения тех или иных линий связи во многом зависит от потребного количества каналов. Известно, что с увеличением числа каналов стоимость 1 канала на 1 км линии связи снижается.

Самой дешевой является связь по световоду и волноводу, затем –
коаксиальный кабель, и наконец, самой дорогой является связь по воздушным линиям. Оптические кабели целесообразно применять при потребности в 1000 и более каналов.

Оптические волокна можно разделить на следующие типы: кварцевые, кварцполимерные и полимерные.

Кварцевые оптические волокна изготовляются из высокочистого кварцевого стекла (сердечник и светоотражающая оболочка) и применяются для систем дальней, внутри- и межобъектовой связи.

Кварц-полимерные оптические волокна изготовляются с кварцевым сердечником и полимерной светоотражающей оболочкой и предназначены для систем внутри- и межобъектовой связи.

Полимерные оптические волокна изготовляются из полимерных материалов, имеющих высокие оптические свойства, и используются для некоторых систем внутриобъектовой связи, подсветки, декоративного оформления  и в медицине[7].

В широко используемых в настоящее время симметричных и коаксиальных кабелях энергия передается токами проводимости по двухпроводной схеме с применением прямого и обратного проводников цепи. В световодах, волноводах, оптических волокнах нет двух проводников, и передача энергии происходит волноводным методом по закону многократного отражения волны от границы раздела сред (на основе токов смещения Iсм, а не Iпр, рисунок 1.7).

Для передачи по световоду используется явление полного внутреннего отражения на границе раздела двух диэлектрических сред, поэтому необходимо, чтобы n1 > n2 (n1 показатель преломления оболочки, n2  сердцевины).

Конструкция волоконно-оптического кабеля приведена на рисунке 1.8.

Для связи по световодам  используются  видимые лучи  (0,4…0,75 мкм) и ближний диапазон инфракрасных лучей (0,85; 1,3; 1,55…6 мкм). При этом возможна передача большого числа различных типов волн – мод (m). Исходя из двойственной природы света (лучевой и волновой)  различным типам   волн – модам соответствует различное число лучей. Одномодовой передаче соответствует один луч (рис. 1.9, а), а многомодовой, например – три (рис. 1.9, б).

Одномодовый режим возможен при d, < d, где d – диаметр световода.

Достоинства одномодовых систем:

– малая дисперсия (искажение сигналов);

– большая пропускная способность;

– большая дальность передачи;

– нет модовых искажений (в многомодовых – различные лучи (моды) идут  в световоде под различными углами, проходят различный путь и к концу приходят в различные отрезки времени).

Принципиальная схема ВОЛС приведена на рис. 1.10.

Электрический сигнал (ЭС) после преобразователя кода (ПК) модулирует оптическую несущую в элекрооптическом преобразователе (ЭОП), т. е. от амплитуды электрического сигнала зависит мощность излучения. Далее оптический сигнал (ОС) через согласующее устройство (СУ), позволяющее эффективно ввести оптическое излучение в волокно, передается по оптическому кабелю. В процессе передачи сигнал претерпевает затухание и влияние помех, для восстановления сигнала используются линейные регенераторы (ЛР). На приемной стороне осуществляются обратные преобразования оптического сигнала в электрический с помощью оптоэлектронного преобразователя (ОЭП).

Оптические системы передачи являются цифровыми, так как передача аналоговых сигналов требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах. Особенностью оптических цифровых систем является то, что передача ведется только однополярными импульсами электрического сигнала, модулирующего оптическую несущую. Это объясняется тем, что модулируется не амплитуда, а мощность оптического излучения[8].

1.2 Перспективы использования современных средств связи на железнодорожном транспорте

Сеть связи железнодорожного транспорта делится на первичную и вторичную сети связи МТиК РК. Структура первичной сети связи соответствует иерархии управления отраслью и включает в себя четыре уровня:

магистральный;

дорожный;

отделенческий;

местный.

Максимальная протяженность линейного тракта:

● магистральной первичной сети    12500 км;

● дорожной первичной сети  1500 км;

● отделенческой 500 км;

● местной не более 10 км.

Принципы построения современной первичной сети:

  •  должна быть цифровой на всех уровнях;
  •  должна быть организована только на основе стандартных цифровых каналов и трактов;
  •  должна строиться так, чтобы ее можно было использовать для вторичных сетей;
  •  должна содержать систему управления для обеспечения высокой надежности и качества;
  •  должна обеспечивать возможность увеличения пропускной способности в процессе развития новых услуг для пользователей вторичных сетей  (например, в сети ОТС: видеосвязь, видеоконференции, промышленное телевидение, связь компьютерных сетей в реальном масштабе времени).

На магистральном, дорожном и отделенческом уровнях целесообразно использование цифровых систем передачи (ЦСП) синхронной цифровой иерархии (СЦИ), так как это позволит создать качественно новую сеть, оптимальную по структуре, управлению и возможностям дальнейшего развития.

Местные сети удобнее развивать на базе систем плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ) на волоконно-оптических и существующих кабельных линиях передачи, используя стратегию "замещения" аналоговых систем передачи на цифровые.

Основой первичных сетей связи являются направляющие системы, по которым организуются тракты цифровых систем передачи. В качестве таких трактов возможно использование оптических кабелей связи, пар симметричных кабелей и стволов радиорелейных линий. В качестве основного вида направляющей системы при новом строительстве и увеличении пропускной способности действующей системы используется волоконно-оптический кабель (ВОК), обладающий хорошей помехозащищенностью, высокой пропускной способностью и допускающий различные варианты подвески и прокладки в зависимости от условий эксплуатации.

При  построении вторичных сетей связи необходимо решить следующее:

  •  снизить стоимость мультиплексоров STM за счет использования их в местах наибольшей концентрации нагрузки;
  •  обеспечить совместимость  новых технологий с традиционными на действующих участках;
  •  объединить существующее многообразие видов ОТС путем создания цифровой интегральной сети связи.

1.3 Цифровые системы и технические средства оперативно-технологической связи

Оперативно-технологическая связь является одним из важных средств связи, предназначенных для оперативного управления работой железнодорожного транспорта и обеспечения безопасности движения. Необходимость пересмотра принципов организации и технической реализации системы ОТС вызвана совершенствованием структуры управления работой железнодорожного транспорта, созданием современной сети цифровой связи с использованием волоконно-оптических линий связи и других новейших достижений  в области техники связи, а также необходимостью замены морально и технически устаревших аппаратных средств ОТС.

Транспортные магистрали строят с использованием цифровых систем передачи синхронной иерархии (SDH) – STM-4 (622 Мбит/с), STM-16 (2,5 Гбит/с), STM-64 (10 Гбит/с), мультиплексоры которых размещают в дорожных, отделенческих и других крупных узлах связи. На дорожном уровне внедряются мультиплексоры STM-1 (155 Мбит/с) и третичные системы передачи плезиохронной иерархии (PDH), работающие со скоростью 34 Мбит/с.

Система ОТС действует независимо от других видов связи и представляет собой ведомственную сеть, не имеющую выхода в сеть общего пользования[9].

В цифровых сетях для организации групповых каналов ОТС можно использовать один первичный цифровой канал (ПЦК) 2,048 Мбит/с (поток Е1 содержит 32 канала ОЦК), где для каждого канала связи используется один основной цифровой канал (ОЦК) 64 кбит/с, к которому подключаются все абоненты диспетчерского круга в режиме конференц-связи. В условиях линейной топологии размещения абонентов в один канал избирательной связи можно подключить до 250 абонентов диспетчерского участка.

Как правило, количество каналов ОЦК, необходимых для организации всех диспетчерских связей на участке, соответствует количеству диспетчеров (6–12) и количеству каналов поездной радиосвязи (1 или 2), что позволяет для всех абонентов участка использовать один канал ПЦК. Остальные каналы можно использовать для передачи данных, организации прямых и транзитных каналов ТЧ.

Формирование и выделение групповых каналов, выделение каналов передачи данных, каналов ТЧ и поездной радиосвязи осуществляется на каждой станции с помощью специализированного мультиплексора.

Сеть ОТС содержит диспетчерские участки, удаленные в общем случае на сотни километров от диспетчера. В цифровой сети абоненты удаленных диспетчерских кругов «подтягиваются» к диспетчерам с помощью отдельных ПЦК кольца «верхнего» уровня (рис. 1.11), выделенных в системах более высокой иерархии (STM-1 – STM-4 и др.).

В аналоговой сети «подтягивание» каждого круга осуществляется с помощью каналов ТЧ (рис. 1.12) аналоговых систем передачи.

Для повышения надежности работы сети связи цепь последовательно включенных станций участка организована в режиме кольца (кольцевая структура), при построении которого может использоваться канал ПЦК в системе более высокой иерархии (STM-1 – STM-4). Кольцевая структура цифровых сетей ОТС предполагает организацию основной и защитной цепей кольца в разных кабелях ВОЛС.

Одним из важнейших требований, реализуемых в аппаратуре ОТС, является обеспечение работы в цифроаналоговой сети, которая состоит из участков цифровой сети, сопрягаемых с аналоговыми линиями, являющихся продолжением цифровых участков или ответвлением от них.

Все виды станционной ОТС организуются на базе специального цифрового оборудования (рис. 1.13), представляющего собой автоматическую телефонную станцию, содержащую средства управления и коммутации, устройства формирования и выделения групповых каналов из ПЦК линейного тракта, аналоговые и цифровые линейные комплекты (ЛК) для подключения всех типов абонентских линий системы ОТС.

Соединения между подключенными абонентами (линиями) устанавливаются в цифровом коммутационном устройстве. Количество модулей линейных окончаний каждого типа определяется для конкретного объекта в соответствии с проектом. В качестве пультов диспетчеров, дежурных по станциям и других руководителей используются цифровые телефоны ISDN, сопрягающиеся с коммутационной станцией по каналу 2B+D.

Аппаратура ОТС используется также для организации радиосвязи поездного диспетчера с машинистами поездных локомотивов. Поездная радиосвязь построена по радиопроводному принципу, при котором к линейному каналу связи диспетчерского участка ПРС подключаются стационарные радиостанции, устанавливаемые на каждой станции, и переговорные устройства диспетчера распорядительной станции. Предполагается два варианта взаимодействия стационарных радиостанций и распорядительной станции поездной радиосвязи.

Первый подразумевает использование штатных тональных сигналов, передаваемых в речевом тракте линейного канала, второй – общего канала сигнализации (ОКС). Для организации ПРС с использованием ОКС в аппаратуре ОТС предусмотрены специальные интерфейсы (ЛК), обеспечивающие сопряжение разговорных трактов радиостанций с цифровым каналом В и двухстороннее преобразование цифровой сигнализации (сигналов взаимодействия радиостанций с распорядительной станцией), передаваемой по каналу ОКС, в аналоговую[10].

В аппаратуре ОТС предусмотрены следующие возможности:

  •  сопряжение со стационарным оборудованием радиосвязи, работающим по стандарту DECT;
  •  выход в сеть IP-телефонии;
  •  использование для отдельных видов ОТС коммутируемых каналов.

Для обеспечения высокой надежности в коммутационной станции имеется два управляющих микропроцессорных модуля (основной и резервный), в каждом из которых установлены версии программного обеспечения и конфигурационные данные. Управляющий модуль обрабатывает сигнализацию, коммутирует и управляет полупостоянными данными конфигурации. Резервный модуль управления находится в ведомом режиме, постоянно сверяет поступающие на него данные с основным, и, в случае обнаружения расхождения, корректирует их. При выходе из строя основного модуля управление аппаратурой переходит на резервный модуль.

Конструктивно аппаратура ОТС представляет собой один или два блочных каркаса 19-дюймового стандарта, укомплектованных сменными модулями. Блочные каркасы устанавливаются в закрытом шкафу, в котором, как правило, размещается оборудование системы передачи технологического сегмента, первичный мультиплексор СПД-ОТН, кросс и источник бесперебойного электропитания. В состав аппаратуры распорядительной станции единого диспетчерского центра управления (ЕДЦУ) входят также устройства      аварийного     переключения     с     основного    на   резервное

коммутационное оборудование каналов ПЦК и диспетчерских пультов. Аппаратура устанавливается в линейно-аппаратных залах и на железнодорожных станциях и не требует специально приспособленных помещений. Пульты диспетчеров, дежурных по станциям и других руководителей выполнены на блоке цифровых телефонов, установленных на соответствующих местах. Разработчиками аппаратуры ОТС для российских железных дорог являются:

  •  ОАО «Морион» (мультиплексоры ТЛС-31 и ВТК-12);
  •  ООО «ИНТЕЛТЕХ» (коммутационная станция КТ-300);
  •  ЗАО «Информтехника и связь» («МиниКом DX-500.ЖТ»);
  •  ООО «ИНТЕЛСЕТТ» (специализированная АТСЦ ДСС, состоящая из аппаратуры передачи, например, мультиплексора ВТК-12 и коммутационной станции типа КХ-30Т, КХ-300Т или СК-331Д);
  •  завод «ЭЗАН» и компания «СИТЕС» (цифровая система «Обь-128Ц»);
  •   ООО «КАПШ–НИИЖА тел» (специализированная АТСЦ KS 2000R);
  •  ВНИИАС (ОТС-ЦМ, изготовляемая для малых железнодорожных станций);
  •  «Интелэлектроника» (мультиплексоры ЦСП-32 ВОЛС-Т);
  •  компания «Микчел-ТСК» (система «ДиСтанция»);
  •  предприятие «КОНТСВЯЗЬ» по заданию ВНИИУП (блок линейный многофункциональный для технологической связи БЛМ-ТС).

В зависимости от используемого оборудования ОТС применяется децентрализованный и централизованный варианты построения сети связи ЕДЦУ. При децентрализованном варианте, организуемом на оборудовании «МиниКом DX-500.ЖТ», DCC, КСМ-400, в коммутируемой сети поддерживается сигнализация EDSS-1. При централизованном варианте, организуемом на оборудовании «Обь-128Ц», сигнальные сообщения (избирательный вызов, сигналы «прямого» и «обратного» управления) передаются в общем канале сигнализации, организованном в 16-канальном интервале.

Аппаратура KS 2000R.

ООО «КАПШ НИИЖА тел» занимается производством в СНГ цифровой аппаратуры оперативно-технологической связи и оказанием железным дорогам услуг в переоборудовании, модернизации и развитии сетей и систем оперативно-технологической связи на базе цифровой аппаратуры связи[11].

Фирма предлагает адаптированное к системе ОТС железных дорог России и СНГ оборудование KS 2000R, которое представляет собой модификацию аппаратуры KS 2000 австрийской фирмы «КАПШ АГ». Аппаратура KS 2000R может работать как распорядительная станция отделенческой оперативно-технологической связи и поездной радиосвязи или исполнительная станция проводной связи, выполняющая одновременно функции коммутатора станционной оперативно-технологической проводной связи и двусторонней парковой связи. Она совместима с существующей системой ОТС российских железных дорог и может использоваться вместо аппаратуры КАСС, КТС, РСДТ при организации следующих видов связи:

  •  отделенческой оперативно-технологической проводной диспетчерской, постанционной, линейно-путевой, межстанционной и перегонной;
  •  станционной оперативно-технологической проводной (станционной распорядительной телефонной, стрелочной, двусторонней парковой и громкоговорящего оповещения);
  •  дорожной распорядительной;
  •  поездной радиосвязи;
  •  передачи данных;
  •  связи совещаний.

KS 2000R содержит следующие основные устройства:

  •  коммутационную станцию;
  •  устройства сопряжения с аналоговыми и цифровыми каналами разного назначения;
  •  специализированный мультиплексор УС2048, ВТК-12 или ОГМ-30Е.

В состав KS 2000R входят пульты руководителей ПР-30, ДПР-Р (дополнительный) и приборы рабочего места (ПРМ) обслуживающего персонала. Общее количество пультов одной коммутационной станции может достигать 40. Пульты ПР-30 подключаются к коммутационной станции по двухпроводной линии с использованием цифрового канала 2B+D. Пульт ПСУ-А и телефонный аппарат с номеронабирателем подключают к аппаратуре двухпроводной аналоговой линией. Пульт ПР-30 выпускается в виде настольной конструкции, имеет лицевую панель на 30 абонентских кнопок, встроенный дисплей, микротелефонную трубку и переговорные приборы громкоговорящей связи. У диспетчера используют пульт ПР-30 совместно с дополнительным пультом ДРП-Р.

В режиме «распорядительной станции» аппаратура KS 2000R выполняет:

  •  прием и посылку вызова по каждой из подключенных к коммутационной станции линий;
  •  посылку избирательного вызова по линиям диспетчерской, постанционной и линейно-путевой связи;
  •  посылку сигналов избирательного подключения стационарных радиостанций поездной радиосвязи, вызов машиниста, ДСП и руководителя ремонтного подразделения;
  •  прием вызова от машиниста, ДСП и руководителя ремонтного подразделения;
  •  прием вызова голосом по линии диспетчерской связи;
  •  прием вызова 1600 Гц;
  •  посылку вызова на любой пульт руководителя (ПР), подключенный к коммутационной станции;
  •  ведение переговоров в симплексном и дуплексном режимах с помощью телефонного или громкоговорящего переговорного устройства;
  •  прием сигналов избирательного вызова по линии ДГП.

В режиме «исполнительной станции» аппаратура KS 2000R выполняет:

  •  прием и посылку вызова по каждой из подключенных к коммутационной станции линий;
  •  прием сигналов избирательного вызова по линиям диспетчерской, постанционной и линейно-путевой связи;
  •  ведение переговоров в симплексном и дуплексном режимах с помощью телефонного или громкоговорящего переговорного устройства по каждой из подключенных линий;
  •  возможность подключения линии ПГС к линии диспетчерской связи;
  •  передачу громкоговорящего оповещения по каждой отдельно или по всем одновременно линиям, выход на которые запрограммирован для данного пульта ПР-30 или ПСУ-Ц;
  •  прием вызова голосом и переговоры по линиям парковых переговорных устройств;
  •  прием вызова от абонентов ЖАТС (ГАТС) набором соответствующего номера и переговоры в дуплексном режиме;
  •  посылку вызова на любой другой пульт ПР, подключенный к коммутационной станции;
  •  посылку избирательного вызова по линии охраняемых переездов (или на соседнюю станцию).

Предусмотрено автоматическое и ручное переключение коммутационной станции полностью или частично на резервное оборудование, представляющее собой аналогичную станцию или индивидуальное оборудование для отдельных линий.

В аппаратуре KS 2000R предусмотрены два типа линейных комплектов – LS и SLS. Комплект LS программируется для работы в режимах [10]:

  •  ЛК-ПТЦБ – двухпроводное подключение прямого телефона ЦБ;
  •  ЛК-ПТМ – двухпроводное подключение телефона МБ или линии межстанционной связи (МЖС);
  •  ЛК-ПТЦБ-У – двухпроводное подключение прямого телефона ЦБ или линии перегонной связи (ПГС) с возможностью трансляции сигнала управления полудуплексным режимом переговоров, поступающего от телефонного аппарата при нажатии тангенты;
  •  ЛК-ПТН – двухпроводное подключение телефона ЦБ с номеронабирателем, пульта ПСУ-А. Режим ЛК-ПТН обеспечивает также трансляцию сигнала управления полудуплексным режимом переговоров;
  •  ЛК-АТС – подключение к автоматической телефонной станции в качестве абонента.

Комплект SLS (ЛК-ИС4) используется в аппаратуре KS 2000R в качестве устройства сопряжения с аналоговыми линиями избирательной диспетчерской связи. ЛК-ИС4 обеспечивает:

  •  четырехпроводное согласованное подключение к каналу ТЧ;
  •  прием и формирование сигналов избирательного вызова;
  •  формирование сигналов избирательного подключения радиостанции ЖРУ, РС6, РС46М и посылки вызова машинисту, ДСП и ремонтным подразделениям;
  •  прием сигналов контроля подключения стационарных радиостанций и вызова от подвижных объектов.

Регламент работы аппаратуры KS 2000R устанавливается оперативно для конкретного объекта вводом соответствующих данных, определяющих:

  •  разрешенные и запрещенные соединения в соответствии с требованиями руководящих документов (ПТЭ и ВНТП и др.);
  •  принадлежность кнопок на пультах соответствующим линейным комплектам;
  •  иерархию руководителей;
  •  режим работы;
  •  электрические параметры тракта передачи и приема линейных комплектов и др.

Электропитание коммутационной станции осуществляется от источника постоянного тока напряжением 24 или 48 В. Электропитание пультов руководителей и приборов рабочего места обслуживающего персонала производится от источника постоянного тока напряжением 48 В[12].

Ток, потребляемый коммутационной станцией от источника 24 В, составляет от 8 до 35 А, а от источника 48 В – от 5 до 16 А в зависимости от комплектации аппаратуры.

Пульты руководителей ПР-30, ДПР-Р рассчитаны на электропитание от источника постоянного тока напряжением от 38,4 до 57,6 В.

Аппаратура «Обь-128Ц».

Цифровая коммутационная система «Обь-128Ц» предназначена для организации ОТС на российских железных дорогах в цифровых и цифро-аналоговых сетях и рассчитана для работы в качестве:

  •  распорядительной станции отделенческой проводной ОТС;
  •  распорядительной станции ПРС;
  •  исполнительной станции отделенческой проводной связи, являющейся одновременно коммутатором станционной распорядительной, стрелочной и громкоговорящей парковой связи.

Предусмотрена возможность использования данной аппаратуры одновременно в режиме распорядительной и исполнительной станции.

Комплекс предназначен для организации всех видов отделенческой избирательной телефонной проводной и беспроводной (радиопроводной) связи, станционной ОТС, а также каналов общетехнологической телефонной связи (ОбТС) и цифровых каналов передачи данных оперативно-технологического и общетехнологического назначения.

Для работы аппаратуры в аналоговой сети могут быть использованы телефонные каналы любых аналоговых систем передачи и физические кабельные линии. В цифровой сети для организации отделенческой ОТС должны использоваться два ПЦК  2048 кбит/с, организованные по волоконно-оптическому кабелю либо по симметричному кабелю с медными жилами.

Комплекс аппаратуры «Обь-128Ц» имеет двухуровневую структуру коммуникаций (рис. 1.14). Функции первого уровня выполняет контроллер группового канала ССПС-128, к которому подключают различных абонентов, в том числе и существующее аналоговое оборудование. Контроллер обеспечивает формирование групповых каналов в линейном цифровом потоке Е1.

ССПС-128 выполняет функции:

  •  контроллера групповых каналов;
  •  управляющего устройства, взаимодействующего с цифровой системой передачи;
  •  коммутационного и каналообразующего оборудования с выделением ПЦК, ОЦК, каналов ПДИ;
  •  устройства управления голосом (УУГ) для обеспечения приоритета диспетчера в групповом канале;
  •  коммутационной станции для обеспечения выхода абонентов в групповой канал;
  •  подключения:

● 4-проводных каналов ТЧ;

● 2-проводных аналоговых ответвлений от цифровой сети;

● 2-проводных окончаний для подключения линий МЖС и ПГС;

● радиостанций.

Второй уровень – это коммутационное оборудование, в качестве которого используют мультимедийные АТС «NEAX 7400 ICS», «М 100МХ». В задачу второго уровня входит обеспечение функционирования цифровых пультов и других абонентов ОТС, а также их взаимодействие со вторым уровнем. Коммутационная станция содержит оборудование для подключения:

  •  цифровых пультов;
  •  телефонных аппаратов ЦБ с тональным и импульсным набором;
  •  прямых телефонных аппаратов.

Таким образом, логическая структура сети ОТС, созданной на базе оборудования «Обь-128Ц», образована двумя кольцами: контроллерами ССПС-128, соединенными каналами ISDN, и станциями «М 100МХ», соединенными каналами ОКС №7. При этом контроллеры и станции попарно соединены.

В качестве каналов магистральной коммутации может использоваться сеть SDH, доступ в которую обеспечивается по потокам 2,048 Мбит/с.

Сигнализация ISDN используется для обмена информацией между контроллерами ССПС-128, а также между ними и цифровыми станциями. Сигнализация ОКС №7 обеспечивает обмен данными между цифровыми станциями.

Система управления. Система мониторинга и управления оборудованием ОТС представляет собой два пользовательских уровня: в одном из них осуществляется постоянный мониторинг оборудования, в другом можно использовать полное или частичное управление и тестирование оборудования.

Разработаны следующие структуры рабочих мест, соответствующие требованиям, предъявляемым ВНИИУП к системам мониторинга и администрирования:

  •  РМ-1 – локальная;
  •  РМ-2 – для зонального центра технического обслуживания (ЦТО);
  •  РМ-3 – для регионального центра технического управления (ЦТУ).

Их основные функции:

● управление оборудованием, его диагностика и мониторинг;

● обеспечение информационной безопасности сети обслуживаемого участка;

● протоколирование состояния оборудования и действий операторов.

Однако каждое рабочее место имеет свои особенности в зависимости от его назначения и решаемых задач[13].

Для выполнения системой функций управления и мониторинга на рабочих местах РМ-2 и РМ-3 используются аппаратно-программные комплексы «Обь-128Ц-РМ-2-0» и «Обь-128Ц-РМ-3-0», которые по каналам передачи данных принимают информацию и, используя программу контроля НР Open View, обрабатывают её. Данная программа работает в операционной среде Windows NT или UNIX и позволяет контролировать до 3000 сетевых элементов. Программа универсальна и может быть использована для контроля любого оборудования, имеющего SNMP-агента. Последний представляет собой ряд программ, установленных на станции специального исполнения «Обь-128СУМ» [11].

Количество рабочих мест РМ-2 и РМ-3 в каждой точке может быть расширено за счет аппаратно-программных комплексов «Обь-128Ц-РМ-2-Д» и «Обь-128Ц-РМ-3-Д».

К основным достоинствам данной системы относятся:

  •  централизованное управление;
  •  использование стандартного программного продукта мирового уровня – НР Open View;
  •  возможность контроля оборудования различных производителей одним программным продуктом, что особенно важно для ЦТУ.

Цифровые пульты. В системе ОТС «Обь-128Ц» пульты ДСП и операторов ДСП реализованы на базе оконечного абонентского цифрового устройства DTP-32-D, которое имеет 24 функционально-программируемые кнопки и восемь кнопок прямого вызова абонентов. В случае необходимости количество кнопок прямого вызова может быть увеличено до 90 за счет установки дополнительной цифровой консоли DCU-60-1.

Пульты диспетчеров реализуются на базе оконечных абонентских устройств DTP-16-D (16 кнопок), DTP-32-D (32 кнопки), DCU-60-1 в зависимости от потребности в количестве абонентов прямого вызова. Пульты ДСП, ДНЦ и операторов ДСП могут управляться голосом и позволяют организовать громкоговорящую связь. Они могут быть оборудованы вынесенным динамиком, микрофоном, педалью.

Интерфейсы. Для взаимодействия с существующим оборудованием система «Обь-128Ц»  имеет следующие интерфейсы:

  •  ИС2/8 – двухпроводный комплект высокоомного подключения;
  •  ПГС – двухпроводный комплект перегонной связи с возможностью набора как импульсным, так и тональным (DTMF) способом;
  •  ИС4 – комплект для подключения четырехпроводных каналов ТЧ;
  •  КУН2/8 – двухпроводный универсальный комплект;
  •  LCC комплект двухпроводных линий ЦБ;
  •  COT – комплект двухпроводных линий МБ.

Аппаратура «МиниКом DX-500.ЖТ».

Станция «МиниКом DX-500.ЖТ» разработана в 1998 г. специально для железных дорог при тесном взаимодействии ВНИИУП и в соответствии с основными техническими требованиями «Системы оперативно-технологической связи железных дорог» и ОСТ 32.145-2000 «Система оперативно-технологической связи железных дорог СНГ». Конструкторы системы создавали её как единую цифровую платформу для ОбТС и ОТС связи железных дорог СНГ. Особое внимание при её разработке было обращено на её совместимость с действующими на железных дорогах каналами и аппаратурой, алгоритмами и процедурами диспетчерского управления; возможность поэтапной модернизации сети связи; ремонтопригодность и резервирование; качество связи[14].

«МиниКом DX-500.ЖТ» – это полностью цифровая коммутационная система емкостью от 32 до 4096 портов и 48 ИКМ-трактов (по 2048 кбит/с). Каждый её модуль – 128 портов или четыре ИКМ-тракта – обслуживаются независимым процессором. При наличии цифровых трактов или ВОЛС имеется возможность пространственного разнесения модулей станции на значительное расстояние.

В аппаратуре «МиниКом DX-500.ЖТ» отсутствует явно выраженное разделение на устройства формирования групповых каналов и коммутационные устройства.

В зависимости от групповой скорости в цифровом тракте к нему может быть подключено до 30 станций «МиниКом DX-500.ЖТ».

Система может использоваться на отделенческом и магистральном уровнях в качестве распорядительной, исполнительно-распорядительной и исполнительной станций отделенческой проводной ОТС и поездной радиосвязи. Одновременно она может выполнять функции коммутатора станционной оперативной и двухсторонней парковой связи. Между собой станции объединяются цифровыми потоками Е1.

«МиниКом DX.500-ЖТ» может использоваться:

  •  в цифровых сетях с интеграцией служб (ISDN);
  •  для сопряжения с оборудованием абонентского радиодоступа в стандарте DECT;
  •  для сопряжения с транкинговыми радиосистемами;
  •  для мультиплексирования цифровых потоков 2048 кбит/с (34 Мбит/с);
  •  для коммутации отдельных ОЦК;
  •  для передачи данных.

Система технического обслуживания построена на общепризнанных международных стандартах (технология TMN).

Пользователям предоставляются не только услуги телефонии, но и беспроводной доступ, передача данных и видеоинформации. Станция обеспечивает следующие виды связи:

  •  связь совещаний;
  •  передачу данных систем телемеханики и телесигнализации;
  •  дорожную распорядительную;
  •  станционную распорядительную и парковую;
  •  перегонную;
  •  межстанционную;
  •  отделенческие (ПДС, ЭДС, ПС, ЛПС, ВГС, БДС и т.д.).

Система мониторинга и администрирования (СМА) позволяет оператору центра управления «видеть» состояние любого абонента любой станции сети, диагностировать элементы вплоть до отдельного модуля в станции и проводить её реконфигурацию. Оператору постоянно предоставляется наглядная оперативная информация о возможных отклонениях в работе сети. Система имеет визуальное и звуковое оповещение персонала об аварийных ситуациях, позволяет протоколировать и архивировать всю информацию о действиях оператора, изменениях состояния и нагрузки сети.

Интерфейсы. Широкий спектр цифровых и аналоговых интерфейсов обеспечивает подключение цифровых и аналоговых линий, межстанционный обмен с большинством отечественных и зарубежных АТС, взаимодействие с телефонными сетями общего пользования и всеми ведомственными (корпоративными) сетями связи.

Базовыми являются два интерфейса:

  •  оптический – 34 Мбит/с;
  •  электрический G.703 – 2 Мбит/с.

В «МиниКом DX-500.ЖТ» реализован ряд иных интерфейсов и протоколов, обеспечивающих её сопряжение с цифровыми АТС оперативно-технологической связи других производителей.


2 Перспективы развития связи на железнодорожном транспорте Республики Казахстан

В процессе реструктуризации и оптимизации производства из состава железных дорог были выведены отдельные инфраструктурные предприятия, способные работать в конкурентной среде. Это дало им возможность применять в своей деятельности более гибкие, рыночные механизмы для модернизации и развития технической базы и налаживания бизнеса при сохранении контроля в виде управления пакетом акций предприятий со стороны железных дорог. К таким предприятиям относится и АО «Транстелеком».

Низкие скорости, ограниченные возможности.

Однако, несмотря на преобразования, железнодорожный транспорт республики продолжает оставаться со значительно устаревшей производственно - технической базой, особенно в системе сигнализации, информатизации и связи.

Существующие железнодорожные воздушные и кабельные линии связи, оборудование и аналоговые каналы связи, используемые на большей части протяженности сетей связи АО «НК «КТЖ» не удовлетворяют современным требованиям по причине низких скоростей передачи, ограниченных возможностей развития и повышения качества каналов, которые можно организовать по этим линиям, а также значительного физического и морального износа линий и оборудования. Используемые системы оперативно - технологической и радиосвязи не отвечают предъявляемым требованиям, имеют высокий уровень отказов. Информационная сеть «задыхается» без высокоскоростных сетей передачи информации. Автоматизация процессов управления практически невозможна. Построенные АО «Транстелеком» на отдельных участках ВОЛС и спутниковые сети не в полной мере обеспечивают потребности, в том числе из-за отсутствия резервирования. По этой причине изменить существующую систему управления и методы руководства перевозочным процессом АО «НК «КТЖ» невозможно, несмотря на то, что они не отвечают современным требованиям оптимизации процесса перевозок и обеспечения безопасности движения поездов. Дальнейшее использование существующих устройств железнодорожной связи не только тормозит развитие производства и внедрение прогрессивных автоматизированных технологий, но и не гарантирует на современном этапе бесперебойность и безопасность движения поездов из-за учащающихся отказов оборудования. Дальнейшее совершенствование действующих информационных систем, тем более внедрение перспективных информационных технологий практически невозможно из-за отсутствия современных цифровых систем транспортировки информации на большинстве направлений[15].

Мировой опыт развития железнодорожного транспорта показывает, что повышение экономической эффективности его функционирования в современных условиях невозможно без использования новейших информационных систем, базирующихся на высокопроизводительных вычислительных центрах, объединенных единой и надежной цифровой сетью связи.

Именно отсутствие высокоскоростных каналов передачи информации не позволяет создать устойчивую базу экономического развития железнодорожной отрасли, повысить производительность труда и эффективность управления железнодорожным транспортом.

Прорывной проект. В 2007г. Научно-техническим советом национальной компании «Казахстан темир жолы» был одобрен проект АО «Транстелеком» по созданию высокоскоростной и высоконадежной магистральной цифровой сети связи, обеспечивающей потребности АО «НК «КТЖ» и АО «Транстелеком». Проектом предусматривается строительство магистральной линии связи на участках Астана - Павлодар - Семей - Актогай и Шу - Арысь (Сарыагаш) - Кандыагаш (Актобе) - Кокшетау с выходом на Пресногорьковскую от станции Новоишимская. Общая протяженность новой магистральной линии составит более 4800 км. Совместно с существующими магистральными линиями ВОЛС, построенными АО «Транстелеком» на участках Достык - Актогай - Алматы, Алматы – Шу - Астана и Астана - Кокшетау - Петропавловск будет создана высокоскоростная глубокорезервируемая транспортная среда, позволяющая обеспечить передачу информации первого класса, безопасность и высокую защиту передаваемой информации, а ее общая протяженность составит более 8300 км или около 60% протяженности железных дорог.

Строительство ВОЛС планируется начать уже в этом году. Трасса магистрального кабеля пройдет вдоль стальной магистрали в полосе отвода, по территории станций и раздельных пунктов. Для создания возможности подключения к магистральной линии объектов, расположенных на раздельных пунктах, предусматривается ответвление от магистрального кабеля. Предстоит выполнить работы по подготовке технических помещений, устройств электроснабжения. Строительство ВОЛС в разной мере затронет связистов, энергетиков, путейцев. Для профессионального контроля за качеством строительства линейно - кабельных сооружений АО «Транстелеком» организует специальные бригады технического надзора. Контроль за качеством монтажа оборудования и тестирование сети будет осуществляться АО «Транстелеком» совместно с Департаментом сигнализации и связи. В процессе строительства планируется обучить специалистов и эксплуатационных подразделений АО «Транстелеком» и Департамента сигнализации и связи управлению сетями, техническому обслуживанию и эксплуатации современного цифрового оборудования. Управление сетями связи планируется осуществлять из центров, расположенных в Алматы и Астане. Сдача в эксплуатацию объекта намечена к 2011 году. АО «Транстелеком» уже решены вопросы технического проектирования, выделения кредита Европейским банком реконструкции и развития по гарантии АО «НК «КТЖ». В рабочей стадии - проведение тендера на выбор генерального подрядчика для строительства всего объекта. Руководителем работ определено АО «Транстелеком». Работы будут производиться в тесном контакте со специалистами АО «НК «Казахстан темир жолы». Такие проекты относятся к категории стратегических инноваций и жизненно необходимы железной дороге.

Реализация этого совместного проекта создаст уникальные возможности для решения самых острых и принципиальных вопросов технического развития. Участвуя финансовыми гарантиями в реализации данного проекта, АО «НК «КТЖ» обеспечит условия ускоренного развития созданного им оператора связи, укрепление его позиций на телекоммуникационном рынке Республики Казахстан, тем самым, примет активное участие в решении государственной программы либерализации отрасли телекоммуникаций.

Одновременно с этим будет создана современная цифровая инфотелекоммуникационная железнодорожная сеть связи[16].

Проект  поможет  национальной компании обеспечить широкую информатизацию и автоматизацию технологических процессов управления движением грузовых потоков и поездов, учета и движения финансовых потоков и материальных ценностей в реальном масштабе времени. Позволит модернизировать и переустроить сети оперативно - технологической связи,  внедрить интеллектуальные системы управления перевозочным процессом, стрелками и сигналами, реализовать в полной мере возможности GSM - R, значительно повысить производительность труда и поднять на новый уровень безопасность движения поездов и грузов, максимально сократить участие человеческого фактора в организации движения поездов.

Только внедрение комплекса управления перевозочным процессом предоставит возможность более эффективного управления процессом перевозки, ставя задачу оптимизации всех технологических операций по пути следования груза.

Такая комплексная система должна давать полную информационную картину от момента заключения договора до сдачи грузов получателю, при этом исполнение обязательств перед клиентами является главным принципом в работе.

Развитие данного комплекса предполагает реализацию следующих основных задач:

создание системы централизованного диспетчерского управления с обеспечением диспетчерского состава информацией, поступающей от устройств ДЦ, информационных систем, обрабатывающих информацию по поездам, вагонам, грузам, текущей оперативной обстановке по энергоснабжению, локомотивному парку, безопасности, состоянию путей и искусственных сооружений и т.д.;

внедрение систем управления работой подвижного состава с контролем пробега вагонов, технологических цепочек обработки грузов, технического состояния и пригодности вагонов и контейнеров под погрузку, проведения технического обслуживания и ремонта подвижного состава и т.д.;

расширение охвата по станциям путем развертывания низовых автоматизированных рабочих мест (АРМ) и комплекс систем АРМ (КСАРМ) по станциям с целью повышения оперативности, достоверности об операциях с поездами, вагонами, контейнерами, грузами и обеспечение неразрывности информации о состоянии перевозок;

интеграция линейного уровня для концентрации информационных потоков и взаимной увязки на низовом уровне операций по перевозке;

- переход от учета операций по факту к планированию перевозок в различных горизонтах: (оперативное, среднее и долгосрочное), позволяющему увязать между собой поток заявок на перевозку, с одной стороны, и пропускную способность - технические нормы, себестоимость, с другой стороны, с решением задач по составлению оперативных графиков работы подразделений и оптимизации использования подвижного состава;

информационное обеспечение клиентов;

содействие в организации транзитных коридоров и экспортно-импортных грузопотоков путем решения задач оперативного обмена информацией с соседними администрациями, взаимодействия с экспедиторами, прогнозирования и оповещения о подходе грузов, международном сообщении;

разработка собственной системы управления[17].

Проблема координирования подвода поездов на передаточные станции в заранее установленные периоды времени влияет на организацию работ по приему и сдаче вагонов на межгосударственных передаточных станциях между отделениями дорог и затрудняет продвижение потока вагонов. Согласованный подвод поездов на межгосударственные передаточные станции можно осуществить на основе оперативной информации о поездной обстановке из единого центра управления.

Реализация данного проекта позволит всем дочерним предприятиям АО «НК «КТЖ» организовать собственные «локальные» информационные сети, «объединить» деятельность разбросанных по всем отделениям подразделений в режиме текущего времени, что создаст условия резкого повышения производительности труда.

Проект даст возможность    АО «Транстелеком» на базе первичной сети построить цифровую междугородную и международную сеть связи, сеть Интернет, расширит возможности транзита междугороднего и международного трафика для других операторов, позволит в полной мере обеспечить потребности АО «НК «КТЖ» в услугах телекоммуникаций и конкурировать с ведущими операторами на телекоммуникационном рынке Казахстана. Как результат - значительно повысится качество общетехнологической телефонной и телеграфной связи для работников «Казахстан тeмиp жолы», других железнодорожных предприятий, а также всего населения, проживающего на железнодорожных станциях. В дома жителей станций и разъездов придут Интернет и кабельное телевидение, появится возможность организации дополнительных услуг связи. Развитие телекоммуникаций окажет положительное влияние на культурно - социальное развитие малых населенных пунктов, а также занятость населения.

Реализация данного проекта, затрагивающего практически всю территорию республики, позволит в это трудное время создать сотни рабочих мест, окажет положительное влияние на социальную атмосферу в обществе. Последующие телефонизация и интернетизация населенных пунктов также соответствуют стратегическим планам руководства страны, то есть несут государственную функцию.

Для получения должного эффекта всем железнодорожным предприятиям, особенно тем, чьи подразделения «разбросаны» по Казахстану необходимо уже сейчас внести необходимые корректировки в инвестиционные планы на ближайшие годы, с максимальным вниманием в части внедрения автоматики и информатизации, чтобы не упустить время.

Реализация данного проекта является уникальной возможностью для начала широкомасштабного решения технологических, коммерческих и социальных проблем, и нужно приложить максимум усилий, чтобы этот проект, так нужный всем, был реализован в установленные сроки.

Для переустройства линий связи на остальных участках железной дороги и решения других вопросов переустройства и развития нужна единая, комплексная, расширенная программа развития железнодорожной информационной сети, учитывающая интересы всех хозяйств «Казахстан темир жолы» и АО «Транстелеком». Нужна оценка финансовых потребностей Программы и принятие решения о приоритетном и обязательном финансировании ее реализации. Программу следует принять на самом высоком уровне и установить жесткий контроль ее исполнения.

Программа строительства цифровых магистральных линий связи и переустройства телекоммуникаций на всей железнодорожной сети, должна стать основой взаимодействия АО «НК ««Казахстан темир жолы»» и АО «Транстелеком» на ближайшие годы. Только при согласовании интересов, объединении усилий и финансовых средств можно в кратчайшие сроки и с высоким качеством решить вопрос строительства требуемой высокоскоростной сети связи и обеспечить перевооружение системы управления железнодорожной отрасли[18].

АО «Транстелеком» должен взять на себя основную нагрузку по созданию сетей, обеспечить техническое обслуживание и эксплуатацию магистральных линий, обеспечить потребности железнодорожного транспорта надежными и качественными услугами связи.

Мировой опыт развития железнодорожного транспорта показывает, что экономическая эффективность его функционирования в современных условиях невозможна без использования новейших информационных технологий, базирующихся в высокопроизводительных вычислительных центрах, связанных между собой высокоскоростной и надежной цифровой сетью связи. Именно отсутствие такой сети не позволяет сегодня создать устойчивую базу для оперативной передачи информации, повысить производительность труда и эффективность управления всем сложным хозяйством железнодорожного транспорта.

Все чаще различные подразделения железнодорожного транспорта при планировании и внедрении информационных систем сталкиваются с проблемами отсутствия скоростных каналов транспортной телекоммуникационной среды, что не позволяет получать информацию в режиме текущего времени.

В 2005 - 2006 годах АО «Транстелеком» была построена магистральная линия связи на основном, ключевом направлении перевозки грузов и пассажиров и пропуска международного транзитного трафика: Достык - Актогай - Алматы -Шу - Караганда - Астана - Кокшетау - Петропавловск общей протяженностью 2752 км.

Анализ показывает, что при проектировании и строительстве на данных участках не в полной мере были учтены требования по построению железнодорожной корпоративной сети. По этой причине внедрение информационных систем и цифровой оперативно-технологической связи столкнулось с определенными трудностями, что привело к ненужной напряженности при внедрении новых устройств, отвлечению людских ресурсов и значительным дополнительным затратам.

В 2007 году Научно-техническим советом АО «НК «КТЖ» был одобрен проект АО «Транстелеком» по созданию высокоскоростной и высоконадежной магистральной цифровой сети связи, обеспечивающей потребности отечественной железнодорожной отрасли. Строительство ВОЛС на основных направлениях планируется осуществить в 2009-2010 гг. Магистральная линия связи будет построена в полосе отвода на участках железной дороги Астана - Павлодар - Семей - Актогай и Шу - Арысь (Сарыагаш) – Кандыагаш - Актобе - Костанай - Кокшетау с выходом на ст. Пресногорьковскую от станции Новоишимская. Кроме нового  строительства,  проектом предусматривается модернизация существующих ВОЛС для приведения их к требованиям первичной транспортной сети. Общая протяженность новой магистральной линии составит более 4800 км. Новаторство проекта состоит в том, что строительство предусматривает организацию двух независимых сетей связи АО «НК «КТЖ» и АО «ТТК» с использованием одного магистрального кабеля. В дальнейшем по этому принципу и на действующих участках будут организованы выделенные для АО «НК «КТЖ» сети связи. Принятие такого решения позволит заинтересованным сторонам создавать собственные, независимые цифровые сети связи при значительном сокращении затрат на их строительство.

Совместно с существующими магистральными линиями ВОЛС, на участках Достык - Актогай – Алматы, Алматы - Шу - Астана и Астана - Кокшетау - Петропавловск, уже к 2012 году будет создана высокоскоростная глубокорезервируемая корпоративная магистральная сеть связи, позволяющая обеспечить передачу информации первого класса надежности, безопасность и высокую защиту передаваемой информации. Общая протяженность сети составит более 8300 км, или около 60 процентов протяженности железных дорог.

Трасса магистрального кабеля пройдет вдоль железных дорог в полосе отвода, по территории станций и раздельных пунктов. Для возможности организации каналов связи и подключения к магистральной линии предприятий и подразделений национальной компании «Казахстан темир жолы», АО «Транстелеком» и других объектов, расположенных на раздельных пунктах, предусматривается ответвление волокон от магистрального кабеля.

Реализация проекта уникальные возможности для внедрения любых, самых сложных и объемных систем информатизации, автоматизации по всем предприятиям и подразделениям железнодорожного транспорта.

В ближайшие годы планируется строительство ВОЛС на всех участках железных дорог с тем, чтобы полностью завершить цифровизацию железнодорожных сетей связи. Новые сети связи должны отвечать специфическим потребностям АО «НК «КТЖ» и АО «ТТК».

Сеть такого масштаба, такой конфигурации и таких возможностей создается на железной дороге Казахстана впервые. Учитывая специфику сети, а также разнообразие и объемы передаваемой информации на разных участках, необходимо предусматривать и различную архитектуру построения сети связи. В то же время основополагающие требования, предъявляемые к первичным магистральным сетям связи должны выполняться безусловно.

Для построения первичных магистральных сетей связи АО «НК «КТЖ» и АО «ТТК» основные требования и принципы концептуально должны отражаться в следующем: магистральная сеть связи должна быть цифровой на всех уровнях; это должна быть «открытая» система, годная к использованию для любых вторичных сетей; топология магистральной сети должна быть оптимальной для всех вторичных сетей, в том числе и с точки зрения их постепенной интеграции и модернизации; магистральная сеть связи должна иметь возможность существенного расширения пропускной способности; сеть должна иметь систему управления для поддержки заданных показателей надежности и качества функционирования; она также должна иметь независимые пути резервирования каналов и трактов и обеспечивать доступ к ресурсам с установленным показателем надежности[19].

Создание корпоративной сети железнодорожной связи требует соблюдения базовых  положений, учитывающих технологические потребности АО «НК «Казахстан темир жолы» и коммерческие интересы АО «Транстелеком», а также перспективы их развития. Первичные магистральные линии связи должны строиться в полосе отвода железных дороги, быть общими для двух компаний. Емкость кабеля, в зависимости от месторасположения линии, должна быть от 16 до 36 волокон, из которых восемь должны принадлежать «Казахстан темир жолы», а остальные -«Транстелекому». Оптические волокна АО «НК «КТЖ» выделяются на всех раздельных пунктах и вводятся только в технологические помещения объектов этой компании, а оптические волокна АО «ТТК» вводятся только в его технологические помещения. На первичной магистральной сети АО «НК «КТЖ» должно применяться оборудование систем передачи уровня не ниже STM-4, на магистральной (отделенческой) сети связи возможно использование уровня STM-1. На первичной транспортной магистральной сети связи АО «ТТК» и основных международных переходах схема связи должна строиться по принципу независимых уровней передачи, в том числе: для транспортного - должно использоваться оборудование DWDM и технологии IP/MPLS, для магистрального - STM - 16/64 и раздаточного - STM-4. На первичной междугородней сети оборудование SIM - 16 и STM - 4 и Ethernet. На участках, где невозможно обеспечить «плоское»  резервирование, желательно применять схему подключения оборудования 1 + 1. Магистральные сети связи АО «НК «КТЖ» и АО «ТТК» должны быть раздельными и иметь собственные центры управления, а также сети служебной связи и вторичной синхронизации. Оборудование систем передачи, ЭПУ, аккумуляторного резерва, устройство гермозон для сетей железнодорожников, как правило, должны устанавливаться в технологических  помещениях АО «НК «КТЖ» а для сетей АО "Транстелеком" - в его технологических помещениях. В отдельных случаях оборудование может устанавливаться в технологических помещениях сторон с организацией совместного пользования. При этом устройство внешнего электроснабжения, как правило, должно быть раздельное и независимое. Сети должны синхронизироваться от общего первичного источника синхронизации.

При проектировании и строительстве магистральных линий связи во избежание дополнительных затрат необходимо предусматривать интересы и потребности всех подразделений железнодорожного транспорта - потенциальных пользователей сети.

Учитывая ожидаемые темпы роста трафика, на основных магистральных линиях при проектировании желательно предусматривать оборудование, имеющее возможность расширения ресурса простым добавлением плат без перерыва трафика, а также при необходимости резервные волокна в магистральном кабеле.

При расчете емкости волоконного кабеля для магистральных линий связи можно исходить из того, что для создания выделенной цифровой сети железнодорожной связи требуется не менее 8-ми волокон G652 или G652d. Это позволит организовать магистральный, дорожный и местный уровни, а также иметь два волокна в резерве.

Для создания коммерческой первичной магистральной сети связи АО «ТТК» должно предусматриваться 8 волокон G655 только для создания транспортной среды высокой пропускной способности, с использованием оборудования DWDM с транспондерами 10 - 40 Gbit/s и резерва; 4-8 волокон G652 или G652d для создания магистральной междугородной связи с использованием оборудования STM - 16/64 и STM - 4/16; 4-8 волокон G652 или G6-52d для зоновой распределительной сети; до 12 волокон для передачи в аренду в виде «темных» волокон.

Для построения общей сети железнодорожной связи и согласованности схемных решений для пропуска трафика, а также в целях оптимизации затрат на проектирование и строительство магистральных линии связи предлагается классифицировать отдельные участки ВОЛС в зависимости от их местонахождения, значимости и ожидаемого объема информационного трафика. В общей сети связи предлагается следующая градация:

Участки первого уровня значимости - это участки первичных магистральных линий связи сетевого уровня, которые могут быть использованы для организации непосредственно «транспортной» среды и пропуска больших объемов трафика. Такие участки должны обеспечить организацию трактов и каналов передачи информации первого класса надежности, то есть иметь возможность его резервирования по двум и более независимым путям. К ним можно отнести такие участки, как: Достык - Ак тогай - Ал маты - Шу - Астана - Кокшетау - Петропавловск; Шу – Арысь - Кызылорда - Кандыагаш – Тобол -Костанай - Кокшетау; Акгогай - Семей - Павлодар - Астана. Эти участки географически образуют три независимых «кольцевых» пути.

Участки второго уровня значимости - это участки первичной магистральной сети связи, выполняющие роль распределительной сети по направлениям передаваемой информации. Они могут быть использованы для резервирования трафика по независимой трассе, что возможно в перспективе. К ним можно отнести участки Кандыагаш - Макат – Атырау - Ганюшкино; Астана - Тобол; Макат - Мангышлак; Актогай - Балхаш -Моинты; Кандыагаш - Актобе – Орал - Озинки; Жарык - Жезказган; Мангышлак - Узень.

Участки третьего уровня значимости - это «тупиковые» участки магистральных линий, к которым относятся Есиль - Аркалык, Семей - Локоть, Локоть - Шемонаиха - Защита, Защита - Зыряновск, Защита - Риддер, Ерейментау - Айсары, Жамбыл - Жанатас, Караганда - Карагайлы, Шымкент - Ленгер, Кокшетау - Кызылту.

Четвертый уровень значимости - это линии связи на международных переходах, к ним относятся: Достык - Алашанькоу, Новоишимская - Пресногорьковская - РФ, Костанай - Золотая сопка - РФ, Арысь - Сарыагаш - Узбекистан. Луговая - Чальдовар - Кыргызстан, Жетыген – Коргас - КНР, Павлодар - Кулунда - РФ, Ганюшкино - Аксарайская - РФ, Озинки - Саратов - РФ.

Основные концептуальные положения по построению первичных магистральных сетей связи АО «НК «KТЖ» и АО «ТТК» выглядят так.

Для каждого из четырех видов участков сети предлагаются различные подходы, архитектура и основные принципы построения схем.

Для первичной магистральной сети (первого уровня значимости) предлагается использование волоконно-оптического кабеля без металлических элементов, укладываемого в землю, в полиэтиленовом трубопроводе (ПЭТ) диаметром 40 мм. Емкость кабеля - 36 волокон, из которых 28 волокон стандарта G 652d и 8 волокон - G 655 (со смещенной дисперсией). Из 28 волокон G6S2d 8 волокон используются для построения сети связи АО «НК «КТЖ», а остальные — для сети связи АО «ТТК». Волокна, принадлежащие АО «HK«KТЖ», выделяются на всех раздельных пунктах и должны вводиться только в технологические помещения АО «НК «КТЖ». Волокна АО "ТТК" должны вводиться только в помещения АО «ТТК». Сети связи АО «НК «КТЖ» и АО «ТТК» должны быть автономными, то есть, как правило, иметь раздельное оборудование систем передачи, управления, синхронизации, служебной связи и источников электропитания постоянного тока, устанавливаемых в технологических помещениях сторон. В отдельных случаях оборудование может устанавливаться в технологических помещениях другой стороны, но с раздельными элементами внешней инфраструктуры.

Для АО «НК «КТЖ» рекомендуется использовать одно- или двухуровневое построение сети. При этом на первом (магистральном, транспортном) уровне требуется использовать оборудование STM -4(16), устанавливаемое в отделениях дороги, на узловых и крупных станциях. На втором (магистральном отделенческом) уровне - оборудование STM -4 (1), устанавливаемое в связевых помещениях постов ЭЦ[20].

Резервирование на транспортной сети следует обеспечивать как по «плоскому кольцу», так и по независимым трассам через системы DWDM сети АО «ТТК».

На транспортном уровне для АО «ТТК» сеть строится по трехуровневой системе, при этом на первом уровне нужно использовать оборудование DWDM, с транспондерами на 10 или 40G и оборудование передачи данных по технологии IP/MPLS 10 (40) G На втором уровне понадобиться оборудование STM-16, резервируемое по «плоскому кольцу" через DWDM, передача данных - IP/MPLS 1 G. На третьем уровне (раздача) - оборудование STM-4 и передачи данных

На участках первичной магистральной сети (второго уровня значимости) предлагается использование волоконно-оптического кабеля без металлических элементов, укладываемого в землю в полиэтиленовый трубопровод диаметром 40 мм, емкостью 16-24 волокна, стандарта G 652d. Восемь волокон из общего числа используются для сети связи АО «НК «КТЖ», а остальные - для сети связи АО «ТТК». Волокна, принадлежащие АО «НК «КТЖ», выделяются на всех раздельных пунктах и должны вводиться в технологические помещения АО «НК «КТЖ», а остальные волокна - только в помещения АО «ТТК».

Сети связи АО «НК «КТЖ» и АО «ТТК», как правило, должны быть автономные, т.е. иметь раздельное оборудование систем передачи и источников электропитания постоянного тока, устанавливаемых в технологических помещениях сторон, а также автономную внешнюю инфраструктуру. В отдельных случаях допускается установка оборудования сторон в технологических помещениях одной из сторон и с общими элементами внешней инфраструктуры.

На сети АО «НК «КТЖ» рекомендуется использовать одно- или двухуровневое построение сети, при этом, на первом (магистральном) уровне использовать оборудование STM-4, устанавливаемое в отделениях дороги, на узловых и крупных станциях. На втором (отделенческом) уровне - оборудование STM-4 (или STM-1), устанавливаемое в связевых помещениях постов ЭЦ, Резервирование туг следует обеспечивать как по «плоскому кольцу», так и при возможности по независимым трассам через системы связи АО «ТТК».

На участках, имеющих присоединение с двух сторон к транспортному уровню, для АО «ТТК» сеть строится  по трехуровневой системе.

При этом на первом уровне надо использовать оборудование DWDM, с транспондерами на 10 G и 2,5 G и оборудование передачи данных по технологии IP/MPLS 1 (10)С. На втором уровне - оборудование STM-16, резервируемое по «плоскому кольцу» через DWDM и оборудование передачи данных IP/MPLS 1 G. На третьем уровне - оборудование STM-4 и Ethernet.

На участках, не имеющих присоединения к транспортному уровню с двух сторон, сеть строится по двух уровневой схеме, а именно - на первом уровне оборудование STM-16, на втором уровне (раздача) оборудование STM-4, Ethernet.

На участках первичной магистральной сети, (третьего уровня значимости) предлагается использование волоконно-оптического кабеля без металлических элементов, емкостью 12-16 волокон стандарта G 652d. Из общего числа волокон восемь используются для сети связи АО «НК «КТЖ», а остальные - для сети связи АО «ТТК». Предпочтительный способ прокладки методом подвески самонесущего кабеля на ЛЭП или на опорах контактной сети. Если не возможен метод подвески, допускается способ прокладки в землю в полиэтиленовой трубе.

На сети АО «НК «КТЖ» рекомендуется использовать одно- или двухуровневое построение сети, при этом на первом (магистральном) уровне использовать оборудование STM-4, устанавливаемое в отделениях дороги, на узловых и крупных станциях. На втором (отделенческом) уровне - оборудование STM-4 (или SIM-1), устанавливаемое в связевых помещениях постов ЭЦ.

На участках, не имеющих присоединения к транспортному уровню с двух сторон, сеть строится по двухуровневой схеме, а именно: на первом уровне - оборудование STM-16, на втором уровне (раздача) - оборудование STM-4, Ethernet.

На участках магистральной линии (четвертого уровня значимости), на международных переходах, сети строятся в основном по принципу построения сети на участках 3 уровня значимости. При организации международного перехода, прокладываются два кабеля - основной и резервный - по независимым трассам, каждый из которых принадлежит участникам строительства перехода. Для этой цели с обеих сторон границы устанавливаются специальные колодцы.

В зависимости от уровня ожидаемого международного трафика на сетях АО «ТТК» могут применяться системы DWDM, STM-16 или STM-4, а также оборудование передачи данных.

На сетях АО «НК «КТЖ», как правило, должно применяться оборудование STM-4 или STM-1.

Организация планирования.

При разработке проектов строительства первичных магистральных линий и сетей связи, как правило, решаются только вопросы «транспортировки» информационных потоков, но не решаются вопросы технологических проблем предприятий и подразделений, конкретного внедрения автоматизации, информатизации и модернизации технологических сетей железнодорожной связи. Все это приводит к затягиванию внедрения информатизации и модернизации, снижает общую эффективность данных мероприятий и между этими процессами иногда проходит 2-3 года. Для достижения должного эффекта и сокращения сроков внедрения информатизации и модернизации технологических сетей железнодорожной связи необходимо уже сейчас начать процесс планирования комплексного строительства первичных и вторичных сетей связи с учетом адаптации и взаимной увязкой с уже спроектированными или находящимися в стадии строительства отдельными линиями связи.

Для разработки общей матрицы потоков информации и построения на ее основе общей схемы железнодорожной связи следует изучить и обобщить технологические потребности в передаче информации и построении информационных сетей всех железнодорожных подразделений и предприятий, а также комических интересов АО «Транстелеком». Необходимо разработать концептуальные подходы и программу внедрения систем автоматизации, информатизации и управления, чтобы организовать строительство с учетом конкретных требований параметров цифровой сети связи.

На основании этих данных, и прежде всего матрицы трафика, можно будет разработать Индикативный перспективный план строительства магистральных линий связи на всех участках железных дорог на уровне ТЭО, с учетом внедрения технологических сетей. Это позволит эффективно распределить финансовые ресурсы и получить максимальную отдачу и окупаемость реализуемых проектов[21].

Индикативный план может служить базовой основой для разработки программ и планов развития информатики, автоматизации и интеллектуальных систем управления перевозочным процессом, для всех предприятий и подразделений АО «НК «КТЖ».

Выполнить эту работу под силу только специализированной организации, хорошо знающей и понимающей тонкости технологии перевозки грузов и пассажиров, организации движения поездов, безопасности и управления сложным железнодорожным хозяйством. К таким можно отнести консалтинговую фирму «Экономтрансконсалтинг» и подобные ей организации. По сути, необходимо разработать конкретную перспективную программу информатизации и автоматизации всей компании «Казахстан темир жолы».

Реализацию данного плана может осуществить АО «Транстелеком», специализированное подразделение в составе АО «НК «КТЖ», тем самым можно создать собственную мощную основу для расширения бизнеса и платформу для развития различных телекоммуникационных услуг.

2.1 Волоконно-оптические линии связи

Волоконно-оптические линии связи - это вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием "оптическое волокно". 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. К примеру, В настоящее время волоконно-оптические кабели проложены по дну Тихого и Атлантического океанов и практически весь мир "опутан" сетью волоконных систем связи (Laser Mag.-1993.-№3; Laser Focus World.-1992.-28, №12; Telecom. mag.-1993.-№25; AEU: J. Asia Electron. Union.-1992.-№5). Европейские страны через Атлантику связаны волоконными линиями связи с Америкой. США, через Гавайские острова и остров Гуам - с Японией, Новой Зеландией и Австралией. Волоконно-оптическая линия связи соединяет Японию и Корею с Дальним Востоком России. На западе Россия связана с европейскими странами Петербург - Кингисепп - Дания и С.-Петербург – Выборг - Финляндия, на юге - с азиатскими странами Новороссийск - Турция. В Европе, также, как и в Америке, давно уже нашли широкое применение практически во всех сферах связи, энергетики, транспорта, науки, образования, медицины, экономики, обороны, государственно-политической и финансовой деятельности. Итак, основания считать оптоволокно самой перспективной средой для передачи больших потоков информации вытекает из ряда особенностей, присущих оптическим волноводам[22].

Физические особенности.

Широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой несущей частотой. Это означает, что по оптической линии связи можно передавать информацию со скоростью порядка 1 Терабит/с.

Говоря другими словами, по одному волокну можно передать одновременно 10 миллионов телефонных разговоров и миллион видеосигналов. Скорость передачи данных может быть увеличена за счет передачи информации сразу в двух направлениях, так как световые волны могут распространяться в одном волокне независимо друг от друга. Кроме того, в оптическом волокне могут распространяться световые сигналы двух разных поляризаций, что позволяет удвоить пропускную способность оптического канала связи. На сегодняшний день предел по плотности передаваемой информации по оптическому волокну не достигнут. А это означает, что до сих пор при столь сильной загруженности нашего интернета не нашлось столько информации, которая при одновременной передачи привела бы к уменьшению скорости передаваемого потока данных.

Очень малое (по сравнению с другими средами) затухание светового сигнала в волокне. Иными словами потеря сигнала за счет сопротивления материала проводника. Лучшие образцы российского волокна имеют столь малое затухание, что позволяет строить линии связи длиной до 100 км без регенерации сигналов. В оптических лабораториях США разрабатываются еще более "прозрачные", так называемые фтороцирконатные волокна. Лабораторные исследования показали, что на основе таких волокон могут быть созданы линии связи с регенерационными участками через 4600 км при скорости передачи порядка 1 Гбит/с.

Технические особенности.

Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди, отсюда и сравнительно не большая цена и практически отсутствие случаев кражи с целью сдачи на металлолом

Оптические волокна имеют диаметр около 1 – 0,2 мм, то есть очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в авиации, приборостроении, в кабельной технике.

Стеклянные волокна - не металл, при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов. Применяя особо прочный пластик, на кабельных заводах изготавливают самонесущие подвесные кабели, не содержащие металла и тем самым безопасные в электрическом отношении. Такие кабели можно монтировать на мачтах существующих линий электропередач, как отдельно, так и встроенные в фазовый провод, экономя значительные средства на прокладку кабеля через реки и другие преграды.

Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа. Волоконно-оптические линии связи нельзя подслушать неразрушающим способом. Всякие воздействия на волокно могут быть зарегистрированы методом мониторинга (непрерывного контроля) целостности линии. Теоретически существуют способы обойти защиту путем мониторинга, но затраты на реализацию этих способов будут столь велики, что превзойдут стоимость перехваченной информации. К примеру вы все же решили это сделать. Для обнаружения перехватываемого сигнала вам понадобится перестраиваемый интерферометр Майкельсона специальной конструкции. Причем, видимость интерференционной картины может быть ослаблена большим количеством сигналов, одновременно передаваемых по оптической системе связи. Можно распределить передаваемую информацию по множеству сигналов или передавать несколько шумовых сигналов, ухудшая этим условия перехвата информации. Потребуется значительный отбор мощности из волокна, чтобы несанкционированно принять оптический сигнал, а это вмешательство легко зарегистрировать системами мониторинга.

Важное свойство оптического волокна - долговечность. Время жизни волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены приемников и передатчиков на более быстродействующие, без замены самого кабеля[23].

Недостатки волоконной технологии.

При создании линии связи требуются активные высоконадежные элементы, преобразующие электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы. Необходимы также оптические коннекторы (соединители) с малыми оптическими потерями и большим ресурсом на подключение-отключение.

Точность изготовления таких элементов линии должна соответствовать длине волны излучения, то есть погрешности должны быть порядка доли микрона. Поэтому производство таких компонентов оптических линий связи очень дорогостоящее.

Другой недостаток заключается в том, что для монтажа оптических волокон требуется дорогостоящее технологическое оборудование. а) инструменты для оконцовки. б) коннекторы. в) тестеры. г) муфты и спайс- кассеты.

Как следствие, при аварии (обрыве) оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при работе с медными кабелями.

Промышленность многих стран освоила выпуск широкой номенклатуры изделий и компонентов оптоволокна. Следует заметить, что производство компонентов отличает высокая степень концентрации.

Большинство предприятий сосредоточено в США. Обладая главными патентами, американские фирмы (в первую очередь это относится к фирме "CORNING GLASS") оказывают влияние на производство и рынок компонентов во всем мире, благодаря заключению лицензионных соглашений с другими фирмами и созданию совместных предприятий.

Для передачи сигналов применяются два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Свое название волокна получили от способа распространения излучения в них. Волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8-10 мкм, то есть сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может распространяться только один луч (одна мода, как ее называют).

В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50-60 мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много мод).

Оба типа волокна характеризуются двумя важнейшими параметрами: затуханием и дисперсией.

Затухание определяется потерями на поглощение и на рассеяние излучения в оптическом волокне. Потери на поглощение зависят от чистоты материала, потери на рассеяние зависят от неоднородностей показателя преломления материала. Затухание зависит от длины волны излучения, вводимого в волокно. В настоящее время передачу сигналов по волокну осуществляют в трех диапазонах: 0.85 мкм, 1.3 мкм, 1.55 мкм, так как именно в этих диапазонах кварц имеет повышенную прозрачность.

Другой важнейший параметр оптического волокна - дисперсия. Дисперсия - это рассеяние во времени спектральных и модовых составляющих оптического сигнала. Существуют три типа дисперсии: модовая, материальная и волноводная[24].

Модовая дисперсия - присуща многомодовому волокну и обусловлена наличием большого числа мод, время распространения которых различно

Материальная дисперсия - обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны.

Волноводная дисперсия - обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью скорости распространения моды от длины волны. Поскольку светодиод или лазер излучает некоторый спектр длин волн, дисперсия приводит к уширению импульсов при распространению по волокну и тем самым порождает искажения сигналов. При оценке пользуются термином "полоса пропускания" - это величина, обратная к величине уширения импульса при прохождении им по оптическому волокну расстояния в 1 км. Измеряется полоса пропускания в МГц*км. Из определения полосы пропускания видно, что дисперсия накладывает ограничение на дальность передачи и на верхнюю частоту передаваемых сигналов.

Если при распространении света по многомодовому волокну, как правило, преобладает модовая дисперсия, то одномодовому волокну присущи только два последних типа дисперсии.

Затухание и дисперсия у разных типов оптических волокон различны.

Одномодовые волокна обладают лучшими характеристиками по затуханию и по полосе пропускания, так как в них распространяется только один луч. Однако, одномодовые источники излучения в несколько раз дороже многомодовых. В одномодовое волокно труднее ввести излучение из-за малых размеров световодной жилы, по этой же причине одномодывое волокна сложно сращивать с малыми потерями. Оконцевание одномодовых кабелей оптическими разъемами также обходится дороже.

Многомодовые волокна более удобны при монтаже, так как в них размер световодной жилы в несколько раз больше, чем в одномодовых волокнах.

Многомодовый кабель проще оконцевать оптическими разъемами с малыми потерями. На многомодовое волокно расчитаны излучатели на длину волны 0.85 мкм - самые доступные и дешевые излучатели, выпускаемые в очень широком ассортименте. Полоса пропускания у многомодовых волокон достигает 800 МГц*км, что приемлемо для локальных сетей связи, но не достаточно для магистральных линий.

Волоконно-оптический кабель.

Вторым важнейшим компонентом, определяющим надежность и долговечность является волоконно-оптический кабель (ВОК). На сегодня в мире несколько десятков фирм, производящих оптические кабели различного назначения. Наиболее известные из них: AT&T, General Cable Company (США); Siecor (ФРГ); BICC Cable (Великобритания); Les cables de Lion (Франция); Nokia (Финляндия); NTT, Sumitomo (Япония), Pirelli(Италия).

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, с профильным сердечником, 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.

Отдельно рассмотрим способы сращивания строительных длин кабелей.

Сращивание строительных длин оптических кабелей производится с использованием кабельных муфт специальной конструкции. Эти муфты имеют два или более кабельных ввода, приспособления для крепления силовых элементов кабелей и одну или несколько сплайс-пластин. Сплайс-пластина - это конструкция для укладки и закрепления сращиваемых волокон разных кабелей.

После того, как оптический кабель проложен, необходимо соединить его с приемо-передающей аппаратурой. Сделать это можно с помощью оптических коннекторов (соединителей). В системах связи используются коннекторы многих видов.

Теперь давайте коснемся проблемы передачи и приема оптических сигналов. Первое поколение передатчиков сигналов по оптическому волокну было внедрено в 1975 году. Основу передатчика составлял светоизлучающий диод, работающий на длине волны 0.85 мкм в многомодовом режиме.

В течение последующих трех лет появилось второе поколение – одномодовые передатчики, работающие на длине волны 1.3 мкм.

В 1982 году родилось третье поколение передатчиков - диодные лазеры, работающие на длине волны 1.55 мкм. Исследования продолжались, и вот появилось четвертое поколение оптических передатчиков, давшее начало когерентным системам связи - то есть системам, в которых информация передается модуляцией частоты или фазы излучения. Такие системы связи обеспечивают гораздо большую дальность распространения сигналов по оптическому волокну. Специалисты фирмы NTT построили безрегенераторную когерентную волоконно-оптическую линию связи STM-16 на скорость передачи 2.48832 Гбит/с протяженностью в 300 км, а в лабораториях NTT в начале 1990 года ученые впервые создали систему связи с применением оптических усилителей на скорость 2.5 Гбит/с на расстояние 2223 км.

Появление оптических усилителей на основе световодов способных усиливать проходящие по световоду сигналы, дало начало пятому поколению систем оптической связи. В настоящее время быстрыми темпами развиваются системы дальней оптической связи на расстояния в тысячи километров. Успешно эксплуатируются трансатлантические линии связи США-Европа ТАТ-8 и ТАТ-9,Тихоокеанская линия США-Гавайские острова-Япония ТРС-3. Ведутся работы по завершению строительства глобального оптического кольца связи Япония – Сингапур – Индия - Саудовская Аравия-Египет-Италия.

В последние годы наряду с когерентными системами связи развивается альтернативное направление: солитоновые системы связи. Солитон - это световой импульс с необычными свойствами: он сохраняет свою форму и теоретически может распространяться по "идеальному" световоду бесконечно далеко. Солитоны являются идеальными световыми импульсами для связи. Длительность солитона составляет примерно 10 трилионных долей секунды (10 пс). Солитоновые системы, в которых отдельный бит информации кодируется наличием или отсутствием солитона, могут иметь пропускную способность не менее 5 Гбит/с на расстоянии 10 000 км. Такую систему связи предполагается использовать на уже построенной трансатлантической линии ТАТ-8. Для этого придется поднять подводный ВОК, демонтировать все регенераторы и срастить все волокна напрямую. В результате на подводной магистрали не будет ни одного промежуточного регенератора.

Лазерные модули для ВОЛС.

Лазерные модули серии LFO изготавливаются на основе высокоэффективных MQW лазерных диодов и выпускаются в стандартных неохлаждаемых коаксиальных корпусах с одномодовым или многомодовым оптическим волокном. Отдельные модели, наряду с неохлаждаемым исполнением, могут выпускаться со встроенным микрохолодильником и терморезистором[25].

Все модули имеют широкий диапазон рабочих температур, высокую стабильность мощности излучения, ресурс работы более 500 тыс. часов и являются лучшими источниками излучения для цифровых (до 622 Мбит/с) оптических линий связи, оптических тестеров и оптических телефонов.

Фотоприемные модули для ВОЛС.

Фотоприемные модули серии PD-1375 для спектрального диапазона 1100-1650 нм изготавливаются на основе фотодиодов и выпускаются в неохлаждаемом исполнении с одномодовым (модельPD-1375s-ip), либо многомодовым (модель PD-1375m-ip), оптическим волокном , а также в корпусе типа "оптическая розетка" для стыковки с SM и MM волокнами, оконцованными разъемом типа"FC/PC" (модель PD-1375-ir).Модули имеют широкий диапазон рабочих температур, высокую спектральную чувствительность, низкие темновые токи и предназначены для работы в аналоговых и цифровых волоконно-оптических линиях связи со скоростью передачи информации до 622 Мбит/сек.

Наряду со строительством глобальных сетей связи оптическое волокно широко используется при создании локальных вычислительных сетей (ЛВС).

Фирма "ВИМКОМ ОПТИК", занимаясь автоматизацией и электронными технологиями, разрабатывает и устанавливает локальные и магистральные сети с применением оптических линий связи. Фирма "ВИМКОМ ОПТИК" делает это по трем причинам. Во-первых, это выгодно. При установке протяженных сегментов сети не требуются повторители. Во-вторых, это надежно. В оптических линиях связи очень низкий уровень шумов. В-третьих, это перспективно. Волоконно-оптические линии связи позволяют наращивать вычислительные возможности сети без замены кабельных коммуникаций. Для этого нужно просто установить более быстродействующие передатчики и приемники. Это важно для тех пользователей, кто ориентируется на развитие своей ЛВС.

Кабель для связи сегментов сети стоит недорого, но работы по его прокладке могут составить самую крупную статью расходов по установке сети. Потребуется труд не только техников-кабельщиков, но и целой команды строителей (штукатуров, маляров, электриков), что обойдется недешево, если учесть возрастающую стоимость ручного труда.

Схема ВОЛС, применяемых, в частности, в ЛВС, устроена следующим образом:

Электрический сигнал идет от сетевого контроллера, устанавливаемого в рабочую станцию или сервер (например, сетевой контроллер Ethernet), затем поступает на электрический вход трансивера (например, оптический трансивер ISOLAN 3Com), который преобразует электрический сигнал в оптический. Оптический кабель (например, ОКГ-50-2) присоединяется к оптическим разъемам трансивера с помощью оптических соединителей.


3 Технико-экономические расчеты и обоснования рекомендуемых путей улучшения системы связи на железнодорожном транспорте

С начала 90-х годов идёт интенсивное развитии оптических сетей.

Если бать точным развитие аппаратуры связи в области волоконной оптики началось с 70-х годов.

В области связи возникали следующие проблемы:

- уменьшить стоимость кабельной магистрали;

- увеличить плотность каналов, а значить уменьшить стоимость 1-го канала километра;

- улучшить качество связи.

Оптические магистральные сети на основе аппаратуры SDH позволили:

- уменьшить стоимость кабельной магистрали, так как оптический кабель дешевле кабель по сравнению с медным, значит стоимость самой магистрали которая может составлять до 90% стоимости всей сети становится дешевле. Само строительство магистрали на оптике в несколько раз дешевле строительства на меди, так как медный кабель нужно укладывать в землю и по сравнению с оптической магистралью для медной нужно больше регенерационных пунктов.

- также дешевле обходится обслуживание самой магистрали. Нужно меньше персонала.

- так как оптическая аппаратура обеспечивает большую скорость передачи информации по сравнению с аппаратурой работающей по медному кабелю, то уменьшается стоимость самого канала связи.

Допустим максимальная скорость передачи по медному кабелю на сегодняшний день 155Мбит/с, а по оптическому 10ГБит/с и выше (на сегодняшний день до 60 Гбит/с такую скорость обеспечивает существующая аппаратура, но теоретически можно больше).

Это 1920 каналов тональной частоты и 1217280 каналов тональной частоты.

Подсчитаем во сколько раз дешевле оптический канал допустив, что аппаратура и кабель одинаковой стоимости: 1217280/1920=634 раз.

Стоит взглянуть на эти цифры и всё становится сразу ясно.

Значит  оптические сети окупаемы на большие расстояния.

Для Казахстана эти условия оптимальны.

Следовательно высокоскоростные сети выгодны для крупных корпораций, такие как АО «НК «КТЖ».

Вопрос стоит о целесообразности использования небольших локальных оптических сетей.

На данный момент их себе могут позволить крупные организации. А сети на базе витой пары 5 категории не нуждаются в большом финансировании. Как при покупке аппаратного обеспечения так и кабеля. Стоимость увеличивается только при увеличении расстояния и обеспечении необходимой помехоустойчивости.

На данный момент, чтобы ваша сеть работала на скоростях выше 100 Мбит/с нужно волокно. К сожалению, производители стран СНГ пока производят оптическую аппаратуру только для магистрали уровня STM-1. На кабельном рынке дела обстоят лучше, отечественного кабеля выпускается в достатке. Только само волокно используется в основном зарубежное, так как оно по своим параметрам лучше. Это тоже бьёт по карману отечественных потребителей кабельной промышленности. Так же средства уходят на монтаж кабельной аппаратуры. Цена аппаратуры также довольно высокая, по тому как производится так же за рубежом. И в середине 90-х годов монтаж оптического кабеля обходился довольно дорого.

К примеру, оконцевание оптического кабеля осуществлялось, как правило, с помощью сварки с использованием дорогостоящих (около 30 тыс. у.е.) сварочных аппаратов. Оконцевание одного волокна обходилось заказчику примерно в 50 у.е., и многим из них при виде сложного сварочного аппарата и “священнодействующих” монтажников такая цена казалась оправданной.

Нынешняя ситуация на рынке сетей поразительно отличается от описанной выше. Сегодня наряду с оконцеванием методом сварки монтажники широко практикуют установку коннекторов непосредственно на оптические волокна (назовем этот процесс прямым оконцеванием). Технология прямого оконцевания значительно дешевле сварки. К тому же стоимость инструментов и расходных материалов для прямого оконцевания за последнее время существенно снизилась — сейчас установка одного оптического коннектора по такой технологии стоит от 7 до 17 у.е. (включая оплату услуг приглашенного монтажника). Подешевело и активное сетевое оборудование. Все это сделало оптические сетевые технологии доступными самым разным (по масштабу) предприятиям. Кроме того, в настоящее время эти технологии все шире применяются в городских распределительных сетях передачи данных (для подключения зданий к сети Интернет) [26].

Хотя, волоконно-оптические соединения в компьютерных сетях пока обходятся дороже соединений витой парой или коаксиальным кабелем, волоконная оптика обладает известными преимуществами, перечислим их ещё раз:

- нет ограничений на расстояние.

- практически неограниченная пропускная способность;

- нечувствительность к внешним помехам, отсутствие излучения наружу;

- низкая стоимость магистрального кабеля (ведь кварцевое стекло дешевле меди, да и его нужно не много);

Основным препятствием к продвижению волоконной оптики (ВО) на наш рынок была высокая стоимость составляющих, а также сложная и дорогая технология монтажа. Однако, за последнее время произошел качественный скачок в цене и в технологии монтажа ВО. Значительно снизилась и стоимость активного сетевого оборудования для ВО. Теперь, цена основных составляющих СКС ВО может быть следующая (для End User-Конечный пользователь):

  •  Опт. кабель 4 жильный 50/125 в мет. броне для нар. прокладки - около 1,3 у.е./метр с НДС.
  •  Опт. конвертер Ethernet 10 Мбит/с UTP/ST multi mode 2 км - около 125у.е. c НДС
  •  Опт. соединит. шнур дуплекс ST или SC 50/125 2 м – 23 у.е. c НДС.
  •  Бокс для разделки и сварки ОК до 16 розеток ST – 43 у.е. c НДС.
  •  Оптическая розетка ST mm - 2.25 у.е. c НДС.
  •  Оптический коннектор ST mm - 2.85 у.е. c НДС.
  •  Оптический коннектор SC mm - 3.75 у.е. c НДС.

Работы:

  •  Соединение двух волокон с помощью сварки - 10-15 у.е.
  •  Прямое оконцевание кабеля коннектором ST (без стоимости коннектора) – 5у.е.

Для сравнения стоимость небольшой компьютерной сети на 16 пользователей с учётом стоимости медного кабеля 5-й категории, сетевых адаптеров для каждого компьютера и нужного сетевого оборудования обойдется 250-300 у.е.

По этому целесообразно медный кабель использовать на небольших площадях, присоединении нескольких 10-в компьютеров. Допустим в одном небольшом офисе. А для соединения этой сети с другим офисом использовать оптический кабель.

Для этого способа соединения сетей используют сетевое оборудование, где соединения непосредственно с компьютерами в пределах офиса используется медный кабель, а для соединения с другой сетью используется оптоволокно.

Такой способ сохраняет все преимущества полной оптической сети и делает её дешевле.

Так же на данный момент появились технологии, которые удешевили процесс монтажа кабеля.

Следует отметить, что и сегодня, оконцевание кабеля методом сварки стоит дорого). Его применение экономически оправдано главным образом на протяженных линиях связи, где надо добиться минимального затухания сигнала и максимальной надежности соединений. Вообще говоря, вместо сварки для оконцевания кабелей с помощью pig tail можно использовать такие механические соединители, как Fibrlok компании 3M, но они не получили широкого распространения из-за высокой стоимости (около 10 у.е. за соединитель) и низкой надежности.

Сегодня монтажники в основном применяют две технологии прямого оконцевания: Hot-melt компании 3M и с применением эпоксидного клея (далее для краткости будем называть ее эпоксидной). Технология Hot-melt несколько проще эпоксидной, но для установки соответствующих коннекторов требуется набор специальных инструментов, который стоит довольно дорого — 1400 у.е. и выше. Кроме того, недешевы и сами Hot-melt-коннекторы: цена одного такого разъема (тип ST) составляет 7—11 у.е. Коннекторы (тип ST) для эпоксидной технологии продаются по цене от 2 до 5 у.е. за штуку, и купить их можно у любой фирмы, торгующей оптическим оборудованием.

Большинство имеющихся в продаже наборов инструментов и материалов для оконцевания волокна по эпоксидной технологии стоят от 600 до 800 у.е. . Этим летом компания “Вимком Оптик” начала поставлять на рынок набор (тоже для оконцевания по эпоксидной технологии) со звучным названием “Терминатор” по цене около 400 у.е.

Эта технология хорошо отработана, не требует дорогостоящей сварочной техники и позволяет оконцевать оптоволокно любого типа[27].

Кабельные системы на основе одномодового волокна довольно дороги, что совсем не связано со стоимостью самого волокна. Это покажется странным, но самое лучшее (т. е. одномодовое) волокно является и самым дешевым (стоимость одномодового оптического волокна составляет 40—50% от стоимости многомодового). Дорогостоящими являются технологии и средства передачи сигнала по одномодовому волокну, хотя здесь намечаются перемены: в настоящее время развивается технология VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser Вертикальная Поверхность Впадины Испускание Лазера); ее цель — создание недорогого передающего устройства в виде миниатюрного твердотельного лазера, который будет стоить не больше обычного светодиода. Сейчас разрабатываются устройства VCSEL для многомодовых волокон, но эти устройства смогут хорошо работать и с одномодовыми волокнами.

Появление дешевых "оконечных" устройств будет способствовать распространению кабельных систем на основе одномодового волокна и, вероятно, позволит создателям сетей довести эти системы до рабочих мест пользователей (что является важнейшей проблемой на сегодняшний день). Волоконно-оптический кабель обладает рядом преимуществ по сравнению с широкополосным медным кабелем, например он не нуждается в экранировании. Поэтому медный кабель категории 6 может и вообще не понадобиться.

Да чем больше расстояние, тем выгоднее волоконно-оптическая сеть.

Допустим разветвленная оптическая сеть на большой площади в пределах страны, такой как Казахстан, или в пределах континента, даже всего мира. Такая сеть может потеснить спутниковую связь.

Технология ATM ( Asynchronous Transfer Mode - Асинхронный Способ Передачи) - это транспортный механизм, ориентированный на установление соединения при передаче разнообразной информации в сети. Для этого в ATM разработана концепция виртуальных соединений (virtual connection –действительная (виртуальная) связь) вместо выделенных физических связей между конечными точками в сети. Она обеспечивает высокоэффективную связь и большую гибкость в построении гомогенных сетей, где связь между узлами сети требуется независимо от их физического местоположения.

С помощью этой технологии можно передавать любую информацию на больших скоростях. Это могут бать телефонные каналы, видео изображение, различные телевизионные каналы, internet, другую различную информацию.

На данный момент существует аппаратура способная передавать со скоростями до 60Гбит/с. Например маршрутизатор Cisco 12000 GSR пропускная способность которого 60Гбит/с.

Такая сеть может вытеснить различные виды спутников. Ведь дешевле построить транспортную высокоскоростную сеть по цене одного спутника, чем построить и запустить серию спутников.

Эксплуатировать спутник можно до 10 лет. Потом оборудование стоимостью миллионы долларов упадет в океан или будет бесполезно вращаться вокруг земли.

А ресурс оптической магистрали десятилетия. И, в отличии от спутника, земную сеть можно ремонтировать и модернизировать.

Настоящее и будущее телекоммуникаций и связи стоит за оптическими сетями[33].

При внедрении локальной вычислительной сети будут повышаться текущие эксплуатационные расходы, однако, так как производительность труда служащих возрастет, то будет происходить экономия фонда оплаты труда. Однако для обслуживания и управления работой сети необходимо нанять специалистов, для чего необходимо предусмотреть статью расходов на заработную плату. Рассчитаем чистую экономию фондов оплаты труда после внедрения проекта по формуле:

Эфот2 = Эфот – Зфот      (3.1)

где    Эфот – годовая экономия фондов оплаты труда,

Зфот – затраты на заработную плату обслуживающему персоналу.

Годовая экономия от внедрения проекта определяется по формуле:

   Эфот = N · H,      (3.2)

где   N   количество станций, подключенных к сети;

H   экономия фондов при подключения одной станции.

Ежегодная экономия фондов при подключении одной рабочей станции определяется по формуле:

,     (3.3)

где  Х число служащих, пользующихся одной рабочей станцией (обычно 2-4);

К средневзвешенное число смен (1 - 2,5);

С средние ежегодные затраты на одного сотрудника;

Р относительная средняя производительность сотрудника, пользующегося рабочей станцией (140 - 350%).

Примем Х = 1, К = 1, С = 3000 у.е., Р = 150%.

Имеем ежегодную экономию от подключения одной рабочей станции:

 у.е.

Таким образом, годовая экономия фондов оплаты труда составляет

Эфот = 34 · 1500 = 51 000 у.е.

Затраты на заработную плату обслуживающему персоналу (табл. 3.1)

Таблица 3.1

Смета на заработную плату обслуживающему персоналу

Должность

Количество

Сумма заработной платы в год

Администратор сети

2 человека

3000

Системный программист

1 человек

3500

Итого

9500 у.е.

 

Теперь можно рассчитать чистую экономию фондов от внедрения проекта:

Эфот2 = Эфот – Зфот = 51000 – 9 500 = 41 500 у.е.

Однако, при экономии на фондах оплаты труда, также происходит экономия на налогах с фонда оплаты труда, которые составляют 39%.

Итого экономия на налогах с фонда оплаты труда:

Эн2 = Эфот2 · 0,39 = 41 500 · 0,39 = 16 185 у.е.

В итоге предприятие имеет прибыль в виде экономии фондов оплаты труда и экономии налогов с фонда оплаты труда, которая составляет:

Пр = Эфот2 + Эн2 = 41 500 + 16 185 = 57 685  у.е.

Чистая прибыль предприятия:  

Пч = Пр – Нпр,      (3.4)

где Нпр – налог на прибыль (30% от суммы прибыли).

 

Пч = Пр – (Пр · 0,3) = 57685 – 57 685 · 0,3 = 40379,5 у.е.

Общие затраты на проектирование и создание сети определяются:

   КLAN = К1 + К2,      (3.5)

где  К1 – производственные затраты;

К2 - капитальные вложения.

Оценим производственные затраты:

  К1 = С1 + С2 + С3,     (3.6)

где С1 затраты на НИР и ТЗ;

С2 затраты на опытную эксплуатацию и внедрение;

С3 затраты на рабочий проект.

Смета производственных затрат приведена в табл. 3.2.

Таблица 4.2

Смета производственных затрат

Производственные затраты

Сумма

Затраты на НИР и ТЗ

200

Затраты на опытную эксплуатацию и внедрение

1000

Затраты на рабочий проект

200

ИТОГО

1400 у.е.

Имеем производственные затраты К1 = 1400у.е.

Смета затрат на капитальные вложения приведена в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Смета затрат на капитальные вложения

Название

Количество

Цена

Итого

1

2

3

4

D-Link <DES-1024DG> Switch 24port (22UTP 10/100Mbps + 2UTP 10/100/1000Mbps)

2

150

300

TigerArray, 1 card, 2*RJ-45, Software

3

50

150

HP 10/100Base-TX NightDirector/100 card

34

10

340

UTP, Cat. 5, 4 pair, solid, 100MHz, PVC, for 15-years AMP Warr., box (305m)

3

150

450

Розетка CT-серии 5-й категории RJ45 (T568A) белый, в полной комп. (шт.)

34

10

340

Продолжение таблицы 3.3

1

2

3

4

Итого:

1580

Вспомогательное оборудование и материалы

10%

158

Итого:

1738 у. е.

Итого капитальные вложения К2 = 1738 у. е.

Таким образом общие затраты на проектирование и создание сети:

КLAN 1400 + 1738 у. е. = 3138  у.е.

Теперь мы можем оценить срок окупаемости проекта:

Ток = КLAN / Пч = 3138 / 40379,5 =  ~ 0,08 года или ~ 1 месяц

Основные технико-экономические показатели сети приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4

Основные технико-экономические показатели проекта

Основные характеристики

Ед. изм.

Проект

1

2

3

Технические

скорость передачи данных

Мбит/сек

100 Мбит/сек

количество рабочих станций

34

Топология

звезда

среда передачи данных

витая пара

пороговая граница коэффициента загрузки сети

%

0,3…0,5

защищенность от перегрузок электропитания

кВ

1,0 кВ электросеть

0,5 кВ сигнальная сеть

Эксплуатационные

возможность администрирования всей сети с одной рабочей станции

протокол SNMP

возможность мониторинга сети

протокол RMON

высокая надежность

пожизненная гарантия на все оборудование

Экономические

стоимость внедрения проекта

у.е.

3138  

экономия заработной платы (прибыль)

у.е.

40379,5

cрок окупаемости

лет

~ 0,08

Таким образом, предприятие внедрив сеть, будет иметь прибыль за счет экономии фондов оплаты труда и за счет экономии на налоговых отчислениях, и, окупит затраты на внедрение сети за ~ 1 месяц.


4 Охрана труда

Работы по техническому обслуживанию, ремонту и устранению неисправностей устройств СЦБ должны выполняться с соблюдением требований Инструкции по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах РК, Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств СЦБ, иных нормативных актов и в соответствии с утвержденными технологическими процессами и техническими указаниями по обслуживанию и ремонту.

Техническое обслуживание и ремонт устройств СЦБ должны производиться при обеспечении безопасности движения и, как правило, без нарушения графика движения поездов.

Выполнение плановых работ, связанных с прекращением действия устройств СЦБ, должно производиться, как правило, в технологические «окна», предусмотренные в графике движения поездов. При отсутствии таких «окон» должно предоставляться регламентированное время в порядке, установленном ПТЭ. В необходимых случаях нормальное пользование устройствами СЦБ прекращается путем их временного выключения в установленном порядке.

Работы по техническому обслуживанию, устранению неисправностей, ремонту и замене устройств СЦБ на железнодорожной станции должны производиться с разрешения ДСП с выключением или без выключения устройств[28].

Выключение устройств СЦБ может производиться с сохранением и без сохранения пользования сигналами.

При выключении с сохранением пользования сигналами отдельных стрелочных (бесстрелочных) изолированных участков; централизованных стрелок, оборудованных стрелочными контрольными замками или других устройств сохраняется возможность открытия сигналов по маршрутам, в которые входят выключенные устройства, и при этом обеспечивается контроль положения и замыкания всех стрелок, входящих в маршрут, и изолированных участков, кроме выключенных. Проверка фактического положения, закрепления и запирания выключенных стрелок и свободности изолированных участков от подвижного состава производится порядком, установленным в техническо – распорядительном акте железнодорожной станции. После такой проверки приём и отправление первого поезда по стрелке, выключенной с сохранением пользования сигналами, производится при запрещающем показании входного, выходного или маршрутного светофора, а последующих – по разрешающим показаниям этих светофоров и со скоростью не более 40 км/ ч.

При выключении устройств СЦБ без сохранения пользования сигналами возможность открытия сигналов и замыкания поездных маршрутов, в которые входят выключенные устройства, исключается. На пульте управления (табло) контролируется положение всех стрелок и изолированных участков, кроме выключенных. Движение поездов по маршрутам, в которые входят выключенные устройства, производится при запрещающем показании входного, выходного или маршрутного светофоров. При этом проверка фактической свободности пути или изолированного участка, положения, закрепления и запирания каждой стрелки в маршруте производится в порядке, установленном для этих случаев в Инструкции по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах РК и в ТРА железнодорожной станции.

Выключение стрелок и изолированных участков с сохранением пользования сигналами производится ШН с согласия ШНС и по разрешению дежурного инженера ШЧ, а при их отсутствии – по разрешению начальника ШЧ или его заместителя.

В пределах железнодорожной станции или района, управляемого одним ДСП, разрешается одновременно выключать с сохранением пользования сигналами не более двух изолированных участков и одной одиночной или двух спаренных стрелок, при этом стрелочный перевод с подвижным сердечником крестовины, оборудованный двумя электроприводами, считается как одна стрелка.

Если при ремонтных работах требуется выключить указанным способом большее число устройств, то это может быть осуществлено с разрешения начальника отделения дороги, а при отсутствии отделений в составе железной дороги – с разрешения главного инженера железной дороги с одновременным установлением порядка движения поездов и обеспечения безопасности движения поездов, назначения ответственных лиц за своевременное выполнение работ и безопасность движения.

Запрещается выключить стрелку с сохранением пользования сигналами при нарушении механической связи между остряками. Запрещается выключать с сохранением пользования сигналами рельсовые цепи путей приёма и изолированные участки в поездных маршрутах, в которых они являются первыми за входными, выходными и маршрутными светофорами.

Плановые работы, связанные с выключением устройств СЦБ, должны производиться в соответствии с графиками, утверждёнными начальником отделения железной дороги, а при отсутствии отделений в составе железных дорог – руководством железной дороги на основании заявок руководителей работ.

При отказе в работе устройств СЦБ ДСП обязан немедленно сделать соответствующую запись в Журнале осмотра (ДУ-46), сообщить электромеханику и дежурному инженеру ШЧ. При отказе в работе устройств СЦБ на перегоне ДСП сообщает об этом одновременно электромеханику, дежурному инженеру ШЧ и работнику ПЧ.

Впредь до устранения неисправности, проверки установленным порядком работы устройств СЦБ и соответствующих записей ШН и работников причастных служб в журнале ДУ-46 ДСП обязан обеспечить пропуск поездов в порядке, установленном Инструкцией по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах РК. При этом ДСП, а при ДЦ и поездному диспетчеру, независимо от поездной обстановки, запрещается пользоваться неисправными устройствами СЦБ (открывать входные, выходные, маршрутные и маневровые светофоры, переводить стрелки руководствуясь показаниями контрольных приборов), в том числе и тогда, когда до этих записей возобновится контроль свободности или занятости изолированных секций, положения централизованных стрелок или произойдут другие изменения показаний на пульте управления. Проверка фактической свободности пути или изолированного участка от подвижного состава положения стрелок и приготовление маршрутов должны производиться в порядке, установленном Инструкцией по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах РК и предусмотренным для таких случаев в ТРА станции. Электромеханик, получив сообщение о нарушении нормальной работы устройств СЦБ, должен, как правило, прибыть к ДСП и расписаться в журнале осмотра ДУ-46 с указанием времени прибытия. Электромеханику запрещается приступать к устранению неисправности устройств СЦБ на железнодорожной станции без согласия ДСП и без записи в журнале осмотра ДУ-46[29].

По прибытии к ДСП или непосредственно в район расположения неисправных устройств СЦБ электромеханик обязан определить, требуется ли выключение неисправного устройства из централизации (из зависимости).

После устранения неисправности электромеханик может ввести в действие устройства СЦБ, работа которых временно прекращалась, только после совместной с ДСП практической их проверки и убедившись в исправности устройств СЦБ и правильности показаний контрольных приборов на пульте управления. Об устранении неисправности электромеханик должен сделать запись в журнале осмотра ДУ-46.

Время устранения и причину неисправности электромеханик должен сообщить дежурному инженеру ШЧ, а при его отсутствии – ШНС.

Запрещается при выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств СЦБ, не выключенных установленным порядком, создавать искусственные цепи подпитки приборов с помощью установки временных перемычек, переворачивания реле или любым другим способом.

Установка временных перемычек допускается:

  1.  Если они предусмотрены утверждёнными техническими решениями (восстановление заблокированных цепей, выключение устройств и другие работы).
  2.  Для выключения устройств СЦБ в случаях отсутствия путевого развития при вводе новых устройств в эксплуатацию, при реконструкции путевого развития, после внесения соответствующих изменений в технологическую документацию в порядке, установленном Инструкцией по содержанию технической документации на устройства СЦБ.   

Временные перемычки должны быть длинной не менее 0,7 м, цветом отличаться от монтажа, выполнены без увязки в жгуты и иметь бирку о назначении.

К работе ШН и ШЦМ допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие при поступлении на работу предварительный медицинский осмотр, вводный и первичный инструктаж на рабочем месте по охране труда, обучение, проверку знаний и стажировку.

В процессе работы ШН и ШЦМ должны проходить в установленном порядке периодические медицинские осмотры, повторные инструктажи не реже 1 раза в три месяца, а также внеплановые и целевые инструктажи.

ШН и ШЦМ должны применять безопасные приемы выполнения работ и технологические операции, которые предусмотрены технологическим процессом и должностными обязанностями; уметь пользоваться первичными средствами пожаротушения; содержать в исправном состоянии и чистоте инструмент, приспособления, а также спецодежду, спецобувь и другие средства индивидуальной защиты; соблюдать правила внутреннего трудового распорядка; соблюдать режимы труда и отдыха.

ШН и ШЦМ запрещается прикасаться к движущимся частям работающих машин и работать вблизи них при отсутствии защитных кожухов, прикасаться к неизолированным проводам, арматуре освещения, зажимам и электроприводам, опорам контактной сети и другим электротехническим устройствам, обслуживание и ремонт которых не входит в его обязанности, выполнять работы, на которые у него нет разрешения руководителя работ или наряда – допуска, находиться во время движения в кузове автомобиля, на платформе, прицепе и других транспортных средствах при перевозке в них опор, катушек с кабелем, светофорных мачт, релейных шкафов и других тяжеловесных грузов.

Проходить к месту работы и обратно в пределах станции необходимо по установленным маршрутам служебного прохода с учетом местных условий.

Запрещается:

  •  переходить или перебегать пути перед движущимся подвижным составом и другими подвижными единицами;
  •  находиться в междупутье между поездами при безостановочном их следовании по смежным путям;
  •  становиться или садиться на рельсы, электроприводы, путевые коробки, вагонные замедлители и другие напольные устройства.

При приближении поезда и других подвижных единиц, когда до поезда остается 400 метров, ШН и ШЦМ должны заблаговременно сойти с пути на обочину на расстояние не менее 2 метров от крайнего рельса. ШН и ШЦМ должны обращать внимание на показания ограждающих светофоров, звуковые сигналы и предупреждающие знаки.

При приближении подвижного состава к месту работы на путях работники должны заблаговременно прекратить все работы; убрать с места работы все инструменты, материалы и запасные части за пределы габарита приближения строений и отойти в безопасное место. При производстве работ на железнодорожном пути, соседнем с тем, по которому должен проследовать скоростной поезд, работы на нем также должны быть прекращены заблаговременно.

Приближение к находящимся под напряжением и не огражденным проводам или частям контактной сети на расстояние менее 2 метров, а также прикосновение к электрооборудованию электроподвижного состава непосредственно или через какие-либо предметы запрещается. Работы по ТО устройств, расположенных в опасной зоне (на расстоянии менее 2 метров от контактной сети, по напряжением) должны выполняться не менее чем двумя работниками. Перед началом работ должно быть обязательно проверено заземление РШ и светофора.

При выполнении работ, связанных с прикосновением к изолированным или неизолированным жилам или к оболочкам кабелей, необходимо применять инструмент с изолирующими ручками или диэлектрические перчатки.

При работе на светофорной мачте необходимо применять монтерский предохранительный пояс. Запрещается работать на одной светофорной мачте двум работникам, находящимся на разных уровнях. В процессе работы ШН и ШЦМ должны пользоваться инструментом с изолирующими рукоятками.

4.1 Требования безопасности при эксплуатации лазерных изделий

Под лазерными изделиями в последующем понимаем электронно-оптические и оптические элементы, допускающие возможность выхода лазерного излучения наружу.

Используемые на предприятии лазерные изделия можно отнести к классу 1. Данный класс лазерных изделий является наиболее безопасным.

Рабочее место операторов организовано таким образом, чтобы полностью исключить возможность воздействия на персонал лазерного излучения.

Рабочее место обслуживающего персонала, взаимное расположение всех элементов (органов управления, средств отображения информации) обеспечивает рациональность рабочих движений и максимально учитывает энергетические, скоростные, силовые и психофизические возможности человека.

Требования по электробезопасности.

Используемое на предприятии оборудование сконструировано и изготовлено таким образом, чтобы гарантировать защиту персонала при эксплуатации, а также при возникновении неисправностей от поражения электрическим током.

Элементы конструкции, с которыми соприкасается оператор во время работы оборудования, выполнены из диэлектрического материала.

Оборудование в целом имеет специальные клеммы и другие приспособления для подсоединения заземляющих или зануляющих проводников. Все токопроводящие части оборудования ограждены и размещены таким образом, что полностью исключена возможность прикосновения к ним при эксплуатации.

Изоляция оборудования предприятия обладает достаточной диэлектрической прочностью, предотвращающей пробой, а так же достаточным электрическим сопротивлением, препятствующим появлению чрезмерных токов утечки и возникновению теплового пробоя[30].

В случае неисправности на предприятии предусмотрена возможность немедленного отключения оборудования от первичного источника питания посредством устройства отключения питания. Также предусмотрено устройство аварийной защиты.

4.2 Организация рабочего места оператора ЭВМ

Для предотвращения электротравматизма применяется наиболее дешевый и эффективный способ защиты, которым является защитное заземление. Принцип действия заземления заключается в многократном уменьшении тока, протекающего через человека в случае утечки. Человек-оператор должен быть обучен правилам эксплуатации электрооборудования и оказанию первой помощи при поражении электрическим током.

В помещении необходимо обеспечить приток свежего воздуха, количество которого определяется технико-экономическим расчетом и выбором схемы вентиляции. Минимальный расход воздуха определяется из расчета 30-50 куб.м/ч, но не менее двукратного воздухообмена в час. В летнее время на предприятии следует предусмотреть установку кондиционера с целью избегания превышения температуры в помещении для устойчивой работы оборудования. Необходимо уделить должное внимание количеству пыли в воздухе, так как это непосредственно влияет на надежность и ресурс эксплуатации ЭВМ.

Защита от шума осуществляется следующими методами:

  •  уменьшение шума;
  •  применение средств коллективной защиты;
  •  применение средств индивидуальной защиты;
  •  рациональная планировка помещений;
  •  акустическая обработка рабочих помещений.

Также для борьбы с шумом на предприятии применяются следующие меры:

  •  увеличение звукоизоляции ограждающих конструкций;
  •  уплотнение по периметру дверей, перекрывающих проходы;
  •  уменьшение шума источников путем применения прокладок из эластичных материалов.

В качестве звукопоглощающих конструкций используются маты из стекловолокна, а также перфорированные плиты, укрепленные на стене.

Уровень шума на предприятии составляет 50 Дб. Это допустимое значение.

Освещение рабочего места - важнейший фактор создания нормальных условий труда. Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает высокий уровень работоспособности, оказывает положительное психологическое воздействие на работающего, способствует повышению производительности труда. Для ВЦ о важности вопросов производственного освещения говорит и тот факт, что условия деятельности операторов в системе «человек-машина» связаны с явным преобладанием зрительной информации - до90% общего объема.

Освещение на предприятии – 450-500 лк. Это также допустимое значение освещения. Исходя из требований отсутствия бликов и равномерности освещения на предприятии используется общее искусственное освещение. Для искусственного освещения применяются люминесцентные лампы, у которых высокая световая отдача, продолжительный срок службы, малая яркость светящейся поверхности, близкий к естественному спектральный состав. Система общего искусственного освещения на предприятии выполнена потолочными или подвесными лампами, размещенными параллельно светопроемам и равномерно по потолку. Для того, чтобы избежать отражений, которые могут снизить четкость восприятия, рабочие места не располагаются прямо под источником света.

В помещения поддерживается содержание:

- кислорода - 21-22 об.%; озона - не более 0.1 мг/куб.м;

- легких ионов - 1500-3000 положительных и 3000-5000 отрицательных в 1 куб. см. воздуха.

Для исключения дестабилизирующего микроклимата (и освещение) влияния солнечной радиации на окнах на предприятии предусмотрены шторы или жалюзи. Предотвращение пожара достигается исключением образования горючей среды и источников загораний.

Для ликвидации пожаров на предприятии применяются следующие средства пожаротушений:

  •  огнетушители ручные и передвижные;
  •  сухой песок.

На предприятии применяются пенные огнетушители и углекислотные ручные огнетушители. Ручные огнетушители установлены из расчета 1 огнетушитель на 40-50 м площади. Для защиты работников от токсичных продуктов сгорания и дыма на предприятии применяется противодымная защита из вентиляторов и вентиляционных каналов. Противодымная защита включается автоматически при срабатывании дымовых автоизвещателей либо вручную от кнопок. Вытяжная вентиляция при этом удаляет из помещения воздух с вредными примесями.

Для предотвращения образования и защиты от статического электричества на предприятии используются нейтрализаторы и увлажнители, а полы имеют антистатическое покрытие.

Для снижения потенциально опасного излучения видеотерминалов на предприятии предприняты специальные меры защиты от низкочастотных полей. Поскольку источник высокого напряжения дисплея - строчный трансформатор - помещается в задней или боковой части терминала, уровень излучения со стороны задней панели дисплея выше, причем стенки корпуса не экранируют излучение. Поэтому пользователям рекомендовано находиться не ближе чем на 1.2 метра от задних или боковых поверхностей соседних терминалов[31].

В целях сохранения зрения у работников предприятия руководство распорядилось о том, чтобы терминалы были обращены экраном в сторону окна, поскольку интенсивная освещенность поля зрения может затопить потоками света и размыть изображение оригинала на сетчатке глаза. Для исключения бликов на экране, расположенным рядом с окном, рабочее место и экран расположены перпендикулярно оконному стеклу. Основной поток естественного света расположен слева.

Стена позади компьютера на предприятии освещена так же, как и экран. Для уменьшения поглощения света потолок, верхние части стен и оконные рамы окрашены белым цветом (коэффициент отражения не менее 0.7), стены и панели - светло-голубым тоном (коэффициент отражения 0.5-0.6).

Кресла работников имеют подлокотники и подъемно-поворотное устройства для регуляции высоты сидения и спинки, а также угла наклона спинки. Высота поверхности сидения регулируется в пределах 40-50 см., угол наклона спинки - в пределах 90-110 град. Ширина сидения - 40 см, глубина - 38 см. Высота опорной поверхности спинки – 35 см., ее ширина - 40 см.

Поверхность стола, на которой располагаются клавиатура, имеет наклон 15 градусов.


5 Промышленная экология

5.1 Рекомендации по уменьшению вредного воздействия на окружающую среду

Основными мероприятиями по снижению транспортного шума являются:

-  обеспечение равномерного движения транспортных средств;

-  исключение пересечений транспортных потоков;

- запрещение  проезда  грузового транспорта  в жилых  зонах, создание объездных путей;

-  удаление транзитных магистралей за черту населенных пунктов;

-    снижение интенсивности движения автотранспорта;

-    разделение транспортных  потоков, создание дорог с односторонним движением;

-    применение  различных  экранов  (шумозащитных  сооружений,  полос зеленых насаждений и т.д.).

Уровень автомобилизации считается одним из главных критериев экономического и социального развития общества, качества жизни населения. Однако не следует забывать и об отрицательных последствиях этого, необходимо не только планирование мероприятий по охране окружающей среды, но и финансирование их на государственном уровне[32].

В условиях бюджетного дефицита необходимо привлечение в финансирование природоохранных мероприятий различных внебюджетных экологических фондов. Финансовые средства должны направляться на повышение экологических характеристик используемой техники и технологии на транспорте, выполнение экологических требований в ходе строительства и реконструкции объектов транспорта, замену подвижного состава на малотоксичные виды, освоение выпуска экологически безопасной продукции, контроль и мониторинг состояния окружающей среды, реализацию экологических программ, устранение последствий экологических аварий и катастроф.


Заключение

Дипломная работа выполнена на тему «Пути улучшения системы связи на железнодорожном транспорте». Перед дипломной работой ставились следующие цели - рассмотреть использующиеся средства связи на железнодорожном транспорте Республики Казахстан и определить приоритетные пути дальнейшего развития системы связи на железной дороге

Для достижения этих целей были выполнены следующие разделы:

- принципы организации электросвязи на железнодорожном транспорте, в котором рассмотрены такие вопросы как классификация линий связи, перспективы использования современных средств связи на железнодорожном транспорте, цифровые системы и технические средства оперативно-технологической связи и перспективы развития связи на железнодорожном транспорте Республики Казахстан;

- волоконно-оптические линии связи где рассмотрели вопросы оптическое волокно и его виды, электронные компоненты систем оптической связи и применение ВОЛС в вычислительных сетях;

- мероприятия по обеспечению безопасности движения поездов при обслуживании устройств электрической централизации;

- экономические перспективы развития новых видов связи и телекоммуникаций, в котором рассмотрели экономические преимущества волоконно-оптических сетей связи, оценили экономический эффект от внедрения локальной вычислительной сети на предприятии. Расчеты показали, что предприятие внедрив сеть, будет иметь прибыль за счет экономии фондов оплаты труда и за счет экономии на налоговых отчислениях, и, окупит затраты на внедрение сети примерно за 1 месяц.

В данной работе была внедрена высокоскоростная локальная вычислительная сеть стандарта Fast Ethernet для предприятия, имеющего 34 автоматизированных рабочих места. Скорость передачи сети – 100 МБит/сек.


Список использованных источников

  1.  Волков, В.М. Электрическая связь и радио на железнодорожном транспорте / В.М. Волков, Э.С. Головин, В.А. Кудряшов.– М. : Транспорт, 1991.
  2.  Волков, В.М. Проводная связь на железнодорожном транспорте / В.М. Волков, В.А. Кудряшов.– М.: Транспорт, 2006.
  3.  Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте / А.А. Устинский [и др.]. –  М.: Транспорт, 2006.
  4.  Устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Ч. II. Устройства железнодорожной связи / под ред. Д.В. Шалягина. – М. : Изд-во РГОТУПСа, 2000.
  5.  Аналоговые устройства избирательной связи для систем оперативно-технологической связи / И.Д. Блиндер [и др.] // Автоматика, связь, информатика. – 2004. – № 5. – С. 11–12.
  6.  Блиндер, И.Д. Направления развития систем оперативно-технологической связи Российских железных дорог / И.Д. Блиндер // Автоматика, связь информатика. –2000.– №4. – С. 27–29.
  7.  Данилов, А.И. Принципы построения и технические средства оперативно-технологической связи / А.И. Данилов, И.Д. Блиндер // Автоматика, связь информатика. –2004.– №3. – С. 10–13.
  8.  Вериго, А.И. Цифровые системы связи в управлении перевозочным процессом / А.М. Вериго, А.В. Сизова // Автоматика, связь информатика. –2004.– №11. – С. 9–10.
  9.  Керештес, А. Новое оборудование KS 2000R для оперативно-технологической связи / А. Керештес, И.Д. Блиндер // Автоматика, связь информатика. –2000.– №1. – С. 16–17.
  10.  Третьяков, Ю.Н. Система оперативно-технологической связи «Обь-128Ц» / Ю.Н. Третьяков // Автоматика, связь информатика. –2003.– №4. – С. 16–19.
  11.  Обрывин, В.В. Новые решения оперативно-технологической связи / В.В. Обрывин // Автоматика, связь информатика. –2002.– №4. – С. 20–21.
  12.  "Волоконно-оптическая техника", Технико-коммерческий сборник. М., АО ВОТ, N1, 2003
  13.  "Волоконно-оптические линии связи" Справочник. под ред. Свечникова С.В. и Андрушко Л.М., Киев "Тэхника", 2008
  14.  Морозов "Оптические кабели", Вестник связи, N 3,4,7,9, 1993
  15.  Десурвир "Световая связь: пятое поколение", В мире науки,N 3, 1992
  16.  "Зарубежная техника связи", сер. "Телефония, телеграфия, передача данных", ЭИ вып. 11-12, 2001
  17.  Якубайтис Э. Я. Открытые информационные сети. М., 1991 г.
  18.  Журнал «Сети», №№ 6, 9, 2005 г.
  19.  Клименко С.В., Уразметов В. Internet. Среда обитания иформационного общества. Протвино, ИВФЭ, 1994 г.
  20.  Копничев С. С., Коган С. П. Справочник. Телеаппараты. М., 1967 г.
  21.  Технологии электронных коммуникаций, том 27. Межсетевые протоколы и мультисети. Москва, СП “Эко-Трендз”, 2002 г.

22.       Технологии электронных коммуникаций, том 43. Международная компьютерная сеть Internet. Москва, СП “Эко-Трендз”, 1993 г.

  1.  Беленький М.Н."Экономика эксплуатационной работы на железнодорожном транспорте", Транспорт,2000г..
  2.  Грунтов П.С."Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте", Транспорт,1994г..
  3.  Заглядимов Д.П."Организация движения на железнодорожном транспорте", Транспорт,2005г..
  4.  "Инструкция по проектированию станций и узлов",Транспорт,1978г..
  5.  Инструктивные указания по организации вагонопотоков на ж.д. СССР. Москва, Транспорт 1984г..
  6.  Крутяков В.С."Охрана труда на железнодорожном транспорте", Транспорт,2003г..
  7.  Методическое пособие «Определение скоростных показателей графика движения поездов», Транспорт 1962г.
  8.  Методическое пособие «Подвижной состав и тяга поездов», Транспорт 1991г.
  9.  Сотников, "Эксплуатация железных дорог в примерах и задачах".
  10.  «Справочник по экономической оценке показателей эксплуатационной работы», Астана 1999 г.
  11.  «Справочник по себестоимости грузовых железнодорожных перевозок», Астана, 2001 г.

PAGE   \* MERGEFORMAT 6


Отделенческая связь

Дорожная связь

Магистральная связь

Управление

Управление

АО

«НК «КТЖ»

Рисунок 1.2. Классификация видов связи по району действия

 ВЦ

ЛПС

ВДС

ПДС

Крупная станция

Отделение

бщеслужебная

Отделение

Рисунок 1.10. Принципиальная схема волоконно-оптической линии связи

Рисунок 1.9. Режимы распространения оптического излучения по световоду: а – одномодовый; б – многомодовый

б  

а  

Прием  

Передача  

1

1

2

3

Рисунок 1.8. Конструкция оптического кабеля

сердцевина

 600 мкм

оболочка

50  мкм

 125 мкм

покрытие

Рисунок 1.7. Распространение светового луча

в волоконном световоде

МКПАБ7×4×105+5×2×0,7+1×0,7

Контрольная жила,

диаметр

Пары, диаметр

Четверки, диаметр

Рисунок 1.5. Способы скрутки жил кабеля:

 а – парная; б – четверочная (звездная)

б

а

Рисунок 1.4. Тип изоляции жил: а – трубчатая; б – кордельная; в – сплошная

в

б

а

EMBED Visio.Drawing.11  

Рисунок 1.3. Конструкция кабеля:

 а –симметричного; б – коаксильного

б

а

EMBED Visio.Drawing.11  

Рисунок 1.14. Логическая структура системы «Обь-128Ц»

EMBED Visio.Drawing.5  

Рисунок 1.13. Структурная схема организации станционной ОТС на базе цифровой коммутационной станции

EMBED Visio.Drawing.5  

Рисунок 1.12. Схема подтягивания удаленных абонентов в аналоговой сети: СП – аналоговая система передачи

Рисунок 1.11. Схема «подтягивания» удаленных абонентов в цифровой сети: КС – коммутационная станция; SMUX – мультиплексор SDH

EMBED Visio.Drawing.5  

  1.  

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57783. Применение производной к исследованию функции 1.89 MB
  Цели урока: сформировать навыки исследования и построения графиков функции с помощью производной. Учитель записывает на доске а ученики в тетради: Применение производной при исследовании функции.
57784. Похідна та її застосування 89 KB
  Мета: Узагальнення та систематизація знань, вмінь та навичок учнів з теми; формування вмінь працювати самостійно, спілкуватись, допомагати іншим, аналізувати ситуацію; розвиток загально навчальних навичок, творчого...
57785. Застосування похідної в різних галузях науки 1.1 MB
  Мета: Навчальна: дати учням всебічні поглиблені і розширені знання про предмет вивчення його цілісну картину досягти засвоєння учнями систематичних знань про поняття похідної її геометричний та фізичний зміст.
57786. Польща в 20-х роках ХХ століття 76.5 KB
  Мета уроку: охарактеризувати процес відновлення державної незалежності Польщі; розкрити роль Ю. Очікуванні результати: Після уроку учні зможуть: пояснювати обставини за яких відбулося відновлення Польщі...
57787. Пошук інформації в Інтернеті 113 KB
  Мета: розглянути пошукові системи мережі Інтернет правила пошуку інформації в глобальній мережі Інтернет сформувати вміння пошуку необхідної інформації розвивати навички роботи у мережі виховувати інформаційну культуру учнів.
57788. Права ребенка, согласно с международным законодательством 58 KB
  В представленной методической разработке предполагается закрепить знания учащихся о правах детей полученных на уроках правоведения из СМИ; сформировать правовую позицию по проблеме прав ребенка...
57789. Правопис не з іменниками 52 KB
  Мета уроку: з’ясувати правила написання не з іменниками; виробляти вміння застосовувати правила на практиці, спираючись на смисловий аналіз слів; відпрацьовувати вміння робити синтаксичний та морфологічний розбори іменників...
57790. Арифметическая прогрессия 384 KB
  Развивающие цели: развитие исследовательских навыков учащихся, умений анализировать полученные данные и делать выводы; развитие умений осуществлять самопроверку и взаимопроверку, работу в группах...
57791. Геометрична прогресія 109 KB
  Ціль нашого уроку: застосування формул nго члена геометричної прогресії визначення геометричної прогресії а також властивостей членів геометричної прогресії для розв’язування задач.