Сеть передачи данных на железнодорожном транспорте
1. Общие понятия
Термин «передача данных» появился в начале 60-х годов и был связан с необходимостью дистанционного доступа к вычислительным ресурсам, а также обменом информацией между терминальным оборудованием або-нентов и ЭВМ в режиме телеобработки данных. Таким образом, появи-лись вычислительные сети или сети ЭВМ.
Вычислительная сеть (ВС) является взаимосвязанной совокупностью территориально рассредоточенных систем обработки данных, средств и сис-тем связи и передачи данных, обеспечивающих пользователям дистанционный доступ к ее ресурсам и коллективное использование этих ресурсов.
Из определения ВС следует, что в состав ВС входит два основных множества территориально рассредоточенных объектов: множество систем обработки данных, включающих в себя различные ЭВМ для выполнения вычислений, хранения баз данных, поиска инфорации, а также терминального оборудования, обеспечивающего взаимодействие пользователей с системами обработки данных; множество средств связи и передачи данных, обеспечивающих в общем случае как дистанционный доступ пользователей к ресурсам систем обработки, так и обмен информацией между различными удаленными системами обработки, а также между отдельными пользователями сети.
Сеть передачи данных состоит из множества территориально рассредоточенных узлов коммутации, соединенных друг с другом и с абонентами сети при помощи различных каналов связи.
Узел коммутации представляет собой комплекс технических и программных средств, обеспечивающих коммутацию каналов, сообщений или пакетов.
Коммутация – распределение информации, при которой поток дан-ных поступает в узел по одним каналам связи, передается по другим, с учетом требуемого маршрута передачи.
Концентраторы – устройства, объединяющие нагрузку нескольких каналов передачи данных, для последующей передачи по меньшему числу каналов.
Канал связи – совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающей передачу сообщения любого вида от источника к получателю при помощи сигналов электрической связи.
2. Классификация систем передачи данных
Системы передачи информации предназначены для организации в од-ной физической среде распространения множества независимых раздель-ных каналов связи и обеспечения передачи информации по этим каналам при подключении к системе различного абонентского, коммутационного и другого оборудования.
По виду сигналов, системы передачи подразделяются на аналоговые и цифровые.
В аналоговых системах сигналы, переносящие информацию по среде распространения, являются непрерывными функциями непрерывного времени. В основе построения аналоговых систем лежит принцип частотного уплотнения каналов. В зависимости от типа используемой линии связи, а также от назначения каналов связи в аналоговых системах может быть организовано различное число каналов.
В цифровых системах сигналы являются дискретными функциями непрерывного времени. В основе цифровых систем передачи лежат операции квантования по времени сигнала несущего полезную информацию. Эти операции позволяют перейти от аналогового представления полезного сигнала к цифровому. Принципиальной особенностью цифровой передачи информации является временное уплотнение каналов для построения многоканальных систем передачи.
Основное преимущество цифровых систем передачи по сравнению с аналоговыми заключается в том, что цифровые сигналы являются дискретными двоичными последовательностями. При прохождении их по каналу связи и искажением под воздействием помех необходимо только фиксировать наличие или отсутствие цифрового двоичного сигнала. Кроме того, все виды информации в цифровых системах представлены в единой цифровой форме, что позволяет передавать, коммутировать и обрабатывать их едиными методами и средствами.
3. СПД грузовыми перевозками
В основе действующей инфраструктуры сети передачи данных железнодорожного транспорта лежит системная телеобработка данных как совокупность технических, программных средств и процедур обмена, обеспечивающих коллективное использование ресурсов систем телеобработки данных удаленными пользователями с возможностью организации межмашинного обмена.
Создание систем телеобработки и развития сетей передачи на железнодорожном транспорте обусловлено требованиями к системам, функционирующим на транспорте. Эти требования обусловили создание двух относительно независимых сетей передачи данных: СПД грузовыми перевозками; СПД пассажирскими перевозками.
СПД грузовыми перевозками, главным образом, обеспечивает обмен сообщениями в нежестком по времени режиме и передачу сообщений и файлов при межмашинном обмене. Система имеет трехуровневую структуру:
уровень линейных предприятий;
дорожный уровень;
сетевой уровень.
1) СПД линейного уровня предназначена для автоматизированного съема, централизованного сбора, распределения потребителям в реальном масштабе времени оперативной информации.
СПД ЛП строится на базе концентраторов информации (КИ) и линей-ных контроллеров (ЛК), подключаемых к КИ. В свою очередь, к ЛК подключается оконечное оборудование контролируемых объектов. В СПД ЛП может быть реализовано два варианта структур:
радиально-узловая (рис. 1);
многоточечная (шинная).
Рис. 1. Радиально-узловая структура СПД ЛП
Многоточечная структура СПД ЛП (рис. 2) ориентирована на линейную топологию участка железной дороги. В СПД ЛП с такой структурой сервер СПД производит циклический опрос узлов КИ по групповому каналу. За время цикла опроса каждый узел получает долю времени для занятия группового канала и производит за это время обмен информацией между узлом и сервером СПД.
Рис. 2. Многоточечная (шинная) структура СПД ЛП
2) Действующая СПД дорожного уровня обеспечивает в пределах железной дороги обмен информацией между абонентами и системами телеобработки данных, решающими прикладные задачи управления перевозками и другими видами деятельности.
Основной системой, требующей непрерывного обмена информацией, является АСУП, центральной частью которой является АСОУП. Для обеспечения функционирования АСОУП необходимо связать большие системы обработки данных в ИВЦ с многочисленными АРМами.
Абонентское оборудование СПД дорожного уровня (рис. 3) включает в себя:
телеграфные аппараты;
персональные компьютеры;
ЭВМ или локальные вычислительные сети, АСУ сортировочных и грузовых станций;
комплексные системы автоматизированных рабочих мест на ЛП.
Рис. 3. Структура СПД дорожного уровня
В абонентской сети СПД дорожного уровня используются телеграфные аппараты F1100, F2000. КИ строятся на базе персональных компьютеров. В качестве аппаратуры сопряжения ИВЦ дороги с СПД используются МПД и ПТД.
3) СПД сети обеспечивает обмен информацией между ГВЦ И ИВЦ.
Сеть построена не базе выделенных каналов связи. На основе обмена информацией через СПД сетевого уровня в ГВЦ функционирует более 250 задач и систем таких как, ДИСКОР, ЦУП, ИОДВ, ДИСПАРК и другие.
4. СПД пассажирскими перевозками
СПД системы «Экспресс» состоит из региональных терминальных сетей и межрегиональной магистральной сети коммутации сообщений (рис. 4).
Рис. 4. СПД пассажирских перевозок
В каждом регионе, где установлена система «Экспресс», создана терминальная сеть передачи данных, обеспечивающая обмен информацией между терминалами продажи билетов и ВК системы в режиме «запрос – ответ».
На терминалах пунктов продажи билетов формируются различные запросы (бронирование, возврат продажи и т. д.). Все терминалы подключены по физическим линиям к коммутатору каналов (КК), который через модем,
выделенный телефонный канал, групповой модем TETA-1240 и ПТД организует канал передачи данных между терминалом и ВК системы.
Межрегиональная СПД «Экспресс» обеспечивает:
взаимодействие региональных систем «Экспресс» между собой с целью резервирования мест, получение справочной информации и отчетности, внесения изменений в НСИ;
передачу файлов произвольной длины между любой парой узлов сети параллельно с обменом по билетно-кассовым операциям.
Функционирование СПД межрегионального уровня обеспечивается программным обеспечением «NETWORK». Элементом межрегиональной сети также является канал обмена данными с системой «KURS-90», осуществляющей резервирование мест на железных дорогах Австрии и Германии. Поскольку эта система соединена с другими системами Европы, это соединение позволяет организовать резервирование и продажу мест из любой системы «Экспресс» на все Европейские железные дороги.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дайте определения основных понятий системы передачи данных.
2. Перечислите состав абонентского оборудования СПД.
3. Каково назначение и классификация СПД?
4. В чем преимущества и недостатки аналоговых СПД?
5. В чем преимущества и недостатки цифровых СПД?
6. Приведите особенности построения СПД грузовых перевозок.
7. Приведите особенности построения СПД ЛП.
8. Приведите структуру радиально-узловой СПД ЛП.
9. Приведите структуру многоточечной СПД ЛП.
10. Приведите особенности построения СПД пассажирских перевозок.
11. Что такое вычислительная сеть?
12. Что называют узлом коммутации?
13. Что входит в состав средств передачи данных?
14. Каково назначение систем передачи информации?
15. Назовите основные виды систем передачи информации, приведите их достоинства и недостатки.
