Strukturna shema sistemima mobilne komunikacije GSM standard je prikazan na slici 3.1. GSM mreža je podijeljena na dva sistema: sistem za komutaciju (SSS) i sistem baznih stanica (BSS). U GSM standardu, funkcionalno povezivanje elemenata sistema vrši se preko interfejsa, a sve komponente mreže interaguju u skladu sa signalnim sistemom CCITT SS br. 7 (CCITT SS br. 7).
MSC Mobile Switching Center opslužuje grupu ćelija i obezbeđuje sve vrste veza koje su potrebne mobilnoj stanici u procesu rada. MSC je sličan centrali i predstavlja interfejs između fiksnih mreža (PSTN, PDN, ISDN, itd.) i mobilnog komunikacionog sistema. Pruža funkcije usmjeravanja i kontrole poziva. Osim obavljanja funkcija konvencionalne komutacijske stanice, MSC-u su dodijeljene funkcije prebacivanja radio kanala. To uključuje „primopredaju“, kojom se postiže kontinuitet komunikacije kada se mobilna stanica kreće od ćelije do ćelije i prebacivanje radnih kanala u ćeliji kada dođe do smetnji ili kvarova.
Slika 3.1 - Strukturni dijagram GSM sistema mobilne komunikacije
Na ovom dijagramu su prikazani: MS - mobilna stanica; BTS - primopredajnik bazne stanice; BSC - kontroler bazne stanice; TCE - transkoder; BSS - oprema bazne stanice; MSC - mobilni komutacioni centar; HLR - registar pozicija; VLR - registar kretanja; AUC - Authentication Center; EIR - registar identifikacije opreme; OMC - centar za rad i održavanje; NMC Network Management Center.
MSC pruža uslugu mobilnim pretplatnicima koji se nalaze unutar određenog geografskog područja.
MSC upravlja procedurama podešavanja i usmjeravanja poziva, prikuplja podatke o obavljenim razgovorima, koji su neophodni za ispostavljanje računa za usluge koje pruža mreža.
MSC održava sigurnosne procedure koje se koriste za kontrolu pristupa radio kanalima. MSC upravlja procedurama registracije lokacije kako bi osigurao isporuku poziva mobilnim pretplatnicima u romingu od PSTN pretplatnika i kako bi osigurao održavanje razgovora kada se mobilna stanica kreće iz jednog područja pokrivenosti u drugo. GSM standard takođe obezbeđuje procedure prenosa poziva između mreža (kontrolera) koji pripadaju različitim MCS-ovima.
MSC generiše podatke potrebne za izdavanje računa za komunikacione usluge koje pruža mreža, akumulira podatke o obavljenim razgovorima i prenosi ih u centar za obračun (naplatni centar). MSC takođe sastavlja statistiku potrebnu za praćenje i optimizaciju mreže.
MSC ne samo da učestvuje u kontroli poziva, već i upravlja registracijom lokacije i procedurama primopredaje.
| |
Registar položaja HLR je baza podataka o pretplatnicima koji su trajno registrovani u mreži. Podaci o pretplatniku se unose u HLR prilikom registracije pretplatnika i čuvaju se sve dok pretplatnik ne prestane da koristi ovaj komunikacioni sistem i ne bude uklonjen iz HLR registra.
Baza podataka sadrži identifikacione brojeve i adrese, parametre autentifikacije pretplatnika, sastav komunikacionih usluga, informacije o rutiranju, evidentiraju se podaci o romingu pretplatnika, uključujući podatke o privremenom identifikacionom broju mobilnog pretplatnika (TMSI) i pripadajućem VLR-u. Dugoročni podaci pohranjeni u registru položaja HLR prikazani su u tablici 3.3.
Sve MSC i VLR mreže, uključujući i one koje pripadaju drugim mrežama, imaju daljinski pristup podacima sadržanim u HLR-u, istovremeno omogućavajući mrežni roming pretplatnika. Ako u mreži postoji više HLR-ova, svaki HLR predstavlja određeni dio ukupne baze podataka pretplatnika mreže. Pristup bazi pretplatnika vrši se preko IMSI ili MS ISDN broja (mobilnog pretplatničkog broja u ISDN mreži).
HLR se može izvršiti iu svom mrežnom čvoru i zasebno. Ako je kapacitet HLR-a iscrpljen, može se dodati dodatni HLR. U slučaju organizovanja više HLR-a, baza podataka ostaje jednostruko distribuirana. Zapis podataka o pretplatniku uvijek ostaje jedini. Podacima pohranjenim u HLR-u mogu pristupiti MSC-ovi i VLR-ovi koji pripadaju drugim mrežama kao dio obezbjeđivanja međumrežnog rominga pretplatnika.
Tabela 3.3 – Dugoročni podaci pohranjeni u HLR
| Sastav dugoročnih podataka pohranjenih u HLR | |
| IMS1 - međunarodni identifikacioni broj mobilnog pretplatnika | |
| Broj mobilne stanice u međunarodna mreža ISDN | |
| Kategorija mobilne stanice | |
| Ključ za autentifikaciju | |
| Vrste pružanja usluga podrške | |
| Indeks zatvorene korisničke grupe | |
| Zatvorena šifra za zaključavanje korisničke grupe | |
| Sastav glavnih poziva koji se mogu prenijeti | |
| Caller alert | |
| Identifikacija nazvane linije | |
| Raspored | |
| Najava pozvane strane | |
| Kontrola signalizacije prilikom povezivanja pretplatnika | |
| Svojstva (alati) zatvorene korisničke grupe | |
| Prednosti zatvorene korisničke grupe | |
| Zabranjeni odlazni pozivi zatvorena grupa korisnika | |
| Maksimalni iznos pretplatnika | |
| Korišćene lozinke | |
| Klasa prioritetnog pristupa | |
| Zabranjeni dolazni pozivi u zatvorenoj grupi korisnika |
Premjesti registar VLR također dizajniran za kontrolu kretanja mobilne stanice iz jednog područja u drugo. VLR baza podataka sadrži informacije o svim mobilnim pretplatnicima koji se nalaze u ovog trenutka unutar MSC servisnog područja. Omogućava rad mobilne stanice izvan područja koje kontrolira HLR.
Kada se pretplatnik preseli u područje usluge novog MSC-a, VLR povezan na taj MSC traži informacije o pretplatniku od HLR-a koji pohranjuje podatke tog pretplatnika. HLR šalje kopiju informacija VLR-u i ažurira informacije o lokaciji pretplatnika. Kada pretplatnik nazove iz novog područja usluge, VLR već ima sve informacije potrebne za servisiranje poziva. U slučaju rominga pretplatnika na područje pokrivenosti drugog MSC-a, VLR traži informacije o pretplatniku od HLR-a na koji ovog pretplatnika. HLR zauzvrat šalje kopiju podataka o pretplatniku VLR-u koji je tražio i zauzvrat ažurira informacije o novoj lokaciji pretplatnika. Nakon ažuriranja informacija, MS može uspostaviti odlazne/dolazne veze.
Da bi se osigurala sigurnost podataka u HLR i VLR registrima, njihovi memorijski uređaji su zaštićeni. VLR sadrži iste podatke kao i HLR. Ovi podaci se pohranjuju u VLR dok je pretplatnik u kontroliranom području. Privremeni podaci pohranjeni u VLR prikazani su u tabeli 3.4.
Tabela 3.4 – Privremeni podaci pohranjeni u VLR registru
| Sastav privremenih podataka pohranjenih u HLR i VLR | ||||||||||
| HLR | VLR | |||||||||
| 1 | TMSI - Privremeni međunarodni korisnički identifikacioni broj | |||||||||
| Privremeni broj mobilne stanice koji je dodijelio VLR | Identifikacija područja lokacije | |||||||||
| VLR Move Register Addresses | Osnovne smjernice za usluge | |||||||||
| Područja kretanja mobilnih stanica | Broj ćelije za primopredaju | |||||||||
| Broj ćelije za primopredaju | Opcije autentifikacije i enkripcije | |||||||||
| Status registracije | ||||||||||
| Tajmer bez odgovora (prekidanje veze). | ||||||||||
| Sastav trenutno korištenih lozinki | ||||||||||
| Komunikacijske aktivnosti | ||||||||||
Kada je mobilna stanica u romingu, VLR joj dodjeljuje broj (MSRN). Kada mobilna stanica primi dolazni poziv, VLR bira svoj MSRN i prosljeđuje ga MSC-u, koji usmjerava poziv na bazne stanice u blizini mobilnog pretplatnika.
VLR upravlja procedurama provjere autentičnosti tokom obrade poziva. Po nahođenju operatera, TMSI se može mijenjati s vremena na vrijeme kako bi se zakomplikovala identifikacija pretplatnika Pristup bazi podataka VLR može se obezbijediti preko IMSI, TMSI ili preko MSRN-a. Općenito, VLR je lokalna baza podataka mobilnih pretplatnika za područje gdje se pretplatnik nalazi. Ovo vam omogućava da eliminišete stalne zahteve prema HLR-u i smanjite vreme za servisiranje poziva.
AUC Authentication Center dizajniran za autentifikaciju pretplatnika kako bi se isključila neovlaštena upotreba resursa komunikacionog sistema. AUC odlučuje o parametrima procesa autentifikacije i određuje ključeve za šifriranje pretplatničkih stanica na osnovu baze podataka koja se nalazi u Registru identifikacije opreme (EIR). Svaki mobilni pretplatnik za period korišćenja komunikacionog sistema dobija standardni modul pretplatničkog identiteta (SIM), koji sadrži: međunarodni identifikacioni broj (IMSI), sopstveni individualni autentifikacioni ključ K i i algoritam za autentifikaciju A3. Uz pomoć SIM informacije kao rezultat međusobne razmjene podataka između mobilne stanice i mreže, puni ciklus autentifikaciju i omogućavanje pretplatničkog pristupa mreži. Procedura autentifikacije pretplatnika je prikazana na slici 3.2.
Slika 3.2 - Šema postupka autentifikacije
Mreža šalje nasumični broj (RAND) na mobilnu stanicu. na njemu sa K i i algoritam za autentifikaciju A3 određuje se vrijednost odgovora (SRES) tj. SRES = Ki*. Mobilna stanica šalje izračunatu SRES vrijednost u mrežu. Mreža provjerava primljeni SRES u odnosu na SRES , izračunava mreža. Ako se vrijednosti poklapaju, mobilnoj stanici je dozvoljeno slanje poruka. U suprotnom, komunikacija se prekida i indikator mobilne stanice pokazuje da do identifikacije nije došlo. Kako bi se osigurala privatnost, izračunavanje SRES-a se vrši unutar SIM kartice. Neklasifikovane informacije se ne obrađuju u SIM modulu.
Registar identifikacije opreme EIR sadrži bazu podataka za provjeru autentičnosti međunarodnog identiteta opreme mobilne stanice (IMEI). Baza podataka EIR sastoji se od lista IMEI brojeva organizovanih na sledeći način:
Bijela lista - sadrži IMEI brojeve o kojima postoji informacija da su dodijeljeni ovlaštenim mobilnim stanicama;
Crna lista - sadrži IMEI brojeve mobilnih stanica koje su iz bilo kojeg razloga ukradene ili im je usluga odbijena;
Siva lista - sadrži IMEI brojeve mobilnih stanica koje imaju probleme koji nisu osnov za stavljanje na crnu listu.
EIR bazi podataka mogu pristupiti MSC-ovi ove mreže, a mogu joj pristupiti i MSC-ovi drugih mobilne mreže.
Centar za rad i održavanje OMS-a je centralni element GSM mreže. Omogućava upravljanje elementima mreže i kontrolu kvaliteta njenog rada. OMS je povezan sa ostalim elementima mreže preko X.25 paketnih kanala. OMS obezbeđuje obradu hitnih signala namenjenih uzbunjivanju osoblja za održavanje i registruje informacije o vanrednim situacijama u elementima mreže. U zavisnosti od prirode kvara, OMS osigurava njegovo otklanjanje automatski ili uz aktivnu intervenciju osoblja. MN može provjeriti status mrežne opreme i napredak poziva mobilne stanice. OMS vam omogućava regulaciju opterećenja u mreži.
NMC Centar za upravljanje mrežom omogućava racionalnu hijerarhijsku kontrolu GSM mreže. NMC pruža upravljanje mrežnim prometom i nadzor mreže u složenim hitnim situacijama. Osim toga, NMC prati i prikazuje status uređaja za automatsko upravljanje mrežom. Ovo omogućava NMC operaterima da prate i pomažu u regionalnim pitanjima. U ekstremnim situacijama, NMC operateri mogu pozvati procedure upravljanja kao što je "prioritetni pristup" gdje samo pretplatnici visokog prioriteta (hitne službe) mogu pristupiti sistemu. NMC kontroliše mrežu i njen rad na mrežnom sloju i stoga pruža mreži podatke potrebne za njen optimalan razvoj.
Dakle, osoblje NMT-a može se fokusirati na rješavanje dugoročnih strateških problema vezanih za cijelu mrežu, a lokalno osoblje svakog OMC/OSS-a može se fokusirati na rješavanje kratkoročnih regionalnih ili taktičkih problema.
Oprema BSS bazne stanice sastoji se od kontrolera bazne stanice (BSC) i baznih stanica primopredajnika (BTS). Kontroler bazne stanice može upravljati više BTS-ova. BSC upravlja distribucijom radio kanala, kontroliše veze, reguliše njihov redosled, obezbeđuje skakanje frekvencije, modulaciju i demodulaciju signala, kodiranje i dekodiranje poruka, kodiranje govora, glas, podatke i prilagođavanje brzine poziva. BSS, zajedno sa MSC-om, obavlja funkcije čišćenja kanala ako poziv ne prođe zbog radio smetnji, a vrši i prioritetni prenos informacija za određene kategorije mobilnih stanica.
Transkoder TSE obezbeđuje konverziju izlaznih signala MSC kanala glasa i podataka (64 kbps PCM) u oblik koji odgovara GSM preporukama na vazdušnom interfejsu (Rec. GSM 04.08), sa brzinom glasa od 13 kbps - kanal pune brzine. Standard predviđa upotrebu u budućnosti polubrzinskog govornog kanala od 6,5 kbps. Smanjenje brzine prijenosa je omogućeno upotrebom posebnog uređaja za transformaciju govora koji koristi linearno prediktivno kodiranje (LPC), dugoročno predviđanje (LTP), rezidualna impulsna pobuda (RPE ili RELP). Transkoder se obično postavlja uz MSC. Prilikom prijenosa digitalnih poruka do kontrolera bazne stanice BSC, vrši se punjenje (dodavanje dodatnih bitova) protoka informacija od 13 kbps do brzine prijenosa od 16 kbps. Zatim se primljeni kanali komprimuju sa višestrukim brojem od 4 u standardni kanal od 64 kbit/s. Ovo formira 30-kanalnu PCM liniju definisanu GSM preporukama, koja omogućava prenos 120 govornih kanala. Dodatno, jedan kanal (64 kbps) je dodijeljen za prijenos signalnih informacija, drugi kanal (64 kbps) se može koristiti za prijenos paketa podataka koji su u skladu sa CCITT X.25 protokolom. Dakle, rezultujuća brzina prenosa na navedenom interfejsu je 30x64 + 64 + 64 = 2048 kbps.
Identifikatori– skup brojeva koje GSM mreža koristi za određivanje lokacije pretplatnika prilikom uspostavljanja veze. Ovi identifikatori se koriste za usmjeravanje poziva na MS. Važno je da svaki identifikacioni broj bude jedinstven i uvek ispravno identifikovan. Opis identifikatora je dat u nastavku.
IMSI(International Mobile Subscriber Identity) na jedinstven način opisuje mobilnu stanicu u globalnoj globalnoj GSM mreži. Većina transakcija unutar GSM mreže se obavlja pomoću ovog broja. IMSI se pohranjuje u SIM, u HLR, u servirni VLR i u AUC. Prema GSM specifikacijama, dužina IMSI je tipično 15 cifara. IMSI se sastoji od tri glavna dijela:
-MCC
- MNC
- MSIN(Identifikacioni broj mobilne stanice) - MS identifikacioni broj.
MSISDN(ISDN broj mobilne stanice) je broj pretplatnika koji pozivamo kada želimo da ga pozovemo. Za jednog pretplatnika može biti nekoliko ovih brojeva. Plan biranja za MSISDN je potpuno isti kao i PSTN plan biranja:
- SS(Country Code) - kod zemlje;
- NDC(National Destination Code) - nacionalni kod destinacije (grad ili mreža);
- SN(Subscriber Number) - broj pretplatnika.
Svaki PLMN ima svoj NDC. U komunikacijskoj mreži Republike Kazahstan NDC+SN nazvan "nacionalno značajnim brojem". NDC-ovi za mobilne mreže su označeni kao DEF i nazivaju se "negeografskim pozivnim brojem". U Rusiji je nekoliko NDC-ova definirano za svaki PLMN. MSISDN broj može biti promjenjive dužine. Maksimalna dužina je 15 cifara, prefiksi nisu uključeni (+7). Dolazna veza sa pretplatnikom Beeline mreže vrši se pozivom na +7 777 HHH HHHH ili kodom 705.
TMSI(Privremeni identitet mobilnog pretplatnika) – privremeni broj IMSI, koji može izdati MS kada se registruje. Koristi se da bi mobilnost mobilne stanice ostala privatna. MS će uvijek ići u emitiranje s novim TMSI brojem. TMSI nema krutu strukturu kao IMSI, njegova dužina je obično 8 cifara. Pošto je TMSI upola manji od IMSI-a, pejdžing u jednom ciklusu se izvodi za dva pretplatnika, što takođe smanjuje opterećenje procesora. Svaki put kada MS uputi zahtjev za sistemske procedure (LU, pokušaj poziva ili aktivacija usluge), MSC/VLR mapira novi TMSI u IMSI, MSC/VLR. prenosi TMSI na MS, koji ga pohranjuje u SIM karticu. Signalizacija između MSC/VLR. a MS se koristi samo na osnovu TMSI. Dakle, stvarni IMSI pretplatnički broj se ne prenosi bežičnim putem. IMSI se koristi kada ažuriranje lokacije ne uspije ili nije dodijeljen TMSI.
IMEI(International Mobile Terminal Identity) se koristi za jedinstvenu identifikaciju mobilni terminal online. Ovaj kod se koristi u komunikacijskim sigurnosnim procedurama za identifikaciju ukradene opreme i sprječavanje neovlaštenog pristupa mreži. Prema GSM specifikacijama, IMEI dužina je 15 cifara:
- TAS(Type Arrgoval Code) - šifra odobrenog tipa (6 cifara);
- FAC(Final Assembly Code) - šifra finalnog sklopljenog proizvoda,
koje je odredio proizvođač (2 cifre);
- SNR(serijski broj) - individualno serijski broj(6 brojeva).
U potpunosti identificira svu opremu, uzimajući u obzir TAC i FAC kodove.
- Rezervni je besplatan broj. Rezervirano za buduću upotrebu.
Kada se ovaj kod prenese u MS, vrijednost ovog koda uvijek će biti "0".
IMEISV(International Mobile Terminal Identity and Software Version number) - pruža jedinstvenu identifikaciju svakog MT-a, a također osigurava da verzija softvera instaliranog u MS odgovara onoj koju je ovlastio operater. Verzija softvera je važan parametar jer utiče na usluge dostupne MS-u, kao i na mogućnost izvršavanja kodiranja govora. Tako, na primjer, PLMN treba da zna mogućnosti kodiranja govora MS-a pri postavljanju poziva (npr. pola brzine/puna brzina, itd.). Ove karakteristike se prikazuju pomoću IMEISV-a, od kojih prvih 14 cifara ponavlja IMEI, a posljednje 2:
- SVN(Broj verzije softvera) - broj verzije softvera, omogućava identifikaciju proizvođača MS-a razne verzije Softver odobren od strane MS. SVN vrijednost 99 je rezervisana za buduću upotrebu.
MSRN(Roaming broj mobilne stanice) - privremeni broj potreban za usmjeravanje dolazne veze na MSC u kojem se MS trenutno nalazi. Vrijeme korištenja MSRN-a je vrlo kratko - zatvara se samo dolazna veza, nakon toga se broj oslobađa i može se koristiti za sljedeću vezu. MSRN se sastoji od tri dijela, isto kao u MSISDN-u, ali u ovom slučaju SN označava adresu MSC/VLR-a koji opslužuje.
LAI(Location Area Identity) - broj područja (LA) koji jedinstveno opisuje LA unutar cijele globalne GSM mreže. LAI se sastoji od sljedećih dijelova:
-MCC(Mobile Country Code) – kod mobilne komunikacije za državu (3 cifre);
- MNC(Mobile Network Code) – kod mobilnog operatera (3 cifre);
- LAC(Location Area Code) - kod lokacije, maksimalna dužina LAC-a je 16 bita, što vam omogućava da definirate 65536 različitih LA unutar jednog PLMN-a.
- CGI(Globalni identitet ćelije) se koristi za identifikaciju određene ćelije unutar LA. Identifikacija ćelije se postiže dodavanjem parametra Cell Identity (CI) u LAI komponente. CI ima veličinu od 16 bita.
- BSIC(Identitetski kod bazne stanice) omogućava MS-u da razlikuje ćelije sa istom frekvencijom. BSIC se sastoji od:
- NCC(Network Color Code) – šifra boje mreže. Koristi se za razgraničenje područja pokrivenosti operatera na onim mjestima gdje se mreže operatera međusobno preklapaju.
- BCC(Kod boje bazne stanice) - kod boje bazne stanice. Koristi se za razlikovanje baznih stanica koje koriste istu frekvenciju.
Kontaktna mreža (CS) je složena inženjerska konstrukcija sa značajnom dužinom i periodičnom strukturom, dizajnirana za kontinuirano napajanje željezničkog vozila putem kliznog kontakta.
Analiza zastoja voznog parka (RS) tramvaja na pruzi u nizu velikih gradova pokazuje da je prilično čest uzrok zastoja na pruzi kvar kontaktne mreže. Tako je, prema novosibirskom odeljenju za transport, do 7,5% zastoja trafostanice u vremenskim terminima nastalo na liniji zbog kvara kompresorske stanice. U tom smislu, procjena tehničkog stanja kompresorske stanice sa stanovišta pouzdanosti jedan je od najvažnijih zadataka.
Prilikom analize kvarova na CS u Novosibirsku, kvarovi koji su nastali kao rezultat vanjskih interakcija, kao što su lomljenje suspenzija prevelikim teretom, oštećenje potpornih konstrukcija od strane vozila, žarenje žica kao posljedica nesreća na SS, oštećenja ovjesa neispravnim pantografima, identificirani su i isključeni. Preliminarnom analizom statističkog materijala otkriveno je da najveći dio (79,8% od ukupnog broja kvarova) čine kvarovi: lom kontaktne žice, kidanje žice od stezaljke, lom fleksibilnog krsta, oštećenja raskrsnica.
Analiza statističkog materijala i podataka operativnih službi pokazuje da kontaktna mreža nije jednako pouzdan sistem, što ukazuje na potrebu daljeg unapređenja konstrukcija i sklopova kontaktnog ovjesa tramvaja, a posebno prelaza. Najveći broj kvarova nastaje u trenutku prolaska pantografa kroz posebne dijelove i tačke ovjesa i fiksiranja kontaktne žice, odnosno kao rezultat nezadovoljavajuće interakcije zbog nepravilnog podešavanja i ugradnje ovjesa, kao i kvarova pantografa.
Treba napomenuti da se do 27,3% svih kvarova pantografa tramvaja na pruzi javlja kao posljedica rezova i povećanog trošenja kontaktnih umetaka, što je, kao što znate, u velikoj mjeri uzrokovano kršenjem parametara ovjesa lančane mreže, kao što je kao: cik-cak veličine, visina kontaktne žice iznad glave šine, nagibi i usponi kontaktne žice, paljevine.
Osim toga, iz grafikona prikazanih na Sl. 4.10, postoji jasna zavisnost visine štete od klimatskih uslova. Tako se maksimalni intenzitet kvarova tipa „lom fleksibilne prečke“ javlja u maju i septembru sa najvećom dnevnom temperaturnom razlikom, a za kvarove tipa „lom kabla i lom kvačila“ maksimalni intenzitet se javlja u junu, koju karakterišu najviše temperature.
Rice. 4.10.
Budući da je CS složen električni objekt, njegova pouzdanost u cjelini određena je pouzdanošću njegovih sastavnih elemenata. Stoga, kada se analizira pouzdanost COP-a, potrebno je:
- utvrditi uticaj vrste ovjesa i kvaliteta njegovog održavanja na pouzdanost CS;
- identificirati elemente koji imaju smanjenu, u poređenju s ostalima, pouzdanost;
- odrediti klimatske faktore koji utiču na pouzdanost elemenata.
Glavni zahtjev za kompresorsku stanicu kao element sistema održavanja i popravke je stalna usklađenost glavnih parametara sa potrebnim nivoom pouzdanosti, radnim uslovima i intenzitetom upotrebe. Takva korespondencija se može postići ako se stvarni pokazatelji pouzdanosti CS, kao i parametri sistema održavanja i popravke, formiraju na osnovu objektivnih informacija o tehničkom stanju CS.
Definiraj tehničko stanje COP se može zasnivati na rezultatima mjerenja i evaluacije velikog broja ulaznih, internih i izlaznih parametara. U praksi, da bi se utvrdilo tehničko stanje, dovoljno je izdvojiti skup direktnih i indirektnih dijagnostičkih znakova i parametara koji odražavaju najvjerovatnije kvarove povezane sa smanjenjem performansi i pojavom kvarova.
Blok-funkcionalna dekompozicija CS-a prikazana je na sl. 4.11. Vertikalna dekompozicija dovodi do izgradnje hijerarhije veza između njenih sastavnih komponenti. U ovoj hijerarhiji razlikuju se četiri nivoa: sekcijski, koji uključuje dio kontaktne mreže; sistemske, uključujući potporne, noseće, fiksirajuće, linearne strujne, potporne uređaje, uređaje za kompenzaciju termičkog izduženja, interfejse i posebne dijelove; nivo podsistema uključuje zasebne montažne jedinice; četvrti nivo - elementarni - uključuje dijelove koji se ne mogu odvojiti. Ova dekompozicija predodređuje oblik podređenosti dijagnostičkih ciljeva i algoritama. Horizontalna dekompozicija CS omogućava odabir pojedinačnih komponenti prema osnovnom principu fizičkog procesa, funkcionalnoj namjeni ili principu tehničke izvedbe.
Rice. 4.11.
Kao primjer odnosa između elemenata CS-a na Sl. 4.12 prikazuje dijagrame za jednostavne (A) i lanac (b) privesci.
Prilikom dijagnosticiranja svakog od ovih sistema, među nekoliko korišćenih fizičkih dijagnostičkih metoda, može se izdvojiti dominantna, koja omogućava da se sa dovoljnim stepenom pouzdanosti utvrdi tehničko stanje CS.
Tokom rada, COP može biti u sljedećim glavnim stanjima:
Upotrebljiv je i operativan, što znači da su Z parametri koji karakteriziraju stanje njegovih elemenata i sklopova unutar nominalnog tolerancijskog polja: 
Rice. 4.12.
Neispravan, ali operativan, što je zbog izlaza parametara glavnih elemenata i sklopova iz polja tolerancije, ali ne više od graničnih vrijednosti:
Neispravni i neispravni, stoga su parametri glavnih elemenata i sklopova izvan tolerancije: 
Date su granice specificiranih tolerancija za postojeće tipove kontaktnih suspenzija normativni dokumenti. Međutim, treba napomenuti da postojeće tolerancije uglavnom odražavaju stanje ovjesa kroz njegove geometrijske dimenzije u statičkom stanju, odnosno u odsustvu željezničkog vozila. U režimu normalnog rada, CS je cijelom svojom dužinom u interakciji sa strujnim kolektorima PS-a, pa ga stoga treba vrednovati i pokazateljima koji karakterišu interakciju, uzimajući u obzir pouzdanost, trajnost i kvalitet, odnosno stabilnost kontakta. .
Navedeni nivo operativne pouzdanosti CS podržan je implementacijom sistema popravki i podešavanja, definisanih regulatornom i tehničkom dokumentacijom. Postojeći sistem održavanje i popravka, u cilju održavanja operativnosti COP-a, uključuje praćenje najvažnijih parametara kontaktni ovjes i njihovo podešavanje. Međutim, kontrolna mjerenja pokazuju da je tehnička opremljenost pojedinih operacija nedovoljna i neefikasna. Osim toga, omogućava kontrolu parametara CS-a u statičkom stanju, što s obzirom na postojeće veze još više otežava objektivnu procjenu njegovog stanja. Stoga je moguće dobiti potpunu i pouzdanu informaciju samo kroz sveobuhvatnu dijagnozu svih parametara CS-a cijelom njegovom dužinom u radnom režimu.
Pod strukturom (topologijom) računarske mreže obično se podrazumeva fizička lokacija mrežnih računara jedan prema jednom i način na koji su povezani komunikacionim linijama.
Postoje tri glavne mrežne topologije:
1. Topologija mreže sabirnice(sabirnica), u kojoj su svi računari povezani paralelno na jednu komunikacionu liniju i informacije sa svakog računara se istovremeno prenose na sve ostale računare;
2. Topologija mreže zvijezda(zvezda), u kojoj su ostali periferni računari povezani na jedan centralni računar, svaki od njih koristeći svoju zasebnu komunikacijsku liniju;
3. Prsten topologije mreže(prsten), u kojem svaki računar uvijek prenosi informacije samo jednom računaru, sljedećem u lancu, a prima informacije samo od prethodnog računara u lancu, a ovaj lanac je zatvoren u "prsten".
Topologija mreže sabirnice 
Mrežna topologija "zvijezda" 
Mrežna topologija "prsten"
U praksi se često koriste kombinacije osnovne topologije, ali većina mreža je fokusirana na ove tri.
Kada dizajniramo mrežu za ovu organizaciju, koristićemo topologiju Star. Topologija zvijezda je najbrža od svih topologija računalne mreže, budući da prijenos podataka između radnih stanica prolazi kroz centralni čvor (ako radi dobro) na odvojenim linijama koje koriste samo ove radne stanice. Učestalost zahtjeva za prijenos informacija sa jedne stanice na drugu je niska u odnosu na onu postignutu u drugim topologijama. Mrežna propusnost određena je računskom snagom čvora i zagarantirana je za svaki radna stanica. Ne dolazi do sudara (sudara) podataka.
Povezivanje kablom je prilično jednostavno jer je svaka radna stanica povezana na čvor.
Centralni kontrolni čvor - fajl server - implementira optimalni mehanizam zaštite od neovlašćenog pristupa informacijama. Cijelom računarskom mrežom može se upravljati iz centra kontrolnog čvora.
Mrežni blok dijagram
Logički dijagram mreže
Mreža bi trebala koristiti neki metod da odredi koji čvor treba koristiti komunikacijske linije i koliko dugo. Ove funkcije implementira mrežni protokol koji je neophodan da spriječi više od jednog korisnika da pristupi sabirnici u bilo kojem trenutku.
Ako se dva skupa podataka stavljaju na mrežu u isto vrijeme, dolazi do sukoba podataka i gubitka podataka. Trenutno se koriste dva de facto standardna mrežna protokola: Ethernet i Token Ring.
IN ovaj projekat Koristiće se Gigabit Ethernet standard, podržava brzinu prenosa do 1000Mbps. 1000BASE-T je odabran kao podvrsta, IEEE 802.3ab je standard koji koristi upredeni par kategorija 5e ili 6. Sva 4 para su uključena u prenos podataka. Brzina prijenosa podataka je 250 Mbps preko jednog para.
Ethernet je paketna tehnologija računalnih mreža, uglavnom lokalnih. Ethernet standardi definiraju žičane veze i električne signale na fizičkom sloju, format okvira i protokole kontrole pristupa medijima na sloju veze podataka OSI modela. Ethernet je uglavnom opisan IEEE 802.3 grupnim standardima.
Prednosti Etherneta:
Poznata tehnologija
· dostupnost.
· Pruža brzu, efikasnu isporuku podataka potrebnu za razmjenu podataka u realnom vremenu.
Na osnovu šeme tokova informacija, razdvajanja ovih tokova i šeme tokova informacija, uzimajući u obzir servere, takođe znajući lokaciju zgrada i njihove dimenzije, napravićemo strukturni dijagram korporativne mreže (U DODATAK) i dati njegov kratak opis.
Organizacija komunikacije sa filijalama.
U ovom dijelu potrebno je opisati vrstu komunikacije sa granama koju nastavnik daje u sljedećim dijelovima: teorijski opis date metode, oprema koja omogućava organizovanje ove komunikacije na prijemnoj i predajnoj strani.
Distribucija adresa radnih stanica uzimajući u obzir blok dijagram.
U ovom odjeljku morate podijeliti mrežu na nekoliko podmreža na osnovu strukturnog dijagrama mreže. Definišite IP adrese za podmreže (za servere i računare), maske i adrese emitovanja. Koristite model koji nije klasa za dodjelu adresa.
Izbor mrežnih protokola.
Izaberi mrežni protokoli, koji će se koristiti u razvijenoj mreži i koje će se funkcije na osnovu ovih protokola obavljati.
Izbor aktivne i pasivne opreme korporativne mreže.
Vrste kablova koji se koriste.
Najčešće korišteno sredstvo komunikacije upredeni par, radio kanal i optičkih linija. Prilikom odabira vrste kabela uzimaju se u obzir sljedeći pokazatelji:
1. Troškovi instalacije i održavanja;
2. Brzina prenosa informacija;
3. Ograničenja u vrijednosti udaljenosti prijenosa informacija (bez dodatnih repetitorskih pojačala (repetitora));
4. Sigurnost prijenosa podataka.
Glavni problem je postizanje ovih pokazatelja u isto vrijeme, na primjer, najveća brzina prijenosa podataka ograničena je maksimalnom mogućom udaljenosti prijenosa podataka, što i dalje pruža potreban nivo zaštite podataka. Laka skalabilnost i lakoća proširenja kablovskog sistema utiču na njegovu cenu i sigurnost prenosa podataka.
Odaberite tipove kablova za mrežu.
Da biste odabrali vrstu kabela, a time i vrstu mrežne tehnologije i, shodno tome, opreme, morate znati kakvo će opterećenje biti na ovom komunikacijskom kanalu. Dužina ovog kanala i uslovi okoline u kojima će se ovaj kanal nalaziti.
Izračunajte opterećenje komunikacijskih kanala. Za to su potrebni podaci iz tabela u prvom poglavlju, kao i blok dijagram mreže.
Izbor prekidača.
Prekidači su:
1. Uređaj sa više portova koji omogućava brzo prebacivanje paketa između portova.
2. U mreži s komutacijom paketa, uređaj koji usmjerava pakete, obično na jedan od čvorova mreže okosnice. Takav uređaj se naziva i data switch.
Prekidač omogućava svakom uređaju (serveru, računaru ili čvorištu) spojenom na jedan od njegovih portova cjelokupnu propusnost mreže. Ovo poboljšava performanse i poboljšava vrijeme odziva mreže smanjenjem broja korisnika po segmentu. Poput čvorišta s dvije brzine, najnoviji prekidači su često dizajnirani da podržavaju 10 ili 100 Mbps, ovisno o najveća brzina povezani uređaj. Ako su opremljeni automatskom detekcijom brzine prijenosa, mogu se sami podesiti na optimalnu brzinu prijenosa - nije potrebna ručna rekonfiguracija. Kako radi prekidač? Za razliku od čvorišta, koja emituju sve pakete primljene na bilo koji od portova, prosljeđuju pakete samo na ciljni uređaj (odredište) jer znaju MAC (Media Access Control) adresu svakog povezanog uređaja (slično kako poštar poštanska adresa određuje gdje se pismo treba dostaviti). Rezultat je smanjen promet i povećana ukupna propusnost, što je i jedno i drugo kritično s obzirom na sve veće zahtjeve za propusnošću mreže današnjih složenih poslovnih aplikacija.
Prebacivanje postaje sve popularnije kao jednostavan, jeftin metod povećanja dostupnog mrežnog opsega. Moderni prekidači često podržavaju funkcije kao što su prioritet saobraćaja (što je posebno važno kada se prenosi glas ili video na mreži), funkcije upravljanja mrežom i multicast kontrola.
Da biste odabrali prekidače, prvo morate izračunati minimalni broj portova za svaki od njih. Na svakom sviču moraju biti predviđeni rezervni portovi kako bi se u slučaju kvara nekog od korištenih, problem mogao otkloniti što je prije moguće i koristiti jedan od rezervnih portova. Ovaj pristup ima smisla za portove pod UTP kablom. Za optičke portove, ovo je irelevantno, jer rijetko pokvare.
Broj portova se izračunava pomoću sljedeće formule:
gdje je: N potreban broj portova; N k je broj zauzetih portova.
I zaokruženo u zavisnosti od standardnog broja portova na prekidačima.
Zatim možete nastaviti s odabirom određenih modela prekidača. Uzećemo, ako je moguće, prekidače i mrežne kartice jednog proizvođača. Ovo će izbjeći sukobe i pojednostaviti postavljanje mreže.
Izbor mrežnih adaptera.
Mrežne kartice (NIC, Network Interface Card) instalirane su na desktop i laptop računare. Koriste se za interakciju sa drugim uređajima u lokalna mreža. Postoji čitav niz mrežnih kartica za različite računare koji imaju specifične zahtjeve za performansama. Karakteriziraju ih brzina prijenosa podataka i načini mrežnog povezivanja.
Ako uzmemo u obzir jednostavno način primanja i prijenosa podataka na računalima spojenim na mrežu, onda moderne mrežne kartice ( mrežni adapteri) igraju aktivnu ulogu u poboljšanju performansi, određivanju prioriteta kritičnog saobraćaja (prenesene/primljene informacije) i praćenju mrežnog saobraćaja. Osim toga, podržavaju funkcije kao što su daljinska aktivacija sa centralne radne stanice ili daljinska rekonfiguracija, uvelike štedeći administratorima stalno rastuće vreme i trud mreže.
Odabir konfiguracije servera i radnih stanica.
Glavni zahtjev za servere je pouzdanost. Da bismo povećali pouzdanost, izabraćemo mašine sa RAID kontrolerom. Može raditi u dva načina: "ogledalo" i "brzi način". Nas će zanimati prvi način rada. U ovom modu, podaci upisani u HDD istovremeno snimljen na drugom drugom sličnom tvrdom disku (duplirano). Takođe, serverima je potrebno više ram memorija(nije moguće saznati koliko je memorije potrebno, jer ne znamo stvarne veličine baza podataka i volumena pohranjenih na tvrdi diskovi informacije). Takođe na serveru se obrađuju zahtevi (serveri baze podataka) korisnika, stoga je potrebno bolje (više) izabrati marku i frekvenciju procesora nego na radnim stanicama.
Da bi se organizirao prijenos podataka preko elektroenergetskih mreža, prenesene informacije prolaze kroz iste transformacije kao i pri prijenosu podataka preko javne telefonske mreže. Odnosno, prenesena informacija na kraju odašiljanja prolazi kroz kodiranje, digitalno-analognu konverziju i modulaciju, a na kraju prijema - demodulaciju, analogno-digitalnu konverziju i dekodiranje.
Budući da je svaki pretplatnik sistema za prenos podataka i izvor i primalac informacija, neophodno je organizovati odašiljajuće i prijemne delove sistema na svakom računaru. Ovo je zgodno organizirati korištenjem istih internih i eksternih sučelja za predajnik i prijemnik. Dakle, generalizovani blok dijagram sistema za prenos podataka na jednom računaru će izgledati ovako (slika 3.1).
Slika 3.1 – Generalizovana šema sistema za prenos podataka
Od sl. 3.1 može se vidjeti da je prenesena informacija u digitalni oblik ulazi u uređaj za prenos podataka preko internog interfejsa. Interni interfejs služi za izdvajanje iz celokupnog toka podataka koji se prenosi preko interne magistrale podataka PC-a, onih koji su namenjeni za prenos na komunikacionu liniju. Proces dodjele se odvija u skladu sa adresnim informacijama koje se prenose na adresnoj magistrali. Iz ovoga proizilazi da interno sučelje osigurava da samo podaci koji se trebaju prenijeti preko komunikacione linije ulaze u uređaj za prijenos. Na isti način, podaci koje prima prijemnik se preko internog interfejsa prenose na PC za dalju obradu.
Prednji kraj služi za koordinaciju uređaja za prijenos i prijem podataka sa komunikacijskom linijom. Obavlja funkcije razdvajanja signala u smjerovima, prilagođavanja signala prijenosnom mediju, razdvajanja naponom, usklađivanja otpora u linijskoj i linearnoj putanji i izolacije samo korisnog signala.
Procese kodiranja, dekodiranja, digitalno-analogne i analogno-digitalne konverzije, kao i modulacije i demodulacije izvodi mikroprocesorski sistem. Ovaj sistem uključuje memoriju samo za čitanje (ROM), koja sadrži softver, koji osigurava izvođenje određenih funkcija mikroprocesorskog sistema. Takođe uključuje memoriju sa slučajnim pristupom (RAM) i reprogramabilnu memoriju samo za čitanje (PROM). RAM se koristi za pohranjivanje međurezultata proračuna, ključnih podataka. U PROM se unose privremeni algoritmi za rad mikroprocesorskog sistema. Sve transformacije kojima je signal podvrgnut se izvode u samom mikroprocesoru (MP). Mikroprocesor koji se koristi ima posebne zahtjeve. Budući da prilikom implementacije algoritama kodiranja i dekodiranja, glavni matematička operacija je množenje s pomičnim zarezom, onda kada se koristi klasični MT, naglo se povećava složenost pisanja programa i vrijeme njihovog izvršavanja. Danas se digitalni procesori signala, koji se nazivaju i DSP kontroleri, široko koriste u digitalnoj obradi signala. Glavna prednost ovih DSP kontrolera je mogućnost izvođenja množenja u jednom ciklusu, sabiranja, prisutnost specifičnih naredbi, kao što je binarna inverzija. Upotreba ovakvog DSP kontrolera dramatično smanjuje zahtjeve za njegovim performansama, što se pozitivno odražava na cijenu sistema. Koristeći u mikroprocesorskom sistemu, zajedno sa konvencionalnim mikroprocesorom, DSP kontrolerom, moguće je preraspodijeliti izvršene funkcije. Dakle, MP se bavi organizacijom razmene podataka preko magistrale podataka sa PC računarom, generisanjem i primanjem adresnih informacija preko adresne magistrale, odnosno obavlja funkcije internog interfejsa. Budući da je brzina DSP kontrolera mnogo veća od MP, on obavlja funkcije kodiranja, dekodiranja, digitalno-analogne i analogno-digitalne konverzije, kao i modulacije i demodulacije.
Eksterni interfejs je organizovan od nekoliko uređaja od kojih svaki obavlja svoju funkciju. Za prilagođavanje signala komunikacijskoj liniji koristi se adaptivni ekvilajzer. Poništavač eha koristi se za razdvajanje signala prema smjeru. Uređaj za povezivanje, koji obavlja sljedeće funkcije: prekida industrijsku frekvenciju i propušta samo korisni visokofrekventni signal, služi kao barijera za visokog napona, služi kao podudarni element između visokofrekventnog kabla i linearne putanje, budući da valna impedansa kabla nije jednaka karakterističnoj impedansi linearne putanje.
Dakle, opšti blok dijagram sistema za prenos podataka preko elektroenergetske mreže ima sledeći oblik (slika 3.2), gde je UE uređaj za povezivanje, SHA adresna magistrala, SD magistrala podataka.
Slika 3.2 - Strukturni dijagram sistema za prenos informacija preko elektroenergetskih mreža
Na osnovu ove šeme moguće je dati blok dijagram predajnika (slika 3.3).
Funkcionisanje MP se odvija prema algoritmu zabeleženom u ROM-u i PROM-u. Podaci koje mikroprocesor analizira pohranjuju se u RAM. Nakon izvođenja svih potrebnih operacija nad podacima, RAM se briše kako bi se prihvatili drugi podaci. Princip rada enkodera zavisi od metode kodiranja, koja se bira iz uslova dobijanja minimalne verovatnoće greške i maksimalne otpornosti na buku. Modulacija bi trebala osigurati prijenos korisnog spektra signala u frekvencijski opseg gdje će na njega najmanje utjecati smetnje. Brzina prenosa podataka i maksimalna otpornost na buku takođe zavise od metode modulacije. Dakle, glavni parametri sistema za prenos podataka u celini zavise od izbora vrste modulacije.
Slika 3.3 - Strukturni dijagram predajnika
Budući da se prijenos podataka odvija u četiri frekventna pojasa, koji se nalaze prilično blizu jedan drugom, postaje neophodno ograničiti spektre emitovanih signala unutar frekvencijskog pojasa. Ograničavanje se vrši tako da signali koji se prenose u jednom opsegu ne utiču na signale koji se emituju u drugom frekventnom opsegu. Za ograničavanje spektra koriste se propusni filteri, svaki je podešen na svoju rezonantnu frekvenciju.
Procesi koji se odvijaju u mikroprocesoru i DSP kontroleru se kontrolišu pomoću drajvera koji se isporučuju sa mikroprocesorom i DSP kontrolerom od proizvođača.
Učitavanje...