Szerkezeti séma rendszerek mobil kommunikáció A GSM szabvány a 3.1. ábrán látható. A GSM hálózat két rendszerre oszlik: Switching System (SSS) és Base Station System (BSS). A GSM szabványban a rendszerelemek funkcionális interfésze interfészeken keresztül történik, és minden hálózati komponens a CCITT SS No. 7 jelzőrendszernek (CCITT SS No. 7) megfelelően működik együtt.
MSC Mobile Switching Center cellák egy csoportját szolgálja ki, és minden típusú kapcsolatot biztosít, amelyre a mobilállomásnak szüksége van a működés során. Az MSC egy központhoz hasonló, és az interfész a vezetékes hálózatok (PSTN, PDN, ISDN stb.) és a mobil kommunikációs rendszer között. Hívásirányítási és hívásvezérlési funkciókat kínál. A hagyományos kapcsolóállomás funkciói mellett az MSC-hez a rádiócsatorna-kapcsolási funkciók is hozzá vannak rendelve. Ezek közé tartozik az „átadás”, amely biztosítja a kommunikáció folytonosságát, amikor a mobilállomás celláról cellára mozog, és a cellában lévő munkacsatornák váltása interferencia vagy meghibásodás esetén.
3.1 ábra - GSM mobil kommunikációs rendszer szerkezeti diagramja
Ezen az ábrán a következők láthatók: MS - mobilállomás; BTS - adó-vevő bázisállomások; BSC - bázisállomás vezérlő; TCE - átkódoló; BSS - bázisállomás berendezések; MSC - mobil kapcsolóközpont; HLR - pozícióregiszter; VLR - mozgásregiszter; AUC – Hitelesítési Központ; EIR - berendezésazonosító nyilvántartás; OMC - üzemeltetési és karbantartási központ; NMC Network Management Center.
Az MSC szolgáltatást nyújt bizonyos földrajzi területen belüli mobil-előfizetőknek.
Az MSC kezeli a hívásindítási és irányítási eljárásokat, adatokat gyűjt a lezajlott beszélgetésekről, amelyek a hálózat által nyújtott szolgáltatások számláinak kiállításához szükségesek.
Az MSC fenntartja a rádiócsatornákhoz való hozzáférés szabályozására használt biztonsági eljárásokat. Az MSC kezeli a helyregisztrációs eljárásokat, hogy biztosítsa a hívások kézbesítését a barangoló mobil előfizetők számára a PSTN előfizetőktől, és hogy a beszélgetés fennmaradjon, amikor a mobilállomás egyik lefedettségi területről a másikra költözik. A GSM szabvány a különböző MCS-ekhez tartozó hálózatok (vezérlők) közötti hívásátviteli eljárásokat is biztosít.
Az MSC előállítja a hálózat által nyújtott kommunikációs szolgáltatások számlázásához szükséges adatokat, adatokat gyűjt a lezajlott beszélgetésekről és továbbítja az elszámolási központnak (számlázási központnak). Az MSC a hálózat megfigyeléséhez és optimalizálásához szükséges statisztikákat is összeállítja.
Az MSC nemcsak a hívásvezérlésben vesz részt, hanem kezeli a helyregisztrációs és átadási eljárásokat is.
| |
Helyzetregiszter HLR a hálózatban állandóan regisztrált előfizetők adatbázisa. Az előfizetőre vonatkozó információk az előfizető regisztrációjakor kerülnek be a HLR-be, és mindaddig tárolásra kerülnek, amíg az előfizető nem használja ezt a kommunikációs rendszert, és nem törli a HLR-nyilvántartásból.
Az adatbázis tartalmazza az azonosító számokat és címeket, az előfizető hitelesítési paramétereket, a kommunikációs szolgáltatások összetételét, az útválasztási információkat, az előfizetői roaming adatokat rögzítik, beleértve az ideiglenes mobil előfizetői azonosító számot (TMSI) és a megfelelő VLR-t. A HLR pozícióregiszterben tárolt hosszú távú adatokat a 3.3. táblázat mutatja.
Minden MSC és VLR hálózat, beleértve a más hálózatokhoz tartozókat is, távoli hozzáféréssel rendelkezik a HLR-ben tárolt adatokhoz, miközben biztosítja az előfizetők internetes roamingját. Ha több HLR van a hálózatban, akkor mindegyik HLR a hálózat teljes előfizetői adatbázisának egy meghatározott részét képviseli. Az előfizetői adatbázishoz való hozzáférés IMSI vagy MS ISDN számon (mobil előfizetői szám az ISDN hálózatban) történik.
A HLR saját hálózati csomópontjában és külön is végrehajtható. Ha a HLR kapacitása kimerült, egy további HLR is hozzáadható. Több HLR szervezése esetén az adatbázis egységes – elosztott marad. Mindig az előfizetői adatrekord marad az egyetlen. A HLR-ben tárolt adatokhoz más hálózatokhoz tartozó MSC-k és VLR-k is hozzáférhetnek az előfizetők hálózatok közötti roamingjának biztosításának részeként.
3.3. táblázat – A HLR-ben tárolt hosszú távú adatok
| A HLR-ben tárolt hosszú távú adatok összetétele | |
| IMS1 - nemzetközi mobil-előfizetői azonosító szám | |
| Mobilállomás száma be nemzetközi hálózat ISDN | |
| Mobilállomás kategória | |
| Hitelesítési kulcs | |
| A támogató szolgáltatások nyújtásának típusai | |
| Zárt felhasználói csoport index | |
| Zárt felhasználói csoport zárkódja | |
| Az átadható fő hívások összetétele | |
| Hívó riasztás | |
| Vonal azonosításnak hívják | |
| Menetrend | |
| Parti bejelentésnek nevezett | |
| Jelzésvezérlés előfizetők csatlakoztatásakor | |
| Zárt felhasználói csoport tulajdonságai (eszközei). | |
| Zárt felhasználói csoportok előnyei | |
| Kimenő hívások letiltása zárt csoport felhasználókat | |
| Maximális összeg előfizetők | |
| Használt jelszavak | |
| Elsőbbségi hozzáférési osztály | |
| Letiltás bejövő hívások zárt felhasználói csoportban |
VLR regiszter áthelyezése a mobilállomás egyik területről a másikra történő mozgásának vezérlésére is készült. A VLR adatbázis információkat tartalmaz az összes országban található mobil előfizetőről Ebben a pillanatban az MSC szolgáltatási területén belül. Lehetővé teszi a mobilállomás működését a HLR által vezérelt területen kívül.
Amikor egy előfizető egy új MSC szolgáltatási területére költözik, az ehhez az MSC-hez csatlakozó VLR információkat kér az előfizetőről az előfizető adatait tároló HLR-től. A HLR elküldi az információ másolatát a VLR-nek, és frissíti az előfizető helyinformációit. Amikor egy előfizető egy új szolgáltatási területről hív, a VLR már rendelkezik a hívás kiszolgálásához szükséges összes információval. Abban az esetben, ha az előfizető egy másik MSC lefedettségi területére barangol, a VLR információt kér az előfizetőről attól a HLR-től, amelyhez a ez az előfizető. A HLR viszont elküldi az előfizető adatainak másolatát a kérő VLR-nek, és frissíti az előfizető új helyinformációit. Az információ frissítése után az MS kimenő/bejövő kapcsolatokat tud létrehozni.
A HLR és VLR regiszterekben lévő adatok biztonsága érdekében azok memóriaeszközei védettek. A VLR ugyanazokat az adatokat tartalmazza, mint a HLR. Ezeket az adatokat a VLR tárolja, amíg az előfizető az ellenőrzött területen tartózkodik. A VLR-ben tárolt ideiglenes adatok a 3.4. táblázatban láthatók.
3.4 táblázat - A VLR regiszterben tárolt ideiglenes adatok
| HLR-ben és VLR-ben tárolt ideiglenes adatok összetétele | ||||||||||
| HLR | NAGYON NAGY HATÓSUGÁR | |||||||||
| 1 | TMSI – Ideiglenes nemzetközi felhasználói azonosító szám | |||||||||
| A VLR által hozzárendelt ideiglenes mobilállomás száma | Helyi terület azonosítása | |||||||||
| VLR Move Register Addressek | Alapvető szolgáltatásokra vonatkozó irányelvek | |||||||||
| Mobilállomás mozgási területei | Átadási cellaszám | |||||||||
| Átadási cellaszám | Hitelesítési és titkosítási lehetőségek | |||||||||
| Regisztráció állapota | ||||||||||
| Nincs válasz (kapcsolat megszakítása) időzítő | ||||||||||
| A jelenleg használt jelszavak összetétele | ||||||||||
| Kommunikációs tevékenység | ||||||||||
Amikor egy mobilállomás barangol, a VLR számot (MSRN) rendel hozzá. Amikor egy mobilállomás bejövő hívást fogad, a VLR kiválasztja az MSRN-jét, és továbbítja az MSC-nek, amely a hívást a mobil előfizető közelében lévő bázisállomásokhoz irányítja.
A VLR kezeli a hitelesítési eljárásokat a hívásfeldolgozás során. Az üzemeltető belátása szerint a TMSI időről időre változhat, ami megnehezíti az előfizetők azonosítását A VLR adatbázishoz való hozzáférés az IMSI-n, a TMSI-n vagy az MSRN-n keresztül biztosítható. Általánosságban elmondható, hogy a VLR egy helyi mobil előfizetői adatbázis az előfizető tartózkodási helyén. Ez lehetővé teszi, hogy kiküszöbölje a HLR-hez intézett állandó kéréseket, és csökkentse a szervizhívásokhoz szükséges időt.
AUC hitelesítési központ célja az előfizetők hitelesítése a kommunikációs rendszer erőforrásainak jogosulatlan használatának kizárása érdekében. Az AUC dönt a hitelesítési folyamat paramétereiről, és meghatározza az előfizetői állomások titkosítási kulcsait egy, az EIR-ben (Equipment Identification Register) található adatbázis alapján. Minden mobil előfizető a kommunikációs rendszer használatának idejére szabványos előfizetői azonosító modult (SIM) kap, amely tartalmazza: nemzetközi azonosítószámot (IMSI), saját egyedi hitelesítési kulcsot. K iés hitelesítési algoritmus A3. Segítségével a SIM információk a mobilállomás és a hálózat közötti kölcsönös adatcsere eredményeként, teljes ciklus hitelesítést, és lehetővé teszi az előfizetők hozzáférését a hálózathoz. Az előfizető hitelesítési eljárás a 3.2. ábrán látható.
3.2. ábra – A hitelesítési eljárás sémája
A hálózat véletlen számot küld (RAND) a mobilállomásra. rajta azzal K iés hitelesítési algoritmus A3 válaszérték kerül meghatározásra (SRES) azaz SRES = Ki*. A mobilállomás elküldi a számított SRES értéket a hálózatnak. A hálózat ellenőrzi a fogadott SRES-t az SRES-szel , a hálózat számítja ki. Ha az értékek egyeznek, a mobilállomás üzeneteket küldhet. Ellenkező esetben a kommunikáció megszakad, és a mobilállomás jelzője azt mutatja, hogy az azonosítás nem történt meg. Az adatvédelem érdekében az SRES számítása a SIM-en belül történik. A nem minősített információk feldolgozása nem történik meg a SIM-modulban.
Berendezésazonosító nyilvántartás EIR adatbázist tartalmaz az International Mobile Station Equipment Identity (IMEI) hitelesítésére. Az EIR adatbázis az IMEI-számok listáiból áll, amelyek a következők szerint vannak rendezve:
Fehér lista - olyan IMEI-számokat tartalmaz, amelyekről információ van arról, hogy az engedélyezett mobilállomásokhoz vannak hozzárendelve;
Feketelista – tartalmazza azon mobilállomások IMEI-számait, amelyeket elloptak vagy megtagadtak a szolgáltatást bármilyen okból;
Szürke lista – azon mobilállomások IMEI-számait tartalmazza, amelyek olyan problémákkal küzdenek, amelyek nem adnak okot a feketelistára.
Az EIR adatbázishoz hozzáférhetnek a hálózat MSC-i és más MSC-k is mobilhálózat.
Az OMS üzemeltetési és karbantartási központja a GSM hálózat központi eleme. Ellátja a hálózati elemek kezelését és munkájának minőségellenőrzését. Az OMS X.25 csomagcsatornákon keresztül kapcsolódik más hálózati elemekhez. Az OMS a karbantartó személyzet figyelmeztetésére szolgáló vészjelzések feldolgozását biztosítja, és információkat regisztrál a hálózati elemek vészhelyzeteiről. A meghibásodás természetétől függően az OMS automatikusan vagy a személyzet aktív közreműködésével gondoskodik annak megszüntetéséről. Az MN ellenőrizheti a hálózati berendezés állapotát és a mobilállomás hívás előrehaladását. Az OMS lehetővé teszi a hálózat terhelésének szabályozását.
NMC Network Management Center lehetővé teszi a GSM hálózat racionális hierarchikus vezérlését. Az NMC hálózati forgalomirányítást és hálózatfelügyeleti vezérlést biztosít összetett vészhelyzetekben. Ezenkívül az NMC figyeli és megjeleníti az automatikus hálózatkezelő eszközök állapotát. Ez lehetővé teszi az NMC üzemeltetői számára, hogy figyelemmel kísérjék és segítséget nyújtsanak a regionális kérdésekben. Szélsőséges helyzetekben az NMC üzemeltetői olyan kezelési eljárásokat indíthatnak el, mint például az "elsőbbségi hozzáférés", ahol csak a magas prioritású előfizetők (sürgősségi szolgáltatások) férhetnek hozzá a rendszerhez. Az NMC a hálózati rétegben vezérli a hálózatot és annak működését, így biztosítja a hálózatot az optimális fejlődéséhez szükséges adatokkal.
Így az NMT munkatársai a teljes hálózatot érintő hosszú távú stratégiai problémák megoldására, az egyes OMC/OSS helyi munkatársai pedig a rövid távú regionális vagy taktikai problémák megoldására koncentrálhatnak.
BSS bázisállomás berendezések bázisállomásvezérlőből (BSC) és adó-vevő bázisállomásokból (BTS) áll. A bázisállomás-vezérlő több BTS-t is képes kezelni. A BSC kezeli a rádiócsatornák elosztását, vezérli a kapcsolatokat, szabályozza azok sorrendjét, biztosítja a frekvenciaugrást, jelmodulációt és demodulációt, üzenetkódolást és dekódolást, beszédkódolást, hang-, adat- és hívássebesség adaptációt. A BSS az MSC-vel együtt ellátja a csatorna törlését, ha a hívás rádióinterferencia miatt nem megy át, és bizonyos mobilállomás-kategóriák számára prioritásos információátvitelt is végez.
Transzkóder TSE biztosítja az MSC hang- és adatcsatorna (64 kbps PCM) kimeneti jeleinek átalakítását a GSM ajánlásoknak megfelelő formára az éteres interfészen (Rec. GSM 04.08), 13 kbps hangsebességgel - teljes sebességű csatorna. A szabvány a jövőben egy félsebességű, 6,5 kbps-os beszédcsatorna használatát írja elő. Az átviteli sebesség csökkentését egy speciális beszédtranszformáló eszköz biztosítja, amely lineáris prediktív kódolást (LPC), hosszú távú előrejelzést (LTP), maradék impulzusgerjesztést (RPE vagy RELP) használ. Az átkódolót általában az MSC-hez kell elhelyezni. Amikor digitális üzeneteket küldünk a BSC bázisállomás-vezérlőnek, a 13 kbps-os információáramlás feltöltése (további bitek hozzáadása) 16 kbps átviteli sebességre történik. Ezután a vett csatornák 4-es többszörösével tömörítésre kerülnek egy szabványos 64 kbit/s-os csatornává. Ez alkotja a GSM ajánlások által meghatározott 30 csatornás PCM vonalat, amely 120 hangcsatorna átvitelét biztosítja. Ezen kívül egy csatorna (64 kbps) van allokálva a jelzési információk továbbítására, a második csatorna (64 kbps) a CCITT X.25 protokollnak megfelelő adatcsomagok továbbítására használható. Így a kapott átviteli sebesség a megadott interfészen 30x64 + 64 + 64 = 2048 kbps.
Azonosítók– olyan számkészlet, amelyet a GSM-hálózat az előfizető helyének meghatározására használ a kapcsolat létesítésekor. Ezek az azonosítók a hívások MS-hez történő irányítására szolgálnak. Fontos, hogy minden azonosító szám egyedi és mindig helyesen azonosítható legyen. Az azonosítók leírása alább található.
IMSI(International Mobile Subscriber Identity) egyedi módon ír le egy mobil állomást a globális globális GSM hálózatban. A legtöbb tranzakció a GSM hálózaton belül ezen a számon történik. Az IMSI-t a SIM-ben, a HLR-ben, a kiszolgáló VLR-ben és az AUC-ban tárolják. A GSM specifikációi szerint az IMSI hossza jellemzően 15 számjegy. Az IMSI három fő részből áll:
-MCC
- MNC
- MSIN(Mobile Station Identification Number) - MS azonosító szám.
MSISDN(Mobile Station ISDN Number) annak az előfizetőnek a száma, amelyet tárcsázunk, amikor hívni akarjuk őt. Egy előfizetőhöz több ilyen szám tartozhat. Az MSISDN tárcsázási terve pontosan megegyezik a PSTN tárcsázási tervével:
- SS(Országkód) - országkód;
- NDC(National Destination Code) - az úti cél (város vagy hálózat) nemzeti kódja;
- SN(Előfizetői szám) - előfizetői szám.
Minden PLMN-nek saját NDC-je van. A Kazah Köztársaság kommunikációs hálózatában NDC+SN"országos jelentős számnak" nevezik. A mobilhálózatok NDC-it a következőképpen jelöljük: DEFés „nem földrajzi körzetszámként” hivatkozunk rájuk. Oroszországban minden PLMN-hez több NDC van meghatározva. Az MSISDN szám változó hosszúságú lehet. A maximális hossza 15 számjegy, az előtagokat nem tartalmazza (+7). Bejövő kapcsolat egy előfizetővel Beeline hálózatok a +7 777 ХХХ ХХХХ tárcsázásával vagy a 705 kóddal történik.
TMSI(Ideiglenes mobil-előfizetői azonosító) – ideiglenes szám IMSI, amelyet a tagállam a regisztrációkor bocsáthat ki. Arra szolgál, hogy a mobilállomás mobilitása privát maradjon. Az MS mindig új TMSI-számmal kerül műsorra. A TMSI-nek nincs olyan merev szerkezete, mint az IMSI-nek, hossza általában 8 számjegy. Mivel a TMSI feleakkora, mint az IMSI, a lapozás egy ciklusban két előfizető számára történik, ami szintén csökkenti a processzor terhelését. Minden alkalommal, amikor az MS rendszereljárásokat kér (LU, hívási kísérlet vagy szolgáltatás aktiválása), az MSC/VLR leképezi az új TMSI-t az IMSI, MSC/VLR-re. továbbítja a TMSI-t az MS-nek, amely azt a SIM-kártyán tárolja. Jelzés az MSC/VLR között. és az MS-t csak a TMSI alapján használják. Így a valós IMSI-előfizetői szám nem kerül továbbításra az éteren keresztül. Az IMSI akkor használatos, ha a helyfrissítés sikertelen, vagy nincs hozzárendelve TMSI.
IMEI(International Mobile Terminal Identity) az egyedi azonosításra szolgál mobil terminál online. Ezt a kódot a kommunikációs biztonsági eljárások során használják az ellopott berendezések azonosítására és a hálózathoz való jogosulatlan hozzáférés megakadályozására. A GSM specifikációi szerint az IMEI hossza 15 számjegy:
- TAS(Type Arrgoval Code) - a jóváhagyott típus kódja (6 számjegy);
- FAC(Végső összeszerelési kód) - az összeszerelt végtermék kódja,
a gyártó által hozzárendelt (2 számjegy);
- SNR(Sorozatszám) - egyéni sorozatszám(6 szám).
Teljesen azonosítja az összes berendezést, figyelembe véve a TAC és FAC kódokat.
- Tartalék egy ingyenes szám. Fenntartva későbbi használatra.
Amikor ezt a kódot továbbítják a tagállamnak, ennek a kódnak mindig "0"-nak kell lennie.
IMEISV(International Mobile Terminal Identity and Software Version number) - minden egyes MT egyedi azonosítását biztosítja, és azt is biztosítja, hogy az MS-ben telepített szoftver verziója megfeleljen az üzemeltető által engedélyezett verziónak. A szoftver verziója fontos paraméter, mivel befolyásolja az MS számára elérhető szolgáltatásokat, valamint a beszédkódolás végrehajtásának képességét. Így például a PLMN-nek ismernie kell az MS beszédkódolási képességeit a hívás felállításakor (pl. félsebesség/teljes sebesség stb.). Ezek a funkciók IMEISV használatával jelennek meg, amelynek első 14 számjegye megismétli az IMEI-t, az utolsó 2 pedig:
- SVN(Szoftver verziószáma) - szoftver verziószáma, lehetővé teszi az MS gyártójának az azonosítást különféle változatok MS típusú jóváhagyott szoftver. Az SVN 99 értéke későbbi használatra van fenntartva.
MSRN(Mobile Station Roaming Number) – egy ideiglenes szám, amely a bejövő kapcsolat átirányításához szükséges ahhoz az MSC-hez, amelyben az MS jelenleg található. Az MSRN használatának ideje nagyon rövid - csak a bejövő kapcsolat záródik le, ezt követően a szám felszabadul, és már használható a következő kapcsolat létrehozására. Az MSRN három részből áll, ugyanúgy, mint az MSISDN-ben, de ebben az esetben az SN a kiszolgáló MSC/VLR címét jelenti.
LAI(Location Area Identity) – egy körzetszám (LA), amely egyedileg írja le az LA-t a teljes globális GSM hálózaton belül. A LAI a következő részekből áll:
-MCC(Mobile Country Code) – az ország mobilkommunikációs kódja (3 számjegy);
- MNC(Mobilhálózati kód) – mobilszolgáltató kódja (3 számjegy);
- LAC(Location Area Code) - helykód, a LAC maximális hossza 16 bit, ami lehetővé teszi 65536 különböző LA meghatározását egy PLMN-en belül.
- CGI(Cell Global Identity) egy adott cella azonosítására szolgál egy LA-n belül. A sejtazonosítás úgy valósul meg, hogy a LAI komponensekhez Cell Identity (CI) paramétert adunk. A CI mérete 16 bit.
- BSIC(Base Station Identity Code) lehetővé teszi az MS számára, hogy különbséget tegyen az azonos frekvenciájú cellák között. A BSIC a következőkből áll:
- NCC(Network Color Code) – hálózati színkód. Azokon a helyeken, ahol a szolgáltatók hálózatai átfedik egymást, lehatárolják a szolgáltatók lefedettségi területeit.
- BCC(Bázisállomás színkódja) - a bázisállomás színkódja. Az azonos frekvenciát használó bázisállomások megkülönböztetésére szolgál.
Az érintkezőhálózat (CS) egy jelentős hosszúságú és periodikus felépítésű összetett mérnöki szerkezet, amelyet a gördülőállomány csúszóérintkezős áramellátására terveztek.
A vonalon lévő villamos gördülőállományának (RS) leállásának elemzése számos nagyvárosban azt mutatja, hogy a vonalon előforduló leállások meglehetősen gyakori oka a kapcsolati hálózat meghibásodása. Így a Novoszibirszki Közlekedési Minisztérium szerint az alállomási leállások legfeljebb 7,5%-a időben fordult elő a vonalon a kompresszorállomás meghibásodása miatt. E tekintetben a kompresszorállomás műszaki állapotának megbízhatósági szempontból történő felmérése az egyik legfontosabb feladat.
A novoszibirszki CS meghibásodásainak elemzésekor a külső kölcsönhatások következtében fellépő meghibásodások, például a felfüggesztések túlméretes rakomány általi törése, a tartószerkezetek járművek általi károsodása, a vezetékek izzítása az SS-nél történt balesetek következtében, a felfüggesztések károsodása hibás áramszedők miatt azonosították és kizárták. A statisztikai anyag előzetes elemzése során kiderült, hogy a döntő hányad (az összes meghibásodás 79,8%-a) ilyen jellegű meghibásodások: a munkavezeték szakadása, a vezeték leszakadása a bilincsről, a rugalmas kereszt törése, kereszteződések károsodása.
Az üzemben tartó szolgálatok statisztikai anyagainak és adatainak elemzése azt mutatja, hogy a felsővezeték nem egyformán megbízható rendszer, ami azt jelzi, hogy a villamos érintkező felfüggesztésének szerkezetein és szerelvényein, különösen az átjárókban tovább kell javítani. A legtöbb meghibásodás abban a pillanatban következik be, amikor az áramszedő speciális részeken, felfüggesztési és rögzítési pontokon halad át, vagyis a felfüggesztés helytelen beállítása és felszerelése miatti nem megfelelő kölcsönhatás, valamint az áramszedő meghibásodása miatt.
Meg kell jegyezni, hogy a vonalon a villamos áramszedők összes meghibásodásának akár 27,3%-a a vágások és az érintkezőbetétek fokozott kopása miatt következik be, amelyet, mint ismeretes, nagyrészt a felsővezeték felfüggesztési paramétereinek megsértése okoz, mint pl. mint például: cikk-cakk méretek, munkavezeték magassága a sínfejek felett, a munkavezeték lejtése és emelkedése, gyújtogatás.
Ezen kívül az ábrán látható grafikonokból. 4.10, a kár mértéke egyértelműen az éghajlati viszonyoktól függ. Így a „rugalmas keresztrúd-törés” típusú meghibásodások maximális intenzitása májusban és szeptemberben jelentkezik a legnagyobb napi hőmérséklet-különbséggel, a „kábelszakadás és a tengelykapcsoló törés” típusú meghibásodások esetén pedig a maximális intenzitás júniusban, amelyet a legmagasabb hőmérséklet jellemez.
Rizs. 4.10.
Mivel a CS egy összetett elektromos objektum, egészének megbízhatóságát az alkotóelemeinek megbízhatósága határozza meg. Ezért a COP megbízhatóságának elemzéséhez szükséges:
- a felfüggesztés típusának és karbantartásának minőségének a CS megbízhatóságára gyakorolt hatásának meghatározása;
- azonosítsa azokat az elemeket, amelyek megbízhatósága másokhoz képest csökkent;
- határozza meg azokat az éghajlati tényezőket, amelyek befolyásolják az elemek megbízhatóságát.
A kompresszorállomással, mint a karbantartási és javítási rendszer elemével szemben támasztott fő követelmény a fő paraméterek állandó megfelelése a megkívánt megbízhatósági szintnek, az üzemi feltételeknek és a használat intenzitásának. Ilyen megfeleltetés akkor érhető el, ha a CS tényleges megbízhatósági mutatóit, valamint a karbantartási és javítási rendszer paramétereit a CS műszaki állapotára vonatkozó objektív információk alapján alakítják ki.
Határozza meg műszaki állapot A COP nagyszámú bemeneti, belső és kimeneti paraméter mérésének és kiértékelésének eredményein alapulhat. A gyakorlatban a műszaki állapot meghatározásához elegendő a közvetlen és közvetett diagnosztikai jelek és paraméterek készletének kiemelése, amelyek tükrözik a teljesítmény csökkenésével és a meghibásodások előfordulásával járó legvalószínűbb meghibásodásokat.
A CS blokk-funkcionális dekompozíciója a 2. ábrán látható. 4.11. A vertikális dekompozíció az alkotóelemei közötti kapcsolatok hierarchiájának felépítéséhez vezet. Ebben a hierarchiában négy szintet különböztetünk meg: szekcionált, amely magában foglalja a kapcsolati hálózat szakaszát; szisztémás, beleértve a támasztó-, hordozó-, rögzítő-, lineáris áramvezető-, tartóeszközöket, hőmegnyúlás-kompenzáló eszközöket, interfészeket és speciális alkatrészeket; az alrendszer szintje különálló összeszerelési egységeket tartalmaz; a negyedik szint - elemi - nem elválasztható részeket tartalmaz. Ez a dekompozíció előre meghatározza a diagnosztikai célok és algoritmusok alárendeltségi formáját. A CS vízszintes bontása lehetővé teszi az egyes komponensek kiválasztását a fizikai folyamat alapelve, a funkcionális cél vagy a műszaki kivitelezés elve szerint.
Rizs. 4.11.
Példaként a CS elemei közötti kapcsolatra az ábrán. 4.12 diagramokat mutat az egyszerűség kedvéért (A)és lánc b) medálok.
Ezen rendszerek mindegyikének diagnosztizálása során számos alkalmazott fizikai diagnosztikai módszer közül kiemelhető a domináns, amely lehetővé teszi a CS műszaki állapotának megfelelő megbízhatósággal történő meghatározását.
Működés közben a COP a következő fő állapotokban lehet:
Karbantartható és működőképes, ami azt jelenti, hogy az elemeinek, szerelvényeinek állapotát jellemző Z paraméterek a névleges tűréshatáron belül vannak: 
Rizs. 4.12.
Hibás, de működőképes, ami a fő elemek és összeállítások paramétereinek a tűrésmezőből történő, de a határértékeknél nem magasabb kimenetéből adódik:
Hibás és üzemképtelen, ezért a fő elemek és szerelvények paraméterei túllépnek a tűréshatáron: 
A megadott tűréshatárok a meglévő típusú érintkező felfüggesztésekre a következőben vannak megadva normatív dokumentumok. Megjegyzendő azonban, hogy a meglévő tűrések főként a felfüggesztés állapotát tükrözik a geometriai méretei révén statikus állapotban, azaz gördülőállomány hiányában. Normál üzemmódban a CS teljes hosszában kölcsönhatásban van a PS áramgyűjtőivel, ezért az interakciót jellemző mutatókkal is értékelni kell, figyelembe véve a megbízhatóságot, a tartósságot és a minőséget, azaz az érintkezési stabilitást. .
A CS meghatározott működési megbízhatósági szintjét a szabályozási és műszaki dokumentációban meghatározott javítási és beállítási rendszer megvalósítása támogatja. Meglévő rendszer a COP működőképességének fenntartását célzó karbantartás és javítás magában foglalja a monitoringot is a legfontosabb paramétereketérintkező felfüggesztés és azok beállítása. Az ellenőrző mérések azonban azt mutatják, hogy az egyes műveletek technikai felszereltsége elégtelen és nem hatékony. Ezen túlmenően biztosítja a CS paraméterek statikus állapotú szabályozását, ami a meglévő kapcsolatok ismeretében még megnehezíti az állapot objektív értékelését. Ezért teljes és megbízható információhoz csak az összes CS-paraméter átfogó diagnosztizálásával lehet hozzájutni a teljes hosszon az üzemmódban.
A számítógépes hálózat felépítésén (topológiáján) általában a hálózati számítógépek fizikai elhelyezkedését és kommunikációs vonalakkal való összekapcsolásának módját értjük.
Három fő hálózati topológia létezik:
1. Buszhálózati topológia(busz), amelyben az összes számítógép párhuzamosan csatlakozik egy kommunikációs vonalhoz, és az egyes számítógépekről származó információkat egyidejűleg továbbítják az összes többi számítógéphez;
2. Hálózati topológia csillag(csillag), amelyben más perifériás számítógépek egy központi számítógéphez csatlakoznak, mindegyik külön kommunikációs vonalon;
3. Hálózati topológia gyűrű(gyűrű), amelyben minden számítógép mindig csak egy, a láncban következő számítógépnek továbbít információt, és csak a lánc előző számítógépétől kap információt, és ez a lánc egy „gyűrűbe” záródik.
Buszhálózati topológia 
Hálózati topológia "csillag" 
Hálózati topológia "gyűrű"
A gyakorlatban gyakran használják az alaptopológia kombinációit, de a legtöbb hálózat erre a háromra összpontosít.
Amikor hálózatot tervezünk ehhez a szervezethez, a Star topológiát fogjuk használni. A csillagtopológia a leggyorsabb az összes számítógépes hálózati topológia közül, mivel a munkaállomások közötti adatátvitel a központi csomóponton (ha jól működik) külön vonalakon halad át, amelyeket csak ezek a munkaállomások használnak. Az egyik állomásról a másikra történő információátvitelre irányuló kérések gyakorisága alacsony a többi topológiában elérthez képest. A hálózati átviteli sebességet a csomópont számítási teljesítménye határozza meg, és mindegyikre garantált munkaállomás. Az adatok ütközése (ütközése) nem fordul elő.
A kábelcsatlakozás meglehetősen egyszerű, mivel minden munkaállomás egy csomóponthoz csatlakozik.
A központi vezérlő csomópont - a fájlszerver - az optimális védelmi mechanizmust valósítja meg az információkhoz való jogosulatlan hozzáférés ellen. A teljes számítógépes hálózat vezérelhető a vezérlő csomópont közepéről.
Hálózati blokkdiagram
Logikai diagram hálózatok
A hálózatnak valamilyen módszert kell használnia annak meghatározására, hogy melyik csomópont használja a kommunikációs vonalakat és mennyi ideig. Ezeket a funkciókat egy hálózati protokoll valósítja meg, amely ahhoz szükséges, hogy egy adott időpontban egynél több felhasználó ne férhessen hozzá a buszhoz.
Ha egyidejűleg két adatkészlet kerül a hálózatra, adatütközések és adatvesztés lép fel. Jelenleg két de facto szabványos hálózati protokoll van használatban: az Ethernet és a Token Ring.
BAN BEN ez a projekt Gigabit Ethernet szabványt fognak használni, támogatja az átviteli sebességet 1000 Mbps-ig. Az 1000BASE-T alfajnak választották, az IEEE 802.3ab szabvány, amely csavart érpár kategória 5e vagy 6. Mind a 4 pár részt vesz az adatátvitelben. Az adatátviteli sebesség egy páron 250 Mbps.
Az Ethernet a számítógépes hálózatok, elsősorban helyi hálózatok csomagtechnológiája. Az Ethernet szabványok meghatározzák a vezetékes kapcsolatokat és az elektromos jeleket a fizikai rétegben, a keretformátumot és a média hozzáférés-vezérlési protokollokat az OSI modell adatkapcsolati rétegében. Az Ethernetet főként az IEEE 802.3 csoportszabvány írja le.
Az Ethernet előnyei:
Ismert technológia
· elérhetőség.
· Biztosítja a valós idejű adatcseréhez szükséges gyors, hatékony adatszolgáltatást.
Az információáramlás sémája, ezen áramlások szétválasztása, valamint az információáramlás sémája alapján, a szerverek figyelembevételével, az épületek elhelyezkedésének és méreteinek ismeretében elkészítjük a vállalati hálózat szerkezeti diagramját (IN THE FÜGGELÉK), és adja meg annak rövid leírását.
Kirendeltségekkel való kommunikáció megszervezése.
Ebben a részben szükséges ismertetni, hogy a tanár milyen típusú kommunikációt adott az ágakkal a következő részekben: az adott módszer elméleti leírása, felszerelés, amely lehetővé teszi ennek a kommunikációnak a megszervezését a fogadó és továbbító oldalon.
Munkaállomások címeinek elosztása a blokkvázlat figyelembevételével.
Ebben a részben a hálózatot több alhálózatra kell felosztani a hálózat szerkezeti diagramja alapján. Adja meg az alhálózatok IP-címeit (kiszolgálók és PC-k számára), maszk- és szórási címeket. Használjon nem osztályú modellt a címek kiosztásához.
Hálózati protokollok kiválasztása.
Választ hálózati protokollok, melyeket a kifejlesztett hálózatban használnak majd, és milyen funkciókat látnak el ezeken a protokollokon alapulva.
Vállalati hálózat aktív és passzív berendezéseinek kiválasztása.
A használt kábelek típusai.
A kommunikáció leggyakrabban használt eszköze csavart érpár, rádiócsatorna és száloptikai vonalak. A kábel típusának kiválasztásakor a következő mutatókat veszik figyelembe:
1. A telepítés és karbantartás költsége;
2. Az információátvitel sebessége;
3. Az információátviteli távolság értékének korlátozása (kiegészítő átjátszó erősítők (repeaterek) nélkül);
4. Az adatátvitel biztonsága.
A fő probléma ezen mutatók egyidejű elérése, például a legnagyobb adatátviteli sebességet a lehető legnagyobb adatátviteli távolság korlátozza, ami így is biztosítja a szükséges adatvédelmet. A kábelrendszer könnyű skálázhatósága és könnyű bővítése befolyásolja annak költségeit és az adatátvitel biztonságát.
Válasszon kábeltípust a hálózathoz.
A kábel típusának, és így a hálózati technológia típusának és ennek megfelelően a berendezés kiválasztásához tudnia kell, hogy mekkora terhelés lesz ezen a kommunikációs csatornán. A csatorna hossza és a környezeti feltételek, amelyek között ez a csatorna elhelyezkedik.
Számítsa ki a kommunikációs csatornák terhelését. Ehhez szükségesek az első fejezetben található táblázatok adatai, valamint a hálózat blokkdiagramja.
Kapcsolóválasztás.
A kapcsolók a következők:
1. Többportos eszköz, amely nagy sebességű csomagváltást biztosít a portok között.
2. Csomagkapcsolt hálózatban olyan eszköz, amely csomagokat irányít, általában valamelyik gerinchálózati csomóponthoz. Az ilyen eszközt adatkapcsolónak is nevezik.
A kapcsoló minden egyes portjához csatlakoztatott eszköznek (szervernek, PC-nek vagy hubnak) a teljes hálózati sávszélességet biztosítja. Ez javítja a teljesítményt és javítja a hálózati válaszidőt a szegmensenkénti felhasználók számának csökkentésével. A kétsebességű hubokhoz hasonlóan a legújabb switcheket is gyakran 10 vagy 100 Mbps támogatására tervezték, a csúcssebesség csatlakoztatott eszköz. Ha fel vannak szerelve automatikus adatátviteli sebesség-érzékeléssel, önmaguktól beállíthatják az optimális adatátviteli sebességet – nincs szükség kézi újrakonfigurálásra. Hogyan működik egy kapcsoló? Ellentétben a hubokkal, amelyek az összes porton fogadott csomagokat sugározzák, a csomagokat csak a céleszközre (célállomásra) kapcsolják át, mivel ismerik minden csatlakoztatott eszköz MAC (Media Access Control) címét (hasonlóan ahhoz, ahogy a postás postázási cím meghatározza, hogy hol kell kézbesíteni a levelet). Az eredmény csökkenő forgalom és megnövekedett általános átviteli sebesség, amelyek mindkettő kritikus fontosságú a mai összetett üzleti alkalmazások növekvő hálózati sávszélesség-igénye miatt.
A váltás egyre népszerűbb, mint egyszerű, olcsó módszer a rendelkezésre álló hálózati sávszélesség növelésére. A modern kapcsolók gyakran támogatják az olyan funkciókat, mint a forgalom prioritása (ami különösen fontos hang- vagy videóátvitel esetén), a hálózatkezelési funkciók és a csoportos küldés vezérlése.
A kapcsolók kiválasztásához először ki kell számítania a portok minimális számát mindegyikhez. Minden kapcsolón tartalék portot kell biztosítani, hogy valamelyik használt meghibásodása esetén a probléma mielőbb kijavítható legyen, és az egyik tartalék port használható legyen. Ez a megközelítés ésszerű az UTP-kábel alatti portoknál. Az optikai portok esetében ez irreleváns, mivel ritkán hibásodnak meg.
A portok számát a következő képlet segítségével számítjuk ki:
ahol: N a portok szükséges száma; N k a foglalt portok száma.
És felfelé kerekítve a kapcsolók szabványos portszámától függően.
Ezután folytathatja az adott kapcsolómodellek kiválasztását. Lehetőség szerint kapcsolókat, ill hálózati kártyák egy gyártó. Ez elkerüli a konfliktusokat, és leegyszerűsíti a hálózat beállítását.
Hálózati adapterek kiválasztása.
A hálózati interfész kártyák (NIC, Network Interface Card) telepítve vannak az asztali és laptop PC-ken. Más eszközökkel való interakcióra használják őket helyi hálózat. Hálózati kártyák egész sora létezik különféle PC-khez, amelyek speciális teljesítménykövetelményekkel rendelkeznek. Jellemzőjük az adatátviteli sebesség és a hálózati csatlakozási módok.
Ha egyszerűen figyelembe vesszük az adatok fogadásának és továbbításának módját a hálózathoz csatlakoztatott számítógépeken, akkor a modern hálózati kártyák ( hálózati adapterek) aktív szerepet játszanak a teljesítmény javításában, a kritikus forgalom (átvitt/fogadott információk) priorizálásában és a hálózati forgalom figyelésében. Ezenkívül támogatják az olyan funkciókat, mint például a központi munkaállomásról történő távoli aktiválás vagy a távoli újrakonfigurálás, ami jelentősen megtakarítja az egyre növekvő hálózatok rendszergazdáinak idejét és erőfeszítéseit.
Szerverek és munkaállomások konfigurációjának kiválasztása.
A szerverekkel szemben támasztott fő követelmény a megbízhatóság. A megbízhatóság növelése érdekében RAID vezérlővel rendelkező gépeket választunk. Két módban tud működni: "tükör" és "gyors mód". Az első mód érdekelni fogunk. Ebben a módban a következőre írt adatok HDD egyidejűleg egy másik második hasonló merevlemezre rögzítve (duplikálva). Ezenkívül a szervereknek többre van szükségük véletlen hozzáférésű memória(nem lehet megtudni, hogy mennyi memória szükséges, mivel nem ismerjük az adatbázisok tényleges méretét és a tárolt köteteket merevlemezek információ). A szerveren is a felhasználó kéréseit dolgozzák fel (adatbázis-szerverek), ezért a processzor márkáját és frekvenciáját jobban (több) kell kiválasztani, mint a munkaállomásokon.
Az elektromos hálózaton keresztüli adatátvitel megszervezéséhez a továbbított információ ugyanazon átalakításokon megy keresztül, mint a nyilvános telefonhálózaton történő adatátvitel során. Azaz a továbbított információ az adó oldalon kódoláson, digitális-analóg átalakításon és moduláción, a vevő oldalon pedig demoduláción, analóg-digitális átalakításon és dekódoláson megy keresztül.
Mivel az adatátviteli rendszer minden egyes előfizetője információforrás és -fogadó is egyben, ezért minden PC-n meg kell szervezni a rendszer átviteli és vételi részét. Kényelmes ezt úgy megszervezni, hogy ugyanazt a belső és külső interfészt használjuk az adóhoz és a vevőhöz. Így az adatátviteli rendszer általánosított blokkvázlata egy PC-n így fog kinézni (3.1. ábra).
3.1. ábra - Az adatátviteli rendszer általános sémája
ábrából. 3.1 látható, hogy a továbbított információ be digitális formában a belső interfészen keresztül lép be az adatátviteli eszközbe. A belső interfész arra szolgál, hogy elkülönítse a számítógép belső adatbuszon keresztül továbbított teljes adatfolyamtól azokat, amelyek a kommunikációs vonalra továbbításra szolgálnak. Az allokációs folyamat a címbuszon továbbított címinformációknak megfelelően történik. Ebből következik, hogy a belső interfész gondoskodik arról, hogy csak a kommunikációs vonalon továbbítandó adat kerüljön az átviteli eszközbe. Ugyanígy a vevő által fogadott adatok belső interfészen keresztül továbbítják a PC-re további feldolgozás céljából.
Elülső vég az adatátvitelre és -vételre szolgáló eszköz kommunikációs vonallal való összehangolására szolgál. Ellátja a jelek irány szerinti szétválasztását, a jelek átviteli közeghez való igazítását, a feszültség szerinti leválasztást, a vonali és a lineáris útvonal ellenállásainak egyeztetését, és csak a hasznos jel leválasztását.
A kódolás, dekódolás, digitális-analóg és analóg-digitális átalakítás, valamint a moduláció és demoduláció folyamatait mikroprocesszoros rendszer végzi. Ez a rendszer csak olvasható memóriát (ROM) tartalmaz, amely tartalmazza szoftver, amely biztosítja a mikroprocesszoros rendszer bizonyos funkcióinak teljesítését. Tartalmaz továbbá véletlen elérésű memóriát (RAM) és újraprogramozható csak olvasható memóriát (PROM). A RAM a számítások közbenső eredményei, a kulcsadatok tárolására szolgál. A PROM-ba bekerülnek a mikroprocesszoros rendszer működésének ideiglenes algoritmusai. Minden olyan transzformációt, amelyre a jel ki van téve, magában a mikroprocesszorban (MP) hajtják végre. A használt mikroprocesszor különleges követelményeket támaszt. Mivel a kódoló és dekódoló algoritmusok megvalósítása során a fő matematikai művelet lebegőpontos szorzás, akkor a klasszikus MT használatakor a programok írásának bonyolultsága és végrehajtási ideje meredeken megnő. Manapság a digitális jelfeldolgozó processzorokat, más néven DSP vezérlőket széles körben használják a digitális jelfeldolgozásban. Ezeknek a DSP-vezérlőknek a fő előnye az egyciklusos szorzások, összeadások végrehajtásának képessége, valamint bizonyos parancsok jelenléte, például bináris inverzió. Egy ilyen DSP vezérlő használata drámaian csökkenti a teljesítményre vonatkozó követelményeket, ami pozitív hatással van a rendszer árára. Mikroprocesszoros rendszerben, hagyományos mikroprocesszorral, DSP vezérlővel együtt, lehetőség nyílik az elvégzett funkciók újraelosztására. Tehát az MP az adatbuszon keresztüli adatcsere megszervezésével foglalkozik a PC-vel, címinformációkat generál és fogad a címbuszon keresztül, azaz egy belső interfész funkcióit látja el. Mivel a DSP vezérlő sebessége sokkal nagyobb, mint az MP-é, a kódolás, dekódolás, digitális-analóg és analóg-digitális átalakítás, valamint moduláció és demoduláció funkciókat látja el.
A külső interfész több eszközből áll, amelyek mindegyike saját funkcióját látja el. Az adaptív hangszínszabályzó segítségével a jelet a kommunikációs vonalhoz igazítják. A visszhangszűrő a jelek irány szerinti szétválasztására szolgál. A csatlakozó eszköz, amely a következő funkciókat látja el: levágja az ipari frekvenciát, és csak a hasznos nagyfrekvenciás jelet továbbítja, gátként szolgál magasfeszültség, illesztő elemként szolgál a nagyfrekvenciás kábel és a lineáris út között, mivel a kábel hullámimpedanciája nem egyenlő a lineáris út karakterisztikus impedanciájával.
Így az elektromos hálózaton keresztüli adatátviteli rendszer általános blokkdiagramja a következő alakú (3.2. ábra), ahol az UE a csatlakozási eszköz, az SHA a címbusz, az SD pedig az adatbusz.
3.2. ábra - Az energiahálózatokon keresztüli információtovábbítási rendszer szerkezeti diagramja
Ezen séma alapján meg lehet adni az adó blokkvázlatát (3.3. ábra).
Az MP működése a ROM-ban és a PROM-ban rögzített algoritmus szerint történik. A mikroprocesszor által elemzett adatokat a RAM tárolja. Az adatokkal kapcsolatos összes szükséges művelet elvégzése után a RAM törlődik, hogy más adatokat fogadhasson. A kódoló működési elve a kódolási módszertől függ, amelyet a minimális hibavalószínűség és a maximális zajtűrés feltétele közül választunk ki. A modulációnak biztosítania kell a hasznos jelspektrum átvitelét abba a frekvenciatartományba, ahol azt a legkevésbé érinti az interferencia. Az adatsebesség és a maximális zajtűrés a modulációs módszertől is függ. Ezért az adatátviteli rendszer egészének fő paraméterei a moduláció típusának megválasztásától függenek.
3.3 ábra - A távadó szerkezeti diagramja
Mivel az adatátvitel négy, egymáshoz meglehetősen közel elhelyezkedő frekvenciasávban történik, szükségessé válik az átvitt jelek spektrumának korlátozása a frekvenciasávon belül. A korlátozás úgy történik, hogy az egyik sávban továbbított jelek ne befolyásolják a másik frekvenciasávban továbbított jeleket. A spektrumok korlátozására sáváteresztő szűrőket használnak, amelyek mindegyike a saját rezonanciafrekvenciájára van hangolva.
A mikroprocesszorban és a DSP vezérlőben zajló folyamatokat a gyártó által a mikroprocesszorhoz és a DSP vezérlőhöz mellékelt illesztőprogramok vezérlik.
Betöltés...