Skema struktural sistem komunikasi seluler Standar GSM ditunjukkan pada Gambar 3.1. Jaringan GSM dibagi menjadi dua sistem: Switching System (SSS) dan Base Station System (BSS). Dalam standar GSM, antarmuka fungsional elemen sistem dilakukan melalui antarmuka, dan semua komponen jaringan berinteraksi sesuai dengan sistem pensinyalan CCITT SS No. 7 (CCITT SS No. 7).
Pusat Pengalihan Seluler MSC melayani sekelompok sel dan menyediakan semua jenis koneksi yang dibutuhkan mobile station dalam proses operasinya. MSC mirip dengan pertukaran dan merupakan antarmuka antara jaringan tetap (PSTN, PDN, ISDN, dll.) Dan sistem komunikasi seluler. Ini menyediakan perutean panggilan dan fitur kontrol panggilan. Selain menjalankan fungsi stasiun peralihan konvensional, MSC diberi fungsi mengalihkan saluran radio. Ini termasuk "serah terima", yang mencapai kontinuitas komunikasi saat stasiun bergerak bergerak dari sel ke sel dan peralihan saluran kerja di dalam sel saat terjadi gangguan atau malfungsi.
Gambar 3.1 - Diagram struktur sistem komunikasi seluler GSM
Dalam diagram ini, berikut ini ditunjukkan: MS - stasiun bergerak; BTS - pemancar stasiun pangkalan; BSC - pengontrol stasiun pangkalan; TCE - transcoder; BSS - peralatan stasiun pangkalan; MSC - pusat peralihan seluler; HLR - daftar posisi; VLR - pindahkan register; AUC - Pusat Otentikasi; EIR - register identifikasi peralatan; OMC - pusat operasi dan pemeliharaan; Pusat Manajemen Jaringan NMC.
MSC menyediakan layanan kepada pelanggan seluler yang berlokasi di wilayah geografis tertentu.
MSC mengelola pengaturan panggilan dan prosedur perutean, mengumpulkan data tentang percakapan yang telah terjadi, yang diperlukan untuk mengeluarkan tagihan untuk layanan yang disediakan oleh jaringan.
MSC memelihara prosedur keamanan yang digunakan untuk mengontrol akses ke saluran radio. MSC mengelola prosedur pendaftaran lokasi untuk memastikan pengiriman panggilan ke pelanggan seluler roaming dari pelanggan PSTN dan untuk memastikan bahwa percakapan dipertahankan saat stasiun seluler berpindah dari satu area jangkauan ke area lain. Standar GSM juga menyediakan prosedur transfer panggilan antar jaringan (pengontrol) milik MCS yang berbeda.
MSC menghasilkan data yang diperlukan untuk menerbitkan tagihan untuk layanan komunikasi yang disediakan oleh jaringan, mengumpulkan data tentang percakapan yang telah terjadi dan mentransfernya ke pusat penyelesaian (pusat penagihan). MSC juga menyusun statistik yang diperlukan untuk memantau dan mengoptimalkan jaringan.
MSC tidak hanya berpartisipasi dalam kontrol panggilan, tetapi juga mengelola pendaftaran lokasi dan prosedur serah terima.
| |
Daftar Posisi HLR adalah basis data pelanggan yang terdaftar secara permanen di jaringan. Informasi tentang pelanggan dimasukkan ke dalam HLR pada saat pendaftaran pelanggan dan disimpan sampai pelanggan berhenti menggunakan sistem komunikasi ini dan dihapus dari register HLR.
Basis data berisi nomor identifikasi dan alamat, parameter otentikasi pelanggan, komposisi layanan komunikasi, informasi perutean, data roaming pelanggan dicatat, termasuk data nomor identifikasi pelanggan seluler sementara (TMSI) dan VLR yang sesuai. Data jangka panjang yang disimpan dalam register posisi HLR ditunjukkan pada Tabel 3.3.
Semua jaringan MSC dan VLR, termasuk milik jaringan lain, memiliki akses jarak jauh ke data yang terdapat dalam HLR sambil menyediakan internetwork roaming pelanggan. Jika ada beberapa HLR di jaringan, setiap HLR mewakili bagian tertentu dari keseluruhan basis data pelanggan jaringan. Akses ke database pelanggan dilakukan dengan nomor ISDN IMSI atau MS (nomor pelanggan seluler di jaringan ISDN).
HLR dapat dijalankan baik di node jaringannya sendiri maupun secara terpisah. Jika kapasitas HLR habis, maka HLR tambahan dapat ditambahkan. Dalam hal pengorganisasian beberapa HLR, basis data tetap terdistribusi tunggal. Catatan data pelanggan selalu menjadi satu-satunya. Data yang disimpan di HLR dapat diakses oleh MSC dan VLR milik jaringan lain sebagai bagian dari penyediaan roaming antar jaringan pelanggan.
Tabel 3.3 - Data jangka panjang yang disimpan di HLR
| Komposisi data jangka panjang yang disimpan di HLR | |
| IMS1 - nomor identifikasi pelanggan seluler internasional | |
| Nomor stasiun seluler di jaringan internasional ISDN | |
| Kategori stasiun bergerak | |
| Kunci Otentikasi | |
| Jenis penyediaan layanan dukungan | |
| Indeks grup pengguna tertutup | |
| Kode kunci grup pengguna tertutup | |
| Komposisi panggilan utama yang dapat dialihkan | |
| Peringatan penelepon | |
| Disebut Line Identifikasi | |
| Jadwal | |
| Disebut Pengumuman Partai | |
| Kontrol pensinyalan saat menghubungkan pelanggan | |
| Properti (alat) dari grup pengguna tertutup | |
| Manfaat Grup Pengguna Tertutup | |
| Panggilan keluar dilarang masuk kelompok tertutup pengguna | |
| Jumlah maksimum pelanggan | |
| Kata sandi yang digunakan | |
| Kelas Akses Prioritas | |
| Memblokir panggilan masuk dalam grup pengguna tertutup |
Pindahkan register VLR juga dirancang untuk mengontrol pergerakan mobile station dari satu area ke area lain. Basis data VLR berisi informasi tentang semua pelanggan seluler yang berlokasi di saat ini dalam area layanan MSC. Ini memungkinkan pengoperasian mobile station di luar area yang dikendalikan oleh HLR.
Saat pelanggan pindah ke area layanan MSC baru, VLR yang terhubung ke MSC tersebut meminta informasi tentang pelanggan dari HLR yang menyimpan data pelanggan tersebut. HLR mengirimkan salinan informasi ke VLR dan memperbarui informasi lokasi pelanggan. Saat pelanggan menelepon dari area layanan baru, VLR sudah memiliki semua informasi yang diperlukan untuk melayani panggilan tersebut. Dalam hal pelanggan menjelajah ke area jangkauan MSC lain, VLR meminta informasi tentang pelanggan dari HLR yang dituju pelanggan ini. HLR pada gilirannya mengirimkan salinan data pelanggan ke VLR yang meminta dan pada gilirannya memperbarui informasi lokasi baru pelanggan. Setelah informasi diperbarui, MS dapat membuat koneksi keluar/masuk.
Untuk memastikan keamanan data dalam register HLR dan VLR, perangkat memorinya dilindungi. VLR berisi data yang sama dengan HLR. Data ini disimpan di VLR saat pelanggan berada di area yang dikontrol. Data sementara yang disimpan dalam VLR ditunjukkan pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4 - Data sementara yang disimpan dalam register VLR
| Komposisi data sementara disimpan di HLR dan VLR | ||||||||||
| HLR | VLR | |||||||||
| 1 | TMSI - Nomor Identitas Pengguna Internasional Sementara | |||||||||
| Nomor stasiun seluler sementara yang ditetapkan oleh VLR | Identifikasi wilayah lokasi | |||||||||
| VLR Pindahkan Daftar Alamat | Pedoman Pelayanan Dasar | |||||||||
| Area pergerakan stasiun bergerak | Serah terima nomor sel | |||||||||
| Serah terima nomor sel | Opsi otentikasi dan enkripsi | |||||||||
| Status pendaftaran | ||||||||||
| Tidak ada jawaban (koneksi putuskan) timer | ||||||||||
| Komposisi kata sandi yang saat ini digunakan | ||||||||||
| Aktivitas komunikasi | ||||||||||
Saat stasiun seluler menjelajah, VLR memberikan nomor (MSRN) padanya. Ketika stasiun seluler menerima panggilan masuk, VLR memilih MSRN-nya dan meneruskannya ke MSC, yang merutekan panggilan ke stasiun pangkalan di dekat pelanggan seluler.
VLR mengelola prosedur otentikasi selama pemrosesan panggilan. Atas kebijakan operator, TMSI dapat berubah dari waktu ke waktu untuk mempersulit identifikasi pelanggan Akses ke database VLR dapat disediakan melalui IMSI, TMSI atau melalui MSRN. Secara umum, VLR adalah basis data pelanggan seluler lokal untuk area tempat pelanggan berada. Ini memungkinkan Anda menghilangkan permintaan konstan ke HLR dan mengurangi waktu untuk melayani panggilan.
Pusat Otentikasi AUC dirancang untuk mengotentikasi pelanggan untuk mengecualikan penggunaan sumber daya sistem komunikasi yang tidak sah. AUC memutuskan parameter proses autentikasi dan menentukan kunci enkripsi stasiun pelanggan berdasarkan database yang terletak di Daftar Identifikasi Peralatan (EIR). Setiap pelanggan seluler untuk periode penggunaan sistem komunikasi menerima modul identitas pelanggan standar (SIM), yang berisi: nomor identifikasi internasional (IMSI), kunci otentikasi individualnya sendiri K i dan algoritma otentikasi A3. Dengan bantuan dari Informasi SIM sebagai hasil pertukaran data timbal balik antara stasiun bergerak dan jaringan, siklus penuh otentikasi dan mengizinkan akses pelanggan ke jaringan. Prosedur otentikasi pelanggan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 - Skema prosedur otentikasi
Jaringan mengirimkan nomor acak (RAND) ke stasiun bergerak. di atasnya dengan K i dan algoritma otentikasi A3 nilai respon ditentukan (SRES) yaitu SRES = Ki*. Stasiun seluler mengirimkan nilai SRES yang dihitung ke jaringan. Jaringan memeriksa SRES yang diterima terhadap SRES , dihitung oleh jaringan. Jika nilainya cocok, stasiun seluler diizinkan mengirim pesan. Jika tidak, komunikasi terputus dan indikator stasiun bergerak menunjukkan bahwa identifikasi belum dilakukan. Untuk memastikan privasi, perhitungan SRES terjadi di dalam SIM. Informasi yang tidak terklasifikasi tidak diproses dalam modul SIM.
Daftar Identifikasi Peralatan EIR berisi database untuk mengautentikasi International Mobile Station Equipment Identity (IMEI). Basis data EIR terdiri dari daftar nomor IMEI yang disusun sebagai berikut:
Daftar putih - berisi nomor IMEI yang berisi informasi bahwa mereka ditugaskan ke stasiun seluler resmi;
Daftar Hitam - berisi nomor IMEI stasiun seluler yang dicuri atau ditolak layanannya karena alasan apa pun;
Daftar abu-abu - berisi nomor IMEI stasiun seluler yang memiliki masalah yang tidak dapat dimasukkan dalam daftar hitam.
Database EIR dapat diakses oleh MSC jaringan ini dan juga dapat diakses oleh MSC lainnya jaringan seluler.
Pusat pengoperasian dan pemeliharaan OMS adalah elemen sentral dari jaringan GSM. Ini menyediakan manajemen elemen jaringan dan kontrol kualitas pekerjaannya. OMS terhubung ke elemen jaringan lain melalui saluran paket X.25. OMS menyediakan pemrosesan sinyal darurat yang dimaksudkan untuk mengingatkan personel pemeliharaan dan mencatat informasi tentang situasi darurat dalam elemen jaringan. Bergantung pada sifat kerusakannya, OMS memastikan penghapusannya secara otomatis atau dengan intervensi aktif dari personel. MN dapat memeriksa status peralatan jaringan dan kemajuan panggilan stasiun bergerak. OMS memungkinkan Anda mengatur beban di jaringan.
Pusat Manajemen Jaringan NMC memungkinkan untuk kontrol hirarkis rasional dari jaringan GSM. NMC menyediakan manajemen lalu lintas jaringan dan kontrol pengawasan jaringan dalam situasi darurat yang kompleks. Selain itu, NMC memantau dan menampilkan status perangkat manajemen jaringan otomatis. Hal ini memungkinkan operator NMC untuk memantau dan membantu masalah regional. Dalam situasi ekstrim, operator NMC dapat menggunakan prosedur manajemen seperti "akses prioritas" di mana hanya pelanggan dengan prioritas tinggi (layanan darurat) yang dapat mengakses sistem. NMC mengontrol jaringan dan operasinya pada lapisan jaringan dan oleh karena itu menyediakan jaringan dengan data yang diperlukan untuk pengembangan optimalnya.
Jadi, staf NMT dapat fokus pada penyelesaian masalah strategis jangka panjang yang terkait dengan seluruh jaringan, dan staf lokal masing-masing OMC/OSS dapat fokus pada penyelesaian masalah regional atau taktis jangka pendek.
peralatan stasiun pangkalan BSS terdiri dari base station controller (BSC) dan transceiver base station (BTS). Pengontrol stasiun pangkalan dapat mengelola beberapa BTS. BSC mengelola distribusi saluran radio, mengontrol koneksi, mengatur urutannya, menyediakan lompatan frekuensi, modulasi dan demodulasi sinyal, pengkodean dan pengodean pesan, pengkodean ucapan, suara, data, dan adaptasi kecepatan panggilan. BSS, bersama dengan MSC, melakukan fungsi membersihkan saluran jika panggilan tidak berhasil karena gangguan radio, dan juga melakukan transmisi informasi prioritas untuk kategori stasiun seluler tertentu.
Transcoder TSE menyediakan konversi sinyal keluaran saluran suara dan data MSC (PCM 64 kbps) ke bentuk yang sesuai dengan rekomendasi GSM pada antarmuka udara (Rec. GSM 04.08), dengan laju suara 13 kbps - saluran kecepatan penuh. Standar ini menyediakan penggunaan saluran ucapan setengah kecepatan 6,5 kbps di masa mendatang. Pengurangan laju transmisi disediakan oleh penggunaan perangkat pengubah ucapan khusus yang menggunakan pengkodean prediktif linier (LPC), prediksi jangka panjang (LTP), eksitasi impuls residual (RPE atau RELP). Transcoder biasanya ditempatkan dengan MSC. Saat mentransmisikan pesan digital ke BSC pengontrol stasiun pangkalan, isian (menambahkan bit tambahan) dari aliran informasi 13 kbps ke kecepatan transmisi 16 kbps dilakukan. Kemudian, saluran yang diterima dikompresi dengan perkalian 4 menjadi saluran standar 64 kbit/s. Ini membentuk jalur PCM 30 saluran yang ditentukan oleh Rekomendasi GSM, yang menyediakan transmisi 120 saluran suara. Selain itu, satu saluran (64 kbps) dialokasikan untuk transmisi informasi pensinyalan, saluran kedua (64 kbps) dapat digunakan untuk transmisi paket data yang sesuai dengan protokol CCITT X.25. Dengan demikian, kecepatan transfer yang dihasilkan pada antarmuka yang ditentukan adalah 30x64 + 64 + 64 = 2048 kbps.
Pengidentifikasi– sekumpulan nomor yang digunakan jaringan GSM untuk menentukan lokasi pelanggan saat membuat koneksi. Pengidentifikasi ini digunakan untuk merutekan panggilan ke MS. Penting agar setiap nomor identifikasi unik dan selalu diidentifikasi dengan benar. Deskripsi pengidentifikasi diberikan di bawah ini.
IMSI(Identitas Pelanggan Seluler Internasional) secara unik menggambarkan stasiun seluler di jaringan GSM global global. Sebagian besar transaksi dalam jaringan GSM dilakukan dengan menggunakan nomor ini. IMSI disimpan di SIM, di HLR, di VLR yang melayani, dan di AUC. Menurut spesifikasi GSM, panjang IMSI biasanya 15 digit. IMSI terdiri dari tiga bagian utama:
- PKS
- MNC
- MSIN(Nomor Identifikasi Stasiun Seluler) - nomor identifikasi MS.
MSISDN(Nomor ISDN Mobile Station) adalah nomor pelanggan yang kita hubungi ketika kita ingin meneleponnya. Mungkin ada beberapa nomor ini untuk satu pelanggan. Dial plan untuk MSISDN sama persis dengan dial plan PSTN:
- SS(Kode Negara) - kode negara;
- NDC(Kode Tujuan Nasional) - kode nasional tujuan (kota atau jaringan);
- SN(Nomor Pelanggan) - nomor pelanggan.
Setiap PLMN memiliki NDC sendiri. Dalam jaringan komunikasi Republik Kazakhstan NDC+SN disebut "bilangan signifikan nasional". NDC untuk jaringan seluler ditetapkan sebagai DEF dan disebut sebagai "kode area non-geografis". Di Rusia, beberapa NDC ditentukan untuk setiap PLMN. Nomor MSISDN dapat memiliki panjang variabel. Panjang maksimum adalah 15 digit, awalan tidak disertakan (+7). Koneksi masuk dengan pelanggan Jaringan langsung dilakukan dengan menghubungi +7 777 ХХХ ХХХХ atau dengan kode 705.
TMSI(Identitas Pelanggan Seluler Sementara) – nomor sementara IMSI, yang dapat dikeluarkan oleh MS saat mendaftar. Ini digunakan untuk menjaga mobilitas stasiun seluler tetap pribadi. MS akan selalu mengudara dengan nomor TMSI baru. TMSI tidak memiliki struktur yang kaku seperti IMSI, panjangnya biasanya 8 digit. Karena TMSI berukuran setengah dari IMSI, paging dalam satu siklus dilakukan untuk dua pelanggan, yang juga mengurangi beban prosesor. Setiap kali MS membuat permintaan untuk prosedur sistem (LU, upaya panggilan atau aktivasi layanan), MSC/VLR memetakan TMSI baru ke IMSI, MSC/VLR. mengirimkan TMSI ke MS, yang menyimpannya di kartu SIM. Pensinyalan antara MSC/VLR. dan MS hanya digunakan atas dasar TMSI. Dengan demikian, nomor pelanggan IMSI yang sebenarnya tidak dikirimkan melalui udara. IMSI digunakan saat Pembaruan Lokasi gagal atau tidak ada TMSI yang ditetapkan.
IMEI(International Mobile Terminal Identity) digunakan untuk mengidentifikasi secara unik terminal seluler on line. Kode ini digunakan dalam prosedur keamanan komunikasi untuk mengidentifikasi peralatan yang dicuri dan mencegah akses tidak sah ke jaringan. Menurut spesifikasi GSM, panjang IMEI adalah 15 digit:
- TAS(Tipe Arrgoval Code) - kode dari tipe yang disetujui (6 digit);
- FAC(Kode Perakitan Akhir) - kode produk rakitan akhir,
ditugaskan oleh pabrikan (2 digit);
- SNR(Nomor Seri) - individu nomor seri(6 angka).
Mengidentifikasi sepenuhnya semua peralatan, dengan mempertimbangkan kode TAC dan FAC.
- Meluangkan adalah nomor bebas. Dicadangkan untuk penggunaan di masa mendatang.
Saat kode ini ditransmisikan ke MS, nilai kode ini harus selalu "0".
IMEISV(Identitas Terminal Seluler Internasional dan Nomor Versi Perangkat Lunak) - memberikan identifikasi unik untuk setiap MT, dan juga memastikan bahwa versi perangkat lunak yang dipasang di MS sesuai dengan yang disahkan oleh operator. Versi perangkat lunak merupakan parameter penting karena memengaruhi layanan yang tersedia untuk MS serta kemampuan untuk melakukan pengkodean ucapan. Jadi, misalnya, PLMN perlu mengetahui kemampuan pengkodean ucapan MS pada pengaturan panggilan (mis., tarif setengah/tarif penuh, dll.). Fitur-fitur ini ditampilkan menggunakan IMEISV, 14 digit pertama mengulang IMEI, dan 2 digit terakhir:
- SVN(Nomor Versi Perangkat Lunak) - nomor versi perangkat lunak, memungkinkan pabrikan MS untuk mengidentifikasi berbagai versi Perangkat lunak yang disetujui tipe MS. Nilai SVN 99 dicadangkan untuk penggunaan di masa mendatang.
MSRN(Nomor Roaming Stasiun Seluler) - nomor sementara yang diperlukan untuk merutekan koneksi masuk ke MSC di mana MS saat ini berada. Waktu penggunaan MSRN sangat singkat - hanya koneksi masuk yang ditutup, setelah itu nomor dilepas dan dapat digunakan untuk melakukan koneksi berikutnya. MSRN terdiri dari tiga bagian, sama seperti di MSISDN, tetapi dalam hal ini SN berarti alamat dari MSC/VLR yang melayani.
LAI(Identitas Area Lokasi) - nomor area (LA) yang secara unik mendeskripsikan LA dalam seluruh jaringan GSM global. LAI terdiri dari bagian-bagian berikut:
- PKS(Kode Negara Seluler) – kode komunikasi seluler untuk negara (3 digit);
- MNC(Kode Jaringan Seluler) – kode operator seluler (3 digit);
- LAC(Kode Area Lokasi) - kode lokasi, panjang maksimum LAC adalah 16 bit, yang memungkinkan Anda menentukan 65536 LA berbeda dalam satu PLMN.
- CGI(Cell Global Identity) digunakan untuk mengidentifikasi sel tertentu di dalam LA. Identifikasi sel dilakukan dengan menambahkan parameter Cell Identity (CI) ke komponen LAI. CI memiliki ukuran 16 bit.
- BSI(Base Station Identity Code) memungkinkan MS membedakan antara sel dengan frekuensi yang sama. BSIC terdiri dari:
- NCC(Kode Warna Jaringan) – kode warna jaringan. Ini digunakan untuk membatasi area jangkauan operator di tempat-tempat di mana jaringan operator saling tumpang tindih.
- BCC(Kode Warna stasiun pangkalan) - kode warna stasiun pangkalan. Digunakan untuk membedakan antara BTS yang menggunakan frekuensi yang sama.
Jaringan kontak (CS) adalah struktur teknik yang kompleks dengan panjang yang signifikan dan struktur periodik, yang dirancang untuk catu daya terus menerus dari sarana perkeretaapian melalui kontak geser.
Analisis downtime rolling stock (RS) trem di jalur di sejumlah kota besar menunjukkan bahwa penyebab downtime yang cukup umum di jalur adalah kegagalan jaringan kontak. Jadi, menurut Departemen Transportasi Novosibirsk, hingga 7,5% waktu henti gardu induk terjadi di jalur karena kegagalan stasiun kompresor. Dalam hal ini, penilaian kondisi teknis stasiun kompresor dari sudut pandang keandalan adalah salah satu tugas terpenting.
Saat menganalisis kegagalan CS di Novosibirsk, kegagalan yang terjadi akibat interaksi asing, seperti kerusakan suspensi oleh kargo yang terlalu besar, kerusakan struktur pendukung oleh kendaraan, anil kabel akibat kecelakaan di SS, kerusakan suspensi oleh pantograf yang salah, diidentifikasi dan dikecualikan. Selama analisis pendahuluan dari bahan statistik, terungkap bahwa bagian utama (79,8% dari jumlah total kegagalan) adalah kegagalan tersebut: kerusakan kabel kontak, robeknya kabel dari klem, kerusakan salib fleksibel, kerusakan pada persimpangan.
Analisis bahan statistik dan data dari layanan operasional menunjukkan bahwa catenary bukanlah sistem yang dapat diandalkan, yang menunjukkan perlunya perbaikan lebih lanjut dari struktur dan rakitan penangguhan kontak trem, khususnya penyeberangan. Jumlah kegagalan terbesar terjadi pada saat pantograf melewati bagian khusus dan titik suspensi dan fiksasi kabel kontak, yaitu sebagai akibat dari interaksi yang tidak memuaskan karena penyetelan dan pemasangan suspensi yang tidak tepat, serta malfungsi pantograf.
Perlu dicatat bahwa hingga 27,3% dari semua kegagalan pantograf trem di jalur terjadi sebagai akibat dari pemotongan dan peningkatan keausan sisipan kontak, yang, seperti yang Anda ketahui, sebagian besar disebabkan oleh pelanggaran parameter suspensi catenary, seperti seperti: ukuran zigzag, ketinggian kabel kontak di atas kepala rel level, lereng dan tanjakan kabel kontak, pembakaran.
Selain itu, dari grafik yang ditunjukkan pada Gambar. 4.10, ada ketergantungan yang jelas dari jumlah kerusakan pada kondisi iklim. Dengan demikian, intensitas maksimum kegagalan jenis "kerusakan palang fleksibel" terjadi pada bulan Mei dan September dengan perbedaan suhu harian terbesar, dan untuk kegagalan jenis "kerusakan kabel dan kerusakan kopling", intensitas maksimum terjadi pada bulan Juni, yang ditandai dengan suhu tertinggi.
Beras. 4.10.
Karena CS adalah objek listrik yang kompleks, keandalannya secara keseluruhan ditentukan oleh keandalan elemen penyusunnya. Oleh karena itu, saat menganalisis keandalan COP, perlu:
- untuk mengetahui pengaruh jenis suspensi dan kualitas perawatannya terhadap kehandalan CS;
- mengidentifikasi elemen yang memiliki keandalan yang berkurang, dibandingkan dengan yang lain;
- menentukan faktor iklim yang mempengaruhi keandalan elemen.
Persyaratan utama untuk stasiun kompresor sebagai elemen dari sistem pemeliharaan dan perbaikan adalah kepatuhan konstan dari parameter utama dengan tingkat keandalan, kondisi operasi, dan intensitas penggunaan yang disyaratkan. Korespondensi tersebut dapat dicapai jika indikator keandalan CS yang sebenarnya, serta parameter sistem pemeliharaan dan perbaikan, dibentuk berdasarkan informasi yang obyektif tentang kondisi teknis CS.
Mendefinisikan kondisi teknis COP dapat didasarkan pada hasil pengukuran dan evaluasi sejumlah besar parameter input, internal, dan output. Dalam praktiknya, untuk menentukan kondisi teknis, cukup memilih satu set tanda dan parameter diagnostik langsung dan tidak langsung yang mencerminkan malfungsi yang paling mungkin terkait dengan penurunan kinerja dan terjadinya kegagalan.
Dekomposisi blok-fungsional CS ditunjukkan pada gambar. 4.11. Dekomposisi vertikal mengarah pada konstruksi hierarki hubungan antara komponen penyusunnya. Empat tingkat dibedakan dalam hierarki ini: bagian, yang mencakup bagian dari jaringan kontak; sistemik, termasuk mendukung, membawa, memperbaiki, membawa arus linier, perangkat pendukung, perangkat kompensasi pemanjangan termal, antarmuka dan bagian khusus; tingkat subsistem mencakup unit perakitan terpisah; tingkat keempat - elemen - termasuk bagian yang tidak dapat dipisahkan. Dekomposisi ini menentukan bentuk subordinasi tujuan diagnostik dan algoritme. Dekomposisi horizontal CS memungkinkan Anda memilih komponen individual sesuai dengan prinsip dasar proses fisik, tujuan fungsional, atau prinsip pelaksanaan teknis.
Beras. 4.11.
Sebagai contoh hubungan antar elemen CS pada Gambar. 4.12 menunjukkan diagram sederhana (A) dan rantai (B) liontin.
Saat mendiagnosis masing-masing sistem ini, di antara beberapa metode diagnostik fisik yang digunakan, satu yang dominan dapat dipilih, yang memungkinkan seseorang untuk menentukan kondisi teknis CS dengan tingkat keandalan yang memadai.
Selama operasi, COP dapat berada di status utama berikut:
Ini dapat diservis dan dapat dioperasikan, yang berarti bahwa parameter Z yang mencirikan keadaan elemen dan rakitannya berada dalam bidang toleransi nominal: 
Beras. 4.12.
Rusak, tetapi dapat dioperasikan, yang disebabkan oleh keluaran parameter elemen utama dan rakitan dari bidang toleransi, tetapi tidak lebih tinggi dari nilai batas:
Rusak dan tidak dapat dioperasikan, oleh karena itu, parameter elemen dan rakitan utama berada di luar toleransi: 
Batas toleransi yang ditentukan untuk jenis suspensi kontak yang ada diberikan dalam dokumen normatif. Namun, perlu dicatat bahwa toleransi yang ada terutama mencerminkan keadaan suspensi melalui dimensi geometrisnya dalam keadaan statis, yaitu dengan tidak adanya rolling stock. Dalam mode operasi normal, CS di seluruh panjangnya berinteraksi dengan pengumpul PS saat ini, dan oleh karena itu, juga harus dievaluasi dengan indikator yang mencirikan interaksi, dengan mempertimbangkan keandalan, daya tahan dan kualitas, yaitu stabilitas kontak .
Tingkat keandalan operasional CS yang ditentukan didukung oleh penerapan sistem perbaikan dan penyesuaian, yang ditentukan oleh dokumentasi peraturan dan teknis. Sistem yang sudah ada pemeliharaan dan perbaikan, yang ditujukan untuk menjaga operabilitas COP, termasuk pemantauan parameter yang paling penting suspensi kontak dan penyesuaiannya. Namun, pengukuran kontrol menunjukkan bahwa peralatan teknis dari masing-masing operasi tidak mencukupi dan tidak efisien. Selain itu, ini menyediakan kontrol parameter CS dalam keadaan statis, yang, mengingat koneksi yang ada, membuatnya semakin sulit untuk menilai keadaannya secara objektif. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk mendapatkan informasi yang lengkap dan andal hanya melalui diagnosis komprehensif dari semua parameter CS sepanjang durasinya dalam mode operasi.
Struktur (topologi) jaringan komputer biasanya dipahami sebagai lokasi fisik komputer jaringan satu relatif terhadap satu dan cara mereka terhubung melalui jalur komunikasi.
Ada tiga topologi jaringan utama:
1. Topologi jaringan bus(bus), di mana semua komputer terhubung secara paralel ke satu jalur komunikasi dan informasi dari setiap komputer ditransmisikan secara bersamaan ke semua komputer lain;
2. Bintang topologi jaringan(bintang), di mana komputer periferal lain terhubung ke satu komputer pusat, masing-masing menggunakan jalur komunikasi terpisah;
3. Cincin topologi jaringan(ring), di mana setiap komputer selalu mentransmisikan informasi hanya ke satu komputer berikutnya dalam rantai, dan menerima informasi hanya dari komputer sebelumnya dalam rantai, dan rantai ini ditutup dalam sebuah "cincin".
Topologi jaringan bus 
Topologi jaringan "bintang" 
Topologi jaringan "berdering"
Dalam praktiknya, kombinasi dari topologi dasar sering digunakan, tetapi sebagian besar jaringan difokuskan pada ketiganya.
Saat merancang jaringan untuk organisasi ini, kami akan menggunakan topologi Star. Topologi bintang adalah yang tercepat dari semua topologi jaringan komputer, karena transmisi data antar workstation melewati node pusat (jika berkinerja baik) pada jalur terpisah yang hanya digunakan oleh workstation ini. Frekuensi permintaan transfer informasi dari satu stasiun ke stasiun lain rendah dibandingkan dengan yang dicapai di topologi lain. Throughput jaringan ditentukan oleh daya komputasi node dan dijamin untuk masing-masing node stasiun kerja. Tabrakan (tabrakan) data tidak terjadi.
Koneksi kabel cukup sederhana karena setiap workstation terhubung ke sebuah node.
Node kontrol pusat - server file - mengimplementasikan mekanisme perlindungan optimal terhadap akses tidak sah ke informasi. Seluruh jaringan komputer dapat dikontrol dari pusat node kontrol.
Diagram blok jaringan
Diagram logika jaringan
Jaringan harus menggunakan beberapa metode untuk menentukan node mana yang harus menggunakan jalur komunikasi dan untuk berapa lama. Fungsi-fungsi ini diimplementasikan oleh protokol jaringan yang diperlukan untuk mencegah lebih dari satu pengguna mengakses bus pada waktu tertentu.
Jika dua set data ditempatkan di jaringan pada saat yang sama, konflik data dan kehilangan data terjadi. Dua protokol jaringan standar de facto sedang digunakan: Ethernet dan Token Ring.
DI DALAM proyek ini Standar Gigabit Ethernet akan digunakan, mendukung kecepatan transmisi hingga 1000Mbps. 1000BASE-T dipilih sebagai subspesies, IEEE 802.3ab adalah standar yang menggunakan pasangan bengkok kategori 5e atau 6. Semua 4 pasangan terlibat dalam transmisi data. Kecepatan transfer data adalah 250 Mbps lebih dari satu pasang.
Ethernet adalah teknologi paket jaringan komputer, terutama jaringan lokal. Standar Ethernet menentukan koneksi kabel dan sinyal listrik pada lapisan fisik, format bingkai, dan protokol kontrol akses media pada lapisan tautan data model OSI. Ethernet terutama dijelaskan oleh standar grup IEEE 802.3.
Keuntungan Ethernet:
Teknologi yang dikenal
· ketersediaan.
· Menyediakan pengiriman data yang cepat dan efisien yang diperlukan untuk pertukaran data secara real-time.
Berdasarkan skema arus informasi, pemisahan arus ini, dan skema arus informasi, dengan mempertimbangkan server, juga mengetahui lokasi bangunan dan dimensinya, kami akan menyusun diagram struktural jaringan perusahaan (DALAM LAMPIRAN) dan berikan deskripsi singkatnya.
Organisasi komunikasi dengan cabang.
Pada bagian ini, jenis komunikasi dengan cabang-cabang yang diberikan oleh guru perlu dijelaskan pada bagian berikut: deskripsi teoretis tentang metode yang diberikan, peralatan yang memungkinkan pengorganisasian komunikasi ini di sisi penerima dan pengirim.
Distribusi alamat workstation dengan mempertimbangkan diagram blok.
Pada bagian ini, Anda perlu membagi jaringan menjadi beberapa subnet berdasarkan diagram struktur jaringan. Tentukan alamat IP untuk subnet (untuk server dan PC), alamat mask dan broadcast. Gunakan model non-kelas untuk mengalokasikan alamat.
Pilihan protokol jaringan.
Memilih protokol jaringan, yang akan digunakan dalam jaringan yang dikembangkan dan fungsi apa yang akan dilakukan berdasarkan protokol ini.
Pemilihan peralatan aktif dan pasif dari jaringan perusahaan.
Jenis kabel yang digunakan.
Sarana komunikasi yang paling sering digunakan pasangan bengkok, saluran radio dan jalur serat optik. Saat memilih jenis kabel, indikator berikut diperhitungkan:
1. Biaya pemasangan dan pemeliharaan;
2. Kecepatan transfer informasi;
3. Pembatasan nilai jarak transmisi informasi (tanpa tambahan penguat pengulang (repeater));
4. Keamanan pengiriman data.
Masalah utamanya adalah untuk mencapai indikator ini pada saat yang sama, misalnya kecepatan transfer data tertinggi dibatasi oleh jarak transfer data maksimum yang mungkin, yang masih memberikan tingkat perlindungan data yang diperlukan. Skalabilitas yang mudah dan kemudahan perluasan sistem kabel memengaruhi biaya dan keamanan transmisi datanya.
Pilih jenis kabel untuk jaringan.
Untuk memilih jenis kabel, dan karenanya jenis teknologi jaringan dan, karenanya, peralatannya, Anda perlu mengetahui beban apa yang akan ada di saluran komunikasi ini. Panjang saluran ini dan kondisi lingkungan di mana saluran ini akan berada.
Hitung beban pada saluran komunikasi. Ini membutuhkan data dari tabel di bab pertama, serta diagram blok jaringan.
Beralih pilihan.
Sakelar adalah:
1. Perangkat multi-port yang menyediakan perpindahan paket berkecepatan tinggi antar port.
2. Dalam jaringan packet-switched, perangkat yang mengarahkan paket, biasanya ke salah satu node jaringan backbone. Perangkat semacam itu juga disebut sakelar data.
Switch menyediakan setiap perangkat (server, PC, atau hub) yang terhubung ke salah satu portnya dengan seluruh bandwidth jaringan. Ini meningkatkan kinerja dan meningkatkan waktu respons jaringan dengan mengurangi jumlah pengguna per segmen. Seperti hub kecepatan ganda, switch terbaru sering dirancang untuk mendukung 10 atau 100 Mbps, tergantung pada kecepatan tertinggi perangkat yang terhubung. Jika dilengkapi dengan deteksi baud rate otomatis, mereka dapat menyesuaikan sendiri ke baud rate yang optimal - tidak diperlukan konfigurasi ulang manual. Bagaimana cara kerja saklar? Tidak seperti hub, yang menyiarkan semua paket yang diterima di salah satu port, meneruskan paket hanya ke perangkat target (tujuan) karena mereka mengetahui alamat MAC (Kontrol Akses Media) dari setiap perangkat yang terhubung (mirip dengan bagaimana tukang pos alamat pos menentukan kemana surat itu harus disampaikan). Hasilnya adalah berkurangnya lalu lintas dan peningkatan throughput secara keseluruhan, keduanya sangat penting mengingat meningkatnya permintaan bandwidth jaringan dari aplikasi bisnis yang kompleks saat ini.
Switching semakin populer sebagai metode sederhana dan berbiaya rendah untuk meningkatkan bandwidth jaringan yang tersedia. Sakelar modern sering mendukung fitur seperti prioritas lalu lintas (yang sangat penting saat membawa suara atau video di jaringan), fungsi manajemen jaringan, dan kontrol multicast.
Untuk memilih sakelar, Anda harus terlebih dahulu menghitung jumlah port minimum untuk masing-masing sakelar. Port cadangan harus disediakan pada setiap sakelar sehingga jika terjadi kegagalan salah satu yang digunakan, masalahnya dapat diperbaiki sesegera mungkin dan salah satu port cadangan dapat digunakan. Pendekatan ini masuk akal untuk port di bawah kabel UTP. Untuk port optik, ini tidak relevan, karena jarang gagal.
Jumlah port dihitung menggunakan rumus berikut:
di mana: N adalah jumlah port yang dibutuhkan; N k adalah jumlah port yang sibuk.
Dan dibulatkan tergantung pada jumlah standar port pada switch.
Kemudian Anda dapat melanjutkan ke pemilihan model sakelar tertentu. Kami akan mengambil, jika memungkinkan, sakelar dan kartu jaringan satu pabrikan. Ini akan menghindari konflik dan juga menyederhanakan pengaturan jaringan.
Pilihan adapter jaringan.
Kartu antarmuka jaringan (NIC, Kartu Antarmuka Jaringan) dipasang di PC desktop dan laptop. Mereka digunakan untuk berinteraksi dengan perangkat lain di jaringan lokal. Ada berbagai macam kartu jaringan untuk berbagai PC yang memiliki persyaratan kinerja khusus. Mereka dicirikan oleh kecepatan transfer data dan metode koneksi jaringan.
Jika kami hanya mempertimbangkan metode menerima dan mengirimkan data pada PC yang terhubung ke jaringan, maka kartu jaringan modern ( adaptor jaringan) berperan aktif dalam meningkatkan kinerja, memprioritaskan lalu lintas kritis (informasi yang dikirim/diterima), dan memantau lalu lintas jaringan. Selain itu, mereka mendukung fitur-fitur seperti aktivasi jarak jauh dari workstation pusat atau konfigurasi ulang jarak jauh, sangat menghemat waktu dan tenaga administrator jaringan yang terus berkembang.
Memilih konfigurasi server dan workstation.
Persyaratan utama untuk server adalah keandalan. Untuk meningkatkan keandalan, kami akan memilih mesin dengan pengontrol RAID. Itu dapat bekerja dalam dua mode: "cermin" dan "mode cepat". Kami akan tertarik pada mode pertama. Dalam mode ini, data ditulis ke HDD secara bersamaan direkam pada hard disk kedua yang serupa (digandakan). Juga, server membutuhkan lebih banyak memori akses acak(tidak mungkin mengetahui berapa banyak memori yang diperlukan, karena kami tidak mengetahui ukuran sebenarnya dari basis data dan volume yang disimpan di hard drive informasi). Juga di server, permintaan diproses (server basis data) pengguna, oleh karena itu, Anda harus memilih merek dan frekuensi prosesor lebih baik (lebih banyak) daripada di workstation.
Untuk mengatur transmisi data melalui jaringan listrik, informasi yang dikirimkan mengalami transformasi yang sama seperti saat mentransmisikan data melalui jaringan telepon umum. Artinya, informasi yang ditransmisikan pada ujung transmisi mengalami pengkodean, konversi dan modulasi digital-ke-analog, dan pada ujung penerima - demodulasi, konversi dan decoding analog-ke-digital.
Karena setiap pelanggan sistem transmisi data adalah sumber dan penerima informasi, maka perlu untuk mengatur bagian pengiriman dan penerimaan sistem pada setiap PC. Lebih mudah mengatur ini dengan menggunakan antarmuka internal dan eksternal yang sama untuk pemancar dan penerima. Dengan demikian, diagram blok umum dari sistem transmisi data pada satu PC akan terlihat seperti ini (Gbr. 3.1).
Gambar 3.1 - Skema umum dari sistem transmisi data
Dari gbr. 3.1 dapat dilihat bahwa informasi yang dikirimkan di bentuk digital memasuki perangkat transfer data melalui antarmuka internal. Antarmuka internal berfungsi untuk memisahkan dari seluruh aliran data yang ditransmisikan melalui bus data internal PC, yang dimaksudkan untuk ditransmisikan ke jalur komunikasi. Proses alokasi terjadi sesuai dengan informasi alamat yang dikirimkan pada bus alamat. Oleh karena itu, antarmuka internal memastikan bahwa hanya data yang perlu dikirim melalui jalur komunikasi yang masuk ke perangkat transmisi. Dengan cara yang sama, data yang diterima oleh penerima ditransfer melalui antarmuka internal ke PC untuk diproses lebih lanjut.
Paling depan berfungsi untuk mengkoordinasikan perangkat untuk mengirim dan menerima data dengan jalur komunikasi. Ini melakukan fungsi memisahkan sinyal dalam arah, mengadaptasi sinyal ke media transmisi, memisahkan tegangan, mencocokkan resistansi di jalur dan jalur linier, dan hanya mengisolasi sinyal yang berguna.
Proses encoding, decoding, konversi digital-ke-analog dan analog-ke-digital, serta modulasi dan demodulasi dilakukan oleh sistem mikroprosesor. Sistem ini menggabungkan Read Only Memory (ROM), yang berisi perangkat lunak, yang memastikan kinerja fungsi tertentu dari sistem mikroprosesor. Ini juga termasuk memori akses acak (RAM) dan memori hanya baca yang dapat diprogram ulang (PROM). RAM digunakan untuk menyimpan hasil perhitungan menengah, data kunci. Algoritme sementara untuk pengoperasian sistem mikroprosesor dimasukkan ke dalam PROM. Semua transformasi yang menjadi sasaran sinyal dilakukan di mikroprosesor (MP) itu sendiri. Mikroprosesor yang digunakan memiliki persyaratan khusus. Sejak saat mengimplementasikan algoritma encoding dan decoding, main operasi matematika adalah perkalian floating-point, maka saat menggunakan MT klasik, kompleksitas penulisan program dan waktu pelaksanaannya meningkat tajam. Saat ini, prosesor sinyal digital, juga disebut pengontrol DSP, banyak digunakan dalam pemrosesan sinyal digital. Keuntungan utama dari pengontrol DSP ini adalah kemampuannya untuk melakukan perkalian siklus tunggal, penambahan, adanya perintah tertentu, seperti inversi biner. Penggunaan pengontrol DSP semacam itu secara dramatis mengurangi persyaratan kinerjanya, yang berdampak positif pada harga sistem. Menggunakan dalam sistem mikroprosesor, bersama dengan mikroprosesor konvensional, pengontrol DSP, dimungkinkan untuk mendistribusikan kembali fungsi yang dilakukan. Jadi MP terlibat dalam pengorganisasian pertukaran data melalui bus data dengan PC, menghasilkan dan menerima informasi alamat melalui bus alamat, yaitu menjalankan fungsi antarmuka internal. Karena kecepatan pengontrol DSP jauh lebih tinggi daripada MP, ia melakukan fungsi pengodean, penguraian kode, konversi digital-ke-analog dan analog-ke-digital, serta modulasi dan demodulasi.
Antarmuka eksternal diatur oleh beberapa perangkat yang masing-masing menjalankan fungsinya sendiri. Ekualiser adaptif digunakan untuk menyesuaikan sinyal ke jalur komunikasi. Pembatal gema digunakan untuk memisahkan sinyal berdasarkan arah. Perangkat koneksi, yang melakukan fungsi-fungsi berikut: memotong frekuensi industri dan hanya melewatkan sinyal frekuensi tinggi yang berguna, berfungsi sebagai perangkat penghalang untuk tegangan tinggi, berfungsi sebagai elemen pencocokan antara kabel frekuensi tinggi dan jalur linier, karena impedansi gelombang kabel tidak sama dengan impedansi karakteristik jalur linier.
Dengan demikian, diagram blok umum dari sistem transmisi data melalui jaringan listrik memiliki bentuk sebagai berikut (Gambar 3.2), di mana UE adalah perangkat koneksi, SHA adalah bus alamat, SD adalah bus data.
Gambar 3.2 - Diagram struktural sistem untuk mentransmisikan informasi melalui jaringan listrik
Berdasarkan skema ini, dimungkinkan untuk memberikan diagram blok pemancar (Gbr. 3.3).
Fungsi MP dilakukan sesuai dengan algoritme yang direkam dalam ROM dan PROM. Data yang dianalisis oleh mikroprosesor disimpan dalam RAM. Setelah melakukan semua operasi yang diperlukan pada data, RAM dibersihkan untuk menerima data lain. Prinsip pengoperasian pembuat enkode bergantung pada metode pengkodean, yang dipilih dari kondisi memperoleh probabilitas kesalahan minimum dan kekebalan kebisingan maksimum. Modulasi harus memastikan transfer spektrum sinyal yang berguna ke rentang frekuensi yang paling tidak terpengaruh oleh interferensi. Laju data dan kekebalan kebisingan maksimum juga bergantung pada metode modulasi. Oleh karena itu, parameter utama sistem transmisi data secara keseluruhan bergantung pada pemilihan jenis modulasi.
Gambar 3.3 - Diagram struktural pemancar
Karena transmisi data dilakukan dalam empat pita frekuensi yang letaknya cukup dekat satu sama lain, maka perlu dilakukan pembatasan spektrum sinyal yang ditransmisikan dalam pita frekuensi tersebut. Pembatasan dilakukan agar sinyal yang ditransmisikan pada satu band tidak mempengaruhi sinyal yang ditransmisikan pada band frekuensi lain. Untuk membatasi spektrum, filter band-pass digunakan, masing-masing disetel ke frekuensi resonansinya sendiri.
Proses yang terjadi dalam mikroprosesor dan pengontrol DSP dikontrol menggunakan driver yang disertakan dengan mikroprosesor dan pengontrol DSP dari pabrikan.
Memuat...