Schema structurala sisteme comunicatii mobile Standardul GSM este prezentat în Figura 3.1. Rețeaua GSM este împărțită în două sisteme: Switching System (SSS) și Base Station System (BSS). În standardul GSM, interfațarea funcțională a elementelor sistemului se realizează prin interfețe, iar toate componentele rețelei interacționează în conformitate cu sistemul de semnalizare CCITT SS No. 7 (CCITT SS No. 7).
Centrul de comutare mobilă MSC deservește un grup de celule și asigură toate tipurile de conexiuni de care stația mobilă are nevoie în procesul de funcționare. MSC-ul este asemănător unui central și este interfața dintre rețelele fixe (PSTN, PDN, ISDN etc.) și sistemul de comunicații mobile. Oferă funcții de rutare a apelurilor și de control al apelurilor. Pe lângă îndeplinirea funcțiilor unei stații de comutare convenționale, MSC-ului i se atribuie funcțiile de comutare a canalelor radio. Acestea includ „predarea”, care realizează continuitatea comunicării atunci când stația mobilă se deplasează de la celulă la celulă și comutarea canalelor de lucru în celulă atunci când apar interferențe sau defecțiuni.
Figura 3.1 - Schema structurală a unui sistem de comunicații mobile GSM
În această diagramă sunt indicate următoarele: MS - stație mobilă; BTS - transceiver stații de bază; BSC - controler stație de bază; TCE - transcoder; BSS - echipament stație de bază; MSC - centru de comutare mobil; HLR - registru de poziție; VLR - registru de mutare; AUC - Centru de autentificare; EIR - registru de identificare a echipamentelor; OMC - centru de operare si intretinere; Centrul de management al rețelei NMC.
MSC oferă servicii abonaților de telefonie mobilă localizați într-o anumită zonă geografică.
MSC gestionează procedurile de setare și rutare a apelurilor, colectează date despre conversațiile care au avut loc, care sunt necesare pentru emiterea facturilor pentru serviciile furnizate de rețea.
MSC menține procedurile de securitate utilizate pentru a controla accesul la canalele radio. MSC gestionează procedurile de înregistrare a locației pentru a asigura livrarea apelurilor către abonații de telefonie mobilă în roaming de la abonații PSTN și pentru a se asigura că o conversație este menținută atunci când o stație mobilă se mută dintr-o zonă de acoperire în alta. Standardul GSM oferă, de asemenea, proceduri de transfer de apel între rețele (controlere) aparținând diferitelor MCS-uri.
MSC generează datele necesare emiterii facturilor pentru serviciile de comunicații furnizate de rețea, acumulează date despre conversațiile care au avut loc și le transferă la centrul de decontare (centrul de facturare). MSC întocmește, de asemenea, statisticile necesare pentru monitorizarea și optimizarea rețelei.
MSC nu numai că participă la controlul apelurilor, dar gestionează și procedurile de înregistrare a locației și de predare.
| |
Registrul de poziții HLR este o bază de date a abonaților înregistrați permanent în rețea. Informațiile despre abonat sunt introduse în HLR în momentul înregistrării abonatului și sunt stocate până când abonatul încetează să mai folosească acest sistem de comunicații și este eliminat din registrul HLR.
Baza de date conține numere și adrese de identificare, parametri de autentificare a abonaților, compoziția serviciilor de comunicații, informații de rutare, datele de roaming ale abonatului sunt înregistrate, inclusiv date privind numărul temporar de identificare a abonatului mobil (TMSI) și VLR-ul corespunzător. Datele pe termen lung stocate în registrul de poziție HLR sunt prezentate în Tabelul 3.3.
Toate rețelele MSC și VLR, inclusiv cele aparținând altor rețele, au acces de la distanță la datele conținute în HLR, oferind în același timp roaming de internet pentru abonați. Dacă există mai multe HLR în rețea, fiecare HLR reprezintă o parte specifică a bazei de date a abonaților rețelei. Accesul la baza de date a abonaților se realizează prin numărul IMSI sau MS ISDN (număr de abonat mobil în rețeaua ISDN).
HLR poate fi executat atât în propriul nod de rețea, cât și separat. Dacă capacitatea HLR este epuizată, atunci se poate adăuga un HLR suplimentar. În cazul organizării mai multor HLR, baza de date rămâne unică - distribuită. Înregistrarea datelor abonatului rămâne întotdeauna singura. Datele stocate în HLR pot fi accesate de către MSC-urile și VLR-urile aparținând altor rețele, ca parte a furnizării de roaming între rețea a abonaților.
Tabelul 3.3 - Date pe termen lung stocate în HLR
| Compoziția datelor pe termen lung stocate în HLR | |
| IMS1 - numărul internațional de identificare a abonatului mobil | |
| Numărul stației mobile în retea internationala ISDN | |
| Categoria stației mobile | |
| Cheie de autentificare | |
| Tipuri de prestare a serviciilor de suport | |
| Indexul grupului de utilizatori închis | |
| Cod de blocare a grupului de utilizatori închis | |
| Compoziția principalelor apeluri care pot fi transferate | |
| Alerta apelantului | |
| Numit de identificare a liniei | |
| Programa | |
| Anunț de petrecere numit | |
| Controlul semnalizării la conectarea abonaților | |
| Proprietăți (instrumente) ale unui grup închis de utilizatori | |
| Beneficii pentru grupul de utilizatori închis | |
| Apelurile efectuate sunt interzise grup închis utilizatorii | |
| Suma maximă abonati | |
| Parole folosite | |
| Clasa de acces prioritar | |
| Apelurile primite sunt interzise într-un grup închis de utilizatori |
Mutați registrul VLR proiectat de asemenea pentru a controla mișcarea unei stații mobile dintr-o zonă în alta. Baza de date VLR conține informații despre toți abonații mobili aflați în acest momentîn zona de servicii MSC. Permite funcționarea stației mobile în afara zonei controlate de HLR.
Când un abonat se mută în zona de servicii a unui nou MSC, VLR-ul conectat la acel MSC solicită informații despre abonat de la HLR care stochează datele acelui abonat. HLR trimite o copie a informațiilor către VLR și actualizează informațiile despre locație ale abonatului. Când un abonat sună dintr-o zonă nouă de servicii, VLR are deja toate informațiile necesare pentru a deservi apelul. În cazul abonatului în roaming către zona de acoperire a altui MSC, VLR solicită informații despre abonat de la HLR la care acest abonat. HLR la rândul său trimite o copie a datelor abonatului către VLR solicitant și, la rândul său, actualizează noile informații despre locația abonatului. După ce informațiile sunt actualizate, MS poate face conexiuni de ieșire/intrare.
Pentru a asigura siguranța datelor din registrele HLR și VLR, dispozitivele de memorie ale acestora sunt protejate. VLR conține aceleași date ca și HLR. Aceste date sunt stocate în VLR în timp ce abonatul se află în zona controlată. Datele temporare stocate în VLR sunt prezentate în Tabelul 3.4.
Tabelul 3.4 - Date temporare stocate în registrul VLR
| Compoziția datelor temporare stocate în HLR și VLR | ||||||||||
| HLR | VLR | |||||||||
| 1 | TMSI - Număr de identitate internațional temporar | |||||||||
| Număr temporar al stației mobile atribuit de VLR | Identificarea zonei de locație | |||||||||
| VLR Move Register Addresses | Orientări privind serviciile de bază | |||||||||
| Zonele de mișcare a stațiilor mobile | Predarea numărului de celulă | |||||||||
| Predarea numărului de celulă | Opțiuni de autentificare și criptare | |||||||||
| Starea de înregistrare | ||||||||||
| Temporizator fără răspuns (deconectare a conexiunii). | ||||||||||
| Compoziția parolelor utilizate în prezent | ||||||||||
| Activitate de comunicare | ||||||||||
Când o stație mobilă se deplasează, VLR îi atribuie un număr (MSRN). Când o stație mobilă primește un apel de intrare, VLR își selectează MSRN și îl transmite MSC, care direcționează apelul către stațiile de bază din apropierea abonatului mobil.
VLR gestionează procedurile de autentificare în timpul procesării apelului. La discreția operatorului, TMSI se poate modifica din când în când pentru a complica identificarea abonaților Accesul la baza de date VLR poate fi asigurat prin IMSI, TMSI sau prin MSRN. În general, VLR este o bază de date locală a abonaților de telefonie mobilă pentru zona în care se află abonatul. Acest lucru vă permite să eliminați solicitările constante către HLR și să reduceți timpul până la apelurile de service.
Centrul de autentificare AUC conceput pentru a autentifica abonații pentru a exclude utilizarea neautorizată a resurselor sistemului de comunicații. AUC decide asupra parametrilor procesului de autentificare și determină cheile de criptare ale stațiilor de abonat pe baza unei baze de date aflate în Registrul de identificare a echipamentelor (EIR). Fiecare abonat mobil pentru perioada de utilizare a sistemului de comunicații primește un modul standard de identitate a abonatului (SIM), care conține: un număr internațional de identificare (IMSI), propria sa cheie de autentificare individuală K iși algoritm de autentificare A3. Cu ajutorul lui Informații SIM ca rezultat al schimbului reciproc de date între stația mobilă și rețea, ciclu complet autentificare și permite accesul abonaților la rețea. Procedura de autentificare a abonatului este cea prezentată în Figura 3.2.
Figura 3.2 - Schema procedurii de autentificare
Rețeaua trimite un număr aleatoriu (RAND) la stația mobilă. pe ea cu K iși algoritm de autentificare A3 se determină valoarea răspunsului (SRES) adică SRES = Ki*. Stația mobilă trimite valoarea SRES calculată către rețea. Rețeaua verifică SRES primit cu SRES , calculat de reţea. Dacă valorile se potrivesc, stația mobilă are voie să trimită mesaje. În caz contrar, comunicarea este întreruptă și indicatorul stației mobile arată că identificarea nu a avut loc. Pentru a asigura confidențialitatea, calculul SRES are loc în cadrul SIM. Informațiile neclasificate nu sunt procesate în modulul SIM.
Registrul de identificare a echipamentelor EIR conține o bază de date pentru autentificarea International Mobile Station Equipment Identity (IMEI). Baza de date EIR constă din liste de numere IMEI organizate după cum urmează:
Lista albă - conține numere IMEI despre care există informații că sunt atribuite stațiilor mobile autorizate;
Lista neagră - conține numerele IMEI ale stațiilor mobile care sunt furate sau refuzate serviciul din orice motiv;
Lista gri - conține numerele IMEI ale stațiilor mobile care au probleme care nu sunt motive pentru includerea pe lista neagră.
Baza de date EIR poate fi accesată de către MSC-urile acestei rețele și poate fi accesată și de către MSC-urile altora retele mobile.
Centrul de operare și întreținere a OMS este elementul central al rețelei GSM. Oferă managementul elementelor de rețea și controlul calității activității sale. OMS este conectat la alte elemente de rețea prin canale de pachete X.25. OMS asigură procesarea semnalelor de urgență menite să alerteze personalul de întreținere și înregistrează informații despre situațiile de urgență în elementele rețelei. În funcție de natura defecțiunii, OMS asigură eliminarea acesteia automat sau cu intervenția activă a personalului. MN-ul poate verifica starea echipamentului de rețea și progresul apelului stației mobile. OMS vă permite să reglați sarcina în rețea.
Centrul de management al rețelei NMC permite controlul ierarhic rațional al rețelei GSM. NMC asigură managementul traficului în rețea și controlul supervizorului rețelei în situații complexe de urgență. În plus, NMC monitorizează și afișează starea dispozitivelor automate de gestionare a rețelei. Acest lucru permite operatorilor NMC să monitorizeze și să asiste în probleme regionale. În situații extreme, operatorii NMC pot invoca proceduri de management precum „accesul prioritar” unde doar abonații cu prioritate înaltă (servicii de urgență) pot accesa sistemul. NMC controlează rețeaua și funcționarea acesteia la nivelul rețelei și, prin urmare, furnizează rețelei datele necesare dezvoltării sale optime.
Deci, personalul NMT se poate concentra pe rezolvarea problemelor strategice pe termen lung legate de întreaga rețea, iar personalul local al fiecărui OMC/OSS se poate concentra pe rezolvarea unor probleme regionale sau tactice pe termen scurt.
Echipamentul stației de bază BSS constă dintr-un controler de stație de bază (BSC) și stații de bază transceiver (BTS). Controlerul stației de bază poate gestiona mai multe BTS-uri. BSC gestionează distribuția canalelor radio, controlează conexiunile, reglementează ordinea acestora, asigură saltul de frecvență, modularea și demodularea semnalului, codificarea și decodarea mesajelor, codificarea vorbirii, adaptarea vocii, a datelor și a ratei apelurilor. BSS, împreună cu MSC, îndeplinește funcțiile de curățare a canalului în cazul în care apelul nu trece din cauza interferențelor radio și, de asemenea, efectuează transmiterea prioritară a informațiilor pentru anumite categorii de stații mobile.
Transcoder TSE asigură conversia semnalelor de ieșire ale canalului de voce și date MSC (64 kbps PCM) în forma corespunzătoare recomandărilor GSM pe interfața aeriană (Rec. GSM 04.08), cu o rată de voce de 13 kbps - canal full speed. Standardul prevede utilizarea în viitor a unui canal de vorbire cu jumătate de viteză de 6,5 kbps. Reducerea vitezei de transmisie este asigurată de utilizarea unui dispozitiv special de transformare a vorbirii care utilizează codarea predictivă liniară (LPC), predicția pe termen lung (LTP), excitarea impulsului rezidual (RPE sau RELP). Transcoderul este de obicei plasat împreună cu MSC. Când se transmit mesaje digitale către controlerul stației de bază BSC, se realizează umplerea (adăugarea de biți suplimentari) a fluxului de informații de 13 kbps la o rată de transmisie de 16 kbps. Apoi, canalele primite sunt comprimate cu o multiplicitate de 4 într-un canal standard de 64 kbit/s. Aceasta formează linia PCM cu 30 de canale definită de Recomandările GSM, care asigură transmisia a 120 de canale vocale. În plus, un canal (64 kbps) este alocat pentru transmiterea informaţiei de semnalizare, al doilea canal (64 kbps) poate fi utilizat pentru transmiterea pachetelor de date conform protocolului CCITT X.25. Astfel, rata de transfer rezultată pe interfața specificată este 30x64 + 64 + 64 = 2048 kbps.
Identificatori– un set de numere pe care reteaua GSM le foloseste pentru a determina locatia abonatului la stabilirea unei conexiuni. Acești identificatori sunt utilizați pentru a direcționa apelurile către MS. Este important ca fiecare număr de identificare să fie unic și întotdeauna identificat corect. Descrierea identificatorilor este dată mai jos.
IMSI(International Mobile Subscriber Identity) descrie în mod unic o stație mobilă din rețeaua globală GSM globală. Majoritatea tranzacțiilor în cadrul rețelei GSM se fac folosind acest număr. IMSI este stocat în SIM, în HLR, în VLR de deservire și în AUC. Conform specificațiilor GSM, lungimea IMSI este de obicei de 15 cifre. IMSI constă din trei părți principale:
-MCC
- MNC
- MSIN(Numărul de identificare al stației mobile) - numărul de identificare MS.
MSISDN(Mobile Station ISDN Number) este numărul abonatului pe care îl formăm atunci când vrem să-l sunăm. Pot exista mai multe dintre aceste numere pentru un abonat. Planul de apelare pentru MSISDN este exact același cu planul de apelare PSTN:
- SS(Cod de țară) - cod de țară;
- NDC(Codul Destinației Naționale) - codul național al destinației (oraș sau rețea);
- SN(Subscriber Number) - numărul de abonat.
Fiecare PLMN are propriul său NDC. În rețeaua de comunicații a Republicii Kazahstan NDC+SN numit „număr național semnificativ”. NDC-urile pentru rețelele mobile sunt desemnate ca DEFși sunt denumite „codul zonei non-geografice”. În Rusia, sunt definite mai multe NDC-uri pentru fiecare PLMN. Numărul MSISDN poate fi de lungime variabilă. Lungimea maximă este de 15 cifre, prefixele nu sunt incluse (+7). Conexiune de intrare cu un abonat Rețele de orientare se efectuează prin formarea +7 777 ХХХ ХХХХ sau cu codul 705.
TMSI(identitate temporară a abonatului mobil) – număr temporar IMSI, care poate fi eliberat de SM atunci când se înregistrează. Este folosit pentru a menține mobilitatea stației mobile private. MS va fi întotdeauna difuzată cu un nou număr TMSI. TMSI nu are o structură rigidă precum IMSI, lungimea sa este de obicei de 8 cifre. Deoarece TMSI este jumătate din dimensiunea IMSI, paginarea într-un ciclu este efectuată pentru doi abonați, ceea ce reduce și sarcina procesorului. De fiecare dată când MS face o solicitare pentru proceduri de sistem (LU, încercare de apel sau activare a serviciului), MSC/VLR mapează noul TMSI la IMSI, MSC/VLR. transmite TMSI către MS, care îl stochează pe cartela SIM. Semnalizarea între MSC/VLR. iar MS este utilizat numai pe baza TMSI. Astfel, numărul real de abonat IMSI nu este transmis prin aer. IMSI este utilizat atunci când actualizarea locației eșuează sau nu este atribuit niciun TMSI.
IMEI(International Mobile Terminal Identity) este utilizat pentru a identifica în mod unic terminal mobil pe net. Acest cod este utilizat în procedurile de securitate a comunicațiilor pentru a identifica echipamentele furate și pentru a preveni accesul neautorizat la rețea. Conform specificațiilor GSM, lungimea IMEI este de 15 cifre:
- TAS(Type Arrgoval Code) - codul tipului omologat (6 cifre);
- FAC(Codul de asamblare final) - codul produsului final asamblat,
atribuit de producător (2 cifre);
- SNR(Număr de serie) - individual număr de serie(6 numere).
Identifică complet toate echipamentele, ținând cont de codurile TAC și FAC.
- De rezervă este un număr gratuit. Rezervat pentru utilizare ulterioară.
Când acest cod este transmis către MS, valoarea acestui cod va fi întotdeauna „0”.
IMEISV(International Mobile Terminal Identity and Software Version) - oferă o identificare unică a fiecărui MT și, de asemenea, asigură că versiunea software-ului instalată în MS corespunde cu cea autorizată de operator. Versiunea software este un parametru important, deoarece afectează serviciile disponibile pentru MS, precum și capacitatea de a efectua codificarea vorbirii. Astfel, de exemplu, PLMN trebuie să cunoască capacitățile de codificare a vorbirii MS la stabilirea apelului (de exemplu, jumătate de rată/debit complet etc.). Aceste caracteristici sunt afișate folosind IMEISV, primele 14 cifre ale cărora repetă IMEI și ultimele 2:
- SVN(Numărul versiunii software) - numărul versiunii software, permite producătorului MS să identifice diverse versiuni Software aprobat de tip MS. Valoarea SVN 99 este rezervată pentru utilizare ulterioară.
MSRN(Număr de roaming al stației mobile) - un număr temporar necesar pentru a direcționa o conexiune de intrare către MSC în care se află în prezent MS. Timpul de utilizare a MSRN este foarte scurt - doar conexiunea de intrare este închisă, după aceea numărul este eliberat și poate fi folosit pentru a face următoarea conexiune. MSRN constă din trei părți, la fel ca în MSISDN, dar în acest caz SN înseamnă adresa MSC/VLR care deservește.
LAI(Location Area Identity) - un număr de zonă (LA) care descrie în mod unic LA în întreaga rețea globală GSM. LAI este format din următoarele părți:
-MCC(Mobile Country Code) – cod de comunicare mobilă pentru țară (3 cifre);
- MNC(Mobile Network Code) – cod operator mobil (3 cifre);
- LAC(Location Area Code) - cod de locație, lungimea maximă a LAC este de 16 biți, ceea ce vă permite să definiți 65536 LA-uri diferite într-un singur PLMN.
- CGI(Cell Global Identity) este folosit pentru a identifica o anumită celulă într-un LA. Identificarea celulei se realizează prin adăugarea unui parametru de identitate celulară (CI) la componentele LAI. CI are o dimensiune de 16 biți.
- BSIC(Codul de identitate al stației de bază) permite MS să facă distincția între celule cu aceeași frecvență. BSIC este format din:
- NCC(Codul de culoare de rețea) – cod de culoare de rețea. Este folosit pentru a delimita zonele de acoperire ale operatorilor în acele locuri în care rețelele de operatori se suprapun.
- BCC(Codul de culoare al stației de bază) - codul de culoare al stației de bază. Folosit pentru a face distincția între stațiile de bază care folosesc aceeași frecvență.
O rețea de contact (CS) este o structură de inginerie complexă, cu o lungime semnificativă și o structură periodică, proiectată pentru alimentarea continuă cu energie a materialului rulant printr-un contact glisant.
O analiză a timpului de nefuncționare a materialului rulant (RS) al tramvaiului de pe linie într-un număr de orașe mari arată că o cauză destul de comună a timpului de nefuncționare a liniei este defectarea rețelei de contact. Astfel, potrivit Departamentului de Transport din Novosibirsk, până la 7,5% din timpul de oprire a stației în termeni de timp au avut loc pe linie din cauza defecțiunii stației de compresoare. În acest sens, evaluarea stării tehnice a stației de compresoare din punct de vedere al fiabilității este una dintre cele mai importante sarcini.
Atunci când se analizează defecțiunile CS din Novosibirsk, defecțiunile care au apărut ca urmare a interacțiunilor străine, cum ar fi ruperea suspensiilor de către încărcături supradimensionate, deteriorarea structurilor de susținere de către vehicule, recoacerea firelor ca urmare a accidentelor la SS, deteriorarea suspensiilor. prin pantografe defecte, au fost identificate și excluse. În timpul analizei preliminare a materialului statistic, a fost relevat că partea principală (79,8% din numărul total de defecțiuni) sunt astfel de defecțiuni: ruperea firului de contact, ruperea firului din clemă, ruperea crucii flexibile, deteriorarea intersecțiilor.
O analiză a materialului statistic și a datelor de la serviciile operaționale arată că catenaria nu este un sistem la fel de fiabil, ceea ce indică necesitatea îmbunătățirii în continuare a structurilor și ansamblurilor suspensiei de contact ale tramvaiului, în special, a trecerilor. Cel mai mare număr de defecțiuni apare în momentul în care pantograful trece prin părți speciale și puncte de suspensie și fixare a firului de contact, adică ca urmare a interacțiunii nesatisfăcătoare din cauza ajustării și instalării necorespunzătoare a suspensiei, precum și a defecțiunilor pantografului.
Trebuie remarcat faptul că până la 27,3% din toate defecțiunile pantografelor de tramvai de pe linie apar ca urmare a tăierilor și a uzurii crescute a inserțiilor de contact, care, după cum știți, este în mare parte cauzată de o încălcare a parametrilor suspensiei catenare, cum ar fi ca: dimensiuni în zig-zag, înălțimea firului de contact deasupra capetelor șinei de nivel, pante și ridicări ale firului de contact, incendiu.
În plus, din graficele prezentate în fig. 4.10, există o dependență clară a cantității daunelor de condițiile climatice. Astfel, intensitatea maximă a defecțiunilor de tip „ruperea barei transversale flexibile” are loc în lunile mai și septembrie cu cea mai mare diferență de temperatură zilnică, iar pentru defecțiuni de tip „ruperea cablului și ruperea ambreiajului”, intensitatea maximă are loc în iunie, care se caracterizează prin cele mai ridicate temperaturi.
Orez. 4.10.
Deoarece CS este un obiect electric complex, fiabilitatea sa în ansamblu este determinată de fiabilitatea elementelor sale constitutive. Prin urmare, atunci când se analizează fiabilitatea COP, este necesar:
- să determine influența tipului de suspensie și a calității întreținerii acesteia asupra fiabilității CS;
- identifica elementele care au o fiabilitate redusă, comparativ cu altele;
- determina factorii climatici care afectează fiabilitatea elementelor.
Principala cerință pentru stația de compresoare ca element al sistemului de întreținere și reparare este respectarea constantă a parametrilor principali cu nivelul necesar de fiabilitate, condițiile de funcționare și intensitatea utilizării. O astfel de corespondență poate fi obținută dacă indicatorii efectivi de fiabilitate ai CS, precum și parametrii sistemului de întreținere și reparații, sunt formați pe baza unor informații obiective despre starea tehnică a CS.
Defini stare tehnica COP se poate baza pe rezultatele măsurării și evaluării unui număr mare de parametri de intrare, interni și de ieșire. În practică, pentru a determina starea tehnică, este suficient să se evidențieze un set de semne și parametri de diagnosticare directe și indirecte care reflectă cele mai probabile defecțiuni asociate cu scăderea performanței și apariția defecțiunilor.
Descompunerea bloc-funcțională a CS este prezentată în fig. 4.11. Descompunerea verticală duce la construirea unei ierarhii de legături între componentele sale constitutive. În această ierarhie se disting patru niveluri: secțional, care include secțiunea rețelei de contact; sistemice, inclusiv dispozitive de susținere, purtare, fixare, purtător de curent liniar, dispozitive de susținere, dispozitive de compensare a alungirii termice, interfețe și piese speciale; nivelul subsistemului include unități de asamblare separate; al patrulea nivel - elemental - include părți neseparabile. Această descompunere predetermina forma de subordonare a obiectivelor de diagnosticare și a algoritmilor. Descompunerea orizontală a CS vă permite să selectați componente individuale în funcție de principiul de bază al procesului fizic, scopul funcțional sau principiul execuției tehnice.
Orez. 4.11.
Ca exemplu al relației dintre elementele CS din Fig. 4.12 prezintă diagrame pentru simplu (A)și lanț (b) pandantive.
La diagnosticarea fiecăruia dintre aceste sisteme, dintre mai multe metode de diagnosticare fizică utilizate, se poate identifica pe cea dominantă, ceea ce permite determinarea stării tehnice a CS cu un grad suficient de fiabilitate.
În timpul funcționării, COP poate fi în următoarele stări principale:
Este funcțional și operabil, ceea ce înseamnă că parametrii Z care caracterizează starea elementelor și ansamblurilor sale se află în câmpul de toleranță nominală: 
Orez. 4.12.
Defect, dar operabil, care se datorează ieșirii parametrilor elementelor și ansamblurilor principale din câmpul de toleranță, dar nu mai mari decât valorile limită:
Defecti și inoperabili, prin urmare, parametrii elementelor și ansamblurilor principale sunt în afara toleranței: 
Limitele toleranțelor specificate pentru tipurile existente de suspensii de contact sunt date în documente normative. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că toleranțele existente reflectă în principal starea suspensiei prin dimensiunile sale geometrice în stare statică, adică în absența materialului rulant. În modul de funcționare normală, CS pe toată lungimea sa este în interacțiune cu colectorii de curent ai PS și, prin urmare, ar trebui evaluat și prin indicatori care caracterizează interacțiunea, ținând cont de fiabilitatea, durabilitatea și calitatea, adică stabilitatea contactului. .
Nivelul specificat de fiabilitate operațională a CS este susținut de implementarea unui sistem de reparații și ajustări, definit de documentația de reglementare și tehnică. Sistem existentîntreținerea și repararea, care vizează menținerea operabilității COP, include monitorizarea cei mai importanți parametri suspensie de contact și reglarea acestora. Cu toate acestea, măsurătorile de control arată că dotarea tehnică a operațiunilor individuale este insuficientă și ineficientă. În plus, prevede controlul parametrilor CS în stare statică, ceea ce, având în vedere conexiunile existente, face și mai dificilă evaluarea obiectivă a stării acestuia. Prin urmare, este posibil să obțineți informații complete și de încredere numai printr-o diagnoză cuprinzătoare a tuturor parametrilor CS pe toată lungimea sa în modul de funcționare.
Structura (topologia) unei rețele de calculatoare este de obicei înțeleasă ca locația fizică a computerelor din rețea unul față de unul și modul în care acestea sunt conectate prin linii de comunicație.
Există trei topologii principale de rețea:
1. Topologia rețelei de magistrală(autobuz), în care toate calculatoarele sunt conectate în paralel la o linie de comunicație și informațiile de la fiecare computer sunt transmise simultan tuturor celorlalte calculatoare;
2. Steaua topologiei rețelei(stea), în care alte computere periferice sunt conectate la un computer central, fiecare dintre ele folosind propria sa linie de comunicație separată;
3. Inel de topologie de rețea(ring), în care fiecare computer transmite întotdeauna informații doar unui singur computer, următorul din lanț, și primește informații numai de la computerul anterior din lanț, iar acest lanț este închis într-un „inel”.
Topologia rețelei de magistrală 
Topologia rețelei „stea” 
Topologia rețelei „ring”
În practică, sunt adesea folosite combinații ale topologiei de bază, dar majoritatea rețelelor sunt concentrate pe aceste trei.
Când proiectăm o rețea pentru această organizație, vom folosi topologia Star. Topologia stea este cea mai rapidă dintre toate topologiile de rețea de calculatoare, deoarece transmisia de date între stațiile de lucru trece prin nodul central (dacă funcționează bine) pe linii separate utilizate doar de aceste stații de lucru. Frecvența solicitărilor de transfer de informații de la o stație la alta este scăzută în comparație cu cea realizată în alte topologii. Debitul rețelei este determinat de puterea de calcul a nodului și este garantat pentru fiecare stație de lucru. Nu au loc coliziuni (coliziuni) de date.
Conexiunea prin cablu este destul de simplă deoarece fiecare stație de lucru este conectată la un nod.
Nodul central de control - serverul de fișiere - implementează mecanismul optim de protecție împotriva accesului neautorizat la informații. Întreaga rețea de calculatoare poate fi controlată din centrul nodului de control.
Diagrama bloc rețelei
Diagrama logică retelelor
Rețeaua ar trebui să utilizeze o metodă pentru a determina ce nod ar trebui să folosească liniile de comunicație și pentru cât timp. Aceste funcții sunt implementate de un protocol de rețea care este necesar pentru a împiedica mai mult de un utilizator să acceseze magistrala la un moment dat.
Dacă două seturi de date sunt plasate în rețea în același timp, apar conflicte de date și pierderi de date. În prezent sunt utilizate două protocoale de rețea standard de facto: Ethernet și Token Ring.
ÎN acest proiect Se va folosi standardul Gigabit Ethernet, care acceptă viteza de transmisie de până la 1000 Mbps. 1000BASE-T a fost ales ca subspecie, IEEE 802.3ab este un standard care folosește pereche răsucită categoria 5e sau 6. Toate cele 4 perechi sunt implicate în transmiterea datelor. Rata de transfer de date este de 250 Mbps pe o pereche.
Ethernet este o tehnologie de pachete a rețelelor de calculatoare, în principal locale. Standardele Ethernet definesc conexiunile prin cablu și semnalele electrice la nivelul fizic, formatul de cadru și protocoalele de control al accesului media la nivelul de legătură de date al modelului OSI. Ethernetul este descris în principal de standardele grupului IEEE 802.3.
Avantajele Ethernet:
Tehnologie cunoscută
· disponibilitate.
· Oferă livrare rapidă și eficientă a datelor necesare pentru schimbul de date în timp real.
Pe baza schemei fluxurilor de informații, a separării acestor fluxuri, și a schemei fluxurilor de informații, ținând cont de servere, cunoscând și locația clădirilor și dimensiunile acestora, vom întocmi o diagramă structurală a rețelei corporative (IN THE ANEXĂ) și descrierea pe scurt a acestuia.
Organizarea comunicarii cu filialele.
În această secțiune este necesar să descriem tipul de comunicare cu ramuri dat de profesor în următoarele secțiuni: descrierea teoretică a metodei date, echipamente care să permită organizarea acestei comunicări pe laturile de recepție și de transmisie.
Distribuirea adreselor stațiilor de lucru ținând cont de schema bloc.
În această secțiune, trebuie să împărțiți rețeaua în mai multe subrețele pe baza diagramei structurale a rețelei. Definiți adrese IP pentru subrețele (pentru servere și computere), măști și adrese de difuzare. Utilizați un model fără clasă pentru a aloca adrese.
Alegerea protocoalelor de rețea.
Alege protocoale de rețea, care vor fi utilizate în rețeaua dezvoltată și ce funcții pe baza acestor protocoale vor fi îndeplinite.
Selectarea echipamentelor active și pasive ale rețelei corporative.
Tipuri de cabluri utilizate.
Cel mai des folosit mijloc de comunicare pereche răsucită, canal radio și linii de fibră optică. Atunci când alegeți tipul de cablu, se iau în considerare următorii indicatori:
1. Costul de instalare și întreținere;
2. Viteza transferului de informații;
3. Restricții privind valoarea distanței de transmisie a informațiilor (fără amplificatoare repetoare suplimentare (repetoare));
4. Securitatea transmiterii datelor.
Problema principală este atingerea acestor indicatori în același timp, de exemplu, cea mai mare rată de transfer de date este limitată de distanța maximă posibilă de transfer de date, care oferă totuși nivelul necesar de protecție a datelor. Scalabilitatea ușoară și ușurința de extindere a sistemului de cablu afectează costul și securitatea transmisiei datelor.
Selectați tipurile de cablu pentru rețea.
Pentru a alege tipul de cablu și, prin urmare, tipul de tehnologie de rețea și, în consecință, echipamentul, trebuie să știți ce sarcină va fi pe acest canal de comunicare. Lungimea acestui canal și condițiile de mediu în care va fi amplasat acest canal.
Calculați sarcina pe canalele de comunicare. Acest lucru necesită datele din tabelele din primul capitol, precum și diagrama bloc a rețelei.
Comutați selecția.
Comutatoarele sunt:
1. Un dispozitiv cu mai multe porturi care oferă comutare de pachete de mare viteză între porturi.
2. Într-o rețea cu comutare de pachete, un dispozitiv care direcționează pachetele, de obicei către unul dintre nodurile rețelei principale. Un astfel de dispozitiv se mai numește și comutator de date.
Switch-ul oferă fiecărui dispozitiv (server, PC sau hub) conectat la unul dintre porturile sale întreaga lățime de bandă a rețelei. Acest lucru îmbunătățește performanța și îmbunătățește timpul de răspuns al rețelei prin reducerea numărului de utilizatori pe segment. La fel ca hub-urile cu dublă viteză, cele mai recente switch-uri sunt adesea concepute pentru a suporta 10 sau 100 Mbps, în funcție de viteza maxima dispozitiv conectat. Dacă sunt echipate cu detectarea automată a vitezei de transmisie, acestea se pot auto-ajusta la rata optimă de transmisie - nu este necesară reconfigurarea manuală. Cum funcționează un comutator? Spre deosebire de hub-uri, care difuzează toate pachetele primite pe oricare dintre porturi, comută pachetele înainte numai către dispozitivul țintă (destinație), deoarece cunosc adresa MAC (Media Access Control) a fiecărui dispozitiv conectat (similar cu modul în care poștașul). adresa postala stabilește unde trebuie să fie livrată scrisoarea). Rezultatul este un trafic redus și un debit general crescut, ambele fiind esențiale, având în vedere cerințele crescânde de lățime de bandă a rețelei ale aplicațiilor complexe de afaceri de astăzi.
Comutarea câștigă popularitate ca metodă simplă, cu costuri reduse, de creștere a lățimii de bandă disponibile a rețelei. Switch-urile moderne acceptă adesea funcții precum prioritizarea traficului (care este deosebit de importantă atunci când transportul voce sau video într-o rețea), funcții de gestionare a rețelei și control multicast.
Pentru a selecta comutatoarele, trebuie mai întâi să calculați numărul minim de porturi pentru fiecare dintre ele. Pe fiecare switch trebuie prevăzute porturi de rezervă, astfel încât în cazul unei defecțiuni a unuia dintre cele utilizate, problema să fie corectată cât mai curând posibil și să poată fi folosit unul dintre porturile de rezervă. Această abordare are sens pentru porturile sub un cablu UTP. Pentru porturile optice, acest lucru este irelevant, deoarece rareori eșuează.
Numărul de porturi se calculează folosind următoarea formulă:
unde: N este numărul necesar de porturi; N k este numărul de porturi ocupate.
Și rotunjite în sus în funcție de numărul standard de porturi de pe switch-uri.
Apoi puteți trece la selectarea anumitor modele de comutatoare. Vom lua, dacă este posibil, întrerupătoare și plăci de rețea un singur producator. Acest lucru va evita conflictele și, de asemenea, va simplifica configurarea rețelei.
Alegerea adaptoarelor de rețea.
Cardurile de interfață de rețea (NIC, Network Interface Card) sunt instalate pe computere desktop și laptop. Sunt folosite pentru a interacționa cu alte dispozitive în retea locala. Există o gamă întreagă de plăci de rețea pentru diferite PC-uri care au cerințe specifice de performanță. Ele se caracterizează prin viteza de transfer de date și metode de conectare la rețea.
Dacă luăm în considerare pur și simplu metoda de primire și transmitere a datelor pe computerele conectate la rețea, atunci plăcile de rețea moderne ( adaptoare de rețea) joacă un rol activ în îmbunătățirea performanței, prioritizarea traficului critic (informații transmise/primite) și monitorizarea traficului de rețea. În plus, aceștia acceptă funcții precum activarea de la distanță de la o stație de lucru centrală sau reconfigurarea de la distanță, economisind mult timp și efort administratorilor rețelelor în continuă creștere.
Selectarea configurației serverelor și stațiilor de lucru.
Principala cerință pentru servere este fiabilitatea. Pentru a crește fiabilitatea, vom alege mașini cu un controler RAID. Poate funcționa în două moduri: „oglindă” și „mod rapid”. Ne va interesa primul mod. În acest mod, datele sunt scrise în HDDînregistrate simultan pe un al doilea hard disk similar (duplicat). De asemenea, serverele au nevoie de mai mult memorie cu acces aleator(nu este posibil să aflăm câtă memorie este necesară, deoarece nu cunoaștem dimensiunile reale ale bazelor de date și volumele stocate pe hard disk-uri informație). Tot pe server, cererile sunt procesate (servere de baze de date) ale utilizatorului, prin urmare, trebuie să alegeți marca și frecvența procesorului mai bine (mai mult) decât pe stațiile de lucru.
Pentru a organiza transmisia de date prin retelele de energie, informatiile transmise sufera aceleasi transformari ca la transmiterea datelor prin reteaua publica de telefonie. Adică, informația transmisă la capătul de transmisie suferă codare, conversie digital-analogică și modulare, iar la capătul de recepție - demodulare, conversie analog-digitală și decodare.
Deoarece fiecare abonat al sistemului de transmisie de date este atât o sursă, cât și un destinatar al informațiilor, este necesar să se organizeze părțile de transmisie și recepție ale sistemului pe fiecare PC. Este convenabil să organizați acest lucru utilizând aceleași interfețe interne și externe pentru emițător și receptor. Astfel, schema bloc generalizată a sistemului de transmisie a datelor de pe un PC va arăta astfel (Fig. 3.1).
Figura 3.1 - Schema generalizată a sistemului de transmisie a datelor
Din fig. 3.1 se poate observa că informația transmisă în formă digitală intră în dispozitivul de transfer de date prin interfața internă. Interfața internă servește la separarea de întregul flux de date care este transmis prin magistrala de date internă a PC-ului, a celor care sunt destinate transmiterii către linia de comunicație. Procesul de alocare are loc în conformitate cu informațiile de adresă transmise pe magistrala de adrese. De aici rezultă că interfața internă asigură că doar datele care trebuie transmise prin linia de comunicație intră în dispozitivul de transmisie. În același mod, datele primite de receptor sunt transferate printr-o interfață internă către un PC pentru procesare ulterioară.
În față servește la coordonarea dispozitivului de transmitere și recepție a datelor cu linia de comunicație. Îndeplinește funcțiile de separare a semnalelor pe direcții, de adaptare a semnalelor la mediul de transmisie, de decuplare prin tensiune, de potrivire a rezistențelor în linie și cale liniară și de izolare numai a semnalului util.
Procesele de codificare, decodare, conversie digital-analogic și analog-digital, precum și modularea și demodularea sunt realizate de un sistem cu microprocesor. Acest sistem încorporează memorie Read Only (ROM), care conține software, care asigură îndeplinirea anumitor funcții ale sistemului cu microprocesor. Include, de asemenea, memorie cu acces aleatoriu (RAM) și memorie reprogramabilă numai pentru citire (PROM). RAM este folosit pentru a stoca rezultate intermediare ale calculelor, date cheie. Algoritmii temporari pentru funcționarea sistemului cu microprocesor sunt introduși în PROM. Toate transformările la care este supus semnalul sunt efectuate chiar în microprocesorul (MP). Microprocesorul utilizat are cerințe speciale. Deoarece la implementarea algoritmilor de codificare și decodare, principalul operatie matematica este înmulțirea în virgulă mobilă, apoi la utilizarea MT clasică, complexitatea scrierii programelor și timpul de execuție a acestora cresc brusc. Astăzi, procesoarele de semnal digital, numite și controlere DSP, sunt utilizate pe scară largă în procesarea semnalului digital. Principalul avantaj al acestor controlere DSP este capacitatea de a efectua înmulțiri cu un singur ciclu, adunări, prezența unor comenzi specifice, cum ar fi inversarea binară. Utilizarea unui astfel de controler DSP reduce drastic cerințele pentru performanța acestuia, ceea ce are un efect pozitiv asupra prețului sistemului. Folosind într-un sistem cu microprocesor, împreună cu un microprocesor convențional, un controler DSP, este posibilă redistribuirea funcțiilor efectuate. Deci, MP este angajat în organizarea schimbului de date prin magistrala de date cu computerul, generând și primind informații de adresă prin intermediul magistralei de adrese, adică îndeplinește funcțiile unei interfețe interne. Deoarece viteza controlerului DSP este mult mai mare decât MP, acesta îndeplinește funcțiile de codificare, decodare, conversie digital-analogic și analog-digital, precum și modulare și demodulare.
Interfața externă este organizată de mai multe dispozitive care își îndeplinesc fiecare funcția proprie. Un egalizator adaptiv este utilizat pentru a adapta semnalul la linia de comunicație. Un anulator de ecou este utilizat pentru a separa semnalele după direcție. Dispozitivul de conectare, care îndeplinește următoarele funcții: întrerupe frecvența industrială și trece numai semnalul util de înaltă frecvență, servește ca dispozitiv de barieră pentru tensiune înaltă, servește ca element de potrivire între cablul de înaltă frecvență și calea liniară, deoarece impedanța de undă a cablului nu este egală cu impedanța caracteristică a căii liniare.
Astfel, schema bloc generală a sistemului de transmisie a datelor prin rețea electrică are următoarea formă (Fig. 3.2), unde UE este dispozitivul de conectare, SHA este magistrala de adrese, SD este magistrala de date.
Figura 3.2 - Schema structurală a sistemului de transmitere a informațiilor prin rețelele de energie
Pe baza acestei scheme, este posibil să se ofere o diagramă bloc a emițătorului (Fig. 3.3).
Funcționarea MP se realizează conform algoritmului înregistrat în ROM și PROM. Datele care sunt analizate de microprocesor sunt stocate în RAM. După efectuarea tuturor operațiunilor necesare asupra datelor, memoria RAM este ștearsă pentru a accepta alte date. Principiul de funcționare al encoderului depinde de metoda de codare, care este selectată din condiția obținerii probabilității minime de eroare și imunității maxime la zgomot. Modulația ar trebui să asigure transferul spectrului de semnal util în domeniul de frecvență unde va fi cel mai puțin afectat de interferență. Rata datelor și imunitatea maximă la zgomot depind, de asemenea, de metoda de modulare. Prin urmare, principalii parametri ai sistemului de transmisie a datelor în ansamblu depind de alegerea tipului de modulație.
Figura 3.3 - Schema structurală a transmițătorului
Deoarece transmisia datelor se realizează în patru benzi de frecvență, care sunt situate destul de aproape una de cealaltă, devine necesar să se limiteze spectrele semnalelor transmise în banda de frecvență. Limitarea se face astfel încât semnalele transmise într-o bandă să nu afecteze semnalele transmise în altă bandă de frecvență. Pentru a limita spectrele, se folosesc filtre trece-bandă, fiecare reglat la propria frecvență de rezonanță.
Procesele care au loc în microprocesor și controler DSP sunt controlate folosind drivere care sunt furnizate împreună cu microprocesorul și controlerul DSP de la producător.
Se încarcă...