Štrukturálna schéma systémov mobilnej komunikácie GSM štandard je znázornený na obrázku 3.1. Sieť GSM je rozdelená na dva systémy: Switching System (SSS) a Base Station System (BSS). V štandarde GSM je funkčné prepojenie prvkov systému realizované cez rozhrania a všetky prvky siete interagujú v súlade so signalizačným systémom CCITT SS č. 7 (CCITT SS č. 7).
MSC Mobile Switching Center obsluhuje skupinu buniek a poskytuje všetky typy spojení, ktoré mobilná stanica potrebuje v procese prevádzky. MSC je podobný ústredni a je rozhraním medzi pevnými sieťami (PSTN, PDN, ISDN atď.) a mobilným komunikačným systémom. Poskytuje funkcie smerovania hovorov a ovládania hovorov. Okrem vykonávania funkcií bežnej spínacej stanice má MSC priradené funkcie prepínania rádiových kanálov. Medzi ne patrí „handover“, ktorým sa dosiahne kontinuita komunikácie, keď sa mobilná stanica pohybuje z bunky do bunky a prepínanie pracovných kanálov v bunke, keď dôjde k rušeniu alebo poruchám.
Obrázok 3.1 - Schéma štruktúry mobilného komunikačného systému GSM
V tomto diagrame sú uvedené nasledovné: MS - mobilná stanica; BTS - transceiver základňové stanice; BSC - ovládač základňovej stanice; TCE - transkodér; BSS - vybavenie základňovej stanice; MSC - mobilné spínacie centrum; HLR - register polohy; VLR - register pohybu; AUC - Autentifikačné centrum; EIR - register identifikácie zariadení; OMC - centrum prevádzky a údržby; Centrum správy siete NMC.
MSC poskytuje službu mobilným účastníkom nachádzajúcim sa v určitej geografickej oblasti.
MSC riadi nastavovanie a smerovanie hovorov, zhromažďuje údaje o uskutočnených konverzáciách, čo je potrebné na vystavenie účtov za služby poskytované sieťou.
MSC zachováva bezpečnostné postupy používané na kontrolu prístupu k rádiovým kanálom. MSC riadi procedúry registrácie polohy, aby sa zabezpečilo doručovanie hovorov roamingovým mobilným predplatiteľom od predplatiteľov PSTN a aby sa zabezpečilo udržiavanie konverzácie, keď sa mobilná stanica presunie z jednej oblasti pokrytia do druhej. Štandard GSM tiež poskytuje procedúry prenosu hovorov medzi sieťami (ovládačmi) patriacimi do rôznych MCS.
MSC generuje údaje potrebné na vystavenie účtov za komunikačné služby poskytované sieťou, zhromažďuje údaje o uskutočnených konverzáciách a prenáša ich do zúčtovacieho centra (fakturačného centra). MSC tiež zostavuje štatistiky potrebné na monitorovanie a optimalizáciu siete.
MSC sa nezúčastňuje len na riadení hovorov, ale riadi aj registráciu miesta a procedúry odovzdania.
| |
Polohový register HLR je databáza predplatiteľov trvalo registrovaných v sieti. Informácie o účastníkovi sa zapisujú do HLR pri registrácii účastníka a uchovávajú sa dovtedy, kým účastník neprestane používať tento komunikačný systém a nie je odstránený z registra HLR.
Databáza obsahuje identifikačné čísla a adresy, parametre autentifikácie predplatiteľa, zloženie komunikačných služieb, informácie o smerovaní, zaznamenávajú sa údaje o roamingu predplatiteľa, vrátane údajov o dočasnom identifikačnom čísle mobilného predplatiteľa (TMSI) a zodpovedajúcich VLR. Dlhodobé dáta uložené v polohovom registri HLR sú uvedené v tabuľke 3.3.
Všetky siete MSC a VLR, vrátane tých, ktoré patria do iných sietí, majú vzdialený prístup k údajom obsiahnutým v HLR a zároveň poskytujú účastníkom internetový roaming. Ak je v sieti viacero HLR, každý HLR predstavuje špecifickú časť celkovej databázy predplatiteľov siete. Prístup do databázy predplatiteľov je realizovaný prostredníctvom IMSI alebo MS ISDN čísla (mobilného účastníckeho čísla v sieti ISDN).
HLR môže byť vykonávané ako vo vlastnom uzle siete, tak aj samostatne. Ak je kapacita HLR vyčerpaná, môže sa pridať ďalší HLR. V prípade organizovania viacerých HLR ostáva databáza jediná – distribuovaná. Údajový záznam účastníka zostáva vždy jediný. K údajom uloženým v HLR môžu pristupovať MSC a VLR patriace do iných sietí ako súčasť poskytovania medzisieťového roamingu účastníkov.
Tabuľka 3.3 - Dlhodobé údaje uložené v HLR
| Zloženie dlhodobých dát uložených v HLR | |
| IMS1 - medzinárodné identifikačné číslo mobilného účastníka | |
| Číslo mobilnej stanice v medzinárodná sieť ISDN | |
| Kategória mobilných staníc | |
| Autentifikačný kľúč | |
| Typy poskytovania podporných služieb | |
| Index uzavretej skupiny používateľov | |
| Uzamykací kód uzavretej skupiny používateľov | |
| Zloženie hlavných hovorov, ktoré je možné preniesť | |
| Upozornenie na volajúceho | |
| Identifikácia volanej linky | |
| Rozvrh | |
| Oznámenie volanej strany | |
| Ovládanie signalizácie pri pripájaní účastníkov | |
| Vlastnosti (nástroje) uzavretej skupiny používateľov | |
| Výhody uzavretej skupiny používateľov | |
| Blokované odchádzajúce hovory uzavretá skupina používateľov | |
| Maximálna suma predplatiteľov | |
| Použité heslá | |
| Trieda prioritného prístupu | |
| Blokované prichádzajúce hovory v uzavretej skupine používateľov |
Presunúť register VLR tiež určený na riadenie pohybu mobilnej stanice z jednej oblasti do druhej. Databáza VLR obsahuje informácie o všetkých mobilných predplatiteľoch nachádzajúcich sa v tento moment v oblasti služieb MSC. Umožňuje prevádzku mobilnej stanice mimo oblasti kontrolovanej HLR.
Keď sa predplatiteľ presunie do oblasti služieb nového MSC, VLR pripojený k tomuto MSC si vyžiada informácie o predplatiteľovi od HLR, ktoré ukladá údaje tohto predplatiteľa. HLR posiela kópiu informácie do VLR a aktualizuje informácie o polohe predplatiteľa. Keď účastník zavolá z novej oblasti služieb, VLR už má všetky informácie potrebné na obsluhu hovoru. V prípade roamingu účastníka do oblasti pokrytia iného MSC si VLR vyžiada informácie o účastníkovi od HLR, do ktorého tohto predplatiteľa. HLR následne pošle kópiu údajov predplatiteľa do žiadajúceho VLR a následne aktualizuje informácie o novej polohe predplatiteľa. Po aktualizácii informácií môže MS vytvárať odchádzajúce/prichádzajúce spojenia.
Pre zaistenie bezpečnosti údajov v registroch HLR a VLR sú ich pamäťové zariadenia chránené. VLR obsahuje rovnaké údaje ako HLR. Tieto dáta sú uložené vo VLR, kým je účastník v kontrolovanej oblasti. Dočasné údaje uložené vo VLR sú uvedené v tabuľke 3.4.
Tabuľka 3.4 - Dočasné údaje uložené v registri VLR
| Zloženie dočasných údajov uložených v HLR a VLR | ||||||||||
| HLR | VLR | |||||||||
| 1 | TMSI – dočasné medzinárodné identifikačné číslo používateľa | |||||||||
| Dočasné číslo mobilnej stanice pridelené VLR | Identifikácia oblasti umiestnenia | |||||||||
| Adresy pre presun registra VLR | Pokyny pre základné služby | |||||||||
| Pohybové oblasti mobilných staníc | Číslo bunky na odovzdanie | |||||||||
| Číslo bunky na odovzdanie | Možnosti autentizácie a šifrovania | |||||||||
| Stav registrácie | ||||||||||
| Časovač žiadna odpoveď (odpojenie pripojenia). | ||||||||||
| Zloženie aktuálne používaných hesiel | ||||||||||
| Komunikačná činnosť | ||||||||||
Keď sa mobilná stanica pohybuje, VLR jej pridelí číslo (MSRN). Keď mobilná stanica prijme prichádzajúci hovor, VLR vyberie svoje MSRN a odovzdá ho MSC, ktorá nasmeruje hovor na základňové stanice v blízkosti mobilného účastníka.
VLR riadi autentifikačné procedúry počas spracovania hovoru. Podľa uváženia operátora sa TMSI môže z času na čas zmeniť, aby sa skomplikovala identifikácia predplatiteľov Prístup do databázy VLR môže byť zabezpečený cez IMSI, TMSI alebo cez MSRN. Vo všeobecnosti je VLR lokálna databáza mobilných predplatiteľov pre oblasť, kde sa predplatiteľ nachádza. To vám umožňuje eliminovať neustále požiadavky na HLR a skrátiť čas na servisné volania.
AUC Autentifikačné centrum určené na autentifikáciu účastníkov, aby sa vylúčilo neoprávnené použitie prostriedkov komunikačného systému. AUC rozhoduje o parametroch procesu autentifikácie a určuje šifrovacie kľúče účastníckych staníc na základe databázy umiestnenej v registri identifikácie zariadení (EIR). Každý mobilný účastník po dobu používania komunikačného systému dostáva štandardný modul identity účastníka (SIM), ktorý obsahuje: medzinárodné identifikačné číslo (IMSI), vlastný individuálny autentifikačný kľúč K i a autentifikačný algoritmus A3. S pomocou Informácie o SIM karte ako výsledok vzájomnej výmeny dát medzi mobilnou stanicou a sieťou, plný cyklus autentifikácia a umožnenie prístupu účastníka do siete. Postup autentifikácie účastníka je znázornený na obrázku 3.2.
Obrázok 3.2 - Schéma postupu autentifikácie
Sieť odošle náhodné číslo (RAND) na mobilnú stanicu. na to s K i a autentifikačný algoritmus A3 je určená hodnota odozvy (SRES) t.j. SRES = Ki*. Mobilná stanica odošle vypočítanú hodnotu SRES do siete. Sieť porovná prijaté SRES s SRES , vypočítané sieťou. Ak sa hodnoty zhodujú, mobilná stanica môže odosielať správy. V opačnom prípade sa komunikácia preruší a indikátor mobilnej stanice ukazuje, že identifikácia neprebehla. Na zabezpečenie súkromia sa výpočet SRES uskutočňuje v rámci SIM karty. Neutajované informácie sa v module SIM nespracúvajú.
Registre identifikácie zariadení EIR obsahuje databázu na overenie identity zariadenia medzinárodnej mobilnej stanice (IMEI). Databáza EIR pozostáva zo zoznamov čísel IMEI usporiadaných takto:
Biely zoznam - obsahuje čísla IMEI, o ktorých sú informácie, že sú pridelené autorizovaným mobilným staniciam;
Čierna listina - obsahuje čísla IMEI mobilných staníc, ktoré sú z akéhokoľvek dôvodu odcudzené alebo odmietnuté;
Sivý zoznam – obsahuje čísla IMEI mobilných staníc, ktoré majú problémy, ktoré nie sú dôvodom na zaradenie do čiernej listiny.
Do databázy EIR majú prístup MSC tejto siete a môžu k nej pristupovať aj MSC iných mobilné siete.
Stredisko prevádzky a údržby OMS je centrálnym prvkom siete GSM. Zabezpečuje správu sieťových prvkov a kontrolu kvality svojej práce. OMS je pripojený k ostatným sieťovým prvkom cez paketové kanály X.25. OMS zabezpečuje spracovanie núdzových signálov určených na varovanie personálu údržby a registruje informácie o núdzových situáciách v sieťových prvkoch. V závislosti od charakteru poruchy OMS zabezpečuje jej odstránenie automaticky alebo za aktívneho zásahu personálu. MN môže kontrolovať stav sieťového zariadenia a priebeh hovoru mobilnej stanice. OMS umožňuje regulovať záťaž v sieti.
Centrum správy siete NMC umožňuje racionálne hierarchické riadenie siete GSM. NMC poskytuje riadenie sieťovej prevádzky a kontrolu nad sieťou v zložitých núdzových situáciách. Okrem toho NMC monitoruje a zobrazuje stav zariadení na automatickú správu siete. To umožňuje operátorom NMC monitorovať a pomáhať pri riešení regionálnych problémov. V extrémnych situáciách môžu operátori NMC použiť riadiace procedúry, ako napríklad „prioritný prístup“, kde majú do systému prístup iba účastníci s vysokou prioritou (tiesňové služby). NMC riadi sieť a jej prevádzku na sieťovej vrstve, a preto poskytuje sieti údaje potrebné pre jej optimálny rozvoj.
Pracovníci NMT sa tak môžu sústrediť na riešenie dlhodobých strategických problémov týkajúcich sa celej siete a miestni zamestnanci každej OMC/OSS sa môžu sústrediť na riešenie krátkodobých regionálnych alebo taktických problémov.
Vybavenie základňovej stanice BSS pozostáva z riadiacej jednotky základnej stanice (BSC) a vysielacej a prijímacej základnej stanice (BTS). Ovládač základňovej stanice môže spravovať viacero BTS. BSC riadi distribúciu rádiových kanálov, riadi spojenia, reguluje ich poradie, zabezpečuje preskakovanie frekvencií, moduláciu a demoduláciu signálu, kódovanie a dekódovanie správ, kódovanie reči, prispôsobenie rýchlosti hlasu, dát a hovorov. BSS spolu s MSC vykonáva funkcie vyčistenia kanála, ak hovor neprejde z dôvodu rádiového rušenia, a tiež vykonáva prioritný prenos informácií pre určité kategórie mobilných staníc.
Transkodér TSE poskytuje konverziu výstupných signálov hlasového a dátového kanála MSC (64 kbps PCM) do podoby zodpovedajúcej odporúčaniam GSM na vzdušnom rozhraní (Rec. GSM 04.08), s prenosovou rýchlosťou 13 kbps - plný kanál. Štandard predpokladá v budúcnosti použitie polovičnej rýchlosti hovorového kanála 6,5 kbps. Zníženie prenosovej rýchlosti je zabezpečené použitím špeciálneho zariadenia na transformáciu reči, ktoré využíva lineárne prediktívne kódovanie (LPC), dlhodobú predikciu (LTP), excitáciu zvyškovým impulzom (RPE alebo RELP). Transkodér je zvyčajne umiestnený s MSC. Pri prenose digitálnych správ do riadiacej jednotky BSC základňovej stanice sa uskutočňuje plnenie (pridávanie ďalších bitov) informačného toku 13 kbps na prenosovú rýchlosť 16 kbps. Potom sú prijaté kanály komprimované s násobkom 4 do štandardného 64 kbit/s kanála. Toto tvorí 30-kanálovú linku PCM definovanú odporúčaniami GSM, ktorá poskytuje prenos 120 hlasových kanálov. Okrem toho je jeden kanál (64 kbps) pridelený na prenos signalizačných informácií, druhý kanál (64 kbps) je možné použiť na prenos dátových paketov v súlade s protokolom CCITT X.25. Výsledná prenosová rýchlosť na uvedenom rozhraní je teda 30x64 + 64 + 64 = 2048 kbps.
Identifikátory– súbor čísel, ktoré sieť GSM používa na určenie polohy účastníka pri nadväzovaní spojenia. Tieto identifikátory sa používajú na smerovanie hovorov do MS. Je dôležité, aby každé identifikačné číslo bolo jedinečné a vždy správne identifikované. Popis identifikátorov je uvedený nižšie.
IMSI(International Mobile Subscriber Identity) jedinečne popisuje mobilnú stanicu v globálnej globálnej sieti GSM. Väčšina transakcií v rámci siete GSM sa uskutočňuje pomocou tohto čísla. IMSI je uložená v SIM, v HLR, v obslužnom VLR a v AUC. Podľa špecifikácií GSM je dĺžka IMSI zvyčajne 15 číslic. IMSI pozostáva z troch hlavných častí:
-MCC
- MNC
- MSIN(Mobile Station Identification Number) - identifikačné číslo MS.
MSISDN(ISDN číslo mobilnej stanice) je číslo účastníka, ktoré vytočíme, keď mu chceme zavolať. Týchto čísel môže byť pre jedného účastníka viacero. Vytáčací plán pre MSISDN je presne rovnaký ako vytáčací plán PSTN:
- SS(Country Code) - kód krajiny;
- NDC(National Destination Code) – národný kód destinácie (mesta alebo siete);
- SN(Subscriber Number) - účastnícke číslo.
Každá PLMN má svoj vlastný NDC. V komunikačnej sieti Kazašskej republiky NDC+SN nazývané „národné významné číslo“. NDC pre mobilné siete sú označené ako DEF a označujú sa ako „negeografický kód oblasti“. V Rusku je pre každú PLMN definovaných niekoľko NDC. Číslo MSISDN môže mať premenlivú dĺžku. Maximálna dĺžka je 15 číslic, prefixy nie sú zahrnuté (+7). Prichádzajúce spojenie s predplatiteľom Siete Beeline sa vykonáva vytočením čísla +7 777 ХХХ ХХХХ alebo s kódom 705.
TMSI(Dočasná identita mobilného predplatiteľa) – dočasné číslo IMSI, ktoré môže vydať členský štát pri registrácii. Používa sa na zachovanie súkromia mobilnej stanice. MS bude vždy vysielať s novým číslom TMSI. TMSI nemá pevnú štruktúru ako IMSI, jej dĺžka je zvyčajne 8 číslic. Keďže TMSI má polovičnú veľkosť ako IMSI, stránkovanie v jednom cykle sa vykonáva pre dvoch predplatiteľov, čo tiež znižuje zaťaženie procesora. Zakaždým, keď MS zadá požiadavku na systémové procedúry (LU, pokus o volanie alebo aktivácia služby), MSC/VLR mapuje novú TMSI na IMSI, MSC/VLR. odošle TMSI do MS, ktorá ho uloží na SIM kartu. Signalizácia medzi MSC/VLR. a MS sa používa len na základe TMSI. Skutočné účastnícke číslo IMSI sa teda neprenáša vzduchom. IMSI sa používa, keď aktualizácia polohy zlyhá alebo nie je priradené žiadne TMSI.
IMEI(International Mobile Terminal Identity) sa používa na jedinečnú identifikáciu mobilný terminál online. Tento kód sa používa v komunikačných bezpečnostných postupoch na identifikáciu ukradnutého zariadenia a zabránenie neoprávnenému prístupu do siete. Podľa špecifikácií GSM je dĺžka IMEI 15 číslic:
- TAS(Type Arrgoval Code) - kód schváleného typu (6 číslic);
- FAC(Kód finálnej montáže) - kód konečného zmontovaného produktu,
pridelené výrobcom (2 číslice);
- SNR(Sériové číslo) - individuálne sériové číslo(6 čísel).
Úplne identifikuje všetko vybavenie, berúc do úvahy kódy TAC a FAC.
- Rezervný je bezplatné číslo. Vyhradené pre budúce použitie.
Keď sa tento kód odošle do ČŠ, hodnota tohto kódu bude vždy „0“.
IMEISV(International Mobile Terminal Identity and Software Version number) – poskytuje jedinečnú identifikáciu každého MT a zároveň zabezpečuje, že verzia softvéru nainštalovaná v MS zodpovedá verzii autorizovanej operátorom. Verzia softvéru je dôležitý parameter, pretože ovplyvňuje služby dostupné pre MS, ako aj schopnosť vykonávať kódovanie reči. Tak napríklad PLMN potrebuje poznať schopnosti MS kódovania reči pri nastavovaní hovoru (napr. polovičná/plná rýchlosť atď.). Tieto funkcie sa zobrazujú pomocou IMEISV, z ktorých prvých 14 číslic opakuje IMEI a posledné 2:
- SVN(Software Version number) - číslo verzie softvéru, umožňuje výrobcovi MS identifikovať rôzne verzie Softvér schválený typom MS. Hodnota SVN 99 je vyhradená pre budúce použitie.
MSRN(Mobile Station Roaming Number) - dočasné číslo potrebné na smerovanie prichádzajúceho spojenia do MSC, v ktorom sa MS práve nachádza. Čas používania MSRN je veľmi krátky - uzavrie sa iba prichádzajúce spojenie, potom sa číslo uvoľní a dá sa použiť na nadviazanie ďalšieho spojenia. MSRN pozostáva z troch častí, rovnakých ako v MSISDN, ale v tomto prípade SN znamená adresu obsluhujúceho MSC/VLR.
LAI(Location Area Identity) – číslo oblasti (LA), ktoré jednoznačne popisuje LA v rámci celej globálnej siete GSM. LAI pozostáva z nasledujúcich častí:
-MCC(Mobile Country Code) – kód mobilnej komunikácie pre krajinu (3 číslice);
- MNC(Kód mobilnej siete) – kód mobilného operátora (3 číslice);
- LAC(Location Area Code) - kód lokality, maximálna dĺžka LAC je 16 bitov, čo umožňuje definovať 65536 rôznych LA v rámci jednej PLMN.
- CGI(Cell Global Identity) sa používa na identifikáciu konkrétnej bunky v rámci LA. Identifikácia bunky sa dosiahne pridaním parametra identity bunky (CI) do komponentov LAI. CI má veľkosť 16 bitov.
- BSIC(Base Station Identity Code) umožňuje MS rozlišovať medzi bunkami s rovnakou frekvenciou. BSIC pozostáva z:
- NCC(Network Color Code) – sieťový farebný kód. Používa sa na vymedzenie oblastí pokrytia operátorov v tých miestach, kde sa siete operátorov navzájom prekrývajú.
- BCC(Farebný kód základňovej stanice) - farebný kód základňovej stanice. Používa sa na rozlíšenie medzi základňovými stanicami používajúcimi rovnakú frekvenciu.
Kontaktná sieť (CS) je komplexná inžinierska štruktúra s významnou dĺžkou a periodickou štruktúrou, určená na nepretržité napájanie železničných koľajových vozidiel prostredníctvom klzného kontaktu.
Z rozboru prestojov vozového parku (RS) električky na trati vo viacerých veľkých mestách vyplýva, že pomerne častou príčinou prestojov na trati je výpadok kontaktnej siete. Podľa novosibirského ministerstva dopravy tak na linke v dôsledku poruchy kompresorovej stanice došlo z časového hľadiska až k 7,5 % prestojov rozvodne. V tomto smere je jednou z najdôležitejších úloh posúdenie technického stavu kompresorovej stanice z hľadiska spoľahlivosti.
Pri analýze zlyhaní CS v Novosibirsku, zlyhania, ktoré sa vyskytli v dôsledku vonkajších interakcií, ako je rozbitie závesov nadmerným nákladom, poškodenie nosných konštrukcií vozidlami, žíhanie drôtov v dôsledku nehôd na SS, poškodenie závesov chybnými zberačmi, boli identifikované a vylúčené. Pri predbežnej analýze štatistického materiálu sa zistilo, že hlavnú časť (79,8 % z celkového počtu porúch) tvoria poruchy: pretrhnutie trolejového drôtu, vytrhnutie drôtu zo svorky, pretrhnutie pružného kríža, poškodenie križovatiek.
Z analýzy štatistického materiálu a údajov z prevádzkových služieb vyplýva, že trolejové vedenie nie je rovnako spoľahlivým systémom, čo naznačuje potrebu ďalšieho zlepšovania konštrukcií a zostáv trolejového závesu električky, najmä priecestí. K najväčšiemu počtu porúch dochádza v okamihu, keď zberač prechádza špeciálnymi časťami a bodmi zavesenia a upevnenia trolejového drôtu, t. j. v dôsledku neuspokojivej interakcie v dôsledku nesprávneho nastavenia a inštalácie zavesenia, ako aj porúch zberača.
Treba poznamenať, že až 27,3 % všetkých porúch električkových zberačov na trati vzniká v dôsledku rezov a zvýšeného opotrebovania kontaktných vložiek, čo je, ako viete, do značnej miery spôsobené porušením parametrov zavesenia trolejového vedenia, napr. ako: cik-cak veľkosti, výška trolejového drôtu nad úrovňou hlavy koľajníc, sklony a stúpania trolejového drôtu, podpaľačstvo.
Okrem toho z grafov znázornených na obr. 4.10 je jasná závislosť výšky škody od klimatických podmienok. Maximálna intenzita porúch typu „pretrhnutie pružnej priečky“ sa teda vyskytuje v máji a septembri s najväčším denným teplotným rozdielom a pri poruchách typu „pretrhnutie lanka a pretrhnutie spojky“ je maximálna intenzita v júni, ktorý sa vyznačuje najvyššími teplotami.
Ryža. 4.10.
Keďže CS je komplexný elektrický objekt, jeho spoľahlivosť ako celok je určená spoľahlivosťou jeho základných prvkov. Preto je pri analýze spoľahlivosti COP potrebné:
- určiť vplyv typu odpruženia a kvality jeho údržby na spoľahlivosť CS;
- identifikovať prvky, ktoré majú v porovnaní s ostatnými zníženú spoľahlivosť;
- určiť klimatické faktory, ktoré ovplyvňujú spoľahlivosť prvkov.
Hlavnou požiadavkou na kompresorovú stanicu ako prvok systému údržby a opráv je stály súlad hlavných parametrov s požadovanou úrovňou spoľahlivosti, prevádzkovými podmienkami a intenzitou používania. Takúto zhodu možno dosiahnuť, ak sa skutočné ukazovatele spoľahlivosti CS, ako aj parametre systému údržby a opráv tvoria na základe objektívnych informácií o technickom stave CS.
Definujte technický stav COP môže vychádzať z výsledkov merania a vyhodnocovania veľkého množstva vstupných, interných a výstupných parametrov. V praxi na zistenie technického stavu stačí vyčleniť súbor priamych a nepriamych diagnostických znakov a parametrov, ktoré odrážajú najpravdepodobnejšie poruchy spojené s poklesom výkonu a výskytom porúch.
Blokovo-funkčný rozklad CS je znázornený na obr. 4.11. Vertikálny rozklad vedie ku konštrukcii hierarchie väzieb medzi jeho zložkami. V tejto hierarchii sa rozlišujú štyri úrovne: sekčná, ktorá zahŕňa sekciu kontaktnej siete; systémové, vrátane nosných, nosných, upevňovacích, lineárnych prúdových, podporných zariadení, kompenzačných zariadení pre tepelné predĺženie, rozhraní a špeciálnych častí; úroveň subsystému zahŕňa samostatné montážne jednotky; štvrtá úroveň - elementárna - zahŕňa neoddeliteľné časti. Tento rozklad predurčuje formu podriadenosti diagnostických cieľov a algoritmov. Horizontálny rozklad CS umožňuje výber jednotlivých komponentov podľa základného princípu fyzikálneho procesu, funkčného účelu alebo princípu technického prevedenia.
Ryža. 4.11.
Ako príklad vzťahu medzi prvkami CS na obr. 4.12 ukazuje schémy pre jednoduché (A) a reťaz (b) prívesky.
Pri diagnostike každého z týchto systémov možno spomedzi viacerých používaných fyzikálnych diagnostických metód vyčleniť tú dominantnú, ktorá umožňuje určiť technický stav CS s dostatočnou mierou spoľahlivosti.
Počas prevádzky môže byť COP v nasledujúcich hlavných stavoch:
Je prevádzkyschopný a prevádzkyschopný, čo znamená, že parametre Z charakterizujúce stav jeho prvkov a zostáv sú v rámci nominálneho tolerančného poľa: 
Ryža. 4.12.
Chybné, ale prevádzkyschopné, čo je spôsobené výstupom parametrov hlavných prvkov a zostáv z tolerančného poľa, ale nie vyššie ako limitné hodnoty:
Chybné a nefunkčné parametre hlavných prvkov a zostáv sú preto mimo tolerancie: 
Hranice špecifikovaných tolerancií pre existujúce typy kontaktných závesov sú uvedené v normatívne dokumenty. Malo by sa však poznamenať, že existujúce tolerancie odrážajú najmä stav zavesenia prostredníctvom jeho geometrických rozmerov v statickom stave, t. j. pri absencii koľajových vozidiel. V režime normálnej prevádzky je CS po celej svojej dĺžke v interakcii so zberačmi prúdu PS, a preto by sa mal hodnotiť aj ukazovateľmi charakterizujúcimi interakciu s prihliadnutím na spoľahlivosť, životnosť a kvalitu, t.j. stabilitu kontaktu. .
Stanovená úroveň prevádzkovej spoľahlivosti CS je podporená zavedením systému opráv a úprav, definovaných regulatívnou a technickou dokumentáciou. Existujúci systémúdržba a oprava, zameraná na udržanie prevádzkyschopnosti COP, zahŕňa monitorovanie najdôležitejšie parametre odpruženie kontaktov a ich nastavenie. Kontrolné merania však ukazujú, že technické vybavenie jednotlivých prevádzok je nedostatočné a neefektívne. Okrem toho zabezpečuje kontrolu parametrov CS v statickom stave, čo vzhľadom na existujúce prepojenia ešte viac sťažuje objektívne posúdenie jeho stavu. Preto je možné získať úplné a spoľahlivé informácie iba komplexnou diagnostikou všetkých parametrov CS v celej jeho dĺžke v prevádzkovom režime.
Štruktúra (topológia) počítačovej siete sa zvyčajne chápe ako fyzické umiestnenie počítačov v sieti voči jednému a spôsob, akým sú prepojené komunikačnými linkami.
Existujú tri hlavné sieťové topológie:
1. Topológia zbernicovej siete(zbernica), v ktorej sú všetky počítače pripojené paralelne k jednej komunikačnej linke a informácie z každého počítača sa súčasne prenášajú do všetkých ostatných počítačov;
2. Sieťová topológia hviezda(hviezda), v ktorom sú k jednému centrálnemu počítaču pripojené ďalšie periférne počítače, pričom každý z nich využíva svoju samostatnú komunikačnú linku;
3. Krúžok topológie siete(ring), v ktorom každý počítač prenáša informácie vždy len jednému počítaču, ďalšiemu v reťazci a prijíma informácie len od predchádzajúceho počítača v reťazci a tento reťazec je uzavretý do „prstenca“.
Topológia zbernicovej siete 
Topológia siete "hviezda" 
Topológia siete "ring"
V praxi sa často používajú kombinácie základnej topológie, no väčšina sietí je zameraná na tieto tri.
Pri návrhu siete pre túto organizáciu použijeme topológiu Star. Hviezdicová topológia je najrýchlejšia zo všetkých topológií počítačových sietí, pretože prenos dát medzi pracovnými stanicami prechádza cez centrálny uzol (ak funguje dobre) na samostatných linkách, ktoré používajú iba tieto pracovné stanice. Frekvencia žiadostí o prenos informácií z jednej stanice na druhú je nízka v porovnaní s frekvenciou dosahovanou v iných topológiách. Priepustnosť siete je určená výpočtovým výkonom uzla a je garantovaná pre každý z nich pracovná stanica. Kolízie (zrážky) údajov sa nevyskytujú.
Káblové pripojenie je pomerne jednoduché, pretože každá pracovná stanica je pripojená k uzlu.
Centrálny riadiaci uzol - súborový server - implementuje optimálny ochranný mechanizmus proti neoprávnenému prístupu k informáciám. Celá počítačová sieť môže byť riadená z centra riadiaceho uzla.
Bloková schéma siete
Logický diagram siete
Sieť by mala použiť nejakú metódu na určenie, ktorý uzol by mal používať komunikačné linky a ako dlho. Tieto funkcie sú implementované sieťovým protokolom, ktorý je potrebný na zabránenie prístupu viac ako jednému používateľovi k zbernici v danom čase.
Ak sú v sieti umiestnené dve sady údajov súčasne, dochádza ku konfliktom údajov a strate údajov. V súčasnosti sa používajú de facto dva štandardné sieťové protokoly: Ethernet a Token Ring.
IN tento projekt Použije sa štandard Gigabit Ethernet, podporuje prenosovú rýchlosť až 1000 Mbps. 1000BASE-T bol vybraný ako poddruh, IEEE 802.3ab je štandard, ktorý používa krútená dvojlinka kategória 5e alebo 6. Všetky 4 páry sa podieľajú na prenose dát. Rýchlosť prenosu dát je 250 Mbps cez jeden pár.
Ethernet je paketová technológia počítačových sietí, najmä lokálnych. Ethernetové štandardy definujú káblové pripojenia a elektrické signály na fyzickej vrstve, formát rámca a protokoly riadenia prístupu k médiám na vrstve dátového spojenia modelu OSI. Ethernet je popísaný hlavne skupinovými štandardmi IEEE 802.3.
Výhody Ethernetu:
Známa technológia
· dostupnosť.
· Poskytuje rýchle a efektívne doručovanie údajov potrebné na výmenu údajov v reálnom čase.
Na základe schémy informačných tokov, oddelenia týchto tokov a schémy informačných tokov, berúc do úvahy servery, poznáme aj umiestnenie budov a ich rozmery, zostavíme štrukturálny diagram podnikovej siete (V PRÍLOHA) a uveďte jej stručný popis.
Organizácia komunikácie s pobočkami.
V tejto časti je potrebné popísať typ komunikácie s pobočkami daný učiteľom v nasledujúcich častiach: teoretický popis danej metódy, vybavenie, ktoré umožňuje organizáciu tejto komunikácie na prijímacej a vysielacej strane.
Rozdelenie adries pracovných staníc s prihliadnutím na blokovú schému.
V tejto časti je potrebné rozdeliť sieť na niekoľko podsietí na základe štruktúrneho diagramu siete. Definujte adresy IP pre podsiete (pre servery a počítače), masky a adresy vysielania. Na prideľovanie adries použite model bez triedy.
Výber sieťových protokolov.
Vyberte si sieťové protokoly, ktoré budú použité vo vyvíjanej sieti a aké funkcie založené na týchto protokoloch budú vykonávané.
Výber aktívnych a pasívnych zariadení podnikovej siete.
Typy použitých káblov.
Najčastejšie používaný komunikačný prostriedok krútená dvojlinka, rozhlasový kanál a linky z optických vlákien. Pri výbere typu kábla sa berú do úvahy tieto ukazovatele:
1. Náklady na inštaláciu a údržbu;
2. Rýchlosť prenosu informácií;
3. Obmedzenia hodnoty vzdialenosti prenosu informácií (bez prídavných zosilňovačov opakovačov (opakovačov));
4. Bezpečnosť prenosu údajov.
Hlavným problémom je dosiahnuť tieto ukazovatele súčasne, napríklad najvyššia rýchlosť prenosu dát je obmedzená maximálnou možnou vzdialenosťou prenosu dát, ktorá stále poskytuje požadovanú úroveň ochrany dát. Jednoduchá škálovateľnosť a jednoduchosť rozšírenia káblového systému ovplyvňujú jeho náklady a bezpečnosť prenosu dát.
Vyberte typy káblov pre sieť.
Ak chcete vybrať typ kábla, a teda typ sieťovej technológie, a teda aj zariadenia, musíte vedieť, aké bude zaťaženie tohto komunikačného kanála. Dĺžka tohto kanála a podmienky prostredia, v ktorých sa bude tento kanál nachádzať.
Vypočítajte zaťaženie komunikačných kanálov. Na to sú potrebné údaje z tabuliek v prvej kapitole, ako aj bloková schéma siete.
Výber prepínača.
Prepínače sú:
1. Viacportové zariadenie, ktoré poskytuje vysokorýchlostné prepínanie paketov medzi portami.
2. V sieti s prepínaním paketov zariadenie, ktoré smeruje pakety, zvyčajne do jedného z uzlov chrbticovej siete. Takéto zariadenie sa nazýva aj dátový prepínač.
Prepínač poskytuje každému zariadeniu (server, počítač alebo rozbočovač) pripojené k jednému z jeho portov celú šírku pásma siete. To zlepšuje výkon a skracuje čas odozvy siete znížením počtu používateľov na segment. Podobne ako dvojrýchlostné rozbočovače, aj najnovšie prepínače sú často navrhnuté tak, aby podporovali 10 alebo 100 Mbps, v závislosti od najvyššia rýchlosť pripojené zariadenie. Ak sú vybavené automatickou detekciou prenosovej rýchlosti, môžu sa sami nastaviť na optimálnu prenosovú rýchlosť – nie je potrebná žiadna manuálna rekonfigurácia. Ako funguje prepínač? Na rozdiel od rozbočovačov, ktoré vysielajú všetky pakety prijaté na ktoromkoľvek z portov, preposielajú pakety iba na cieľové zariadenie (destináciu), pretože poznajú MAC (Media Access Control) adresu každého pripojeného zariadenia (podobne ako poštár Poštová adresa určuje, kam sa má list doručiť). Výsledkom je znížená prevádzka a zvýšená celková priepustnosť, pričom obe sú kritické vzhľadom na zvyšujúce sa požiadavky na šírku pásma siete dnešných zložitých podnikových aplikácií.
Prepínanie si získava na popularite ako jednoduchý a lacný spôsob zvyšovania dostupnej šírky pásma siete. Moderné prepínače často podporujú funkcie, ako je prioritizácia prevádzky (čo je obzvlášť dôležité pri prenose hlasu alebo videa v sieti), funkcie správy siete a ovládanie multicastu.
Ak chcete vybrať prepínače, musíte najskôr vypočítať minimálny počet portov pre každý z nich. Na každom prepínači musia byť k dispozícii náhradné porty, aby v prípade poruchy jedného z používaných bolo možné problém čo najskôr odstrániť a použiť jeden z náhradných portov. Tento prístup má zmysel pre porty pod UTP káblom. Pre optické porty je to irelevantné, pretože zriedka zlyhajú.
Počet portov sa vypočíta podľa nasledujúceho vzorca:
kde: N je požadovaný počet portov; N k je počet obsadených portov.
A zaokrúhlené nahor v závislosti od štandardného počtu portov na prepínačoch.
Potom môžete pristúpiť k výberu konkrétnych modelov spínačov. Vezmeme, ak je to možné, výhybky a sieťové karty jeden výrobca. Predídete tak konfliktom a tiež zjednodušíte nastavenie siete.
Výber sieťových adaptérov.
Karty sieťového rozhrania (NIC, Network Interface Card) sú nainštalované na stolných a prenosných počítačoch. Používajú sa na interakciu s inými zariadeniami v lokálna sieť. Existuje celý rad sieťových kariet pre rôzne PC, ktoré majú špecifické požiadavky na výkon. Vyznačujú sa rýchlosťou prenosu dát a spôsobmi sieťového pripojenia.
Ak vezmeme do úvahy jednoducho spôsob prijímania a prenosu údajov na počítačoch pripojených k sieti, potom moderné sieťové karty ( sieťové adaptéry) zohrávajú aktívnu úlohu pri zlepšovaní výkonu, uprednostňovaní kritickej prevádzky (prenášané/prijímané informácie) a monitorovaní sieťovej prevádzky. Okrem toho podporujú funkcie, ako je vzdialená aktivácia z centrálnej pracovnej stanice alebo vzdialená rekonfigurácia, čo výrazne šetrí čas a námahu správcom neustále rastúcich sietí.
Výber konfigurácie serverov a pracovných staníc.
Hlavnou požiadavkou na servery je spoľahlivosť. Pre zvýšenie spoľahlivosti budeme voliť stroje s radičom RAID. Môže pracovať v dvoch režimoch: „zrkadlový“ a „rýchly režim“. Nás bude zaujímať prvý režim. V tomto režime sa údaje zapisujú do HDD súčasne zaznamenané na inom druhom podobnom pevnom disku (duplikované). Servery tiež potrebujú viac Náhodný vstup do pamäťe(nie je možné zistiť, koľko pamäte je potrebné, pretože nepoznáme skutočné veľkosti databáz a objemy uložené na pevné disky informácie). Aj na serveri sa spracúvajú požiadavky (databázové servery) užívateľa, preto je potrebné zvoliť značku a frekvenciu procesora lepšie (viac) ako na pracovných staniciach.
Na organizovanie prenosu dát cez energetické siete prechádzajú prenášané informácie rovnakými transformáciami ako pri prenose dát cez verejnú telefónnu sieť. To znamená, že prenášané informácie na vysielacom konci podliehajú kódovaniu, digitálno-analógovej konverzii a modulácii a na prijímacom konci demodulácii, analógovo-digitálnej konverzii a dekódovaniu.
Keďže každý účastník systému prenosu dát je zdrojom aj príjemcom informácií, je potrebné organizovať vysielacie a prijímacie časti systému na každom PC. Je vhodné organizovať to pomocou rovnakých interných a externých rozhraní pre vysielač a prijímač. Zovšeobecnená bloková schéma systému prenosu dát na jednom PC bude teda vyzerať takto (obr. 3.1).
Obrázok 3.1 - Zovšeobecnená schéma systému prenosu údajov
Z obr. 3.1 je vidieť, že prenášané informácie v digitálnej podobe vstupuje do zariadenia na prenos údajov cez interné rozhranie. Vnútorné rozhranie slúži na oddelenie od celého dátového toku, ktorý je prenášaný cez internú dátovú zbernicu PC, tých, ktoré sú určené na prenos na komunikačnú linku. Proces prideľovania prebieha v súlade s adresovými informáciami prenášanými na adresovej zbernici. Z toho vyplýva, že interné rozhranie zabezpečuje, aby sa do vysielacieho zariadenia dostali len tie dáta, ktoré je potrebné preniesť po komunikačnej linke. Rovnakým spôsobom sa dáta prijaté prijímačom prenesú cez interné rozhranie do PC na ďalšie spracovanie.
Predná časť slúži na koordináciu zariadenia na prenos a príjem dát s komunikačnou linkou. Vykonáva funkcie oddeľovania signálov v smeroch, prispôsobovania signálov prenosovému médiu, oddeľovania napätím, prispôsobovania odporov vo vedení a lineárnej cesty a izoluje iba užitočný signál.
Procesy kódovania, dekódovania, digitálno-analógového a analógovo-digitálneho prevodu, ako aj modulácie a demodulácie sú vykonávané mikroprocesorovým systémom. Tento systém obsahuje pamäť iba na čítanie (ROM), ktorá obsahuje softvér, ktorý zabezpečuje výkon určitých funkcií mikroprocesorového systému. Obsahuje tiež pamäť s náhodným prístupom (RAM) a preprogramovateľnú pamäť iba na čítanie (PROM). RAM sa používa na ukladanie medzivýsledkov výpočtov, kľúčových údajov. Do PROM sú zadané dočasné algoritmy pre činnosť mikroprocesorového systému. Všetky transformácie, ktorým je signál vystavený, sa vykonávajú v samotnom mikroprocesore (MP). Použitý mikroprocesor má špeciálne požiadavky. Keďže pri implementácii kódovacích a dekódovacích algoritmov je hlavným matematická operácia je násobenie s pohyblivou rádovou čiarkou, potom pri použití klasického MT prudko narastá náročnosť písania programov a čas ich vykonávania. Digitálne signálové procesory, nazývané aj DSP radiče, sú dnes široko používané v digitálnom spracovaní signálu. Hlavnou výhodou týchto DSP ovládačov je schopnosť vykonávať jednocyklové násobenia, sčítania, prítomnosť špecifických príkazov, ako je binárna inverzia. Použitie takéhoto DSP regulátora dramaticky znižuje nároky na jeho výkon, čo má pozitívny vplyv na cenu systému. Použitím v mikroprocesorovom systéme spolu s konvenčným mikroprocesorom, DSP radičom, je možné prerozdeliť vykonávané funkcie. MP sa teda zaoberá organizáciou výmeny dát cez dátovú zbernicu s PC, generovaním a prijímaním adresových informácií cez adresovú zbernicu, to znamená, že vykonáva funkcie interného rozhrania. Pretože rýchlosť ovládača DSP je oveľa vyššia ako rýchlosť MP, vykonáva funkcie kódovania, dekódovania, digitálneho analógového a analógovo-digitálneho prevodu, ako aj modulácie a demodulácie.
Externé rozhranie je organizované niekoľkými zariadeniami, z ktorých každé vykonáva svoju vlastnú funkciu. Na prispôsobenie signálu komunikačnej linke sa používa adaptívny ekvalizér. Na oddelenie signálov podľa smeru sa používa potlačenie ozveny. Pripájacie zariadenie, ktoré plní nasledujúce funkcie: prerušuje priemyselnú frekvenciu a prenáša iba užitočný vysokofrekvenčný signál, slúži ako bariérové zariadenie pre vysoké napätie, slúži ako prispôsobovací prvok medzi vysokofrekvenčným káblom a lineárnou dráhou, pretože vlnová impedancia kábla sa nerovná charakteristickej impedancii lineárnej dráhy.
Všeobecná bloková schéma systému prenosu dát cez elektrickú sieť má teda nasledujúci tvar (obr. 3.2), kde UE je spojovacie zariadenie, SHA je adresová zbernica, SD je dátová zbernica.
Obrázok 3.2 - Schéma štruktúry systému na prenos informácií cez energetické siete
Na základe tejto schémy je možné dať blokovú schému vysielača (obr. 3.3).
Fungovanie MP sa vykonáva podľa algoritmu zaznamenaného v ROM a PROM. Údaje, ktoré analyzuje mikroprocesor, sú uložené v pamäti RAM. Po vykonaní všetkých potrebných operácií s údajmi sa pamäť RAM vymaže, aby bolo možné prijať ďalšie údaje. Princíp činnosti kodéra závisí od spôsobu kódovania, ktorý je vybraný z podmienky získania minimálnej pravdepodobnosti chyby a maximálnej odolnosti voči šumu. Modulácia by mala zabezpečiť prenos spektra užitočného signálu do frekvenčného rozsahu, kde bude najmenej ovplyvnený rušením. Dátová rýchlosť a maximálna odolnosť proti šumu tiež závisia od spôsobu modulácie. Preto hlavné parametre systému prenosu dát ako celku závisia od výberu typu modulácie.
Obrázok 3.3 - Schéma konštrukcie vysielača
Keďže prenos dát sa uskutočňuje v štyroch frekvenčných pásmach, ktoré sú umiestnené pomerne blízko seba, je potrebné obmedziť spektrá prenášaných signálov v rámci frekvenčného pásma. Obmedzenie sa robí tak, že signály prenášané v jednom pásme neovplyvňujú signály prenášané v inom frekvenčnom pásme. Na obmedzenie spektier sa používajú pásmové filtre, z ktorých každý je naladený na svoju vlastnú rezonančnú frekvenciu.
Procesy prebiehajúce v mikroprocesore a ovládači DSP sú riadené pomocou ovládačov, ktoré sú dodávané s mikroprocesorom a ovládačom DSP od výrobcu.
Načítava...