Модернизация поездной радиосвязи
О.С. АНДРУШКО, главный специалист отделения связи ОАО "НИИАС"
Д.К.ЗАВАЛИЩИН, главный конструктор направления ОАО "Ижевский радиозавод"
Э.В.ПЛАМОДОВ, электромеханик Сольвычегодского регионального центра связи
Модернизация поездной радиосвязи на железнодорожных линиях второго класса и ниже предполагает организацию линейного канала ПРС в цифровых iP-сетях единой системы мониторинга и администрирования СПД ЕСМА. По такой системе оборудованы пять пилотных кругов поездной радиосвязи на Московской, Северо-Кавказской, Свердловской, Северной и Куйбышевской дорогах. Передача речевой информации по IP-сетям с коммутацией пакетов при соблюдении необходимых требований надежна и высококачественна. Кроме речевой информации поездной радиосвязи, по IP-сети передаются цифровые управляющие сигналы, а также сигналы мониторинга и администрирования. Организация линейного канала поездной радиосвязи в сетях передачи данных позволяет сэкономить средства на капитальные затраты, текущее обслуживание и ремонт вследствие развитых средств эксплуатационного управления IP-сетью.
Следует отметить, что конструктивное решение IP-интерфейса проще, чем цифрового Е1 и аналогового.
Технология межсетевого взаимодействия распорядительных станций и стационарных радиостанций в IP-сети соответствует следующим стандартным протоколам. Согласно протоколу IPv.4 (Рекомендация RFC 791 - Internet Protocol) осуществляется маршрутизация передаваемых пакетов. Протокол UDP (Рекомендация RFC 768 - User Datagram Protocol) используется при транспортировке передаваемых пакетов. По протоколу SIP (Рекомендация RFC 3261 -Session Initiation Protocol) организуются сеансы связи и по протоколу RTP (Рекомендация RFC 3550 -Transport Protocol for Real-Time Applications) - транспортировка речевого трафика в режиме реального времени. Протокол SNMP (Рекомендации 1155, 1212, 1213, 1157-Simple Network Management Protocol) отвечает за мониторинг и администрирование оборудования. Кодирование речи осуществляется по рекомендации G.711 с использованием ИКМ-кодека для речевой связи в полосе до 3,1 кГц с пропускной способностью 64 Кбит/с.
Рассмотрим, как функционирует цифровой линейный канал поездной радиосвязи. Сеть СПД ЕСМА состоит из множества локальных сетей, ограниченных размерами железнодорожных станций, районов станций и др. Распорядительная станция и стационарные радиостанции, установленные на территориально разнесенных станциях, входят в локальные сети СПД ЕСМА с присвоенными им локальными IP-адресами. Если необходимо передать пакет от распорядительной станции к стационарной радиостанции, подключенной к локальной сети, то распорядительная станция направляет пакет в соответствующий шлюз, который подключен к данной сети как обычный узел. От него пакет направляется по определенному маршруту через систему шлюзов и локальных сетей, пока не достигнет шлюза, подключенного к той же локальной сети, что и требуемая стационарная радиостанция. Аналогично сеть работает и в противоположном направлении.
Модернизированные круги поездной радиосвязи оборудованы распорядительными станциями СР-Ц-04 и стационарными радиостанциями РВС-1-12 производства Ижевского радиозавода. Это оборудование отличается тем, что для связи с линейным каналом используется цифровой интерфейс Ethernet 10/100 Base-T. В системе применяется кабель с витыми парами категорий 3, 4 или 5, максимальная длина сегмента 100 м.
Пропускная способность сети СПД ЕСМА для обеспечения трафика радиосвязи должна быть не менее n х 80 Кбит/с, где n - возможное количество одновременных переговоров в линейном канале. Если на участке, кроме переговоров поездного диспетчера, необходимо обеспечить одновременные переговоры машинистов в режиме двух закрытых станций, пропускная способность должна быть не менее 3 х 80 = 240 Кбит/с. Задержка распространения кадров не должна превышать 150 мс, а потеря пакетов 1-2 %.
Рассмотрим ситуации, которые возникают при реализации такой системы. На сети дорог имеются малодеятельные участки, где прокладывать ВОЛС нецелесообразно, но станции малодеятельного участка могут входить в диспетчерский круг, где проложена ВОЛС. Поэтому необходимо обеспечить функционирование участков поездной радиосвязи при вхождении в их состав стационарных радиостанций как с цифровыми, так и с аналоговыми интерфейсами. Для этого одни клавиши диспетчерских пультов используются для подключения стационарных радиостанций с цифровыми, а другие - с аналоговыми интерфейсами. Одно из возможных решений - передача аналоговых сигналов от распорядитель-ной станции до ближайшей к аналоговому ответвлению железнодорожной станции по В-каналу первичного цифрового потока Е1, преобразование их в первичном мультиплексоре в исходные аналоговые сигналы и трансляция в аналоговое ответвление. При приеме вызова от локомотивной радиостанции стационарными радиостанциями как с цифровым, так и с аналоговым интерфейсами, т. е. в равносигнальной зоне, предпочтение по подключению имеют стационарные радиостанции с цифровым интерфейсом.
Некоторые стационарные радиостанции удалены от маршрутизаторов сети СПД ЕСМА на расстояние более 100 м. Для "подтягивания" стационарных радиостанций в этом случае используются модемы, работающие по физическим линиям.
На распорядительной станции СР-Ц-04 предусмотрен отдельный цифровой интерфейс Ethernet 10/ 100 Base-Тдля регистрации переговоров. Однако на сети дорог нет регистраторов с таким интерфейсом. В качестве временной меры для записи переговоров на распорядительной станции организован аналоговый интерфейс. Перед поставщиками поставлена задача оснастить регистраторы переговоров цифровым интерфейсом Ethernet 10/ 100 Base-T.
Существенным недостатком является отсутствие нормативной документации, регламентирующей эксплуатацию поездной радиосвязи с организацией линейного канала по сетям с коммутацией пакетов. Но его можно устранить.
Модернизированная система радиосвязи имеет следующие преимущества.Повышается живучесть поездной радиосвязи за счет выделения в отдельный канал проводной части канала поездной радиосвязи и использования многовекторной структуры передачи сигналов по IP-сети. Время установления соединений сокращается благодаря цифровой обработке линейных сигналов. Расширяются функциональные возможности поездной радиосвязи, так как стационарные радиостанции РВС-1 -12 имеют в своем составе два приемопередатчика, что позволяет организовать на участках с загруженным радиоканалом радиопроводную связь в диапазонах KB и УКВ. Повышается точность выбора стационарных радиостанций и, как следствие, качество связи при вызове машинистом поездного локомотива диспетчера. Достигается это подключением стационарной радиостанции с наилучшим отношением сигнап/шум в низкочастотном канале. При равенстве отношений у нескольких стационарных радиостанций подключается та, у которой уровень входного радиосигнала наибольший. Одновременное подключение к линейному каналу двух стационарных радиостанций невозможно.
Стационарные радиостанции в режиме закрытых станций могут работать на том же оборудовании без каких-либо дополнительных устройств. Это достигается присвоением адресов приемопередатчикам стационарных радиостанций и адресов портов, к которым подключены пульты стационарных радиостанций, что позволяет сконфигурировать выход любого приемопередатчика на пульт любой стационарной радиостанции. Вызов и ведение переговоров между поездным диспетчером и дежурным по станции, а также ДСП соседних станций между собой в аварийной ситуации осуществляется по линейному каналу. При этом все переговоры можно вести одновременно, не создавая взаимных помех.
Мониторинг стационарного оборудования поездной радиосвязи происходит в режиме реального времени, а локомотивных радиостанций - на маршруте следования. Мониторинг уровней сигналов от соседних стационарных радиостанций позволяет наглядно настроить радиоканал, своевременно выявить неисправность высокочастотного тракта.
В качестве примера рассмотрим схему организации поездной радиосвязи диспетчерского участка Кулой - Сольвычегодск Северной дороги (см. рисунок). Основной комплект распорядительной станции СР-Ц-04 подключен к маршрутизатору на станции Сольвычегодск, а резервный - к маршрутизатору станции Кулой. Такое подключение позволяет зарезервировать не только распорядительную станцию, но
и точку ее подключения к сети. Распорядительная станция имеет в своем составе пульт поездного диспетчера ДНЦ и служебный пульт механика ЛАЗа. Стационарные радиостанции РВС-1-12 подключены к маршрутизаторам непосредственно на всех станциях, кроме станций Вонжуга и Кизема, где подключение осуществляется через модемы физических линий. Радиосвязь организована в KB диапазоне. Качество связи между машинистами поездных локомотивов и поездным диспетчером хорошее.
Продолжаются работы по дальнейшей модернизации поездной радиосвязи на участках железных дорог второго класса и ниже. Модернизацию действующей поездной радиосвязи можно продолжить при небольших финансовых затратах путем дополнения стационарных и локомотивных радиостанций цифровыми приемопередатчиками и последующего исключения аналоговых приемопередатчиков. При этом сохраняется линейная структура поездной радиосвязи, ориентированная на традиционные круги поездной радиосвязи, и совместимость с технологическими требованиями службы движения и эксплуатационными возможностями хозяйства связи.
