Типовая структура технологической радиосети обмена данными на железнодорожном транспорте включает в себя сеть базовых станций (БС), устанавливаемых вдоль железнодорожного пути и соединенных каналами магистральной проводной или беспроводной связи с пунктами сбора данных и управления. Радиус зоны электромагнитной доступности (оперативной зоны) каждой БС составляет 10-35 км в зависимости от рельефа местности, что, как правило, обеспечивает полное перекрытие перегона. БС обеспечивает связь с группой поездов, находящихся в ее оперативной зоне. В современной радиосети для железной дороги зоны соседних БС полностью перекрывают друг друга. В случае выхода из строя или сбоя в работе одной БС связь с обслуживавшимися ею поездами автоматически передается соседней. Кроме того, в отдельных радиосетях БС автоматически распределяют нагрузку между собой, автоматически передавая связь с поездом соседней БС в случае увеличения нагрузки. В результате формируется технологическая радиосеть повышенной надежности и живучести с единой оперативной зоной, размеры которой фактически не ограничиваются.
Переключение поездов на работу с соседней БС («хэндовер») осуществляется автоматически. Учитывая, что рассматриваемое оборудование для конвенциональных радиосетей обмена данными использует открытый протокол TCP/IP, наращивание комплектов оборудования и создание многоканальных базовых станций в составе радиосети, равно как сопряжение с любой современной автоматизированной системой управления не представляет трудностей.
Типовые схемы конвенциональной радиосети обмена данными на железнодорожном транспорте представлены на Рис. 1 и 2.
Рис. 1. Типовая схема конвенциональной радиосети обмена данными на железнодорожном транспорте с использованием оборудования ParagonPD+.
Рис. 2. Типовая схема конвенциональной радиосети обмена данными на железнодорожном транспорте с использованием оборудования ParagonG3.
Принципиальным различием двух рассматриваемых схем является использование в первой из них последовательных интерфейсов, по которым каждая базовая станция ParagonPD+ подключается к многобазовому контроллеру MSC (Multi-site controller), выполняющему функции централизованного технического управления и сопряжения с взаимоувязанной сетью проводной связи и обмена данными ОАО «РЖД». Такая радиосеть является полностью детерминированной, и сроки доставки данных в ней точно соблюдаются. Во втором случае применяется единый для всей конвенциональной технологической радиосети обмена данными интерфейс Ethernet и используется стандартное сетевое оборудование. Задержки в доставке сообщений в такой радиосети могут быть более длительными чем в рассмотренной выше, а время их доставки варьироваться в пределах, предусмотренных IP-проколом. Тем не менее, задержки в доставке данных являются вполне приемлемыми и удовлетворяющими задаче организации эффективного интервального регулирования.
Обе рассматриваемые схемы в полной мере удовлетворяют требованиям, установленным в «Белой Книге» ОАО «РЖД» и направленным на создание единого информационного пространства, интегрированного с информационными системами других видов транспорта и промышленности, а также иностранных железных дорог.
Следует помнить, что надежность любой системы определяется, в том числе, количеством входящих в ее состав компонентов и отдельных узлов – чем меньше их количество, тем проще, при прочих равных, обеспечить необходимый уровень надежности и живучести системы в целом. Это в полной мере относится к количеству базовых станций в составе технологической радиосети обмена данными: чем их меньше, тем проще система управления и обеспечения их работоспособности.
В настоящее время серийно выпускается оборудование для создания конвенциональных подвижных технологических радиосетей обмена данными в диапазонах 132-174, 215-240, 403-512, 700, 800 и 900 МГц. Типовые технические характеристики радиомодемов для конвенциональных подвижных технологических радиосетей обмена данными:
ParagonG3
GeminiG3
В отличие от радиосетей GSM-R и TETRA, предусматривающих использование в их составе не только мобильных, но и носимых связных терминалов с невысокой выходной мощностью (обычно от 0,9 до 3 Вт), в конвенциональных технологических радиосетях применяются терминалы с выходной мощностью 20-45 Вт. Это обеспечивает существенно большую, по сравнению радиосетями GSM-R и TETRA, зону покрытия с позиции одной базовой станции, поскольку размер оперативной зоны базовой станции на практике будет определяться максимально возможной дальностью связи для самого маломощного оборудования, работающего в составе радиосети.
Все выпускаемое оборудование имеет встроенные средства диагностики, обеспечивающие удаленный доступ к текущим данным о техническом состоянии, и использует открытые интерфейсы, включая широко применяемый протокол обмена данными TCP/IP, что позволяет эффективно и просто интегрировать их в Единую систему мониторинга и администрирования технологической связи ОАО «РЖД», а также в системы технологической связи промышленного железнодорожного транспорта и метро.