Андрей Клименко
Технический директор ТОО «ADVANTEK SYSTEMS»
Выбор между построением своей собственной телекоммуникационной инфраструктуры на современном энергетическом предприятии или использованием арендованных каналов у операторов связи на коммерческой основе. Это достаточно серьезный вопрос, требующий всестороннего анализа не только в экономическом аспекте. Отдельная проблема в этом вопросе - разделение ответственности между ведомствами в случае перерывов технологической связи: кто будет отвечать за управляемость энергосистемы в критических ситуациях и, соответственно, за обеспечение национальной безопасности?
Начиная со второй половины прошлого столетия и по сей день, ВЧ связь используется в качестве каналов для сигналов РЗА и телемеханики, претерпев, разумеется, ряд модернизаций аппаратного парка на сегодняшний день.
Однако современные требования по скорости передачи информации в силу возрастающего информационного потока (уже никого не удивишь видеоконференциями, использованием медиаприложений в диспетчеризации и т.д.) превосходят физические ограничения технологии ВЧ связи. Перед проектировщиками современных энергопредприятий, в том числе, стоит задача создания высокоскоростных каналов передачи информации. Это возможно при использовании ВОЛС или цифровых радиорелейных систем (ЦРРЛ). Если строительство ВОЛС экономически может быть обосновано при строительстве новых ЛЭП, то строительство ЦРРЛ однозначно целесообразней в программах модернизации только систем связи без строительства новых ЛЭП. Отсюда и объяснение популярности в энергетике применения радиорелейных систем в качестве опорных телекоммуникационных сетей наряду с ниже перечисленными достоинствами:
- возможность организации высокоскоростных каналов связи до 2 ГГбит/c;
- возможность обеспечения достаточно высоких коэффициентов надежности связи за счет использования самых современных радиотехнологий таких как адаптивная модуляция и других;
- практически 100% исключение несанкционированного доступа в радиоканал передачи данных;
- возможность создания различных схем резервирования для обеспечения максимальной надежности;
- масштабируемость без аппаратного изменения;
- высокие параметры по наработке на отказ;
- поддержка практически всех существующих протоколов и интерфейсов;
- задержка передаваемых сигналов в радиоканале допустима по требованиям к организации каналов телеуправления.
Вот далеко не полный список того, что может быть обеспечено современным радиорелейным оборудованием.
Наша компания «ADVANTEK SYSTEMS» имеет более чем десятилетний опыт работы в построении телекоммуникационных систем и сетей для промышленных и энергетических предприятий.
Профессиональный подход на стадии проектирования позволяет создавать высокоэффективные системы, удовлетворяющие всем требованиям клиента, в соответствии с нормативными требованиями с использованием самого современного оборудования.
Долговременное сотрудничество с лидирующими компаниями-производителями позволяет доводить до отдела разработок поставщиков оборудования специфичные требования по адаптации оборудования к определенным условиям эксплуатации.
В настоящей статье хотелось немного подробней рассказать о новинках радиорелейного оборудования компании «CERAGON».
При установке оборудования радиорелейных станций на объектах клиента зачастую сталкиваемся с тем, что стандартная конфигурация РРЛ систем по принципу так называемой «сплит» установки (раздельная установка внутреннего оборудования и внешнего приемопередающего оборудования) влечет за собой строительство дополнительных аппаратных блок-боксов, подготовку существующих технологических помещений и т.п. Не всегда и не на всех объектах это экономически оправдано и необходимо.
Компания «CERAGON» представляет оборудование, полностью предназначенное для установки на антенно-мачтовом сооружении. Это серия оборудования Fiber Air IP10-C
Оборудование состоит из антенны и модуля внешней установки. На сетях где используется стык по 100 BaseT или 1000 BaseT это действительно незаменимое решение. К примеру, на объектах, оснащенных промышленными коммутаторами, достаточно к оборудованию РРЛ подключить UTP кабель и подать напряжение питания. Все оборудование, полностью являющееся необслуживаемым, будет установлено на антенно-мачтовом сооружении, что значительно позволит сократить расходы по обустройству инфраструктуры для установки, как бы того потребовало традиционно используемое внутреннее оборудование (IDU).
Если рассматривать случай использования подобных РРЛ станций IP10-C в качестве опорных сетей для базовых станций 4G (WIMAX) в качестве их использования в системах АСКУЭ, то на сегодня лучшего решения не найти.
На том же самом месте установки базовой станции полностью внешней установки (к примеру, Alvarion) будет располагаться и ЦРРЛ станция, соединяющая базовую станцию с опорной сетью системы.
FibeAir IP-10C отлично подходит для сетевых зон, где требуется нулевая занимаемая площадь и эффективная по стоимости ретрансляция с возможностью быстрого развертывания. Система в едином усиленном корпусе успешно выдерживает сильные атмосферные воздействия и может быть легко смонтирована на башнях, крышах зданий, фонарных столбах, стойках светофоров и других сооружениях небольших сетей наружной связи. FibeAir IP-10C обладает всеми преимуществами семейства FibeAirIP-10, подтвержденными в процессе эксплуатации, в том числе усовершенствованным использованием спектра радиочастот, универсальными решениями по синхронизации и мощными средствами управления трафиком при минимальной задержке.
FibeAir IP-10C поддерживает высокую пропускную способность, начиная со скорости 1 Гбит/с, и использует не имеющий себе равных асимметричный режим транспортировки трафика, позволяющий значительно увеличить скорость в заданном направлении. Решение, ориентированное на сервисы, предоставляет наиболее широкий набор возможностей классов качества обслуживания (QoS), благодаря чему FibeAir IP-10C может обеспечивать тонкую дифференциацию предоставляемых сервисов. Имея усовершенствованный механический дизайн, рассчитанный на полностью наружную (вне помещений) установку, данное техническое решение компании «Ceragon» обеспечивает быструю и надежную инсталляцию, а также длительный срок службы с высокими характеристиками даже в самых неблагоприятных условиях окружающей среды.
Основные функциональные возможности
- Скорость трафика IP до 1 Гбит/с на одну несущую;
- Асимметричный режим доставки трафика с целью более высокой скорости скачивания в асимметричных сценариях;
- Усовершенствованная технология сжатия для повышения пропускной способности;
- 3,5 МГц – 56 МГц (ETSI и FCC);
- Лицензируемые диапазоны 6 ГГц – 42 ГГц;
- Модуляция QPSK – 256 QAM с технологией безошибочного ACM (Adaptive Coding & Modulation – адаптивное кодирование и модуляция);
- Ethernet в оригинальном/первоначальном формате;
- Полностью наружная установка; - компактные размеры;
- Система NMS (Network Management System – система сетевого управления) с полной функциональностью FCAPS (Fault, Configuration, Accounting, Performance and Security – сообщения по защите от ошибок, по конфигурации, статистике, качеству обслуживания и безопасности), включая сквозное управление сервисом Ethernet;
- Встроенная EMS (Element Management System – система управления элементами) на основе web-технологий;
- Высокий КПД, низкое энергопотребление;
- Опциональная однополюсная защита 2+0 или 1+1;
- Синхронный Ethernet в соответствии с G.8262 ITU-T, включая оптимизированный регенератор для соединений «точка – точка»;
- Транспорт, оптимизированный по протоколу высокоточного времени (например, IEEE 1588-2008), обеспечивающему сверхнизкие, последовательные и постоянные значения PDV (Packet Delay Variation - вариация задержки пакетов);
- Универсальные механизмы QoS (Quality of Service – качество обслуживания) обеспечивают дифференцирование сервисов с соблюдением SLA (Service Level Agreement – соглашение об уровне предоставляемого сервиса);
- Малое время задержки и малые величины джиттера (дрожание фазы) с механизмом обработки пакетов «на лету»;
- Легкость инсталляции, высокая надежность;
- Антенны, монтируемые непосредственно вместе с устройством или дистанционно.
Теперь немного внимания хотелось уделить линейке
каналообразующего оборудования производства компании «RAD Data Communications»
.В течение почти 30-ти лет «RAD Data Communications» тесно сотрудничает с энергетическими предприятиями по всему миру, изучает их специфические потребности в области телекоммуникаций и разрабатывает оборудование для решения возникающих в энергосетях задач связи.
Подключение оборудования подстанций, работающего по самым различным протоколам и интерфейсам, к сетям IP и устройствам нового поколения порой сопряжено с большими сложностями, с которыми оборудование RAD успешно справляется в сетях энергосистем по всему миру.
Семейство мультисервисного оборудования RAD AXCESS+ многократно проверено на опыте и служит для подключения любых устройств – от релейной защиты и удаленных терминалов SCADA до IP видеокамер высокого разрешения, коллекторов данных широкополосной передачи по электросетям (BPL) и концентраторов данных интеллектуальных счетчиков (AMI) по любой среде и любому сетевому протоколу. Оборудование RAD оснащено полными возможностями удаленного управления и мониторинга, и широкий спектр его специально спроектирован для работы в энергосетях.
Семейство включает мультисервисные мультиплексоры и узлы связи, модемы и конверторы на основе технологий TDM, Ethernet и TDMoIP.
Спектр решений RAD для энергетиков содержит несколько десятком наименований, а его центральным элементом является Megaplex-4100 – это мультисервисный концентратор операторского класса, высокой емкости, обеспечивающий доступ к медным и оптическим транспортным сетям PDH/SDH/SONET или пакетным сетям. Кроме таких преимуществ, как ультранизкая задержка передачи, надежность, точная передача синхронизации, постоянный мониторинг производительности, Megaplex -4100 является гибридным решением TDM/PSN и позволяет сочетать оборудование для синхронной и асинхронной передачи, а также сохранить традиционно высокий уровень качества передачи при переходе к экономичным пакетным сетям, в которых сложно поддерживать QoS. С помощью гибридного решения энергетические предприятия могут выбрать любой путь перехода между технологиями в соответствии со своим бюджетом.
Мультисервисное подключение подстанций
Решения RAD позволяют с помощью одного мультиплексирующего мультисервисного устройства подключать подстанции по медной, оптоволоконной и беспроводной инфраструктуре. Мультиплексоры на подстанциях поддерживают любые услуги связи: передачу аналогового голоса, VoIP; связь по «горячей линии»/телеконференции, расширение АТС; передачу данных SCADA и телеметрии для аналоговых/цифровых удаленных терминалов, контроллеров и реле; удаленную релейную защиту; связь по линиям электросети (PLC; соединение локальных сетей на подстанциях и в центре управления; системы видеонаблюдения (CCTV); подвижную радиосвязь (PMR) и системы TETRA.
Мультиплексоры RAD позволяют надежно, точно и без задержек передавать параметры нагрузки, различные оповещения и сигналы между центральным пунктом управления и многочисленными подстанциями и станциями телеметрической сети. Несколько таких мультиплексоров, соединенных в самовосстанавливающееся многоскоростное кольцо TDM и Ethernet, позволяют создать систему, не имеющую точек отказа, а также предоставляет экономичную альтернативу многоканальному соединению. В самих устройствах реализовано резервирование канала связи и системной части, что гарантирует непрерывность работы сервисов в критически важных приложениях.
Мультиплексоры RAD оснащены сетевым управлением операторского класса для централизованного контроля элементов сети и простой интеграции с OSS энергетической системы и поддерживают удаленное конфигурирование и диагностику с отчетами. Устройства обладают небольшими размерами для экономии места и потребляемой мощности, кабелей и охлаждения, что бывает важно в небольших помещениях подстанций.
Подключение приложений релейной защиты
Точная доставка сигналов релейной защиты по оптоволоконным линиям, инфраструктуре TDM или IP критически важна для распределения нагрузки в электросетях, осуществления централизованного контроля и защиты терминалов и трансформаторов от порчи при сбое на высоковольтных линиях.
Для надежной передачи данных с минимальными ошибками при электромагнитных и радиопомехах и росте потенциала земли при сбоях в заземлении (GPR) используются каналы связи, соответствующие стандарту C37.94. В таком канале должна соблюдаться минимальная задержка и, кроме того, передача должна работать синхронно, т.е. задержка должна быть симметричной на приеме и на передаче. В пакетных сетях поэтому необходимы специальные механизмы для компенсации их асинхронной природы. Оборудование RAD, в частности, мультиплексор Megaplex-4100, обеспечивает ультранизкую задержку передачи и буфер вариации задержки, что позволяет на удаленных подстанциях немедленно получать команды об отключении (Transfer Trip) от защитного реле.
Переход к связи по IP
Для доставки специального и традиционного TDM трафика от оборудования на подстанциях по сетям IP наилучшим образом подходит эмуляция каналов с помощью технологии TDMoIP, признанной в отрасли стандартной технологии, запатентованной RADом. Традиционный трафик инкапсулируется при этом в IP пакеты. Соответствующее оборудование RAD сохраняет качество сервиса и низкий уровень задержки при передаче трафика. Особенно важно обеспечить предсказуемые параметры качества QoS при передаче по пакетной инфраструктуре трафика приложений современных телеметрических сетей. Оборудование RAD осуществляет это с помощью управления трафиком с различными приоритетами, сквозной поддержкой OAM и мониторинга производительности технология TDMoIP поддерживает легкую интеграцию традиционных сервисов и сервисов нового поколения: передачу трафика контроллеров IED, VoIP телефонии, широкополосного трафика IP видеокамер, доступ VPN по интернету. Псевдопроводная передача TDMoIP позволяет сохранить традиционные приложения энергосистем и существующее оборудование даже после того, как магистральные сети связи заменены на IP/MPLS.
Решения TDMoIP будут работать и в будущем и подходят для построения современных энергетических систем (Smart Grid) и архитектуры систем связи на подстанциях согласно стандарту IEC 61850, включая обмен данными по протоколу GOOSE/GSSE в реальном времени. Они также поддерживают надежную передачу сервисов Ethernet между узлами энергетической сети, подключить узлы связи к центральному узлу связи ЦУС как по каналам IP VPN, так и по традиционным сервисам Е1.
Особо стоит отметить возможность совместной работы решений RAD и решений израильской компании «RADiflow», предлагающей оборудование защищенных сетей Ethernet-IP.
При этом каждый производитель выполняет свою функцию:
- Мультиплексоры «RAD Data Communcations» MP4100 создают опорное кольцо SDH/Fast Ethernet с резервированием, и подключают к нему:
- Цифровые АТС, аналоговые телефонные линии, контроллеры и датчики;
- Осуществляют вынос Ethernet по меди и оптике;
- Позволяют работать как по Ethernet , так и по Е1 или SDH;
- RADiFlow агрегирует и защищает трафик промышленного Ethernet для обмена им между предприятиями и АСУ через опорную сеть.
В этих решения предусмотрена защита особо важной инфраструктуры и систем SCADA от кибератак с помощью таких протоколов аутентификации, как SSH, SSL, SNMPv3 и RADIUS.
Подключение интеллектуальных измерительных систем
Приобретающие все большую популярность интеллектуальные счетчики электроэнергии (AMI) требуют передачи данных измерений и трафика управления измерениями между коллекторами и контрольными узлами. Для осуществления такой автоматизации в электросети успешно применяются интеллектуальные решения передачи Ethernet по PDH/SDH/SONET. Устройства соответствующей линейки RAD поддерживают качественную двустороннюю широкополосную передачу данных по радиоканалам или WiMAX, а также по электролиниям (BPL/PLC), для соединения распределительных сетей (FAN) и центра управления электросети.
Надежная передача данных интеллектуальных измерительных систем в реальном времени с помощью технологий Ethernet/IP/MPLS по оптоволоконным магистралям тоже возможна. Для этого устройства RAD поддерживают управление трафиком и мониторинг производительности.
Передача услуг связи по электросетям
Оборудование RAD позволяет энергетикам увеличить прибыльность своих предприятий, эффективно используя свои инфраструктуры для предоставления конкурентоспособных оптовых и розничных услуг связи. Энергетические ведомства могут предоставлять такие популярные услуги, как доступ в интернет, телефония, соединение локальных сетей и SAN. Для этого используются интеллектуальные устройства доступа RAD с централизованным управлением, дифференциацией качества QoS услуг и сквозным мониторингом, который позволяет различать многочисленные отдельные обслуживаемые участки сетей. Интеллектуальное оборудование поддерживает совместный доступ, аренду пропускной способности и другие межоператорские услуги.
Если у Вас возникли вопросы – обращайтесь в компанию ТОО «ADVANTEK SYSTEMS»