Технология Dynamic Ring Coupling, предназначенная для резервирования сетей Ethernet на подвижном составе железных дорог

Самыми распространенными технологиями резервирования сети сегодня являются Ring coupling, Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) и Dynamic Ring Coupling. Последняя из них обладает рядом преимуществ, которые делают ее лучшим решением для осуществления резервирования сетей Ethernet на подвижных составах железных дорог.

Во время своего отправления железнодорожный состав компании Amtrak Empire Builder, следующий из Чикаго в Сиэтл и Портленд, состоит из нескольких поездов, соединенных воедино. Но когда состав прибывает в транспортный узел Спокан, его разделяют на два более коротких поезда, один из которых дальше следует в Сиэтл, а другой – в Портленд. Разделение составов в середине пути позволяет с большей эффективностью использовать ресурсы и планировать междугородние пассажирские перевозки. Но использование многоэлементных (MU) составов может быть полезно не только при организации междугородних перевозок на дальние расстояния.

Разделение железнодорожных составов в середине их пути позволяет операторам железнодорожных систем, междугородних и городских, экономить энергию и более эффективно распределять ресурсы. Например, система метрополитена не всегда должна работать на полную мощность. Следовательно, существует возможность в час пик запускать большее число вагонов, а в остальное время – меньшее. Все это позволяет уменьшить затраты на энергию и эксплуатацию.

Таким образом, иногда у работников транспортной отрасли появляется необходимость разъединить состав в середине путешествия на несколько поездов. Но при этом особенно важно в каждом из них сохранить резервированную сеть Ethernet. Зачастую выполнить эту задачу не так-то просто. Прежде всего, ручная настройка параметров сети при переформировании состава требует серьезного знания протоколов Ethernet. Помимо этого, во время переформирования состава, при удалении и добавлении вагонов, существует опасность возникновения проблем, связанных с безопасностью. Например, на безопасность повлияет вынужденный перезапуск программного обеспечения, который также может вызвать недовольство пассажиров, которые во время путешествия используют беспроводной доступ к Интернету или системы развлечений.

Способы резервирования сети

Существуют решения, которые позволяют обеспечить многоэлементные железнодорожные системы сетями автоматизации и резервированными сетями Ethernet Consist Networks (ECN). Сегодня наиболее распространенными технологиями резервирования являются Ring coupling, Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) и Dynamic Ring Coupling. Каждая из этих технологий имеет как достоинства, так и недостатки, но Dynamic Ring Coupling объективно является лучшим решением.

Типовая технология Ring Coupling

Технология Ring Coupling является традиционным способом резервирования для сетей ECN. Но останавливая свой выбор на ней, специалистам следует помнить о двух важных особенностях:

1. Ethernet-коммутаторы соединяются между собой в сеть, образуя резервированное кольцо. Процесс резервирования осуществляется с помощью назначения одной линии связи в кольце в качестве резервного пути. Для того, чтобы предотвратить зацикливание передачи пакетов данных по кольцу, этот путь автоматически блокируется. А когда передать данные по одному из активных путей в кольце не удается, резервный путь автоматически активируется.
2. Когда два или более поездов объединены в один состав, отдельные сетевые кольца могут быть соединены воедино с помощью резервированной связи, создавая большую резервированную сеть. Но для создания такой системы сервис-инженер должен иметь утилиту управления Ethernet-коммутаторами, которая позволяет вручную настраивать «основную» и «запасную» связи между поездами.

Главным недостатком использования данной технологии является то, что при перестановке поездов в составе оператору каждый раз приходится вручную перенастраивать топологию сети.

Технология Rapid Spanning Tree

Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) – это открытая технология, которую использует большая часть производителей управляемых Ethernet-коммутаторов. Данная технология поддерживает автоматическую настройку бортовых Ethernet-коммутаторов, что, несомненно, является ее важным преимуществом.

Но также стоит учитывать, что RSTP, как правило, позволяет использовать в сети поезда не больше 40 коммутаторов. Кроме того, когда технология RSTP восстанавливает соединение между вагонами, процесс передачи данных по сети на несколько секунд блокируется. Такой перерыв может быть приемлемым в некоторых корпоративных сетях, но в поездах он может привести, например, к временной недоступности систем видеонаблюдения, а также вызовет недовольство пассажиров, поскольку доступ к информационным системам, Wi-Fi и развлекательным услугам будет прекращен.

Технология Dynamic Ring Coupling

Если бы Ethernet-коммутаторы могли автоматически определять, какие порты используются в качестве основных, а какие – в качестве избыточных, то все проблемы традиционных технологий Ring Coupling и RSTP были бы решены.

И существует технология Dynamic Ring Coupling (DRC), которая позволяет это осуществить. При использовании этой технологии две пары портов в каждом кольце автоматически определяют, какую связь следует установить в режим резервирования. Это позволяет операторам быстро подключать и переподключать межвагонную связь, рационально использовать все функции сети и минимизировать риск возникновения ошибок.

Благодаря технологии Dynamic Ring Coupling два порта в каждом кольце автоматически определят, должны они быть основными или резервными.

Когда два Ethernet-коммутатора Moxa назначаются для организации резервированной связи, технология Dynamic Ring Coupling без помощи оператора может определить, какие порты следует установить как неактивные, а затем блокирует их. Эта функция еще раз демонстрирует, что передовая технология кольцевого резервирования Moxa обладает рядом неоспоримых преимуществ.

Технология DRC автоматически настраивает резервированные кольцевые соединения менее чем за 1 секунду. Кроме того, при использовании Dynamic Ring Coupling сеть застрахована от возникновения человеческих ошибок, а также от воздействия другого оборудования железнодорожного состава поезда: видеокамер, точек доступа в Интернет, систем развлечений и т.д.

Резервирование, созданное специально для железнодорожных систем

При развертывании Ethernet-сети в поездах дальнего следования важнейшими целями являются обеспечение доступности, надежности и эффективности. Технология Dynamic Ring Coupling, реализованная в управляемых коммутаторах стандарта EN 50155, позволяет восстанавливать сеть внутри многоэлементных составов за менее чем 1 секунду, а внутри поездов – менее чем за 20 миллисекунд. Использование технологии Dynamic Ring Coupling, в отличие от RSTP, позволяет не нарушать внутреннюю целостность сети при перестановке вагонов. В результате этого все сетевые Ethernet-услуги, а именно CCTV-видеонаблюдение, Wi-Fi, информационные ресурсы и системы оповещения, остаются доступными для пассажиров и операторов даже во время перестановки вагонов поезда.

Получить более подробную техническую консультацию, взять на тестирование и приобрести оборудование MOXA в России можно у официального партнера производителя – компании «Ниеншанц-Автоматика»: (495) 980-64-06, (812) 326-20-02, (343) 311-90-07, (383) 330-05-18 или e-mail sales@moxa.ru, support@moxa.ru.