EN 

(812) 449-56-20
8-800-770-70-17

arman@arman-engineering.ru

8-800-770-70-17

IP-решения в области промышленной связи — проблемы и пути решения

Стационарная оперативно-диспетчерская и оперативно-технологическая связь IP

Сейчас, когда переход к мультисервисным сетям произошёл повсеместно, можно говорить о том, что заказчик хочет не просто пользоваться их возможностями, но и стремится вернуть свои инвестиции, вложенные в создание транспортной инфраструктуры на основе IP. Именно поэтому так высок интерес к развёртыванию различных сервисов на базе IP. В области автоматизации, систем видеонаблюдения и контроля доступа это процесс идёт уже давно, и подобные сервисы работают в IP-сетях на большинстве предприятий; в последнее время эта тенденция коснулась и телефонии.

На фоне этих процессов логично стремление создать IP-решения и в области оперативно-технологической связи и экстренного оповещения. Однако в силу специфики подобных систем связи на пути внедрения решений на базе IP может возникнуть ряд проблем.

Во-первых, к системам оперативно-технологической связи и экстренного оповещения предъявляются повышенные требования по безотказности и долговечности, а разделяемая инфраструктура, к которой относится IP-сеть, не всегда может гарантировать необходимый уровень надёжности, особенно в чрезвычайных ситуациях. Это связано, в первую очередь, с высокой сложностью таких сетей и большой нагруженностью другими сервисами (АСУТП, видеонаблюдение и т. д.).

Вторая проблема связана с тем, что сами абонентские терминалы систем оперативно-технологической связи зачастую должны быть расположены в зонах со сложными условиями эксплуатации. Как правило, в этих зонах необходимая сетевая IP инфраструктура не развита, и поэтому часто длины сегмента Ethernet оказывается недостаточно для подключения абонентских устройств к сети. Попытки же использовать медиаконверторы, модемы и прочие устройства существенно снижают надежность и повышают стоимость решения, делая его неконкурентоспособным.

Ещё одна из возможных проблем — организационная. Дело в том, что традиционно на большинстве предприятий системы оперативно-технологической связи и оповещения и сама транспортная IP-сеть входят в зону ответственности разных подразделений. Подобное разделение усложняет процесс разворачивания IP-системы и создаёт неопределенность в вопросе её обслуживания. В такой ситуации решением могли бы стать организационные изменения и введение дополнительного обучения специалистов связи, ведь на администраторов IP-сетей ложится дополнительная нагрузка по сопровождению и поддержке этих продуктов оперативно-технологической связи.

Разные компании, занимающиеся созданием IP-решений для систем промышленной связи, пытаются решить эти проблемы по-разному.

Некоторые производители берут за основу стандартные системы связи ISDN, и заменяют абонентский интерфейс в стандартных TDM-коммутаторах на физические интерфейсы типа Ethernet. Таким образом удаётся подключать к этим коммутаторам абонентские устройства, используя возможности транспортной сети IP. При этом вся коммутация ведётся внутри той же самой централи, но теперь подключение стандартных абонентов может происходить к централи не напрямую, а через сеть.

Среди достоинств такого подхода можно отметить простоту администрирования системы — конфигурирование связи между абонентами происходит так же, как это делалось раньше, поэтому дополнительных знаний и навыков администратору не понадобится.

Однако в таких системах сохраняются недостатки централизованного решения, а это означает, что при отказе абонентской платы с Ethernet интерфейсами или при отказе самой централи вся система, в том числе IP абоненты, становится недоступна.

Другие компании пошли дальше и реализовали децентрализованные системы, в которых абонентские устройства связываются друг с другом напрямую и содержат данные конфигурации в каждом терминале. Каждый терминал становится автономным устройством. Использование децентрализованной архитектуры позволяет повысить живучесть такой системы — она не зависит от центральных узлов и в случае возникновения перегрузки или аварийной ситуации на каком-либо участке сети все абоненты не выйдут из строя.

Стоит всё же отметить, что при создании таких децентрализованных систем возникает проблема обеспечения групповых соединений. Если для связи между абонентами в режиме точка-точка можно использовать стандартные протоколы VoIP, такие, как, например, H.323 или SIP, то для групповых соединений, когда нужно одновременно связаться со многими абонентами, эти протоколы подходят плохо, поскольку требуют наличия центрального сервера и при этом обладают недостаточным быстродействием для соединения со многими абонентами. Для решения этой проблемы производителями разрабатываются собственные протоколы связи между абонентскими устройствами. Некоторыми используется широковещательная адресация IP-пакетов, которая обеспечивает необходимое быстродействие для связи между абонентскими устройствами, однако имеет существенные ограничения по применению в реальной сети. При таком решении абоненты должны быть расположены в одном сегменте сети, а это встречается на реальных предприятиях достаточно редко, связь же между сегментами может осуществляться только с использованием специальных шлюзов и центральных серверов. Это повышает стоимость системы, снижает её надежность и лишает преимуществ децентрализованной системы. Таким образом, эти решения могут использоваться для локального применения, но для развёртывания в масштабах предприятия такой подход не практичен.

Наиболее удачным подходом к созданию систем оперативно-технологической связи и экстренного оповещения на базе IP-коммутации для функционирования в реальных условиях промышленных предприятий можно назвать децентрализованное решение, работающее с использованием маршрутизируемых протоколов групповой адресации. Это позволяет использовать существующую инфраструктуру сетей, сохранив преимущества децентрализованной архитектуры — невысокие требования к ресурсам сети и надежность. Кроме того, использование стандартных протоколов облегчает подготовку персонала для администрирования такой системы.

Проблема с защищёнными абонентскими устройствами решается использованием проверенных переговорных устройств ISDN, которые обладают очень надёжным цифровым интерфейсом, практически не требовательным к типу используемого кабеля. Такие устройства включаются в IP-сеть через специализированные ISDN-адаптеры, которые могут оснащаться цепями защищенного питания абонентов и даже встроенными коммутаторами Ethernet, что позволяет использовать их в качестве полноценных сетевых узлов IP-системы связи. Помимо технической эффективности такого решения, оно обладает и экономическими преимуществами, поскольку дает возможность использования абонентских устройств, уже установленных на предприятии, что упрощает заказчику миграцию на новые решения без дополнительных затрат.

Быстрые темпы развития технологий в области связи, в том числе промышленной, позволяют прогнозировать дальнейший рост популярности решений на базе IP, а это серьёзный повод задуматься о переходе на новые решения уже сейчас.

Сергей Дмитриев, технический директор ООО «Арман»