Магистральная система передачи данных и управления

Магистральные кабельные системы связи предприятия Система передачи данных и управления (СПД) предназначена для повышения производительности и уровня автоматизации производственных процессов с учетом специфики предприятия.

Необходимо решить задачу обеспечения скоростного доступа территориально распределенных подразделений к общепроизводственным информационным ресурсам в режиме реального времени, формирования надежной основы для: организации единого хранилища данных, объединения систем АСУТП, модернизации и повышения надежности работы систем управления, финансов, документооборота и других.

Основные требования:

Системы которые создаются и обслуживаются посредством СПД:

ЛВС (Локальная Вычислительная Сеть) серверной фабрики и системы хранения данных.
ЛВС центрального узла сети и элементы уровня распределения.
ЛВС уровня подключения рабочих групп.
Система сбора и обработки информации от устройств промышленной автоматики (SCADA-приложения) (Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных.)
Технологическая связь (телефония, диспетчерская и конференц-связь, оповещение).

Коммутационные узлы располагаются в специально оборудованных помещениях в следующих подразделениях и зданиях:

Заводоуправление;
ИВЦ;
Склад ГСМ;
УТД;

Главный склад;
Торговый дом;
ЦЗЛ;

АБК ТЭСЦ-2;
АБК ТЭСЦ-3;
ЦЛАМ.

АБК ТЭСЦ-1;
РМЦ;
ОТК и ООТ;

Необходимо предложить технологию и оборудование для высокоскоростного объединения точек в сеть и обеспечить ее заданные параметры. Необходимо было предложить технологию и оборудование для высокоскоростного объединения точек в сеть.

Применена топология структурированной кабельной системы (СКС) - «иерархическая звезда».
Центральный коммутационный узел размещен в помещении серверной ИВЦ и в здании заводоуправления. Каждая точка имеет независимое подключение к двум центрам сети - ИВЦ и ЗУ.

Пассивные компоненты СКС

Магистральная кабельная сеть выполняется одномодовым оптоволоконным кабелем (Международный стандарт ISO/IEC 11801).

Число оптических волокон участков магистральной кабельной системы определено с учетом необходимого резервирования.

Магистральная кабельная сеть протестирована и сертифицирована с выдачей гарантийного сертификата производителя СКС на 25 лет.

Оборудование коммутационных узлов располагается в коммутационных шкафах. Конструкция и расположение шкафов обеспечивают возможность легкого доступа к коммутационным панелям. Подвод внешних кабелей производится через существующие кабельные вводы или через новые монтажные отверстия.

Все элементы СКС однозначно идентифицированы и промаркированы. В состав рабочей документации входит кабельный журнал со списком идентифицированных элементов сети с указанием места установки, а для кабелей - трасс прокладки.
Качество выполнения работ по проектированию и монтажу СКС подтверждается проведением тестирования и диагностики кабельных линий в соответствии с международным стандартом ISO11801 последней редакции и требованиям фирмы производителя. Результаты тестирования сведены в кабельном журнале.

Инсталляция оборудования произведена сертифицированными производителем оборудования специалистами.

Активное оборудование

Архитектура сети

Решение реализовано на основе традиционной архитектуры построения локальных сетей с использованием уровня ядра, расположенного в помещениях Заводоуправления и ИВЦ, и уровней доступа пользователей, расположенных в помещениях цехов и зданиях завода.

Ядро сети

Ядро сети построено на основе коммутаторов HP серии 5412zl-96G на объекте Заводоуправление с производительностью 692 Гб/с, пропускной способностью 428 mpps (миллионов пакетов в секунду при длине пакета 64 байта) и коммутатора серии 5406zl-48G на объекте ИВЦ с производительностью 346 Гб/с, пропускной способностью 214 mpps (миллионов пакетов в секунду при длине пакета 64 байта).
Особенность предложенного решения состоит в том, что используется распределенное ядро, то есть установленное не на одном объекте, а на двух разных. Коммутаторы резервируют друг друга по управлению и матрице коммутации (шасси, фабрика) и зарезервированы по электрическому питанию и интерфейсным модулям. Такое решение позволяет исключить единую точку отказа сети, получить 100% резервирование и отказаться от дублирования коммутаторов на каждом из объектов в Заводоуправлении и ИВЦ, существенно сохраняя инвестиции заказчика.
Высокая доступность сети достигается за счет применения стандартного протокола VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol). При выходе из строя одного из коммутаторов ядра сети, пользователи сети будут автоматически переключены на другой коммутатор ядра сети, что не скажется на их работоспособности.

Высокая масштабируемость достигается за счет использования модульных коммутаторов в ядре сети. Всего 12 и 6 модулей на каждом из коммутаторов ядра сети, 6 и 2 из которых свободны для возможного последующего перехода на скорость подключения 10 Гб/с коммутаторов уровня доступа к ядру. Также возможно обеспечить двойное увеличение нагрузки в ближайшее время из-за роста, как числа сотрудников, так и использования новых приложений.

Высокая производительность ядра сети достигается за счет использования технологии 4-го поколения производства процессора коммутатора ASIC, а также распределенной архитектуры коммутации между фабрикой и модулями коммутатора. Это позволяет достичь полной неблокируемости на любых портах ядра сети. Коммутаторы соединены между собой агрегированным каналом.
Все объекты СПД подключены к ядру двумя независимыми оптическими каналами, поэтому выход из строя как самого канала, так и оптического модуля, к которому подключен объект, не приведет к сбою сети. За счет использования протокола MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol), автоматически перестраивается логическая топология сети при обрыве канала связи.

Уровень доступа пользователей

Реализован на основе коммутаторов серии 2626 (производительность 9,6 Гб/с, пропускная способность 6,6 mpps, задержка менее 12 мкс и размером таблицы маршрутизации 8000 записей).

Каждый коммутатор уровня доступа пользователей, расположенный в помещениях цехов и зданиях завода, соединен двумя оптическими каналами стандарта 1000Base-LX с каждым коммутатором распределенного ядра. По умолчанию используется только один основной кабель, а второй, хоть и подключен физически к ядру сети, выступает в качестве резервного. Применение коммутаторов серии 2600 на границе сети позволяет реализовать контроль доступа пользователей в сеть (стандарт 802.1x и RADIUS), а также проводить приоритезацию передаваемой информации.

Преимущества решения

Высокая производительность и надежность.
Все коммутаторы имеют неограниченную пожизненную гарантию.
Бесплатное обновление ПО коммутаторов. Возможность обновления ПО администратором централизовано.
Бесплатная консультация по телефону в течение всего срока владения оборудованием.
Возможность организации управления, мониторинга сетью из одной точки.
Возможность организации безопасного входа в сеть пользователей с помощью промышленного стандарта RADIUS и контролировать гостевой доступ в сеть.
Уменьшение затрат на сервисное обслуживание из-за использования унифицированных моделей коммутаторов и их модулей.
Защита инвестиций и уменьшение общей стоимости владения оборудования.
Решение готово для перехода на 10 Гб/с между уровнями ядра и доступа в будущем, а также внедрения новых технологий.

Реализация проекта позволит достичь:

Улучшения производственных показателей путем предоставления сотрудникам предприятия необходимых информационных сервисов с гарантированным уровнем качества.
Уменьшения уровня издержек.
Обеспечения безопасности и резервирования ресурсов системы.
Готовности системы к дальнейшему развитию и модификациям.