Российские железные дороги: пакетные перевозки данных

Эффективная работа железных дорог немыслима без создания надежной системы передачи информации. Сегодня мы рассказываем о проекте волоконно-оптической сети МПС, которая в перспективе должна протянуться от Москвы до Хабаровска.

"Дама сдавала в багаж..." - кому из нас не довелось услышать в детстве эту грустную, в общем-то, историю! Но мало кто задумывался о судьбе несчастной маленькой собачонки, потерянной на станции Дно. И откуда взялась большая собака? Ее, наверное, тоже где-то искали... И хотя все это происходило довольно давно, проблема доставки грузов по назначению не потеряла своей актуальности и сегодня.

Эффективная работа современных транспортных систем возможна лишь в том случае, если перевозкам грузов обеспечивается мощная информационная поддержка. О имеющихся на Западе соответствующих системах и о том, как здорово они облегчают жизнь, написано немало. Но некоторое время назад - отчасти из-за конкуренции со стороны автомобильных перевозчиков, отчасти стремясь извлечь из этого какую-то дополнительную выгоду, да и просто подчиняясь веяниям времени - информационную систему для управления грузоперевозками решило строить Министерство путей сообщения.

Конечно, АСУ на железной дороге появились, мягко говоря, не вчера. Видимая часть айсберга - это автоматические системы для продажи билетов, однако есть еще и системы оптимизации грузопотоков, планирования загрузки вагонов и многие другие. Правда, оформление грузов ведется в значительной степени по старинке, а возможности оперативного отслеживания перемещений какого-либо конкретного контейнера весьма ограниченны (хотя клиента интересуют не абстрактные "грузопотоки", а судьба его кровного "багажа").

Стремление поднять на новый уровень информационное обеспечение грузоперевозок по железной дороге обусловило "рождение" крупномасштабного проекта в области телекоммуникаций: намечено построить волоконно-оптическую сеть, охватывающую значительную часть территории России - от Москвы до Хабаровска (общий план сети показан на рис. 1).

(1x1)

Это не первый проект строительства современной волоконно-оптической сети передачи данных, в котором участвуют железнодорожники. Компания "Раском", созданная Октябрьской железной дорогой и корпорацией "Эндрю", реализовала волоконно-оптическую магистраль на участке Москва - Санкт-Петербург и далее до Мурманска. В южном направлении от Москвы (Тульская, Курская, Воронежская, Ростовская области) линию связи прокладывает компания "Транстелеком", учредителями которой являются российские железные дороги. На участке Сызрань-Саратов-Астрахань действует сеть компании "Волгатранстелеком", создаваемая при участии Приволжской железной дороги. Проект сети разрабатывался в течение 1995/96 гг. с участием компании AT&T.

Однако проект компании "МПС-Телеком" (один из ее учредителей - Центральная станция связи МПС) не имеет себе равных ни по географическому охвату, ни по уровню используемых технологий, ни по масштабам капиталовложений. Общая протяженность линии связи - 19,2 тыс. км; она пройдет по территории, на которой проживают в общей сложности 70 млн человек. Предполагаемая стоимость проекта - 500 млн дол. Срок окончания работ - 2000-й год. После построения сети, ее оператором станет МПС, а компания "МПС-Телеком" будет осуществлять маркетинг и продажу услуг.

Как видно на рис. 1, сеть состоит из ряда замкнутых колец; передача информации в них осуществляется по технологии SDH. Кольцевая структура сети позволит полностью реализовать возможность самовосстановления, заложенную в архитектуре SDH. При повреждении сети информация автоматически перенаправляется в обход отказавшего участка; при этом продолжительность перерыва в работе сети измеряется сотнями миллисекунд. Такая возможность полностью отсутствует, если кольцо SDH реализуется без физического разнесения полуколец. Например, существуют проекты, где в качестве полуколец используются разные волокна одного и того же кабеля. Ясно, что при любом механическом повреждении скорее всего будут разрушены оба полукольца.

В структуре сети можно выделить три логических уровня. Самый верхний из них - высокоскоростная супермагистраль, по которой информация передается на скорости в несколько десятков гигабит в секунду. Мультиплексоры супермагистрали находятся на расстоянии до 1200 км друг от друга; между ними установлены оптические усилители, позволяющие поддерживать необходимый уровень сигнала в линии. Для передачи данных в супермагистрали используется технология уплотнения с разделением по длине волны, в основе которой - разбиение общего окна прозрачности оптического волокна (1530-1560 нм) на несколько несущих, на каждой из которых данные передаются независимо друг от друга.

Несмотря на существование некоторого физического предела скорости передачи данных (он определяется дисперсионными характеристиками материала волокна), он настолько высок, что можно считать: пропускная способность супермагистрали определяется только мультиплексорами. Предполагается, что на первом этапе будут применяться мультиплексоры STM-16, что даст пропускную способность 20 Гбит/с при одновременной передаче восьми потоков по одному волокну.

Для доступа к мультиплексорам супермагистрали служит сеть второго уровня (рис. 2). Пропускная способность этой сети - 622 Мбит/с. Ее мультиплексоры STM-4 будут установлены на всех крупных станциях. Предполагается разместить устройства на расстоянии 40-60 км друг от друга. Доступ к мультиплексорам будет осуществляться либо непосредственно (для пользователей, расположенных на данных станциях), либо через каналы сети третьего уровня.

Пропускная способность последней составит 155 Мбит/с, а мультиплексоры доступа STM-1 намечено разнести на 10 км. Доступ к этим мультиплексорам будет осуществляться по каналам пропускной способностью 2 Мбит/с, которые можно "дробить" на каналы по 64 кбит/с.

(1x1)

Предполагается реализовать управление сетью по многоуровневой схеме. Будут организованы два главных центра управления (в Москве и Хабаровске), а в каждом кольце расположатся один центр управления кольцом и несколько локальных центров.

Кабель смонтируют на существующих опорах контактной сети железных дорог. Считается, что при таком способе монтажа сеть более уязвима, чем при прокладке кабеля в траншее. Но поскольку в данном случае будет обеспечено самовосстановление, монтаж на опорах оказывается даже предпочтительным: он позволит снизить затраты и на строительство, и на ремонтные работы.

Для монтажа сети используется 24-волоконный самонесущий кабель ADSS производства компании Lucent Technologies. В нем 12 волокон отводятся под супермагистраль, 6 - под сеть второго уровня и 6 - под сеть третьего уровня. Волкна кабеля разделены на четыре модуля по шесть волокон (каждый со своей трубкой). При установке мультиплексоров третьего уровня в кабеле будут вскрываться только те модули, к которым подключается оборудование; это позволит избежать слишком частого сращивания волокон.

Вполне очевидно, что когда сеть построят, в распоряжении ее владельцев окажется весьма мощная разветвленная инфраструктура передачи информации, охватывающая наиболее густонаселенные регионы России. К ней можно будет осуществлять доступ практически из любой точки, не слишком удаленной от магистрали. Поэтому никто не скрывает, что сеть намечено эксплуатировать не только для нужд железной дороги, но и на коммерческой основе.

Как предполагается, основной коммерческой услугой сети станет обеспечение услуг передачи информации для региональных операторов. В настоящее время этот сектор рынка в значительной степени монополизирован "Ростелекомом"; возможно, после построения рассматриваемой сети у него появится конкурент, с которым придется считаться. Впрочем, поживем-увидим. Помимо операторов сетей сеть сможет обслуживать отдельные компании - не случайно на третьем уровне предусмотрено дробление каналов доступа до 64 кбит/с.

Сейчас ситуация такова. Осенью 1997 г. началась прокладка волоконно-оптического кабеля. К январю 1998 г. на трех участках строительства - под Москвой, в районе Самары и на Урале - пройдено около 250 км. В первую очередь будет вводен в строй второй уровень сети. Затем, на основе уже проложенного кабеля, организуют супермагистраль (для этого нужно будет только расставить мультиплексоры и оптические усилители).

Предполагается, что к маю текущего года начнется передача данных на участке Самара - Сызрань, а к концу этого года уже будет функционировать почти все первое кольцо сети (за исключением участка Пермь - Нижний Новгород). Одновременно будут вестись работы на участке Екатеринбург - Тюмень, и к июлю 1998 г. его намечено ввести в строй. Основное строительство на втором и третьем кольцах (Новосибирск - Кемерово - Красноярск - Иркутск) развернется в 1999 г., и в этом же году сеть должна достигнуть Хабаровска. Как уже говорилось, полное окончание работ планируется на 2000 г.