Необходимость дальнейшего развития ИС промышленных предприятий диктуется, прежде всего, ростом внутренних потребностей различных служб предприятий в информационных услугах. Существовавшая инфраструктура в какой-то момент перестала справляться с возросшими нагрузками, а попытки ее расширения стали наталкиваться на непреодолимые затруднения.

В последние годы изменились и внешние условия работы. Происходящие в стране социально-экономические перемены требуют принятия кардинальных решений, обеспечивающих выживание предприятий. Одним из таких решений может стать коренная реорганизация систем управления и выработка новых принципов их построения.

Из вышесказанного следует, что проблемы службы связи и АСУ предприятий почти одинаковы: и те и другие стремятся модернизировать оборудование, и тем и другим необходимо увеличивать пропускную способность линий передачи информации. Связь между компьютерами осуществляется по телефонным каналам; с другой стороны, компьютеры обеспечивают телефонную связь и управляют ею, предоставляя дополнительные возможности и для факсимильной связи. Телефония все активнее использует цифровую передачу данных (ИКМ, ISDN), а компьютерные сети - речевую и видеоинформацию. В результате компьютерная и телефонная сети оказались тесно интегрированными, если не сказать - неотделимыми друг от друга, по крайней мере, в пределах одного здания.

Отсюда можно сделать закономерный вывод о том, что проектирование и монтаж обеих сетей должны осуществляться как единый процесс в рамках одной кабельной системы, общей информационной магистрали (ИМ). Под ИМ понимается комплекс программно-технических средств, обеспечивающих передачу любой информации, как дискретной, так и аналоговой (речевой, видео, сигналов от систем управления и сигнализации), в любую точку, находящуюся в зоне действия магистрали. Интеграция трафика всех существующих сетей предприятия в единой кабельной системе многократно сокращает затраты на построение, развитие и обслуживание множества сетей. Формирование единой ИМ делает проект дороже всего на 10-15% (по сравнению с затратами на развертывание каждой сети), тогда как строительство всех сетей по отдельности увеличивает общую стоимость во столько раз, сколько таких сетей создается.

При проектировании любой КС с точки зрения потенциальных затрат на дальнейшее развитие производства важен вопрос об относительной значимости телекоммуникационной среды (базиса) и ПО (надстройки). Здесь представляется уместной аналогия с фундаментом и крышей возводимого здания. Фундамент - основа здания, но с дырявой или полуразрушенной крышей жить невозможно. С этих позиций спорить об относительной значимости отдельных компонентов можно очень долго. Между тем дилемма однозначно решается в пользу фундамента, если поставить вопрос иначе: что будет проще расширить, надстроить или модернизировать при возникновении такой необходимости в дальнейшем?

Фундаментом информационной инфраструктуры здания является кабельная система. Прокладка кабеля, особенно в сложных производственных условиях, и его защита от внешних воздействий требуют достаточно больших разовых затрат. В то же время с установленной кабельной системой пользователю приходится работать гораздо дольше, чем с компьютерным оборудованием и ПО. В условиях перманентных изменений самого объекта автоматизации, постоянного появления новых технологий и тенденций важно, чтобы кабельная система обеспечила информационную жизнедеятельность организации на 20-30 лет (по международным и европейским стандартам

- не менее чем на 10 лет), не подвергаясь кардинальным изменениям. Столь долгосрочные планы должны находиться в компетенции уже не начальника отдела АСУ, а руководства более высокого уровня, а затраты на саму кабельную систему - перейти в категорию капитальных вложений.

На расширение или модернизацию кабельной системы в эксплуатируемом здании нужно затратить гораздо больше средств, чем на ее первоначальный монтаж. Обеспечить простую модификацию и расширение кабельной системы в сложных производственных условиях, не прерывая жизнедеятельности предприятия, совсем непросто. Чтобы кабельная система была способна работать с непрерывно появляющимися новыми технологиями, ее изначальная пропускная способность должна значительно превышать текущие потребности и предусматривать высокие скорости передачи. Существующую же интенсивность трафика следует принять во внимание только при выборе активного сетевого оборудования, хотя и в этом случае целесообразно предусмотреть некоторый запас по пропускной способности.

Сегодня наиболее распространенной технологией для создания информационной сети здания является структурированная кабельная система (СКС), построенная на медных и оптических проводах, которая совмещает передачу различных видов трафика (речевых сигналов, компьютерных данных, сигналов аварийной и пожарной систем, систем контроля за вентиляцией, кондиционированием, отоплением и т.п.) и позволяет оперативно увеличивать количество пользователей. Как показывает опыт, начальные вложения в разумно спроектированные СКС носят долговременный характер, поскольку сводят к минимуму дальнейшие эксплуатационные расходы и затраты на расширение и модификацию. В то же время приходится констатировать, что многие организации не в состоянии полностью или достаточно эффективно использовать возможности технологии СКС в своих производственных или административных помещениях, которые были спроектированы и оборудованы без учета потребностей автоматизации.

Сама суть СКС - обеспечить доступ к информации с каждого рабочего места - требует охвата всего здания и наличия достаточного числа разветвленных меж- и внутриэтажных коммуника ционных каналов. Являясь неотъемлемой частью систем жизнеобеспечения производства, информационная СКС должна проектироваться одновременно с самим зданием.

В последнее время в производственном строительстве появилось такое технологическое направление, а вместе с ним и понятие, как «интеллектуальное здание» (ИЗ). Оно создается путем реконструкции старых и строительства новых зданий с учетом требования информатизации, которое, прежде всего, предполагает прокладку СКС, обеспечивающих передачу всех перечисленных выше видов трафика. Концепция ИЗ увязывает вместе строительные и ИТ.

Любое строительство должно начинаться с прокладки дорог. Ни один хозяйственник не будет покупать высокоскоростную машину, чтобы использовать ее на лесных тропах. В ИТ подобное наблюдается сплошь и рядом - приобретают мощный компьютер и устанавливают на него мощное ПО, не располагая достаточными производственными средствами обмена. И выглядит этот компьютер подобно болиду «Формулы 1» на лесной просеке. Практика и опыт подсказывают концепцию первичности телекоммуникационной среды, в частности кабельной системы, при создании АСУ и построения на основе кабельной системы всех вышерасположенных уровней архитектуры АСУ.

Одна из особенностей промышленного производства, сказывающаяся на средствах автоматизации, - сильные электромагнитные наводки от автоматических подъемников, электропечей, станов, станков и другого цехового оборудования, значительная запыленность помещений и территорий. Специфика производственной среды требует повышенного внимания к средствам защиты коммуникационного и компьютерного оборудования, а также определенных расходов.

При этом следует учитывать, что характер производства предполагает бесперебойную работу удаленных от заводоуправления основных служб (экспедиции цехов, склады, ОТК цехов, отдел кадров и т. п.). Разрыв связи этих служб с основными информационными базами предприятия более чем на 5 мин недопустим. Это обусловливает необходимость введения в основных подсетях режима реального времени, а значит, и высоких скоростей передачи (100-150 Мбит/с и выше). К сказанному надо добавить, что в современных условиях очень важно обеспечить конфиденциальность и сохранность коммерческой информации предприятия.

Требования надежной защиты и высокой скорости ПД диктуют необходимость в использовании ВОК в качестве линий связи. Помимо всего прочего оптическая среда позволяет поднять скорость передачи на 3-4 порядка, по сравнению с медными линиями, при очень высоком качестве.

Существует мнение, что решения на основе ВОК дороги и к тому же предназначены для специальных приложений. Что касается второго тезиса, представления об экзотичности волоконной оптики лишены каких бы то ни было оснований. Достаточно сказать, что в армии США оптоволокно применяется для оперативной связи низшего звена (до уровня взвода) в боевых условиях, а в Японии - висит на столбах, как у нас в сельской местности электропровода.

С экономической стороны начальные затраты на волоконную оптику действительно выше, чем на медные системы, но эта разница очень быстро и многократно окупается. Во-первых, расходы на обслуживание волоконно-оптических систем гораздо ниже, чем в случае многожильного медного кабеля. Во-вторых, более высокая пропускная способность пропорционально уменьшает стоимость передачи единицы информации. И в-третьих, появляется возможность транспортировки в едином потоке различных видов трафика - речевого, видео, сигнального, технических файлов и т.п.

По своей физической природе сами ВОК не излучают (что позволяет обеспечить полную защищенность передаваемой информации), невосприимчивы к любым видам электромагнитных помех, мало подвержены воздействию влаги, кислот, солей и нефтехимических загрязнений, которые характерны для условий эксплуатации на горно-металлургических (и, видимо, не только) предприятиях.

Передавать информацию без ретрансляции можно на расстояния до 2-5 км на многомодовом и до 70 км на одномодовом волокне. Это позволяет построить всю коммуникационную инфраструктуру предприятия без единой станции ретрансляции. Возможности мультиплексирования в оптоволокне в сотни раз выше, чем на медном кабеле. Созданная оптическая сеть будет служить до морального старения лет 25, практически не требуя затрат на обслуживание; другими словами, произведенные инвестиции останутся актуальны в течение минимум 20 лет.

Однако в условиях большого разнообразия кабельных систем и сетевого оборудования, порой плохо между собой стыкуемого, всегда остается проблема выбора конкретного решения из представленных на рынке. В сложных условиях промышленного производства прокладка и монтаж кабеля сопряжены с рядом проблем. Построение сети на основе ВОК требует высокой квалификации, если не сказать - искусства. Так, для получения оптимальной структуры кабельной системы необходимо варьировать десятки параметров (таких как дисперсия, апертура, длина волны излучения, полоса пропускания, модальность оптического волокна, типы оконечных разъемов, излучателей и приемников, количество и типы соединительных муфт, диаметры волокон и метод их сращивания, допустимый энергетический потенциал активного оборудования защиты и т.п.) и специально подбирать кабели и оборудование для передачи на нужное расстояние (особенно если оно превышает 2 км). Кроме того, аппаратура передачи должна быть согласована с кабельной сетью.

Вывод очевиден: насколько профессионально будет построена кабельная система, настолько гибкими и надежными окажутся информационные связи и коммуникации.

⇐Концепции проектирования сетей промышленных предприятий | Корпоративные сети связи | Топология и конфигурация сети⇒