15.04.2016

Создание современных коммутаторов Ethernet для корабельных автоматизированных комплексов связи

Акционерное общество «Морион» – один из ведущих разработчиков и производителей телекоммуникационного оборудования в России – представляет свою новую продуктовую линейку – серию коммутаторов Ethernet исполнения для морской техники, предназначенную для применения в составе автоматизированных комплексов связи (АКС) надводных кораблей ВМФ ВС РФ.

Коммутатор магистральный КММ-ХХХХ
 

Особенностью требований, предъявляемых к новым и модернизируемым АКС, является дополнение их привычного функционала современными информационными и телекоммуникационными сервисами. В перечень новых задач АКС входит интеграция на уровне протоколов обмена различных взаимодействующих корабельных систем на единой транспортной платформе. Предъявляются повышенные требования по информационной безопасности и защите информации в соответствии с требованиями стандартов и руководящих документов восьмого Управления Министерства обороны Российской Федерации. Характерные для морской и океанской зоны климатические условия предполагают защищенное исполнение аппаратуры. Современные системы и сервисы требуют высокоскоростной, достоверной и надёжной передачи данных, всё чаще наряду с медными применяются волоконно-оптические линии связи. Требует оптимизации и само кабельное хозяйство, объём которого сказывается на надёжности, удобстве эксплуатации и простоте обслуживания АКС. Работоспособность АКС в любой обстановке должна обеспечиваться резервированием каналов связи, применением кольцевых топологий, предполагающих наличие в коммутаторах функций маршрутизации.

Компания «Морион» предлагает принципиально новые корабельные коммутаторы локальной сети, сочетающие в себе:

  • интегрированную транспортную платформу с объединением в одном блоке медных и оптических узлов коммутации;
  • механизмы коммутации (Layer 2) и маршрутизации (Layer 3);
  • широкий набор сетевых протоколов, обеспечивающих всю полноту требуемых сервисов;
  • программные и аппаратные средства защиты передаваемой информации;
  • наивысшие показатели скорости, качества и надёжности передачи данных;
  • защищенное исполнение, устойчивое к воздействиям разрушающих факторов;
  • высокую надёжность, простоту эксплуатации, обслуживания и ремонта;
  • возможность унификации систем и комплексов с другими кораблями.

Проекты по созданию корабельных сетей на базе коммутаторов Ethernet для разных типов кораблей предполагают использование разных типов коммутаторов из линейки ОАО «Морион»:

  • коммутаторы неуправляемые в простом и защищенном исполнении на отечественной либо импортной элементной базе;
  • коммутаторы с функциями маршрутизации управляемые уровней L2, L3 магистральные и абонентские в простом и защищенном исполнении.

Флагманскую линейку формируют коммутаторы:

  • магистральный КММ-ХХХХ – с функциями маршрутизации управляемый уровней L2, L3 в защищенном исполнении;
  • абонентский КАМ-ХХХХ – с функциями маршрутизации управляемый уровней L2, L3 в защищенном исполнении.

Коммутаторы КММ-ХХХХ и КАМ-ХХХХ построены в блочно-модульном исполнении на одной платформе, которая позволяет путём компоновки модулей собрать вокруг одного сетевого процессора как абонентский, так и магистральный коммутатор. Коммутаторы предназначены для работы в локальной сети с технологией Ethernet 10/100/1000/10000 с электрическими и волоконно-оптическими каналами, предназначенными для передачи различных типов данных (голосовые, видеоданные) с заданным качеством обслуживания. Они обеспечивают коммутацию кадров Ethernet, поступающих через внешние стыки, и маршрутизацию кадров Ethernet на основе данных протокола IPv4.

КММ-ХХХХ применяется в качестве коммутатора уровня агрегации c интерфейсами:

  • 12 портов Ethernet 1000Base-T;
  • 12 оптических портов Ethernet 1000Base-SX;
  • 4 оптических порта Ethernet 10GBase-SR.

КАМ-ХХХХ применяется в качестве коммутатора уровня доступа c интерфейсами:

  • 24 порта Ethernet 1000Base-T с обеспечением абонентов питанием по стандарту POE+ мощностью до 25Вт в соответствии со стандартом IEEE 802.3at;
  • 2 оптических порта Ethernet 1000Base-SX;
  • 2 оптических порта Ethernet 10GBase-SR.
Коммутатор абонентский КАМ-ХХХХ
 

Условия эксплуатации коммутаторов установлены ГОСТ РВ 20.39.304-98 для аппаратуры надводных кораблей групп исполнения 2.1.1, 2.2.1.
Питание осуществляется от сети постоянного тока напряжением 48В. Предусмотрено защитное заземление.
Управление осуществляется через консольный интерфейс компьютера через порт RS‑232.

Коммутаторы сочетают в себе следующие возможности:

  • поддержка построения сети передачи данных с заданным качеством обслуживания и обеспечение обработки информации различных типов;
  • обеспечение построения сети Ethernet 802.3 посредством подключения аналогичных коммутаторов, специальных коммутаторов, а также совместимых сетевых или абонентских устройств по электрической или оптической физической среде передачи;
  • обеспечение функции счетчиков переданных, принятых и отброшенных IP-пакетов или кадров, количества информации, ошибок в соответствии со спецификациями обрабатываемых протоколов для обеспечения диагностики сбоев и неисправностей оборудования, сети, протоколов, а также учета количества переданной информации;
  • реализация программно-аппаратного механизма для выявления сбоев («зависаний») программного обеспечения и аппаратных средств коммутатора и выполнения заданных в конфигурации коммутатора специальных действий;
  • обеспечение обработки ситуаций переполнения памяти для хранения журналов, статистики и файлов конфигурации;
  • поддержка функции управления и диагностики по протоколу SNMP;
  • поддержка функции Auto MDI/MDIX;
  • обработка пакетов большого размера до 9000 байт.

Совместимость с другими устройствами на уровне сетевых интерфейсов обеспечивается соблюдением спецификаций и протоколов основных стандартизирующих организаций:

  • института инженеров электротехники и электроники (IEEE);
  • инженерного совета Интернет (IETF);
  • международной электротехнической комиссии (IEC).

Коммутаторы выполнены в конструктивном исполнении высотой 3U, шириной 19”, глубиной 400мм, весом не более 15 кг. Каркас блока коммутатора – кассета усиленной конструкции с повышенными требованиями по ЭМС.

Подключение всех внешних подводящих цепей осуществляется с передней плоскости блока. Крепление блока в стойке выполнено с заглублением 45 мм. Каркас снабжен ручками, для удобного монтажа блока в стойке.

Блок коммутатора предназначен для механического крепления и электрического соединения установленных плат. В блок вставляются модули, фиксируются в направляющих внутри каркаса и стыкуются через соединители в кросс-плате.

На передних панелях модулей размещены разъемные соединители и элементы индикации. Для подключения силовых кабелей питания постоянного тока напряжением 48В используются соединители всеклиматического исполнения с контактами сечением 2 кв.мм. Для подключения медных сигнальных проводов Ethernet используется разъем с защитой оболочки IP68, предназначенный для работы в условиях от - 50 до + 125°C. Для подключения оптических сигнальных проводов Ethernet используется разъем типа FC, центрирующая трубка которого выполнена из бронзы.

Уровень создаваемых электромагнитных полей снижен за счет применения специальных схемных решений. Соответствие коммутаторов требованиям по стойкости к воздействию электромагнитных полей, индустриальных помех, радиопомех и импульсного магнитного поля достигается применением защитных экранов на модулях.

Соответствие требованиям климатических условий эксплуатации достигается благодаря применению радиоэлектронных комплектующих с расширенным температурным диапазоном, а также применению технологии покрытия плат защитным гидрофобным составом. Элементы, не обрабатываемые защитным составом, выполнены из материалов не подверженных воздействию вредных факторов. Компоненты с расширенным диапазоном рабочих температур позволяют использовать коммутаторы в условиях от –40 до +50°С.

Соответствие требованиям механических условий эксплуатации достигается за счет использования каркаса повышенной прочности и усиления плат металлическими рамками.

Коммутаторы разработаны с учётом прогрессивных технологических процессов, максимального использования унифицированного оборудования, с применением перспективных материалов и комплектующих, с широким внедрением микроэлектроники, микропроцессорной техники и методов комплексной миниатюризации.

Коммутаторы обеспечивают непрерывную круглосуточную работу за счёт использования надежных электронных компонентов и современной схемотехники. Срок службы изделия до заводского ремонта составляет не менее 10 лет. Гарантийный срок хранения – 8 лет с момента приемки изделия на предприятии-изготовителе. Гарантийный срок эксплуатации – 5 лет в пределах гарантийного срока хранения с момента ввода в эксплуатацию.

В коммутаторах реализована система внутреннего контроля, обеспечивающая:

  • контроль работоспособности модулей питания и состояния портов в процессе функционирования с соответствующей индикацией состояния;
  • контроль работоспособности программного обеспечения, перезапуск ПО или всего коммутатора;
  • запись важных событий в системный журнал;
  • возможность контролировать состояние коммутатора и модулей с помощью SNMP.

Коммутаторы соответствуют эксплуатационным требованиям эргономики и технической эстетики. Присоединительные разъёмы и индикаторы коммутаторов имеют маркировку назначения. Конструкция обеспечивает удобный доступ в процессе эксплуатации ко всем разъемам, элементам управления и индикации и исключает неправильное подключение кабелей во время эксплуатации, обслуживания и ремонта.

Коммутаторы при эксплуатации не требуют работ по настройке и регулировке. Конструкция предусматривает хранение конфигураций в энергонезависимой памяти.

Программное обеспечение коммутаторов обеспечивает взаимодействие по протоколам IPv4, UDP, TCP, работу в соответствии с требованиями RFC 1122. Реализует функцию «Разрыв петель» в топологии сети Ethernet по протоколу связующего дерева (Spanning Tree) в соответствии со стандартами IEEE 802.1w RSTP. 

Коммутаторы в рамках основных классов задач обеспечивают:

  • Протоколы резервирования: 
    - функция разрыва петель в топологии сети Ethernet по протоколу связующего дерева Spanning Tree в соответствии с стандартами IEEE 802.1w;
    - протокол G.8032 Ethernet Ring Protection;
    - протокол Bidirectional Forwarding Detection, в соответствии со спецификациями RFC 5880, RFC 5881 и RFC 5882 для выявления сбоев между передающими сторонами.
  • функции канального уровня:
    - агрегирование каналов передачи данных, проходящих через физические интерфейсы, согласно IEEE 802.3ad;
    - поддержка VLAN 802.1Q;
    - функция диагностики интерфейсов Ethernet OAM;
    - фильтрация пакетов по MAC-адресам.
  • функции сетевого уровня:
    - протокол резервирования шлюза Virtual Router Redundancy Protocol;
    - протокол динамической конфигурации узла IP-сети Dynamic Host Configuration Protocol в соответствии со спецификацией RFC 2131;
    - статическая маршрутизация;
    - динамическая маршрутизация - OSPF v2;
    - многоадресное вещание (Multicast), поддержка IGMP, PIM-DM, PIM-SM;
    - взаимодействие с коммуникационным оборудованием по протоколу Link Layer Discovery Protocol.
  • управление и мониторинг:
    - функция системного электронного журнала на основе протокола Syslog;
    - интерфейс командной строки;
    - поддержка TFTP клиента;
    - управление и диагностика по протоколу SNMP;
    - протокол синхронизации времени Network Time Protocol;
    - поддержка технологии зеркалирования трафика.
  • Безопасность:
  • Управление контролируемым доступом;
  • Функции локальной аутентификации;
  • Функции ARP anti-flooding, ARP anti-spoofing, ARP inspection;
  • Поддержку списков контроля доступа.

В качестве интерфейса управления используется интерфейс командной строки через консоль RS-232, Telnet, SSH. Обеспечено журналирование вводимых команд, возможность поддержки команд отладки (команды для вывода в реальном времени детальной информации о работе аппаратной и программной части коммутатора). Предусмотрена возможность задания нескольких IP-адресов на порту управления.

Описываемое семейство коммутаторов уже нашло своё применение в рамках проводимой по утверждённой Минобороны России программе модернизации АКС тяжелых атомных ракетных крейсеров в части внутрикорабельной связи.

Для более лёгких и компактных видов кораблей в линейке «Морион» предусмотрены абонентские коммутаторы защищенного исполнения КАМ-1086. Коммутаторы КАМ-1086 выполнены в корпусе размером 1U 19” со степенью защиты IP68.

Для применения в защищенных отсеках или на береговых объектах связи баз ВМФ предусмотрены абонентские коммутаторы КАМ-1008Н8 в конструктиве 3U типоразмера Eurocard для установки в кассету. Их аналог на отечественной элементной базе – коммутатор абонентский КАМ-1082С разработан на базе микропроцессора российского производства.

Коммутатор абонентский КАМ-1086 Коммутатор абонентский КАМ-1008Н8
   

КАМ-1086, КАМ-1008Н8 и КАМ-1082С представляют собой неуправляемые коммутаторы Ethernet, выполняющие стандартные функции коммутатора типа «switch». Они имеют по 8 портов 10/100/1000 BaseT, используются в вычислительных сетях передачи данных (IEEE 802.3/Ethernet) с целью коммутации оконченных устройств внутри сети на основе МАС-адресов.

Таким образом, на сегодняшний день компания «Морион» располагает обширной линейкой коммутаторов Ethernet для применения на кораблях ВМФ, перекрывающей потребности разных видов как судовых, так и береговых узлов и комплексов связи. Тем не менее, компания не останавливается на достигнутом.

В самой ближайшей перспективе – работы по созданию коммутатора Ethernet со встроенным межсетевым экраном (МСЭ), предназначенный для коммутации кадров Ethernet с обеспечением управления качеством обслуживания и межсетевого экранирования потоков данных одноуровневых административно изолированных сетей Ethernet. Тем самым будет занято важное место в типовой структуре сети связи корабля и обеспечено единообразие применяемого сетевого системообразующего оборудования.

2016 год – особенно знаковый для компании «Морион». 60 лет назад 28 декабря 1956 года подписан приказ Министра промышленности №374: «В связи с окончанием строительства первой очереди завода аппаратуры дальней связи начать производственно-эксплуатационную деятельность на строящемся заводе АДС с 1 января 1957 года». Эта дата считается днем рождения предприятия, и следующий 2017 год станет юбилейным.

Сегодня ОАО «Морион» – это стремительно развивающаяся приборостроительная компания – российский разработчик и производитель оборудования связи, осуществляющий полный цикл работ по обеспечению надёжной и бесперебойной связи своим Клиентам. Конструкторский потенциал и технологические возможности собственной производственной и испытательной базы позволяют в сжатые сроки осуществлять разработку, испытания, сертификацию и постановку в серийное производство высокотехнологичной аппаратуры связи, созданной под индивидуальные требования Заказчиков.

Заместитель главного конструктора ОАО "Морион" А.С. Бондаренко
Заместитель руководителя направления сетевого оборудования ОАО "ТАКТ" Ю.А. Шатунов
Ведущий инженер ОАО "ТАКТ" С.В. Заморин