Цифровизация магистралей
История с географией
В далеком 1998г. у команды молодых инженеров-выпускников МИФИ возникла идея создать систему передачи лучше, чем ИКМ-30, с современными методами передачи сигнала по медным парам и возможностью совместной работы с аналоговой системой К-60. Реализовать задачу пытались и раньше — с помощью xDSL-модемов Watson 2, Watson 3 и т.д., но безуспешно. Стало понятно, что западные технологии «в чистом виде» в России не работают.
Нужно было создавать систему…
…С НУЛЯ
В конце 90-х годов НТЦ НАТЕКС начал разработку цифровой системы передачи (ЦСП) MEGATRANS-L, специально предназначенной для магистральных кабельных линий. Она должна была отвечать следующим требованиям: заменять аналоговые системы К-60 без проведения кабельных работ, использовать линейное кодирование САР, поддерживать до шести дистанционно-питаемых регенераторов. НАТЕКС начал поставки этой системы в 1999 г., которые можно считать точкой отсчета в решении проблемы цифровизации медно-кабельных магистральных линий.
При анализе опыта установок первой системы MEGATRANS-L был выявлен ряд недостатков: требовалась индивидуальная настройка каждого сегмента, регенерационный участок в некоторых случаях превышал 20 км, где оборудование вело себя неустойчиво, отсутствовала служебная связь.
Во втором поколении MEGATRANS-2L (2000 г.) большинство проблем было устранено, впервые в отечественной и мировой практике был реализован алгоритм аналоговой обработки и коррекции сигнала (АОКС) собственной разработки НАТЕКС. АОКС позволяет отказаться от индивидуальной настройки оборудования под каждый сегмент линии с одновременным увеличением длины участка регенерации. При этом значительно упрощаются монтажные и пусконаладочные работы, полностью перекрываются регенерационные участки системы К-60.
В 2002 г. НАТЕКС вывел на рынок новую разработку серии — MEGATRANS-3L, которая в полном объеме отвечает требованиям к магистральным системам передачи благодаря применению нового метода линейного кодирования и блока АОКС. Более того, для расширения сфер применения в ведомственных и технологических сетях MEGATRANS-3L позволяет организовать групповые телефонные каналы, каналы ТЧ и передачи данных. Дополнительно система обладает возможностью выделения/вставки канальных интервалов 64 кбит/с в регенераторах (FE1). Эти выделенные каналы можно передавать на расстояния до 10 км от регенератора. Одновременно с полномасштабной системой MEGATRANS-3L НАТЕКС предложил и экономичный вариант MEGATRANS-3M.
Центр
За прошедшие годы устанавливались опытные линии и трассы, предназначенные для коммерческой эксплуатации, накапливался опыт пусконаладочных работ.
В 2000 г. руководство ОАО «Связьтранснефть» обратилось в НАТЕКС с просьбой построить цифровой линейный тракт Текстильщики-Диаскан для организации видеоконференции. Тогда и была поставлена в «Связьтранснефть» первая значительная партия оборудования линейного тракта MEGATRANS.
Перед началом работ на трассе связисты-нефтяники несколько скептически отнеслись к возможностям MEGATRANS, усомнившись, что в одном кабеле смогут одновременно работать аналоговые и цифровые системы передачи. Однако ситуация была безвыходной — цифровой линейный тракт следовало построить в короткие сроки при ограниченных финансовых ресурсах. Конечно, задачу можно было решить с помощью оптоволокна и оптических мультиплексоров или радиорелейного оборудования, но это требовало значительно больше времени и ресурсов.
В начале 2001 г. оборудование было оперативно смонтировано, настроено и запущено в эксплуатацию. На контрольном прогоне были получены результаты, свидетельствовавшие о высоком качестве построенной ЦСП. С каждым годом на этой трассе длиной 140 км требовалось увеличивать суммарную пропускную способность линейных трактов и включать дополнительные интерфейсы. Система MEGATRANS позволяла решать задачу поэтапно.
В настоящее время на участке Текстильщики—Развилка проложен оптический кабель и включены оптические мультиплексоры, а медные кабели лежат в резерве (рис. 1). На трассе Развилка—Коломна параллельно работают 4 системы МEGATRANS, проектируется пятый линейный тракт на этом же оборудовании для решения задач телемеханизации задвижек (ПКУ) трубопровода. На всех узлах связи между Текстильщиками и Рязанью используется мультиплексорное оборудование NATEKS ММХ.
Рис. 1. Схема трассы Текстильщики-Развилка-Бронницы-Коломна
Заглянем на несколько лет вперед и предположим, что на участке Развилка—Коломна будет проложен оптический кабель. В этом случае оборудование MEGATRANS может быть использовано на других трассах данной отрасли. Оборудование легко монтируется и настраивается, что сокращает время ввода в эксплуатацию. А медных кабелей с аналоговыми системами передачи в ОАО «Связьтранснефти» еще более чем достаточно.
Поволжье
2003 г. — началась цифровизация трассы Кузьмичи-Зензеватка-Коробки (Нижневолжское ПТУС) с применением оборудования MEGATRANS, которое работает здесь в одно- и двухкабельном режимах.
2004 г. — поставлена задача телемеханизации 16 задвижек на основе ранее установленного оборудования линейного тракта MEGATRANS-3L (длина цифрового тракта — 146 км).
Четкая последовательность поставок — отличительная черта этого проекта: в 2003 г. включено оборудование MEGATRANS-3L на участке Кузьмичи-Зензеватка, а в 2004 г. — Зензеватка-Коробки; в 2005 г. были подключены ПКУ.
Кавказ
В 2003 г. для трассы Хасавюрт-Сулак-Махачкала-Избербаш-Геджухская-Самур (Северо-Кавказский ПТУС) длиной 300 км было поставлено оборудование линейного тракта МEGATRANS-3L, мультиплексорное оборудование NATEKS ММХ и оборудование для телемеханизации 25 ПКУ (рис. 2).
Интерфейсы FXS, ТЧ и RS232 включены по схемам «точка-точка» и «точка-многоточка». Информация о состоянии задвижек трубопровода собирается на узле связи в г. Самур и далее передается по каналам связи в Тихорецк. Таким образом, диспетчер, находящийся за сотни километров от трассы нефтепровода, круглосуточно получает оперативную информацию о процессе перекачки нефти.
На примере установки ПКУ от НУП 8/3 (участок Махачкала-Сулак) видно, что можно включить последовательно несколько задвижек «на запад» (ПКУ190—ПКУ193—ПКУ195) и «на восток» (ПКУ201—ПКУ114).
В комплект оборудования связи на ПКУ входит также источник питания с аккумулятором. В случае пропадания электроэнергии на ПКУ это дает возможность оборудованию связи работать несколько часов в автономном режиме.
Рис. 2. Схема трассы Хасавюрт-Сулак-Махачкала-Избербаш-Геджухская-Самур
И далее…
Аналогичные задачи решаются с помощью разработок НАТЕКСа не только в нефтяной отрасли, но и на предприятиях ОАО «Газпрома», например на участке Тольятти-Сергеевск ООО «Самаратрансгаза». Два-три года назад аналогичные задачи реализовывала компания ОАО «Телекомнефтепродукт» на трассе Рязань-Венев-Плавск-Стальной Конь, где работы по монтажу и настройке оборудования выполнялись совместно с системным интегратором ОАО «Оптима». В настоящее время прорабатывается много проектов по модернизации систем контроля перекачки газа и нефтепродуктов на различных предприятиях.
Новое оборудование сокращает время реакции системы телемеханики на сбой в трубопроводе. Чем выше скорость передачи информации в канале связи, тем чаще можно устраивать опросы контрольных параметров и увеличивать их число. В результате, на всех трассах диспетчеры быстрее, чем прежде, получают информацию о состоянии исполнительных механизмов и имеют возможность оперативно управлять ими. Например, в случае аварии трубопровода они могут немедленно дать команду на закрытие задвижки.
Таким образом, MEGATRANS стал стандартным решением для организации технологической сети на предприятиях нефтегазового комплекса. Большое число установок и обученный персонал значительно ускоряют ввод в эксплуатацию новых линий, упрощают техническую поддержку цифровых систем передачи.
В конце прошлого года состоялся первый пуск новой системы MEGATRANS-4. Этот комплекс оборудования предназначен для построения технологических сетей связи — магистральных и распределительных. Более чем вдвое по сравнению с предыдущими системами до 4,6 Мбит/с — увеличена скорость, что используется для передачи двух потоков Е1 и канала передачи данных Ethernet. Полоса пропускания может распределяться произвольно между тремя интерфейсами. Возможно подключение современных систем телемеханики с интерфейсом Ethernet, организация видео наблюдения за объектами связи и видеоконференций с ремонтной бригадой или оператором технологического пункта.
Журнал «ИнформКурьерСвязь», №4, 2006 г.