Локальная сеть со свойствами резервирования

Изобретение относится к области электрической связи, а именно к средствам передачи дискретной информации, в частности к локальным сетям Ethernet, и может быть использовано для резервированных локальных сетей, применяемых на одном или нескольких сложных промышленных объектах, например морских причалах для отгрузки углеводородов. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности построения надежной резервированной локальной сети на нескольких объектах или на объекте, состоящем из стационарной и полноповоротной частей. Новым в изобретении является то, что упомянутая локальная сеть выполнена в виде кольца, одна часть которого смонтирована на стационарной части объекта, а другая - на его полноповоротной части, с образованием двух точек разрыва магистрали, одна из точек разрыва выполнена в виде оптоволоконного поворотного соединителя, а другая - в виде системы радиодоступа, при этом упомянутая локальная сеть содержит менеджер резерва, выполняющий функции отключения или подключения концов магистрали сети при обнаружении или отсутствии ошибок в сети. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электрической связи, а именно к средствам передачи дискретной информации, в частности к локальным сетям Ethernet, и может быть использовано для резервированных локальных сетей, применяемых на одном или нескольких сложных промышленных объектах, например морских причалах для отгрузки углеводородов.

Известна локальная сеть со свойствами резервирования с удвоенной (dual bus system) магистралью - каналом передачи данных (см. патент США №4780869, МПК⁷ H04J 1/16 от 1987 г.). В такой сети передача информации параллельно дублируется по второму кабелю.

Недостатком данной локальной сети является необходимость использования удвоенного количества коммуникационных узлов приемников, кабеля, и, как следствие, высокая стоимость.

Наиболее близкой по технической сущности к настоящему изобретению является локальная сеть со свойствами резервирования, имеющая менеджер резерва и два линейных конца, подключенные к упомянутому менеджеру резерва (см. патент США №6430151, МПК⁷ H04L 29/14 от 2000 г. - прототип). Принцип резервирования локальной сети по прототипу заключается в использовании линейной топологии сети, у которой оба линейных конца магистрали подключены к коммутатору 2-го уровня, выполняющему функции менеджера резерва. Эта сеть имеет линейную структуру и позволяет подключать абонентов в сеть с помощью только одного коммуникационного узла, что дешевле, чем в локальной сети с удвоенной магистралью.

Недостатком такой локальной сети является невозможность ее применения на одном или нескольких сложных промышленных объектах, имеющих стационарную и полноповоротную части, например на морских причалах для отгрузки нефти или полноповоротных плавкранах.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение возможности построения надежной резервированной локальной сети на нескольких объектах или на объекте, состоящем из стационарной и полноповоротной частей.

Это достигается в локальной сети со свойствами резервирования, сформированной по линейной топологии и имеющей менеджер резерва и два линейных конца, подключенных к упомянутому менеджеру резерва, тем, что упомянутая локальная сеть выполнена в виде кольца, одна часть которого смонтирована на стационарной части объекта, а другая - на его полноповоротной части, при этом упомянутая локальная сеть содержит две независимые и различные по физическим принципам информационные системы для обмена данными между стационарной и полноповоротной частями объекта.

Указанный технический результат также достигается в локальной сети со свойствами резервирования тем, что одна из упомянутых информационных систем для обмена данными между стационарной и полноповоротной частями объекта выполнена в виде оптоволоконного поворотного соединителя, одна часть которого установлена на стационарной части объекта, а другая смонтирована на оси вращения полноповоротной части упомянутого объекта.

Кроме того, указанный технический результат достигается в упомянутой локальной сети со свойствами резервирования тем, что вторая упомянутая информационная система обмена данными выполнена в виде системы радиодоступа, содержащей антенно-фидерный тракт в виде радиоизлучающего кабеля, установленного на одной части упомянутого объекта, и антенны, смонтированной на другой части объекта, для обеспечения обмена данными при любом положении полноповоротной части объекта относительно его стационарной части.

Сущность заявляемого изобретения поясняется на примере заявляемой локальной сети со свойствами резервирования, расположенной на стационарном морском причале для отгрузки углеводородов.

На фигуре 1 схематически изображен стационарный морской причал для отгрузки углеводородов, на котором предусматривается заявляемая локальная сеть со свойствами резервирования;

на фигуре 2 - пример конструктивного выполнения структурной схемы резервированной локальной сети на указанном выше стационарном морском причале для отгрузки углеводородов.

Стационарный морской причал для отгрузки углеводородов состоит из стационарной части - опорного основания 1, установленного на морском дне 2, и полноповоротной части 3, которая включает в себя швартовно-грузовое устройство 4 с отгрузочной стрелой 5, посредством которой осуществляется отгрузка углеводородов на танкер 6 с помощью отгрузочного шланга 7. Швартовно-грузовое устройство 4 с отгрузочной стрелой 5 вращается относительно опорного основания 1 вокруг оси 8.

Заявляемая локальная сеть 9 со свойствами резервирования выполнена в виде кольца, части которого расположены на стационарной 1 и полноповоротной 3 частях отгрузочного причала с осью вращения 8 и включают в себя промышленные коммутаторы 10 и 11, подключенные по линейной топологии к магистрали 12, которая может быть выполнена в виде оптоволоконного кабеля или традиционного сетевого кабеля с витыми медными жилами. Коммутатор 11 выполняет функции менеджера резерва, а именно: обнаружение ошибок в сети, логическое подключение подключенных к нему линейных концов 13 и 14 магистрали 12 при обнаружении ошибок и логическое отключение концов 13 и 14 магистрали 12 при отсутствии ошибок в сети.

Одна часть коммутаторов 10 и менеджер резерва 11 установлены на стационарной части 1, другая часть коммутаторов 10 устанавливается на полноповоротной части 3 отгрузочного причала. К коммутаторам 10 и менеджеру резерва 11 подключаются сетевые абоненты 15 стационарной 1 и полноповоротной 3 частей отгрузочного причала.

Соединение коммутаторов 10 стационарной части 1 причала отгрузки с коммутаторами 10 полноповоротной части 3 осуществляется в двух точках с помощью оптоволоконного поворотного соединителя 16 и системы радиодоступа 17, которые включаются в разрывы магистрали 12.

Оптоволоконный поворотный соединитель 16 предназначен для высокоскоростного обмена данными между вращающимися соединениями и состоит из двух блоков, из которых один - 18 - устанавливается на стационарной части 1, другой - 19 - на полноповоротной 3. Оптоволоконный поворотный соединитель 16 включен в магистраль 12 сети следующим образом: блок 19 - со стороны полноповоротной части 3, блок 18 - со стороны стационарной части 1 отгрузочного причала.

Система радиодоступа 17 предназначена для высокоскоростного обмена данными между пространственно разнесенными объектами и состоит из двух радиомодулей 20, один из которых установлен на стационарной части 1, другой - на полноповоротной части 2. Радиомодули 20 включены в магистраль 12 локальной сети 9 со стороны стационарной 1 и полноповоротной 3 частей отгрузочного причала. Для обеспечения обмена данными между стационарной 1 и полноповоротной 3 частями причала антенно-фидерный тракт системы радиодоступа 17 выполнен в виде антенны 21, расположенной на полноповоротной 3 части отгрузочного причала, и радиоизлучающего кабеля 22, размещенного на его стационарной части 1. Антенна 21 и радиоизлучающий кабель 22 устанавливаются в зоне прямой видимости, при этом радиоизлучающий кабель 22 устанавливается таким образом, чтобы обеспечивалось его облучение антенной 21 при любом положении полноповоротной части 3 причала относительно стационарной.

Принцип работы заявляемой локальной сети со свойствами резервирования состоит в следующем.

При отсутствии ошибок в сети менеджер резерва 11 логически разъединяет линейные концы 13 и 14 подключенной к нему магистрали 12. При обнаружении в сети ошибок менеджер резерва 11 логически соединяет линейные концы 13 и 14 подключенной к нему магистрали 12. Обмен данными между стационарной 1 и полноповоротной 3 частями отгрузочного причала осуществляется одновременно через оптоволоконный поворотный соединитель 16 и систему радиодоступа 17 как при отсутствии ошибок в сети 9, так и при наличии их.

Отключение или выход из строя любого из устройств обмена данными - оптоволоконного поворотного соединителя 16 или системы радиодоступа 17 определяется менеджером резерва 11 как ошибка. Менеджер резерва 11 логически соединяет линейные концы 13 и 14 подключенной к нему магистрали 12, тем самым обеспечивается исключение потерь обмена данными между абонентами 15 локальной сети 9 стационарной 1 и полноповоротной 3 частей отгрузочного причала.

Изобретение позволяет обеспечить построение надежной резервированной высокоскоростной локальной сети, сформированной по линейной топологии, объединяющей стационарную и полноповоротную части отгрузочного причала. Сформированная таким образом сеть представляет собой кольцо, одна часть которого находится на стационарной части, а другая - на полноповоротной.

Применение двух независимых информационных систем высокоскоростного обмена данными между стационарной и полноповоротной частями объекта, использующих разные физические принципы обмена данными, позволяет осуществлять бесперебойную работу жизненно важных систем отгрузочного причала. Коммутатор, выполняющий функции менеджера резерва, может находиться на любой из частей сформированного кольца. При отсутствии ошибок в сети менеджер резерва логически разъединяет линейные концы подключенной к нему магистрали. При обнаружении в сети ошибок, менеджер резерва логически соединяет линейные концы подключенной к нему магистрали. Обнаружение ошибок осуществляется менеджером резерва. Таким образом, данная локальная сеть остается линейной как при отсутствии в ней ошибок, так и при наличии их. Соединение сформированной таким образом сети - частей кольца, расположенных на стационарной и полноповоротной частях объекта, осуществляется применением двух независимых систем высокоскоростного обмена данными, использующих разные физические принципы: оптоволоконный поворотный соединитель и систему радиодоступа.

Применение антенно-фидерного тракта в виде радиоизлучающего кабеля, установленного на стационарной части объекта, и антенны, смонтированной на полноповоротной части объекта, позволяет обеспечить надежный радиообмен без замираний и побочных отражений при любом положении полноповоротной части отгрузочного причала относительно стационарной, а также при вращении их друг относительно друга.

Локальная сеть со свойствами резервирования, сформированная по линейной топологии в виде кольца и имеющая менеджер резерва, подключенный к двум концам магистрали сети, отличающаяся тем, что одна часть кольца магистрали упомянутой локальной сети смонтирована на стационарной части объекта, а другая - на его полноповоротной части с образованием двух точек разрыва магистрали, одна из точек разрыва выполнена в виде оптоволоконного поворотного соединителя, а другая - в виде системы радиодоступа, менеджер резерва выполняет функции отключения или подключения концов магистрали сети при обнаружении или отсутствии ошибок в сети, при этом одна часть оптоволоконного соединителя установлена на стационарной части объекта, а другая смонтирована на оси вращения полноповоротной части упомянутого объекта, а система радиодоступа содержит антенно-фидерный тракт в виде радиоизлучающего кабеля, установленного на одной части упомянутого объекта, и антенны, смонтированной на другой части объекта для обеспечения обмена данными при любом положении полноповоротной части объекта относительно его стационарной части, а также при вращении их относительно друг друга.