RU2393639C1

RU2393639C1 - Local network with properties of redundancy

Info

Publication number: RU2393639C1
Application number: RU2009104898/09A
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Руденко (UA); Владимир Васильевич Руденко; Юрий Григорьевич Мандругин (RU); Юрий Григорьевич Мандругин; Виктор Исаакович Троицкий (UA); Виктор Исаакович Троицкий; Владимир Евгеньевич Петров (RU); Владимир Евгеньевич Петров; Давид Исаакович Лившиц (UA); Давид Исаакович Лившиц; Сергей Георгиевич Мудров (RU); Сергей Георгиевич Мудров; Михаил Георгиевич Белоусов (UA); Михаил Георгиевич Белоусов; Николай Аркадьевич Ившин (RU); Николай Аркадьевич Ившин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Лукойл-Калининградморнефть"
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2010-06-27

Abstract

FIELD: information technologies.

SUBSTANCE: invention may be used for redundant local networks used in one or several complicated industrial objects, for instance marine moorages for shipment of carbohydrates. Specified local network is arranged in the form of ring, one part of which is mounted on stationary part of object, and another one - on its full-circle part, with formation of two points of manifold break, one of break points is arrange din the form of optical fibre rotary connector, and the other one - in the form of radio access system, at the same time specified local network comprises manager of redundancy, which connects or disconnects ends of network manifold when errors are detected or not detected in the network.

EFFECT: invention provides for the possibility to build reliable redundant local network at several objects or in object made of stationary and full-circle parts.

2 dwg

Description

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.The invention relates to the field of electrical communications, and in particular to means for transmitting discrete information, in particular to local Ethernet networks, and can be used for redundant local networks used at one or more complex industrial facilities, for example, sea berths for the shipment of hydrocarbons.

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.A local network with redundancy properties with a dual (dual bus system) backbone is known as a data transmission channel (see US patent No. 4780869, IPC ⁷ H04J 1/16 from 1987). In such a network, the transmission of information is duplicated in parallel via a second cable.

Недостатком данной локальной сети является необходимость использования удвоенного количества коммуникационных узлов приемников, кабеля, и, как следствие, высокая стоимость.The disadvantage of this local network is the need to use twice the number of communication nodes of the receivers, cable, and, as a result, the high cost.

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.The closest in technical essence to the present invention is a local area network with redundancy properties, having a reserve manager and two linear ends connected to the said reserve manager (see US patent No. 6430151, IPC ⁷ H04L 29/14 from 2000 - prototype). The principle of reserving a local network according to the prototype is to use a linear network topology, in which both linear ends of the trunk are connected to a level 2 switch that acts as a reserve manager. This network has a linear structure and allows you to connect subscribers to the network using only one communication node, which is cheaper than in a local area network with a double backbone.

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.The disadvantage of such a local network is the impossibility of its application at one or several complex industrial facilities having stationary and full-turning parts, for example, at sea berths for oil shipment or full-rotating crane cranes.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение возможности построения надежной резервированной локальной сети на нескольких объектах или на объекте, состоящем из стационарной и полноповоротной частей.The technical result of the claimed invention is the provision of the possibility of building a reliable redundant local area network at several objects or at an object consisting of stationary and full-turning parts.

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.This is achieved in a local network with redundancy properties formed according to linear topology and having a reserve manager and two linear ends connected to the said reserve manager, in that the said local network is made in the form of a ring, one part of which is mounted on the stationary part of the object, and the other - on its full-turn part, while the said local network contains two independent and different in physical principles information systems for data exchange between the stationary and full-turn parts E object.

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.The indicated technical result is also achieved in a local network with redundancy properties in that one of the mentioned information systems for data exchange between the stationary and full-turn parts of the object is made in the form of a fiber optic rotary connector, one part of which is mounted on the stationary part of the object, and the other is mounted on the rotation axis full turning part of the said object.

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.In addition, the indicated technical result is achieved in the said local network with redundancy properties in that the second mentioned data exchange information system is made in the form of a radio access system containing an antenna-feeder path in the form of a radio-emitting cable installed on one part of the said object and an antenna mounted on another part of the object, to ensure the exchange of data at any position of the full-turn part of the object relative to its stationary part.

Сущность заявляемого изобретения поясняется на примере заявляемой локальной сети со свойствами резервирования, расположенной на стационарном морском причале для отгрузки углеводородов.The essence of the invention is illustrated by the example of the claimed local network with the properties of the reservation, located on a stationary sea pier for the shipment of hydrocarbons.

На фигуре 1 схематически изображен стационарный морской причал для отгрузки углеводородов, на котором предусматривается заявляемая локальная сеть со свойствами резервирования;The figure 1 schematically shows a stationary marine berth for the shipment of hydrocarbons, which provides the claimed local network with redundancy properties;

на фигуре 2 - пример конструктивного выполнения структурной схемы резервированной локальной сети на указанном выше стационарном морском причале для отгрузки углеводородов.figure 2 is an example of a structural implementation of the structural scheme of a redundant local area network at the above stationary sea pier for the shipment of hydrocarbons.

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.A stationary sea berth for the shipment of hydrocarbons consists of a stationary part - a support base 1 installed on the seabed 2, and a full-turn part 3, which includes a mooring-cargo device 4 with a loading boom 5, through which the hydrocarbons are shipped to tanker 6 using the discharge hose 7. The mooring-cargo device 4 with the discharge boom 5 rotates relative to the support base 1 around axis 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.The inventive local network 9 with redundancy properties is made in the form of a ring, parts of which are located on the stationary 1 and full-rotary 3 parts of the shipping pier with the axis of rotation 8 and include industrial switches 10 and 11 connected via a linear topology to the highway 12, which can be made in the form of a fiber optic cable or a traditional network cable with twisted copper conductors. The switch 11 performs the functions of a reserve manager, namely: detecting errors in the network, logically connecting the linear ends 13 and 14 of the line 12 connected to it when errors are detected, and logically disconnecting the ends 13 and 14 of the line 12 in the absence of errors in the network.

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.One part of the switches 10 and the reserve manager 11 are installed on the stationary part 1, the other part of the switches 10 is installed on the full-turn part 3 of the shipping pier. To the switches 10 and the reserve manager 11 are connected network subscribers 15 stationary 1 and full-rotary 3 parts of the shipping pier.

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.The switches 10 of the stationary part 1 of the shipment berth are connected to the switches 10 of the full-turn part 3 at two points using the fiber optic rotary connector 16 and the radio access system 17, which are included in the breaks of the highway 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.The fiber optic rotary connector 16 is designed for high-speed data exchange between rotating joints and consists of two units, of which one - 18 - is installed on the stationary part 1, the other - 19 - on the full-rotary 3. Fiber-optic rotary connector 16 is included in the network trunk 12 as follows: block 19 - from the side of the full-rotary part 3, block 18 - from the stationary part 1 of the shipping pier.

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.The radio access system 17 is designed for high-speed data exchange between spatially separated objects and consists of two radio modules 20, one of which is installed on the stationary part 1, the other on the full-turn part 2. Radio modules 20 are included in the trunk 12 of the local area network 9 from the stationary 1 and full-rotary sides 3 parts shipping dock. To ensure the exchange of data between the stationary 1 and full-rotary 3 parts of the berth, the antenna-feeder path of the radio access system 17 is made in the form of an antenna 21 located on the full-rotary 3 part of the shipping berth, and a radio-emitting cable 22 located on its stationary part 1. Antenna 21 and a radio-emitting cable 22 are installed in the line of sight, while the radio-emitting cable 22 is installed in such a way that it is irradiated by the antenna 21 at any position of the full-turn part 3 of the pier tion stationary.

Принцип работы заявляемой локальной сети со свойствами резервирования состоит в следующем.The principle of operation of the claimed local network with redundancy properties is as follows.

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.If there are no errors in the network, the reserve manager 11 logically disconnects the linear ends 13 and 14 of the trunk 12 connected to it. When errors are detected in the network, the reserve manager 11 logically connects the linear ends 13 and 14 of the trunk 12 connected to it. Data exchange between stationary 1 and full-rotary 3 parts of the shipping pier is carried out simultaneously through a fiber optic rotary connector 16 and a radio access system 17 both in the absence of errors in the network 9, and in the presence of them.

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.The disconnection or failure of any of the data exchange devices — the fiber optic rotary connector 16 or the radio access system 17 — is determined by the reserve manager 11 as an error. The reserve manager 11 logically connects the linear ends 13 and 14 of the trunk 12 connected to it, thereby eliminating the loss of data exchange between subscribers 15 of the local network 9 of stationary 1 and 3-part 3 of the shipping berth.

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.The invention allows for the construction of a reliable redundant high-speed local network formed by a linear topology that combines the stationary and full-turn parts of the shipping pier. The network formed in this way is a ring, one part of which is on the stationary part, and the other is on the full-circle.

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.The use of two independent information systems for high-speed data exchange between the stationary and full-turn parts of the facility, using different physical principles of data exchange, allows for the uninterrupted operation of vital systems of a loading berth. A switch that acts as a reserve manager can be located on any part of the formed ring. If there are no errors in the network, the reserve manager logically disconnects the linear ends of the trunk connected to it. If errors are detected in the network, the reserve manager logically connects the linear ends of the trunk connected to it. Error detection is carried out by the reserve manager. Thus, this local network remains linear both in the absence of errors and in the presence of errors. The connection of the network formed in this way - the ring parts located on the stationary and full-turn parts of the object, is carried out using two independent high-speed data exchange systems using different physical principles: a fiber optic rotary connector and a radio access system.

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.The use of the antenna-feeder path in the form of a radiating cable installed on the stationary part of the object, and an antenna mounted on the full-turn part of the object, allows for reliable radio communication without fading and side reflections at any position of the full-turn part of the loading berth relative to the stationary one, as well as when rotating each other relative to a friend.

Claims

A local network with redundancy properties formed by a linear topology in the form of a ring and having a reserve manager connected to two ends of the network backbone, characterized in that one part of the backbone of the mentioned local network is mounted on the stationary part of the object, and the other on its full-turn part with the formation of two break points of the trunk, one of the break points is made in the form of a fiber optic rotary connector, and the other in the form of a radio access system, the reserve manager performs the shutdown function or connecting the ends of the network backbone upon detection or absence of errors in the network, while one part of the fiber optic connector is mounted on the stationary part of the object, and the other is mounted on the rotation axis of the full-turn part of the said object, and the radio access system contains an antenna-feeder path in the form of a radiating cable installed on one part of the said object, and an antenna mounted on another part of the object to ensure data exchange at any position of the full-turn part of the object, the relative its fixed portion, and when rotating them relative to each other.