Отказоустойчивый модульный маршрутизирующий коммутатор
Полезная модель относится к телекоммуникационной технике, в частности к системам коммутации, обмена и передачи информации, и предназначена для обеспечения отказоустойчивого взаимодействия абонентов в сетях Ethernet. Заявляемое устройство характеризуется тем, что имеет корпус, в котором размещены три автономные коммутационные структуры. Каждая из коммутационных структур имеет модуль питания, подключенный к двум параллельным модулям коммутации, каждый из которых соединен с модулем ввода-вывода. Каждый модуль ввода-вывода имеет разъемы для подсоединения пользователей. При этом коммутатор выполнен с возможностью автономной или совместной работы коммутационных структур. Маршрутизирующий коммутатор имеет блочный каркас, а модули питания, модули коммутации и модули ввода-вывода снабжены разъемами и выполнены извлекаемыми с обеспечением возможности замены модулей коммутации без отключения питания. Малогабаритные резьбовые разъемы коммутатора имеют возможность контрольной фиксации и обеспечивают пропускную способность до 1 Гбит/с. Устройство представляет собой высокоплотный модульный коммутационный стек для жестких условий эксплуатации, обеспечивающий резервируемое подключение на скорости до 1 Гбит/с (IEEE 802.3ab) 24 и более абонентов на борту движущихся и стационарных объектов, а также коммутацию и маршрутизацию потоков данных, голосовой информации и видео.
Полезная модель относится к телекоммуникационной технике, в частности к системам коммутации, обмена и передачи информации, и предназначена для обеспечения отказоустойчивого взаимодействия абонентов в сетях Ethernet, использующих протоколы группы стандартов IEEE 802.3 (ETHERNET) и при организации ЛВС на неподвижных и подвижных объектах в соответствии с ГОСТ РВ 20.39.304-98.
Существуют устройства обмена данными в сетях Ethernet со скоростью до 1 Гбит/с, имеющие модульную конструкцию высокую плотность портов (большое количество портов ввода-вывода в одном блоке) и предназначенные для работы в жестких условиях эксплуатации. Будучи выполнены в одном корпусе, они содержат модули питания, модули коммутации, модули ввода-вывода. С представителями коммутаторов семейства Power MICE можно ознакомиться в сети Интернет по адресу http://www.hirschmann.ru/industrial/catalog/mice/power/.
Представленные на рынке устройства не имеют резервирования всех указанных элементов (модулей) системы. Также отсутствует возможность аппаратного (физического) разделения каналов передачи данных, разнесенных по модулям ввода-вывода.
Наиболее близким по технической сущности аналогом к заявляемой полезной модели является коммутатор МАСН 4002 48+4G-L3P 943 859-301, принятый за прототип [С информацией можно ознакомиться в Интернет по адресу http://www.hirschmann.ru/mdustrial/catalog/backbone/mach4000/mach4002.48g.13p1.
Устройство-прототип имеет корпус, содержащий неизвлекаемый модуль коммутации, извлекаемые модули ввода-вывода, позволяющие вести информационный обмен на скорости до 1 Гбит/с, а также один модуль питания.
Недостатком устройства МАСН 4002 48+4G-L3P, как и других аналогов, является отсутствие резервирования по модулю коммутации, и необходимость использования дополнительных внешних устройств для резервирования питания.
Также конструктивным недостатком прототипа является низкая устойчивость модулей ввода-вывода к высокочастотной вибрации вследствие применения в них разъемов RJ45.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности (отказоустойчивости) устройства. Достигаемый технический результат - обеспечение резервирования питания и модулей коммутации. Дополнительный результат - повышение вибростойкости.
Поставленная задача решается следующим образом.
Маршрутизирующий коммутатор предназначен для объединения по проводным каналам связи пользователей сети Ethernet и характеризуется тем, что имеет корпус, в котором размещены три автономные коммутационные структуры. Каждая из коммутационных структур имеет модуль питания, подключенный к двум параллельным модулям коммутации, каждый из которых соединен с модулем ввода-вывода. Каждый модуль ввода-вывода имеет разъемы для подсоединения пользователей. При этом коммутатор выполнен с возможностью автономной или совместной работы коммутационных структур.
Маршрутизирующий коммутатор имеет блочный каркас, а модули питания, модули коммутации и модули ввода-вывода снабжены разъемами и выполнены извлекаемыми с обеспечением возможности замены модулей коммутации без отключения питания. Малогабаритные резьбовые разъемы коммутатора имеют возможность контрольной фиксации и обеспечивают пропускную способность до 1 Гбит/с.
Для того, чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности полезной модели, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации. Пример реализации иллюстрируется Фигурой, на которой представлена схема устройства.
Маршрутизирующий коммутатор содержит три автономные коммутационные структуры.
На схеме введены следующие обозначения:
- 1; 2; 3 - модули питания первой, второй и третьей структуры, соответственно.
- 4.1А и 4.1Б - модули коммутации и 51А и 5.1Б - модули ввода-вывода первой коммутационной структуры;
- 4.2А и 4.2Б - модули коммутации и 5.2А и 5.2Б - модули ввода-вывода второй коммутационной структуры;
- 4.3А и 4.3Б - модули коммутации и 5.3А и 5.3Б - модули ввода-вывода третьей коммутационной структуры.
Устройство содержит корпус, в котором размещены три автономные идентичные друг другу структуры, каждая из которых содержит один из модулей питания 1, 2, или 3. В качестве модулей питания используются DC/DC-преобразователи напряжения, всю боковую поверхность которых занимает радиатор, что позволяет им функционировать без принудительного охлаждения во всем диапазоне рабочих температур.
Модуль питания 1 первой структуры подсоединен к двум параллельным модулям коммутации 4.1А и 4.1Б, которые соединены шинами CPCI с, соответственно, модулями ввода-вывода 5.1А, 5.1Б. Модуль питания 2 второй структуры подсоединен к двум модулям коммутации 4.2А и 4.2Б, и далее к модулям ввода-вывода 5.2А, 5.2Б. Модуль питания 3 третьей структуры подсоединен к двум модулям коммутации 4.3А и 4.3.Б, и далее к модулям ввода-вывода 5.3А, 5.3Б. В каждой структуре использованы идентичные 24-х канальные модули коммутации.
Выходы всех модулей ввода-вывода 5 снабжены малогабаритными резьбовыми разъемами, например, соединителями типа МР1-10-6 ВС/К и МР1-10-2 ВС/К (24 разъема размещены на панели размером не более 265 мм×40 мм) с возможностью контрольной фиксации и обеспечивающими пропускную способность до 1 Гбит/с.Они обеспечивают связь с пользователями сети Ethernet (IEEE 802.3ab).
Маршрутизирующий коммутатор имеет усиленный блочный каркас и снабжен элементами электромагнитного экранирования.
Построение системы обмена данными может осуществляться по следующей схеме:
- по первой и второй коммутационной структуре - критически важные и высокоприоритетные потоки IPTV/IP телефонии, резервируемые по модулям питания 1,2 и по каналам через 4.1А, 4.2А;
- по первой и второй коммутационной структуре - критически важные данные управления и диагностики, резервируемые по модулям питания 1,2 и по каналам через 4.1Б, 4.2Б;
- по третьей коммутационной структуре - потоки данных, не нуждающиеся в резервировании, либо резервируемые по каналам через 4.3А и 4.3Б.
Наличие трех независимых коммутационных структур позволяет использовать заявляемое устройство для построения отказоустойчивых устройств: в случае отключения любого модуля для ремонта или регламентного обслуживания, оставшиеся включенными модули могут продолжать функционирование.
Кроме того, предусмотрена возможность «горячей» замены (в соответствии с PICMG 2.12 R2.0) модулей коммутации в каждом функционирующей структуре без отключения питания.
Построенное по данной схеме устройство представляет собой высокоплотный модульный коммутационный стек для жестких условий эксплуатации, обеспечивающий резервируемое подключение на скорости до 1 Гбит/с (IEEE 802.3ab) 24 и более абонентов на борту движущихся и стационарных объектов, а также коммутацию и маршрутизацию потоков данных, голосовой информации и видео.
Применение малогабаритных резьбовых разъемов с возможностью контрольной фиксации дополнительно увеличивает вибростойкость устройства.
1. Маршрутизирующий коммутатор, предназначенный для объединения по проводным каналам связи пользователей сети Ethernet, характеризующийся тем, что имеет корпус, в котором размещены три автономные коммутационные структуры, каждая из которых имеет модуль питания, подключенный к двум параллельным модулям коммутации, каждый из которых соединен с модулем ввода-вывода, имеющим разъемы для подсоединения пользователей, при этом коммутатор выполнен с возможностью автономной или совместной работы коммутационных структур.
2. Маршрутизирующий коммутатор по п.1, отличающийся тем, что имеет блочный каркас, а модули питания, модули коммутации, модули ввода-вывода снабжены разъемами и выполнены извлекаемыми с обеспечением возможности замены без отключения питания.
3. Маршрутизирующий коммутатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что снабжен модулями ввода-вывода с малогабаритными резьбовыми разъемами с возможностью контрольной фиксации и обеспечивающими пропускную способность до 1 Гбит/с.
