CC BY
48
25 декабря 2011 г. 3:56
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Анализ беспроводных сетей, использующихся при выполнении работ с радиационным фактором
Проведите* анализ различных технологий беспроводных сетей в рамках создание технических средствах и комплексах физической защиты ядерных материалов и радиоактивных веществ на Ростовской АЭС После проведения анализа осуществляется выбор технологии беспроводных сетей, использующейся при выполнении работ с радиационным фактором. Описывается проблема необходимости изучения и создания методов оценки эффективности той или иной технологии беспроводных сетей в определенных условиях
Руднев АН.,
к.т.н. доцент МТУ СИ,
alexrudnev@moil.ru
Рязанов РА,
аспирант ФГУП "СНПО “Элерон", г. Москва
В России реализуется масштабная программа развития атомной энергетики, предполагающая увеличение доли атомной энергетики с 16% до 25-30% к 2020 г.
Принята и реализуется Программа деятельности Госкорпорации "Россгтом" на долгосрочный период (2009-2015 п.), утвержденная постановлением Правительства РФ от 20 сентября 2008 г. № 705. Она предполагает государственное финансирование строительства АЭС в объеме 674,8 млрд руб. Реализуется Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 г. (распоряжение Правительства РФ от 22.02.2008 № 215-р). В соответствии с этим документом до 2020 г. планируется ввести 32,3 ГВт генерирующих мощностей, в результате чего установленная мощность АЭС России должна превысить 53 ГВт. По оценкам специалистов, выполнение программы позволит к 2020 году увеличить долю производства электроэнергии на АЭС до 20-30% в целом по стране и до 30-40% в европейской части России.
В настоящее время в стадии строительства в России находятся 7 энергоблоков Если до 2007 г в РФ лишь достраивались энергоблоки, заложенные в советские времена, то в 2007 г. началось строительство двух новых атомных станций — Ленинградской АЭС-2 и Нововоронежской АЭС-2 (по 2 блока каждая), а также первой в мире плавучей АЭС "Академик Ломоносов". В 2009 г. начаты подготовительные работы на площадках Тверской АЭС Северской АЭС, ведется согласование площадок размещения Южно-Уральской АЭС, Нижегородской АЭС, Центральной АЭС и Калининградской
АЭС.
Параллельно с ведением работ по строительству новых энергоблоков был реализован комплекс работ по повышению коэффициента использования установленной мощности атомных электростанций, который в 2006 и 2007 гт. составил соответственно 76% и 77,7%, прогноз на 2008 год — до 79%.
Система охраны адерно-опасных объектов проектировалась и создавалась одновременно с развертыванием этих объектов, т.е. в начале 50-х исходя из присущих тому времени представлениях о возможных угрозах для этих объектов. В то же время были сформулированы требования по обеспечению их защиты, которые просуществовали вплоть до 80-х годов.
Начавшиеся с середины 80-х годов социально-политические процессы в стране и в мире, сокращение личного состава Воору-
женных сил и снижение уровня подготовки призывного контингента в условиях обострения криминогенной обстановки привели к необходимости внесенкардинальных изменений в методологию обеспечения безопасности ядерно-опосных объектов. Суть комплексного подхода сводится к предотвращению возможных инцидентов с ядерными материалами (ЯМ) и радиоактивными веществами (РВ) на всех этапах их жизненных циклов (производства, разработки, испытания, транспортировки и утилизации) и состоит в дополнении традиционных мер пративотеррористической защиты быстрым внедрением высокоэффективных автоматизированных комплексов, существенно повьаиоющих уровень защищэнности ядерно-опосных объектов от воздействия всех факторов риска, в том числе, связанных с неосторожными и умышленными действиями персонала объектов, действием крупных хорошо оснащенных террорисг^еских групп и др.
В технических средствах и комплексах защиты ЯМ и РВ используются различные каналы связи, которые можно разделить на две большие группы: проводные и радиоканалы связи. Каждые из них имеют ряд преимуществ и недостатков. Радиоканалы связи мобильные по сравнению с проводными, но последние обладают большей надежностью. До настоящего времени в вопросах проектирования средств физической защиты объектов атомной промышленности преимущество отдавалось проводным каналам связи из-за их большей надежности и невостребованностью мобильности.
В связи с ростом числа энергоблоков, атомные станции страны не будут иметь неизменных границ площади будут увеличиваться. В этих условиях использование проводных каналов связи при построении средств физической защиты становиться невыгодным, а интерес к радиоканалам возрастает. Отсрочка решения этой проблемы может привести к радиационным катастрофам, социальные и политические последствия которых будут необратимы.
Подобная проблема возникла на Ростовской АЭС. В состав пе-риметровых средств физической защиты (СФЗ) АЭС включоется контрольно пропускной пункт (КПП). В связи с постоянным увеличением площади АЭС в проекте СФЗ был заложен мобильный КПП (КПП с возможностью переноса на другое место). В состав КПП входила многоцелевая цифровая система "Цирконий-М", для обеспечения работы которой требовался канал связи со стационарным сервером в бюро пропусков. В связи с тем что местоположение КПП может изменяться использование проводных каналов связи невозможно. Необходимо было произвести обзор и анализ радиоканалов. Требования предъявляемые к каналу связи:
— пропускная способность не менее 1 Мбит/с;
— высокая помехоустойчивость;
— дальность действия не менее 1 км;
— защищенность канала.
Для решения поставленной задачи были выбраны наиболее передовые и распространенные технологии беспроводных сетей:
• Сопору;
Т-Comm, # 10-2011
81
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
•Wi-fi;
• MEA(MESH);
• Wi-Max.
Технологу® Сопору широко используется операторами с 2001 г. для организации связи на участке "последней мили". По заявлениям производителя, в настоящее время только на территории стран Северной Америк* создано более 3000 узлов доступа на базе аппаратуры Canopy. Система состоит из оборудования точки доступа, предназначенного для распределения услуг между потребителями, и абонентского модуля, устанавливаемого у клиента. Шесть точек доступа Canopy образуют узел доступа (соту), который может обслуживать до 1200 абонентских модулей по всем направлениям Каждая сота может обслуживать абонентов, находящихся в радиусе от 3 до 16 км (с использованием пассивного отражателя). Скорость передачи данных составляет 10 Мбит/с, диапазон частот — 5,2 Пц.
Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity - “беспроводная точность") - стандарт на оборудование Wireless LAN. Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, 'Wi-fi" - торговая марка "Wi-Fi Alliance". Технологию назвали Wireless-Fidelrty (дословно "беспроводная точность") по аналогии с Hi-Fi.
Обычно схема Wi-fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одною клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров "напрямую". Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс Поэтому 0,1 Мб иг/ с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно, ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения.
Сеть MeSH нараду с мобильными может включать стационарные объекты. Передача данных внутри сети осуществляется на основе ІР-технологии, что позволяет осуществлять обмен практически любым видом данных. Внутри сети возможна передача данных в чистом виде, передача видео изображений, а в будущем — и голосовая связь (с ограничениями, налагаемыми пакетной технологией).
Микрочип центрального процессора, встраиваемый во все устройства МЕА MeSH, позволяет осуществлять через себя всю маршрутизацию без нагрузки на антральный процессор соединенного компьютера или на его память, в том числе маршрутизацию через абонентские устройства.
WiMAX (англ. Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access) -телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN.
Для соединена базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приемником.
Описанные выше технологии имеют различные хорактеристи-
Таблица
Сравнительные характеристики технологий беспроводной передачи данных
Мса(.Ч1с*Ь) Wi-Fi WiMax Canopy
Максимальная скорость передачи данных 6М6мт/с 11 Мбите 54 Мбит/с 10 Мбит /с
Максимальная дальность До 1000 м До 100 м До 8 км До 16 км
Внутренние ироюколы шииты Есть Нет Нет Есть
Но і можная скоросіь транспортных средств при передаче данных до 300 км ч Нсмоіможна Нсмотможна Нсмлможна
ки, достоинства и недостатки. В таблице представлена сравнительная характеристика технологий.
Требования, предъявляемые к канал/ связи:
— пропускная способность не менее 1 Мбит/с;
— высокая помехоустойчивость;
— дальность действия не менее 1 км;
— защищенность канала.
Из таблицы 1 видно, что пропускной способностью более 1 Мбит/с обладают все рассмотренные технологии беспроводной передачи данных. Высокой помехоустойчивостью обладает технология MESH. Дальностью, действия не менее 1 км обладают все технологии кроме Wi-Fi. Защищенными являются каналы связи организованные на технологиях MESH и Canopy.
После рассмотрения требований для решения задачи была выбрана технология MESH. В бюро пропусков были установлены: точка доступа, усилитель сигнала, направленная антенна. На мобильном КПП были установлены: беспроводной маршрутизатор, усилитель сигнала и направленная антенна. Необходимость в установке усилителя сигнала обусловлена множественными помехами.
В наше время радиоканалы все чаще применяются в технических средствах и комплексах защиты ЯМ и РВ.
Для обеспечения Ростовской АЭС средствами физической защиты была необходимость в использовании радиоканала со следующими особенностями:
— пропускная способность не менее 1 Мбит/с;
— высокая помехоустойчивость;
— дальность действия не менее 1 км;
— защищенность канала.
Были проведены обзор и анализ существующих технологий беспроводной передачи данных. В результате анализа для оборудования Ростовской АЭС была выбрана технология MESH.
Существует достаточно большое количество технологий беспроводной передачи данных, обладающих различными характеристиками и сферами применения. Для проектирования средств физической зашиты, а именно выбора технологии передачи данных в лабораторных условиях необходимо изучить методы и разработать инструменты оценки радиоканалов в определенной ситуации.
Литература
1. ГОСТ 24375 Ра^кквяэь. Іермит и офедепения.
2. Wi-Fi [Электронный ресурс], URL hip://ruwfopediaofg/wAi/Wi-l.
3. Wi-Max [Электронный ресурс), URL btp://iu.vAipedia.oig/wiki/WІ-Max
4. Пресс-центр атомной энергетики и промышленности (Электронный ресурсі URL h^j://wwwminc(orruu.
82
T-Comm, # 10-2011
