ίκτυο Τηλεπικοινωνιακής Υποδοµής Συστήµατος ιαχείρισης και Ελέγχου Κυκλοφορίας Νοµού Αττικής

Transcript

1 ίκτυο Τηλεπικοινωνιακής Υποδοµής Συστήµατος ιαχείρισης και Ελέγχου Κυκλοφορίας Νοµού Αττικής ένδρου Βασίλειος (Πρώην Καθηγητής George Washington University) Παπαιωάννου Θέµης (Αττικές Τηλεπικοινωνίες) ρέττας Γρηγόρης (ΚΙΩΝ Μελετητική) Περίληψη Παρουσιάζεται η υλοποίηση των δικτύων Οπτικών Ινών για µεταφορά video εικόνων και δεδοµένων σε µεγάλες ταχύτητες. Αποτελεί το 2 ο Υποέργο του έργου «Αναβάθµιση Φωτεινής Σηµατοδότησης & ηµιουργία Ολοκληρωµένου Συστήµατος ιαχείρισης και Ελέγχου Κυκλοφορίας Νοµού Αττικής». Σχεδιάσθηκαν και υλοποιήθηκαν τα εξής: 1/ ίκτυο σε τοπολογία δακτυλίου αποτελούµενο από οκτώ Κυρίως Κόµβους (ΚΚ) τηλεπικοινωνίας για τη µεταφορά δεδοµένων λειτουργικής εποπτείας από 209 κάµερες CCTV και 24 πίνακες µεταβλητών µηνυµάτων στο Κέντρο ιαχείρισης Κυκλοφορίας (Κ Κ), 2/ ευτερεύον δίκτυο σε τοπολογία αστέρα αποτελούµενο από δεκαέξη ευτερεύοντες Κόµβους ( Κ)(Hub) του τηλεπικοινωνιακού δικτύου που διαχειρίζεται και εξυπηρετεί την επικοινωνία του Κέντρου Φωτεινής Σηµατοδότησης και ιαχείρισης Κυκλοφορίας, ΚΦΣ& Κ µε τις σειριακές συσκευές πεδίου, και 3/ ίκτυο σε τοπολογία αστέρα 79 καµερών µηχανικής όρασης. Η σύνδεση των Κυρίως Κόµβων (ΚΚ) µε καθέναν από τους ευτερεύοντες Κόµβους ( Κ) υλοποιήθηκε µέσω ζεύξης Ethernet 10/100 µε διπλή οπτική ζεύξη, επί µονορυθµικών (singlemode) οπτικών ινών. Τα χαρακτηριστικά των ποµποδεκτών του ΚΚ και του Κ εξασφαλίζουν για τη σύνδεση αυτή εµβέλεια τουλάχιστον 15 χιλιόµετρα. Επίσης κάθε ΚΜ έχει τη δυνατότητα σύνδεσης τουλάχιστον µε 5 δευτερεύοντες µεταγωγείς µέσω πλήρως αµφιδρόµων διπλών οπτικών ζεύξεων Ethernet 10/100. Η σύνδεση του ΚΚ µε καθέναν από τους δύο γειτονικούς του ΚΚ γίνεται µε πλήρως αµφίδροµη διπλή οπτική ζεύξη Gigabit Ethernet 1000Base-LX, επί ζεύγους µονορυθµικών (singlemode) οπτικών ινών. Τα χαρακτηριστικά των οπτικών ποµποδεκτών 1000Base-LX των ΚΚ εξασφαλίζουν για τις συνδέσεις αυτές εµβέλεια τουλάχιστον 10 χιλιόµετρα. Κάθε ΚΚ διαθέτει τουλάχιστον δύο (2) πλήρως αµφίδροµες διπλές θύρες 1000Base-LX. Η ιδιαιτερότητα του ικτύου Οπτικών Ινών προσδιορίζεται απο τη χωρητικότητα και την ευκολία αναβάθµησής του. Το δίκτυο διαθέτει επίσης ένα πλήρες Σύστηµα ιαχείρισης (NMS) το οποίο είναι σε θέση να διαχειριστεί όλο το δίκτυο Ethernet και προσφέρει διαχείριση ιάρθρωσης, Σφαλµάτων και Απόδοσης δικτύου. Η εµπειρία της Γενικής /νσης Μεταφορών και ειδικότερα του ΥΠΕΧΩ Ε µπορεί να βοηθήσει στην πληρέστερη αξιοποίηση των νέων τεχνολογιών που προσφέρονται απο τα δίκτυα οπτικών ινών. Ενδεικτικά αναφέρεται η επέκταση και πλήρης αξιοποίηση των δυνατοτήτων που παρέχονται απο τη µηχανική όραση και η εκµετάλλευση δοκιµασµένων έξυπνων συστηµάτων διαχείρισης κυκλοφορίας. 1. Χαρακτηριστικά ικτύου Τηλεπικοινωνιακής Υποδοµής Η ιδιαιτερότητα του έργου «Αναβάθµιση Φωτεινής Σηµατοδότησης & ηµιουργία Ολοκληρωµένου Συστήµατος ιαχείρισης και Ελέγχου Κυκλοφορίας Νοµού Αττικής», έγκειται στο ότι δύο τελείως διαφορετικά ως προς τις λειτουργίες τους δίκτυα, το αναβαθµισµένο δίκτυο φωτεινής σήµανσης καθώς και το δίκτυο ελέγχου και παρακολούθησης κυκλοφορίας επικοινωνούν και συντονίζονται µεταξύ τους σε πραγµατικό χρόνο. Αυτό επιτυγχάνεται µε ένα ενιαίο λογισµικό διαχείρισης (CONCERT της SIEMENS) πού συντονίζει µε ένα τρόπο κοινό για όλα τα συστήµατα ανίχνευσης κυκλοφορίας, την επικοινωνία τους µε την κεντρική βάση δεδοµένων. Με αυτόν τον τρόπο το λογισµικό επιτρέπει τη διασύνδεση του κοινού τηλεφωνικού δικτύου µικρών ταχυτήτων ( ίκτυο 1 ου Υποέργου), µε το δίκτυο οπτικών ινών για µεγάλες ταχύτητες µεταφοράς video εικόνων ( ίκτυο 2 ου Υποέργου). 1

2 Τα δύο υποέργα είναι συµπληρωµατικά, αλλά, υλοποιήθηκαν µε διαφορετικές συµβάσεις στα πλαίσια της µελέτης για το «Ολοκληρωµένο Σύστηµα ιαχείρισης και Ελέγχου Κυκλοφορίας Νοµού Αττικής», απο την IBI Group. Στόχος του άρθρου είναι η περιγραφή και τεκµηρίωση της υλοποίησης του δικτύου του 2 ου Υποέργου. Το υποέργο αυτό προυποθέτει ένα πλήρες σύστηµα επικοινωνιών, το οποίο υποστηρίζει τη µετάδοση των κυκλοφοριακών δεδοµένων (Τraffic Data) και των ροών εικόνας (video απο CCTV και κάµερες µηχανικής όρασης). Εξ αιτίας του µεγάλου όγκου των πληροφοριακών δεδοµένων είναι αναγκαία η χρήση Οπτικών Ινών που λειτουργούν σαν ανεξάρτητο επικοινωνιακό δίκτυο κατά µήκος του οδικού δικτύου. Το ολοκληρωµένο τηλεπικοινωνιακό σύστηµα αποτελείται απο τρία τηλεπικοινωνιακά υποσυστήµατα τα οποία είναι συµβατά µε την αρχιτεκτονική του κεντρικού λογισµικού CONCERT της SIEMENS και τα οποία παρουσιάζονται στο Σχήµα 1. Το σχετικό µε το άρθρο 2 ο υποέργο σκιαγραφείται στο µέσον του σχήµατος. Σχήµα 1. Τηλεπικοινωνιακά Υποσυστήµατα για CCTV, VMS και Μηχανική Όραση. Το 2 ο υποέργο είναι δίκτυο επικοινωνιών κορµού (backbone network) και αποτελεί το βασικό δίαυλο ροής πληροφοριών για τη διακίνηση του κύριου όγκου πληροφοριών µεταξύ του εξοπλισµού CCTV, VMS και Μηχανικής Όρασης του συγκοινωνιακού δικτύου και του Κέντρου Κυκλοφοριακής ιαχείρισης (Κ Κ) του ΥΠΕΧΩ Ε. Στο κέντρο διαχείρισης, σύµφωνα µε την αρχιτεκτονική της πλατφόρµας CONCERT, εγκαθίστανται, ένας server για το σύστηµα καµερών παρακολούθησης, ένας server για τα συστήµατα πινακίδων µεταβλητών µηνυµάτων (ΠΜΜ) και ένας server για το σύστηµα καµερών µηχανικής όρασης. Η πλατφόρµα CONCERT ενσωµατώνει µία δοµή Client/Server βασισµένη στο πρωτόκολλο TCP/IP. Οι θύρες επικοινωνίας των συστηµάτων χρησιµοποιούν το πρότυπο SOAP/XML για την ανταλλαγή δεδοµένων. Ο περιβάλλων χώρος του δικτύου οπτικών ινών καλύπτει κυρίως τον Ολυµπιακό δακτύλιο που προσδιορίζεται από τούς οδικούς άξονες Εθνικής Οδού, Λεωφόρου Κηφισσού, τµήµατος της Παραλιακής Λεωφόρου, Λεωφόρου Συγγρού, Βασιλίσσης Σοφίας, Κηφισίας, Μεσογείων και Αττικής Οδού (Σχήµα 2.). 2

3 Σχήµα 2. Τηλεπικοινωνιακό ίκτυο για τις Ανάγκες Καµερών και ΠΜΜ. Ακολουθώντας τις προδιαγραφές στο πλαίσιο της µελέτης της IBI Group σχεδιάστηκαν τα εξής δίκτυα οπτικών ινών: ίκτυο Ο.Ι. Τύπος Πληροφοριών Τοπολογία ικτύου 1 CCTV εδοµένα για τηλεχειρισµό καµερών Κεντρικός ακτύλιος Giga Ethernet(ΚΚ-Κ Κ) 2 CCTV εδοµένα για τηλεχειρισµό καµερών ίκτυο Giga Ethernet Αστέρα ( Κ-ΚΚ) 3 VMS εδοµένα Ηλεκτρονικών Μηνυµάτων Κεντρικός ακτύλιος Giga Ethernet (ΚΚ-Κ Κ) 3 CCTV εδοµένα Video Εικόνας ίκτυο Giga Ethernet ( Κ- Κ Κ) 4 Μ.Ο. εδοµένα Video Εικόνας ίκτυο Giga Ethernet ( Κ- Κ Κ) Στη σχεδίαση του συστήµατος επικοινωνίας οπτικών ινών εξετάσθηκαν: η συµβατότητα των διαφόρων εξαρτηµάτων, η αξιοπιστία του συστήµατος και η δυνατότητα αναβάθµισης. Προσδιορίσθηκαν επίσης για κάθε δίκτυο τα ακόλουθα: η τοπολογία δικτύου, η απόσταση µετάδοσης, ο ρυθµός µετάδοσης, η διαχείριση ισχύος, η διαχείριση χρόνου ανόδου και η αναγκαία τροφοδοσία του συστήµατος. Το κριτήριο απόδοσης κάθε δικτύου είναι ο ρυθµός εµφάνισης εσφαλµένων bit (BER) µε τυπική απαίτηση BER<10-9. Λεπτοµέρειες του σχεδιασµού και της υλοποίησης των δικτύων ακολουθούν. 2. Τηλεπικοινωνιακός Σχεδιασµός Κεντρικού ακτυλίου (CCTV, VMS) Το δίκτυο σύµφωνα µε τις προδιαγραφές της σύµβασης µεταφέρει τα δεδοµένα (data) που προέρχονται από τις κάµερες παρακολούθησης για την ενεργοποίηση των zoom και 3

4 Pan tilt µηχανισµών τους καθώς και τούς πίνακες µεταβλητών µηνυµάτων (ΠΜΜ). Αυτό γίνεται αποκλειστικά µέσω των κυρίως κόµβων. Ο δακτύλιος στηρίζεται σε ένα σύστηµα Giga Ethernet συνδεδεµένο µε δύο οπτικές ίνες για εξασφάλιση αµφίδροµης και εφεδρικής επικοινωνίας. Τέσσερις διαφορετικές χαράξεις εξετάσθηκαν για να βρεθεί η βέλτιστη λύση η οποία απεικονίζεται και στο Σχήµα 2. Στη σχεδίαση του συστήµατος επικοινωνίας οπτικών ινών εξετάσθηκαν ο ρυθµός και η απόσταση µετάδοσης σήµατοςγια τον προσδιορισµό των οποίων έγιναν οι εξής ενέργειες: Καταγραφή των θέσεων καµερών παρακολούθησης και ΠΜΜ σε γεωγραφικό υπόβαθρο Οµαδοποίηση των καµερών παρακολούθησης και ΠΜΜ για τον προσδιορισµό των κυρίως και δευτερευόντων κόµβων. Βέλτιστη χάραξη του δικτύου Ο συνολικός αριθµός των καµερών ανέρχεται σε 209 και των ΠΜΜ σε 24. Για την οµαδοποίηση των καµερών ακολουθήθηκε µία στατιστική µεθοδολογία βασισµένη σε µια Multivariate cluster ανάλυση µε παραµέτρους τις συντεταγµένες κάθε κάµερας και την απόσταση µεταξύ τους. Προέκυψαν 22 οµάδες καµερών. Σε κάθε οµάδα αντιστοιχεί και ένας τηλεπικοινωνιακός κόµβος όπου γίνεται η συλλογή όλων των δεδοµένων και τηλεοπτικών σηµάτων πριν σταλλούν στο κέντρο διαχείρισης κυκλοφορίας (Κ Κ). Από αυτούς τους κόµβους, ακολουθώντας τις προδιαγραφές της σύµβασης, επιλέγουµε έξη (6) που βρίσκονται στις κυρίως οδικές αρτηρίες Κηφισσού, Παραλιακής και Κηφισίας και µαζί µε τους κόµβους στο Κ Κ και ΘΕΠΕΚ χαρακτηρίζουµε τους κυρίως κόµβους (KK). Οι υπόλοιποι κόµβοι αποτελούν τους δευτερεύοντες κόµβους του δικτύου ( K). Η χάραξη του κεντρικού δακτυλίου ακολουθεί τις κεντρικές αρτηρίες και ενώνει µε τον πιο αποτελεσµατικό τρόπο τους κυρίως κόµβους. Το ολικό µήκος του δικτύου είναι 52.0 χιλιόµετρα. Στο Σχήµα 3 δίνεται η διάταξη των κυρίως κόµβων επι του κεντρικού δακτυλίου καθώς και το δενδρόγραµµα συνδεσµολογίας µε τους δευτερεύοντες κόµβους, τις κάµερες παρακολούθησης και τους πίνακες µεταβλητών µηνυµάτων. Σχήµα 3 Τοπολογία Κεντρικού ακτυλίου και ευτερευόντων Κόµβων 4

5 Απόσταση και Ρυθµός Μετάδοσης Σήµατος ικτύου Η τοπολογία του δικτύου και το δενδρόγραµµα παρέχουν τη δυνατότητα να υπολογιστούν η απόσταση και ο ρυθµός µετάδοσης σήµατος, όπως φαίνονται στον Πίνακα 1. Για τον υπολογισµό του ρυθµού µετάδοσης έγιναν οι εξής παραδοχές: Οι κονσόλες για τη ρύθµιση των καµερών λειτουργούν ταυτόχρονα (14 Χ 25 Kb/sec = 350 Kb/sec) Οι πίνακες µεταβλητών µηνυµάτων ρυθµίζονται συγχρόνως (24 Χ 100 Kb/sec = 2400 Kb/sec) Πίνακα 1 Αποτελέσµατα Υπολογισµών Τµήµα ικτύου Απόσταση Μετάδοσης [Χλµ.] Ρυθµός Μετάδοσης [Kb/sec] Κ10-Κ Κ20-Κ Κ30-Κ Κ40-Κ Κ50-Κ Κ Κ Κ-ΘΕΠΕΚ ΘΕΠΕΚ-Κ Κ60-Κ Προυπολογισµός Ισχύος Η ευαισθησία του δέκτη είναι η βάση για την εύρεση του προυπολογισµού ισχύος µίας οπτικής επικοινωνιακής ζεύξης και εξετάζονται οι ποµπο-δέκτες όλων των τµηµάτων του δικτύου. Για τους υπολογισµούς χρειάζονται: α/ οι υπολογισµοί της απώλειας µετάδοσης δικτύου και β/ η µέση µεταδιδόµενη ισχύς. Παραδοχές: Η απώλεια µετάδοσης εξαρτάται απο την απώλεια ίνας (0.5 db/km) και τις απώλειες στα άκρα του ποµποδέκτη (3 db). Η ισχύς του δέκτη θα είναι τουλάχιστον κατα 12 db µεγαλύτερη απο την ευαισθησία λήψεως του δέκτη (προδιαγραφή σύµβασης). Πίνακα 2 Αποτελέσµατα Υπολογισµών Τµήµα ικτύου Απώλεια Μετάδοσης [db] Λαµβανόµενη Ισχύς [dbm] Αποδεκτή Ευαισθησία [dbm] Κ10-Κ Κ20-Κ Κ30-Κ Κ40-Κ Κ50-Κ Κ Κ Κ-ΘΕΠΕΚ ΘΕΠΕΚ-Κ Κ60-Κ Μετρηθείσα Ισχύς [dbm] Απο τους υπολογισµούς του Πίνακα 2 συµπεραίνουµε οτι η ευαισθησία του επιλεγόµενου δέκτη θα πρέπει να είναι τουλάχιστον -20 dbm έτσι ώστε ο BER (ρυθµός λαθών ανά bit) να είναι µικρότερος απο ιαχείριση Χρόνου Ανόδου Στόχος της ιαχείρισης χρόνου ανόδου είναι να εξασφαλισθεί η σωστή λειτουργία του συστήµατος στο ζητούµενο ρυθµό µετάδοσης. Ακόµα κι αν το εύρος ζώνης των εξαρτηµάτων του δικτύου υπερβαίνει το ρυθµό µετάδοσης, ειναι δυνατόν το ολικό σύστηµα να µη µπορεί να λειτουργήσει στο συγκεκριµένο ρυθµό. 5

6 Ο χρόνος ανόδου Τ α ορίζεται ως ο χρόνος κατα τον οποίο η απόκριση του συστήµατος αυξάνεται από 10% στο 90% της τελικής του τιµής όταν το σύστηµα φορτίζεται µε µία βηµατική συνάρτηση. Υπάρχει µία σχέση µεταξύ του χρόνου ανόδου και του εύρους ζώνης f η οποία είναι: Τ α = (0.35 / f) Η σχέση µεταξύ του εύρους ζώνης f και του ρυθµού µετάδοσης Β (bit) εξαρτάται απο την ψηφιακή διαµόρφωση. ιακρίνουµε λοιπόν τις εξής περιπτώσεις: ιαµόρφωση RZ (return to zero): f = Β και Τ α = (0.35 / Β) ιαµόρφωση NRZ (non return to zero): f = Β/2 και Τ α = (0.70 / Β) Στο δακτύλιο µε ρυθµούς µετάδοσης 1 Gb/s έχουµε τα εξής ανώτατα όρια: ιαµόρφωση RZ Τ α = 0.35 ns, ιαµόρφωση NRZ Τ α = 0.70 ns Ο ολικός χρόνος ανόδου σε ένα τυπικό τµήµα του δακτυλίου σχετίζεται µε τους επιµέρους χρόνους ανόδου των εξαρτηµάτων ως εξής: (Τ α ) 2 = (Τ Π ) 2 + (Τ Ι ) 2 + (Τ ) 2 όπου Τ Π, Τ Ι και Τ είναι οι χρόνοι ανόδου του ποµπού, της οπτικής ίνας και του δέκτη αντίστοιχα. Τα αποτελέσµατα που δίνονται στον Πίνακα 3 δείχνουν ότι το σύστηµα δε µπορεί να λειτουργήσει στο 1 Gb/s όταν έχουµε διαµόρφωση RZ για την αλληλουχία των bit. Λειτουργεί κανονικά για την ψηφιακή διαµόρφωση NRZ η οποία παρέχει µεγαλύτερο χρόνο ανόδου του συστήµατος στον ίδιο ρυθµό µετάδοσης bit. Τµήµα ικτύου Πίνακας 3 Αποτελέσµατα Υπολογισµών Χρόνου Ανόδου Απόσταση Μετάδοσης [Χλµ.] Χρόνος ανόδου Ίνας (Τ Ι ) [ns] Ολικός Χρόνος Ανόδου (Τ α ) [ns] Κ10-Κ Κ20-Κ Κ30-Κ Κ40-Κ Κ50-Κ Κ Κ Κ-ΘΕΠΕΚ ΘΕΠΕΚ-Κ Κ60-Κ Τηλεπικοινωνιακός Σχεδιασµός ευτερεύοντος ικτύου (CCTV, VMS) Το δίκτυο σύµφωνα µε τις προδιαγραφές της σύµβασης µεταφέρει τηλεοπτικά σήµατα στο κέντρο διαχείρισης κυκλοφορίας (Κ Κ). Αυτό γίνεται αποκλειστικά µέσω των δευτερευόντων κόµβων. Τα τηλεοπτικά σήµατα συλλέγονται και πολυπλέκονται στους δευτερεύοντες κόµβους για να µεταβιβασθούν στο Κ Κ µε ένα σύστηµα Fast Ethernet συνδεδεµένο µε δύο οπτικές ίνες για εξασφάλιση εφεδρικής επικοινωνίας. H χάραξη του δευτερεύοντος δικτύου ακολουθεί τις θέσεις των δευτερευόντων κόµβων που προσδιορίσθηκαν, ελαχιστοποιώντας την ακόλουθη συνάρτηση: Min (F) = Απόσταση ( ευτερεύων Κόµβος- Κ Κ) + Σ( d i ) + + Απόσταση ( ευτερεύων Κόµβος- Κυρίως Κόµβος) Ένα τυπικό αποτέλεσµα των υπολογισµών, δίνεται στον Πίνακα 4, µε όλες τις απαιτούµενες λεπτοµέρειες για την περιοχή Π. Φαλήρου. 6

7 Πίνακας 4. Χαρακτηριστικά Χάραξης ευτερεύοντος ικτύου Α/Α Κόµβος Χαρακτηριστικά ικτύου [Λύση 1] Κόµβος Κ30 ιεπαφές: 31 & 32 & 33 3 Κάµερες = 9 Μετάδοση Video = Kb/sec Μετάδοση Data = 225 Kb/sec Απόσταση ικτύου Video K30-K Κ = 7.41 χλµ. Απόσταση ικτύου Data K30-K Κ = χλµ. ή χλµ. Μήκος ευτερεύοντος ικτύου: χλµ. Ανάλογοι υπολογισµοί γίνονται σε κάθε κόµβο του δευτέυοντος δικτύου για τον προσδιορισµό της αναγκαίας ισχύος του σήµατος και του χρόνου ανόδου. Τυπικά αποτελέσµατα της µεταφοράς σηµάτων video για τον κόµβο Κ30 του δευτερεύοντος δικτύου δίνονται στον Πίνακα 5. Πίνακα 5 Αποτελέσµατα Υπολογισµών στον Κόµβο Κ30 Τµήµα ικτύου CCTV-Video Απόσταση Μετάδοσης [Χλµ.] Ρυθµός Μετάδοσης [Kb/sec] Λαµβανόµενη Ισχύς [dbm] Αποδεκτή Ευαισθησία [dbm] Ολικός Χρόνος Ανόδου (Τ α ) [ns] 31-K ,715-12,715 0, K ,715-12,715 0, K ,63-12,63 0, K ,03-13,03 0, K ,245-13,245 0, K ,245-13,245 0, K ,77-13,77 1, K ,885-13,885 1, K ,23-14,23 1,956 K30-Κ Κ Απο τους υπολογισµούς συµπεραίνοµε οτι η ευαισθησία του επιλεγόµενου δέκτη θα πρέπει να είναι τουλάχιστον -15 dbm έτσι ώστε ο BER (ρυθµός λαθών ανά bit) να είναι µικρότερος απο Τηλεπικοινωνιακός Σχεδιασµός ικτύου Μηχανικής Όρασης (Μ.Ο.) ιάταξη 79 καµερών µηχανικής όρασης βρίσκεται στον Ολυµπιακό δακτύλιο που προσδιορίζεται από τούς οδικούς άξονες Εθνικής Οδού, Λεωφόρου Κηφισσού, τµήµατος της Παραλιακής Λεωφόρου, Λεωφόρου Συγγρού, Βασιλίσσης Σοφίας, Κηφισίας, Μεσογείων και Αττικής Οδού (Σχήµα 4). Στην περίπτωση των καµερών µηχανικής όρασης έχουµε ένα δίκτυο επικοινωνιών κορµού (backbone network) µε τοπολογία αστέρα µε όλους τους κλάδους του δικτύου να καταλήγουν στο Κ Κ Το δίκτυο αποτελείται από µεταγωγείς Giga Ethernet. 7

8 Σχήµα 4. Τηλεπικοινωνιακό ίκτυο για τις Ανάγκες Καµερών Μηχανικής Όρασης Στη σχεδίαση του συστήµατος επικοινωνίας οπτικών ινών υπολογίσθηκαν: ο ρυθµός, η απόσταση µετάδοσης, η λαµβανόµενη στο Κ Κ ισχύς και ο χρόνος ανόδου. Η απόσταση των επιµέρους τµηµάτων µεταξύ καµερών και Κ Κ δεν υπερβαίνει τα 15 χιλιόµετρα. Οι υπολογισµοί δείχνουν οτι η ευαισθησία του επιλεγόµενου δέκτη για κάθε κλάδο του δικτύου αστέρα θα πρέπει να είναι τουλάχιστον -15 dbm έτσι ώστε ο BER (ρυθµός λαθών ανά bit) να είναι µικρότερος απο Υλοποίηση του ικτύου Οπτικών Ινών Με βάση τους υπολογισµούς που αναφέρθηκαν πιο πάνω υλοποιήθηκαν τα εξής: 1/ ίκτυο σε τοπολογία δακτυλίου αποτελούµενο από οκτώ (8) Κυρίως Κόµβους (ΚΚ) τηλεπικοινωνίας για τη µεταφορά δεδοµένων λειτουργικής εποπτείας από 209 κάµερες CCTV και 24 πίνακες µεταβλητών µηνυµάτων στο Κέντρο ιαχείρισης Κυκλοφορίας (Κ Κ), 2/ ευτερεύον δίκτυο σε τοπολογία αστέρα αποτελούµενο από δεκαέξη (16) ευτερεύοντες Κόµβους ( Κ)(Hub) του τηλεπικοινωνιακού δικτύου που διαχειρίζεται και εξυπηρετεί την επικοινωνία του Κέντρου Φωτεινής Σηµατοδότησης και ιαχείρισης Κυκλοφορίας, ΚΦΣ& Κ µε τις σειριακές συσκευές πεδίου, και 3/ ίκτυο σε τοπολογία αστέρα 79 καµερών µηχανικής όρασης. Tα χρακτηριστικά των δικτύων είναι τα εξής: ίκτυο Video Fast Ethernet (CCTV) ίκτυο Data Giga Ethernet (CCTV) (VMS) ίκτυο Data Fast Ethernet (CCTV) (VMS) ίκτυο Video Μ.Ο. Fast Ethernet Αποτελέσµατα Μήκος ικτύου ΚΚ-Κ Κ= χλµ. Μήκος ευτερεύοντος ικτύου= χλµ. Ρυθµός µετάδοσης = Kb/sec Μήκος ακτυλίου = 52 χλµ. Ρυθµός µετάδοσης = 10 Kb/sec Μήκος Κ-ΚΚ = χλµ. Μήκος ευτερεύοντος ικτύου= χλµ. Ρυθµός µετάδοσης = 4 Kb/sec Μήκος ικτύου ΚΚ-Κ Κ= χλµ. Ρυθµός µετάδοσης = Kb/sec Κεντρικοί Κόµβοι 8 ευτερευόντες 16 Κόµβοι Τύπος Οπτικής Ίνας Μονότροπη 100/140 Μονότροπη 100/140 Μονότροπη 100/140 Μονότροπη 100/140 8

9 Η σύνδεση των Κυρίως Κόµβων (ΚΚ) µε καθέναν από τους ευτερεύοντες Κόµβους ( Κ) υλοποιήθηκε µέσω ζεύξης Ethernet 10/100 µε διπλή οπτική ζεύξη, επί µονορυθµικών (singlemode) οπτικών ινών. Τα χαρακτηριστικά των ποµποδεκτών του ΚΚ και του Κ εξασφαλίζουν για τη σύνδεση αυτή εµβέλεια τουλάχιστον 15 χιλιόµετρα. Επίσης κάθε ΚΜ έχει τη δυνατότητα σύνδεσης τουλάχιστον µε 5 δευτερεύοντες µεταγωγείς µέσω πλήρως αµφιδρόµων διπλών οπτικών ζεύξεων Ethernet 10/100. Η σύνδεση του ΚΚ µε καθέναν από τους δύο γειτονικούς του ΚΚ γίνεται µε πλήρως αµφίδροµη διπλή οπτική ζεύξη Gigabit Ethernet 1000Base-LX, επί ζεύγους µονορυθµικών (singlemode) οπτικών ινών. Τα χαρακτηριστικά των οπτικών ποµποδεκτών 1000Base-LX των ΚΚ εξασφαλίζουν για τις συνδέσεις αυτές εµβέλεια τουλάχιστον 10 χιλιόµετρα. Κάθε ΚΚ διαθέτει τουλάχιστον δύο (2) πλήρως αµφίδροµες διπλές θύρες 1000Base-LX. Η ιδιαιτερότητα του ικτύου Οπτικών Ινών προσδιορίζεται απο τη χωρητικότητα και την ευκολία αναβάθµησής του. Το δίκτυο διαθέτει επίσης ένα πλήρες Σύστηµα ιαχείρισης (NMS) το οποίο είναι σε θέση να διαχειριστεί όλο το δίκτυο Ethernet και προσφέρει διαχείριση ιάρθρωσης, Σφαλµάτων και Απόδοσης δικτύου. Αναφορές IBI, Τεχνική Περιγραφή (Έκδοση 5.0), Μελέτη Φωτεινής Σηµατοδότησης για το Νοµό Αττικής, 22/05/2002. IBI, Τεχνικές Προδιαγραφές (Έκδοση 6.0), Μελέτη Φωτεινής Σηµατοδότησης για το Νοµό Αττικής, 22/05/2002. ΚΙΩΝ Σχεδιασµός Εναλλακτικών ικτύων Οπτικών Ινών Έργου «Αναβάθµιση Φωτεινής Σηµατοδότησης & ηµιουργία Ολοκληρωµένου Συστήµατος ιαχείρισης και Ελέγχου Κυκλοφορίας Νοµού Αττικής», ΚΙΩΝ Τηλεπικοινωνιακός Σχεδιασµός Κόµβων ικτύων Οπτικών Ινών Έργου «Αναβάθµιση Φωτεινής Σηµατοδότησης & ηµιουργία Ολοκληρωµένου Συστήµατος ιαχείρισης και Ελέγχου Κυκλοφορίας Νοµού Αττικής»,

10 Telecommunication Network for the New Integrated Traffic Management System of Athens Metropolitan Area English Summary The development of the new Integrated Traffic Management System of Athens metropolitan area, requires the parallel implementation of the following two work packages: a/ Upgrading of the existing Traffic Light Systems, and b/ Development of an Integrated Traffic Management System. The project includes, primarily, the road network inside the peripheral Olympic loop surrounding the Olympic facilities ( a 52 km loop). In this paper we present, in detail, the design of a more than 340 km fiber optic cable network,connecting site devices such as CCTVs, Machine Vision Cameras and VMS, to two control centers (ΚΦΣ Κ and ΘΕΠΕΚ). The fiber optic network comprises of: 1/ a sub network with a ring topology with eight data nodes capable of handling the operational data between 209 CCTV cameras and 24 VMS and the Traffic Management Center (KDK), 2/ a secondary, with a star topology, network capable of transferring the video signals to the Traffic Management Center (KDK) and 3/ a dedicated network able to control 79 machine vision cameras from the Traffic Management Center (KDK). The connection of the main data nodes (KK) with each of the secondary nodes was implemented using an Ethernet 10/100 technology with double optical junctions, operating on single mode optical fibers. The data node inter connection is accomplished using a self healing Gigabit Ethernet 1000Base-LX optical fiber system. The experience of the MINISTRY OF ENVIRONMENT PLANNING AND PUBLIC WORKS can help enhancing the exploitation of new technologies offered by the fiber optics network. Such enhancements include the expansion of the machine vision camera network and the optimum exploitation of all available intelligent systems for a better traffic management. 10