Коммутация KVM over IP в деле модернизации КДП аэропортов
Статья опубликована: Air Trafic Control №3(19)2016.
Мы сочли своим долгом поделиться последними тенденциями в области построения диспетчерских пунктов – в той области, в которой мы действительно хорошо разбираемся – в технологиях коммутаций сигналов KVM.
Все мы иногда становимся пассажирами. И всех нас, безусловно, волнуют вопросы безопасности перелётов, а следовательно, комфорт и оперативность работы авиадиспетчеров. И мы сочли своим долгом поделиться последними тенденциями в области построения диспетчерских пунктов – в той области, в которой мы действительно хорошо разбираемся – в технологиях коммутации сигналов KVM.
Технологии KVM-коммутации появились ещё в 1980-х как ответ на чисто утилитарные задачи, стоящие перед центрами обработки данных: сократить расходы на администрирование вычислительной техники, убрав её подальше от «человеческого фактора» и неблагоприятных условий в закрытые машинные залы. Сегодня же развитие KVM-технологий в большей степени сфокусировано на уменьшении потерь мощности транслируемых сигналов, повышении оперативности обслуживания технических средств на пультах диспетчеров, централизации управления информационными потоками и повышении эргономики рабочих мест. Современные достижения технологии позволяют использовать KVM в столь ответственной области, как организация воздушного движения.
KVM (от keyboard, video, mouse) – технологии передачи на расстояние («удлинения») и переключения сигналов клавиатуры, видео и мыши изначально, а впоследствии и теперь – практически любых периферийных сигналов (USB, RS232, RS432 и др.). Удлинение и переключение используется для централизованного управления парком оборудования, размещаемого в отдельном помещении. Локализация вычислительного оборудования в отдельной контролируемой среде позволяет сэкономить ресурсы, обеспечить более полный климатический контроль, освободить рабочее пространство операторов.
Современные тренды системной архитектуры АС УВД
Общемировая тенденция – это построение АС УВД с применением архитектуры «тонкий клиент», когда сервера приложений размещаются в аппаратном зале, а непосредственно в диспетчерских устанавливаются только маломощные компьютеры исключительно для обеспечения ввода и вывода данных – модули «тонкого клиента». «Тонкие клиенты» не имеют механических вентиляторов охлаждения и традиционных жёстких дисков, что значительно повышает уровень их надёжности и понижает уровень шума и потребляемой мощности.
Рис. 1. Схема коммутации на «тонких клиентах»
В частности, на «тонких клиентах» построены диспетчерские системы аэропорта Внуково.
Между тем, решения на «тонких клиентах» имеют свои недостатки. Основная сложность использования «тонких клиентов» заключается, во-первых, в довольно жёстких требованиях к вычислительным ресурсам сервера; во-вторых, в чувствительности «тонких клиентов» к программному обеспечению; в-третьих, в сложной и, что немаловажно, регулярной настройке сервера.
KVM-технологии исключают все эти проблемы, поскольку в их основе лежит коммутация сигналов на аппаратном, физическом уровне. В результате: никакой дополнительной нагрузки на сервер, абсолютная независимость от программного обеспечения.
Кроме того, с современными решениями матричной KVM-коммутации пришла возможность распределения видео и сигналов управления между несколькими АРМ. Эта функция, недоступная при использовании «тонких клиентов», может быть особенно полезной для КДП как в повседневном рабочем процессе, когда управление полётами передаётся от диспетчера к диспетчеру посменно, так и в экстренных случаях, когда может потребоваться чтение или ввод данных другими диспетчерами или старшими сотрудниками.
Как правило, внимание диспетчера сфокусировано на довольно узком потоке информации, между тем, он должен иметь возможность при необходимости получить быстрый обзор всей ситуации. Матричная коммутация KVM сигналов предоставляет избыточность оперативного управления. Например, диспетчеры вышки могут мгновенно подключаться к компьютерам радиолокационных диспетчеров.
Таким образом, решения матричной KVM коммутации позволяют расширить функционал систем безопасности, дополняя их возможностями превентивного мониторинга и информирования о произошедших событиях.
Среди решений матричной коммутации можно выделить традиционные, с использованием матричного KVM коммутатора и предполагающие прямое кабельное соединение между передатчиками и коммутатором и между коммутатором и приёмниками (рис. 2), и решения IP KVM, использующие для передачи данных стандартную IP-сеть (рис. 3).
Рис. 2. Традиционное решение матричной KVM коммутации
Матричная IP KVM коммутация наиболее перспективна, поскольку подобная система, во первых, не требует инвестиций в развёртывание отдельной кабельной инфраструктуры; во-вторых, снимает любые ограничения на расстояние передачи сигналов (например, оператор может просматривать видео с сервера, расположенного не только в другом здании, но и в другом городе – при достаточной пропускной способности IP сети); в-третьих, свободно масштабируется до бесконечности методом каскадирования стандартных сетевых коммутаторов.
Рис. 3. Матричная коммутация IP KVM
Европейский опыт. Аэропорт Лиссабона
В рамках программы модернизации, стремящейся к расширению аэропорта до 4 ВВП, которые позволят обслуживать свыше 40 млн человек в год, в 2015 году был запущен новый, отдельный КДП для контроля ВПП, ворот терминалов, перрона.
Руководство аэропорта приняло решение локализовать все серверы в одном машинном зале, и основным требованием к новому КДП было организовать диспетчерам возможность удалённого подключения к разным системам с использованием только одного комплекта устройств ввода.
Многие функции, ранее осуществлявшиеся вручную, сегодня компьютеризованы. Например, традиционные стрипы – бумажные полоски, содержащие всю плановую информацию о рейсе: откуда и куда летит, позывной, тип самолёта, желаемая высота, реальная высота и пр. Они ещё встречаются сегодня, но новые и модернизирующиеся вышки всё-таки переходят на электронные стрипы. Хранение подобной информации в электронном виде удобнее, чем на бумаге, в критических ситуациях к ней могут обратиться множество людей. Запись осуществляется автоматически в режиме реального времени, и возможна интеллектуальная настройка оповещений для диспетчера.
Jamie Shepperd, Adder Technology
Эта задача была решена системой матричной IP KVM коммутации AdderLink INFINITY, включающей в себя KVM-удлинители (приёмники и передатчики) и центр управления коммутациями AdderLink INFINITY Manager (A.I.M.). Передатчики и A.I.M. находятся в серверной и подключаются к стандартному сетевому коммутатору. На рабочих столах диспетчеров остаются только устройства ввода/вывода, подключенные к компактным (чуть меньше формата А5) приёмникам (рис. 4).
Рис. 4. Схема коммутации диспетчерской аэропорта Лиссабона © Adder Technology
Все данные передаются единым потоком по стандартной IP-сети и распределяются между пользователями в соответствии с настройками матрицы. В целях повышения отказоустойчивости системы коммутации возможно использование резервного центра управления A.I.M., или даже резервной IP-сети (все приёмники и передатчики ALIF оснащены двойными сетевыми картами).
Использование резервной сети и резервного матричного коммутатора делает подобную систему коммутации практически неуязвимой.
Рис. 5. Технология «бесшовного» переключения
KVM-сигналов FreeFlow. Подробнее >>
Так, например, многие диспетчеры работают с несколькими системами одновременно за мультимониторным рабочим местом, и стол может быть завален несколькими клавиатурами, мышами, трекболами и прочими устройствами ввода. Матричные KVM коммутаторы и переключатели сигналов последнего поколения не только позволяют расчистить рабочее место оператора от лишних устройств ввода, но также способствуют значительному сокращению времени реагирования оператора на критические события: для того чтобы переключиться между системами, оператору достаточно перевести курсор мыши с монитора одной системы на монитор другой (что позволяет, например, функция FreeFlow USB-переключателя Adder CCS-PRO4, см. рис. 5), а не хвататься за все мыши поочерёдно, пока не найдётся нужная.
В результате, диспетчеры могут свободно переключаться между разными серверами за считанные мгновения, управлять несколькими системами одновременно всего с одним комплектом клавиатура + мышь/тачпад, выводить информацию на видеостену. Удалённое расположение компьютеров в закрытом от доступа третьих лиц машинном зале исключает риски любого несанкционированного использования систем, предотвращает вероятность хищения критической информации, исключает возможность физического повреждения оборудования.
Заключение
В часы пик многое зависит от доступности информации и скорости работы диспетчера, которым часто приходится контролировать несколько самолётов одновременно. Работа авиадиспетчера – одна из самых стрессовых. Совершенно очевидно, что одновременный доступ к большему количеству исходных данных и удобство работы с ними позволяют диспетчеру принимать решения более обоснованно и оперативно. В то же время локализация вычислительной техники в отдельных машинных залах способствует сокращению расходов на обслуживание IT-ресурсов.
Между тем, использование IP KVM-технологий в авиаиндустрии не ограничивается лишь контрольно-диспетчерскими пунктами. Системы матричной коммутации могут повысить эффективность решений оперативных задач и в центрах обучения, центрах обеспечения безопасности, рекламно-информационных системах, наземных операциях, диагностике и ремонте и многих других службах аэропорта.
Безусловно, никто не строит иллюзий, что KVM-технологии решат все без исключения проблемы, связанные с организацией работы КДП. Однако модернизация – процесс поэтапный. И мы рассматриваем матричную IP KVM коммутацию лишь как один из шагов на пути к комфортной работе авиадиспетчера и удобству управления системами аэропорта, а, следовательно, повышению уровня безопасности взлётов, полётов и посадок.
С. Гуляев, А. Федотов, А. Смольников ООО «КВМ технологии»