Ergänzungen FHB und Richtlinien BSA ASTRA GEVIII Netzwerk

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1 NSNW AG - Netzenstrasse Sissach Ergänzungen FHB und Richtlinien BSA ASTRA Version Nr. / Datum / Visum: Ablage: Verteiler: Genehmigt am / durch: 1.0 / / GO Infotyp: Technische Dokumentation;Betreff: EFHB BSA Öffentlich / SV

2 Versionsänderungen/Historie Tabelle 1: Versionsänderungen / Historie Version Nr. Datum Inhalt / Betreff Autor (Kürzel) Erste Version, Auftrennung der Ergänzungen Rechner und Netzwerk GO Ergänzungen FHB und Richtlinien BSA ASTRA Zusammenfassung Dieses Dokument ergänzt das ASTRA Fachhandbuch BSA mit den betrieblichen Aspekten der GE VIII. (Fachhandbuch BSA, Kommunikations & Leittechnik, Netzwerke , 2012) Datum: Ablage: / GO Infotyp: Technische Dokumentation; Betreff: EFHB BSA GE VIII Rechner der Steuer & Leittechnik

3 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemein Anbindung von Komponenten ins WAN GEVIII Verkabelung Netzwerkkonfiguration Inbetriebnahme am WAN GEVIII Betriebsanforderungen Realisierungsprinzipien Komponenten Netzwerkmanagement Adressierung Internet-Anschluss für Fernbedienung und Fernzugriff Einsatz von Laptops Glossar Anhang Literaturverzeichnis Datum: Ablage: / GO Infotyp: Technische Dokumentation; Betreff: EFHB BSA GE VIII Rechner der Steuer & Leittechnik

4 1 Allgemein 1.1 Anbindung von Komponenten ins WAN GEVIII Die Rechner der Steuer und Leittechnik werden jeweils nur an einem VLAN im angeschlossen. Es ist verboten Rechner in mehr als ein VLAN anzuschliessen. Benötigt ein Rechner Zugriff in mehr als ein VLAN vom, so wird dies über das Routing im Netzwerk konfiguriert. Folgende Anbindungen ans Netzwerk sind möglich: Abbildung 1: Anlage ohne Anlagennetzwerk Physisch (Switch Router) Logisch (VLAN) VLAN LT VLAN Anlage SPS AS SPS 1... SPS n SPS AS SPS 1... SPS n Der Unternehmer der Anlage verbindet alle netzwerkfähigen Komponenten mit dem. Das Routing wird vom übernommen. Die Netzwerküberwachung wird vom WAN GE VIII vorgenommen. Vorteile Anlagenunternehmer muss sich nicht um das Netzwerk kümmern. Es wird kein zusätzliches benötigt. Keine zusätzlichen Ersatzteile müssen verwaltet werden. Nachteile - Unternehmer/Anlage ist abhängig vom Netzwerk. - Anlage ist nicht in sich geschlossen. - Austesten der Anlage beim FAT nur bedingt möglich. Datum: / GO Seite: 4 / 11

5 Abbildung 2: Anlage mit Anlagennetzwerk Physisch (Switch Router) Logisch (VLAN) VLAN LT SPS AS SPS AS Anlagen Netzwerk Anlagen Netzwerk SPS 1... SPS n SPS 1... SPS n Der liefert das Netzwerk mit der Anlage. Die Anlagen werden über die Bedienrechner und die Anlagensteuerung mit den verbunden. Das kann auf der Bedienrechner/Lokalsteuerung oder als eigene Hardware installiert werden. Das zu verwendende Produkt ist Nagios oder kompatibel (OpenSource unter Vorteile Verantwortung Anlagennetzwerk beim n. Funktion der Anlagen kann ohne Abhängigkeiten getestet werden. Das Design des Netzwerks wird durch den Anlagenunternehmer bestimmt. Nachteile - Es wird ein zusätzliches benötigt. - Es werden zusätzliche Netzwerke verbaut, welche separat verwaltet werden müssen. - Es werden zusätzliche Ersatzteile benötigt. Die Realisierung der Variante Anlage mit Anlagennetzwerk ist nur in Ausnahmefällen vorzusehen. Folgende Umsetzungen sind nicht erlaubt: Es ist nicht erlaubt aktive Netzwerkkomponenten wie z.b. Switches, welche nicht durch die GE VIII oder den Unternehmer geliefert wurden, direkt mit dem zu verbinden (rote Linien in der Abbildung 3). Datum: / GO Seite: 5 / 11

6 Abbildung 3: Verbotene Anbindungen von fremden Netzwerken Physisch (Switch Router) Logisch (VLAN) VLAN LT VERBOTEN! SPS AS SPS AS Anlagen Netzwerk Anlagen Netzwerk SPS 1... SPS n SPS 1... SPS n Ebenso verboten sind Verbindungen in verschiedene VLANs des von derselben Komponente. Das Routing zwischen den VLANs ist in der Hoheit des Netzwerkes. Mittels Portresp. Routingantrag (siehe Netzwerkkonfiguration) können die Verbindungen entsprechend beantragt werden (rote Linien in der Abbildung 4). Datum: / GO Seite: 6 / 11

7 Abbildung 4: Verbotene VLAN-Kopplung Physisch (Switch Router) Logisch (VLAN) VLAN LT VERBOTEN! VLAN Anlage SPS AS SPS 1... SPS n SPS AS SPS 1... SPS n Gem. ASTRA FHB (Fachhandbuch BSA, Kommunikations & Leittechnik, Netzwerke , 2012) sind die meisten Rechner (SPS und PC-basierte Systeme) an jeweils zwei Netzwerkswitches anzuschliessen. Aufgrund von bestehenden / noch existenten Strukturen (z.b. Anlagennetzwerke) ist das heutige z.t. noch nicht soweit ausgebaut, dass diese Anforderung erfüllt werden kann. Ist beim Bau einer neuen BSA Anlage oder einer Ablösung einer bestehenden Anlage die redundante Netzwerkanbindung notwendig (Bedarf seitens Projekt) ist das Netzwerk entsprechend an den jeweiligen Standorten auf die Anforderung hin zu prüfen. Sind die Anforderungen nicht genügend, so ist bei einem Ausbau des Netzwerkes die Netzwerkarchitektur des zwingend zu beachten. Neue Topologien sind nicht zulässig. Jeder Aktor und Sensor mit einem Netzwerkanschluss wird direkt an einen AccessSwitch (AS) oder AccessSwitch Offene Strecke (ASO) angeschlossen. Werden Medienwandler eingesetzt, so dürfen nur 1:1 Wandler eingesetzt werden. 1:n Medienwandler, welche den Anschluss vom mehreren Geräten an einen Switch ermöglichen sind nicht zulässig. Werden zusätzliche Switches (AS oder ASO) (z.b. für die redundante Anbindung gem. ASTRA Fachhandbuch) benötigt, so ist Zwingend auf die Portbelegung des Distributionsswitches (DS) und der LWL-Fasernbedarf zu prüfen. Wird ein bestehender Accessswitch mit einem zusätzlichen Accessswitch gestacked, so entfällt die Prüfung für zusätzliche LWL-Fasern, sofern dieser schon redundant angeschlossen ist. Es gilt zu beachten, dass ein Accessswitches(-Stack) immer redundant an zwei Distributionsswitches angebunden ist. Die Beschaffung von zusätzlichen Switches muss zwingend durch den Unternehmer des Netzwerkes erfolgen, da es sich um eine Erweiterung einer bestehenden Anlage handelt. Die Switches können für Sicherheitsrelevante Anlagen gestackt werden um die Verfügbarkeit des Netzwerks zu erhöhen (Bedarf ist durch das Projekt zu begründen). Ebenfalls kann die Energieeinspeisung redundant ausgelegt werden. Der Bedarf ist ebenfalls durch das Projekt zu begründen. Datum: / GO Seite: 7 / 11

8 MODE MODE SYST RPS MSTR STAT DPLX SPED STCK SYST RPS MSTR STAT DPLX SPED STCK 1X 2X 1X 2X X 12X 11X 12X 13X 14X 13X 14X X 24X 23X 24X CONSOLE CONSOLE Catalyst 2960-S Series Catalyst 2960-S Series M GM T B A SE T M GM T B A SE T Ergänzungen FHB und Richtlinien BSA ASTRA Abbildung 5: Anbindung der Access- und Distributionswitches Standort 1 (Einfache Anbindung) Standort 2 (Redundante Anbindung) Standort 3 (Redundante Anbindung) Standort 4 (Einfache Anbindung) Distribution Switch (DS) Access Switch (AS) Access Switch Offene Strecke (ASO) Anlagensteuerung Lokalsteuerung Verkabelung In jedem 19 Rack in dem Netzwerkkomponenten eingebaut sind, sind RJ45 Patchpanel für die Verbindungen der BSA-Anlagen vorzusehen. Für jeden Accessswitch ist ein Patch Panel zugeordnet. In einem Schrank können bis zu vier Accessswitches installiert sein. Der Unternehmer, welcher für die Anlage verantwortlich ist, ist auch für die UKV-Erschliessung der Anlagen-Schränke bis zum WANGEVIII-Schrank zuständig. Die UKV-Erschliessung ist gem. Fachhandbuch auszuführen (Fachhandbuch BSA, Kabelanlage, Universelle Kommunikationsverkabelung , 2011). Die folgende Abbildung zeigt wie die Verkabelung zwischen den Schränken realisiert werden muss: 1. WANGEVIII-Schrank: Patchung RJ45 (Lieferung UN WANGEVIII) 2. WANGEVIII-Schrank: Rangier- und Patchpanel RJ45 und RJ45 Connection Modul (Lieferung UN WANGEVIII) 3. Installationskabel WANGEVIII-Schrank (Verantwortung UN BSA, Lieferung bauseits) zu BSA- Schrank 4. BSA-Schrank: Rangier- und Patchpanel RJ45 (Lieferung UN BSA) Abbildung 6: UKV und Patchung im Schrank 1 (ohne 19" Rahmen) Schrank 2 () Schrank 3 (mit 19" Rahmen) Datum: / GO Seite: 8 / 11

9 1.1.2 Netzwerkkonfiguration Alle für die Netzwerkkonfiguration notwendigen Daten werden mit der Rücksendung des bewilligten Portantrages mitgeteilt. Portanträge können über die folgende URL erstellt werden: https://wange8.argonet.ch. Mittels Portantrag kann auch das notwendige Routing beantragt werden Inbetriebnahme am WAN GEVIII Vor der Inbetriebnahme wird durch die GE VIII eine Prüfung auf Konformität gem. Fachhandbuch und dessen Ergänzungen vorgenommen. Nach erfolgter Prüfung schliesst die GE VIII die Anlage an an und prüft gemeinsam mit dem Unternehmer und Planer der Anlage das gelieferte Werk. 2 Betriebsanforderungen Die Kommunikationsbedürfnisse zwischen den Netzwerkteilnehmern werden vom Projekt beantragt und unter Berücksichtigung der Sicherheit umgesetzt. Anforderungen an die Verfügbarkeit/Redundanz müssen explizit im Portantrag ausgewiesen werden, damit diesen entsprechend Rechnung getragen werden kann. 3 Realisierungsprinzipien Das Netzwerkschema ist vertraulich. Den im Projekt beteiligten Parteien werden zum gegebenen Zeitpunkt die notwendigen Informationen abgegeben. Die Anbindung ans Netzwerk sieht zurzeit Kupferverbindungen (RJ45) vor. Werden durch das Projekt Glasfaser-Ports benötigt, so ist dies entsprechend frühzeitig dem Betrieb und dem Unternehmer mitzuteilen. 4 Komponenten Alle Komponenten des werden durch den Unternehmer beschafft und in Betrieb genommen, da es sich jeweils um eine Erweiterung einer bestehenden Anlage handelt. Dieser Auflage ist bei der Beschaffung entsprechend Rechnung zu tragen. 5 Netzwerkmanagement Die eingesetzten Komponenten (Rechner, Steuerungen etc.) müssen SNMP-fähig sein, damit die Komponenten mit einer standardisierten Schnittstelle automatisch ausgelesen werden können. Datum: / GO Seite: 9 / 11

10 6 Adressierung Das Netzwerk ist in verschiedene geografische Zonen eingeteilt (VLAN-Zonen). Innerhalb der VLAN-Zonen sind Anlagenspezifische VLANs mit verschiedenen IP-Subnetzen vorhanden. Folgende VLANs stehen zur Verfügung: =B Beleuchtung =E Energieversorgung =KL;FE Funkeinrichtungen =KL;LTA Leittechnik Abschnitt =KL=NT Notruftelefon =L Lüftung =N Nebeneinrichtung =N;BMG Brandmeldeanlage Gebäude =N;TT Haustelefonie =S;LSA Lichtsignalanlagen Anschlüsse =S;VKE Verkehrserfassung =S;VM Signalisation allg. =S;VM;WTA Wechseltextanzeigen =U Überwachungsanlagen allg. =U;BMT Brandmeldeanlage Tunnel =U;GFS Glatteisfrühwarnsystem =U;VTV Videobilder Jede VLAN-Zone und jedes VLAN innerhalb einer VLAN-Zone hat sein eigenes IP-Subnetz. Somit sind gemeinsame IP-Adressen (z.b. IP-Failover) nur innerhalb der gleichen VLAN-Zone und innerhalb des gleichen VLANs möglich. 7 Internet-Anschluss für Fernbedienung und Fernzugriff Gesuche um Fernzugriff können an den Betreiber gestellt werden. Konfigurationen und Updates sind jedoch immer vor Ort auszuführen. Weitere Informationen finden sich in den Ergänzungen zum Fachhandbuch (BSA Downloads, Ergänzungen zum Fachhandbuch der GE VIII, GE VIII Rechner der Steuer- und Leittechnik, 2014). 8 Einsatz von Laptops Keine Ergänzungen. 9 Glossar ADSL AS ASO CS Asymmetric digital subscriber line, Internetanbindung Accessswitch Accessswitch offene Strecke Coreswitch Datum: / GO Seite: 10 / 11

11 DS FAT FQDN OS SAT SNMP VLAN Distributionswitch Factory Acceptance Test, Werksprüfung Fully Qualified Domain Name Netzwerkmanagementsystem Operating System/Betriebssystem Site Acceptance Test, Vorortprüfung Simple Network Management Protocol, virtuelles LAN (Local Area Network) Wide Area Network, Kommunikationsnetzwerk der GE VIII 10 Anhang 10.1 Literaturverzeichnis ASTRA. ( ). Fachhandbuch BSA, Kommunikations & Leittechnik, Applikationen der Steuer- und Leittechnik Abgerufen am von Bundesamt für Strassen ASTRA: ASTRA. ( ). Fachhandbuch BSA, Kommunikations & Leittechnik, Gliederung Leittechnik Abgerufen am von Bundesamt für Strassen ASTRA: ASTRA. ( ). Fachhandbuch BSA, Kabelanlage, Universelle Kommunikationsverkabelung Abgerufen am von Bundesamt für Strassen ASTRA: ASTRA. ( ). Fachhandbuch BSA, Kommunikations & Leittechnik, Netzwerke Abgerufen am von Bundesamt für Strassen ASTRA: NSNW AG. ( ). BSA Downloads, Ergänzungen zum Fachhandbuch der GE VIII, GE VIII Rechner der Steuer- und Leittechnik. Abgerufen am von NSNW AG: Datum: / GO Seite: 11 / 11

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