NSNW AG - Netzenstrasse 1-4450 Sissach Ergänzungen FHB und Richtlinien BSA ASTRA 23 001-11610 GEVIII Netzwerk Version Nr. / Datum / Visum: Verteiler: Genehmigt am / durch: 1.3 / Infotyp: Technische Dokumentation;Betreff: EFHB BSA 23 001-11610 GEVIII Netzwerk Öffentlich
Ergänzungen FHB und Richtlinien BSA ASTRA 23 001-11610 GEVIII Netzwerk Versionsänderungen/Historie Tabelle 1: Versionsänderungen / Historie Version Nr. Datum Inhalt / Betreff Autor (Kürzel) 1.0 05.11.2014 Erste Version, Auftrennung der Ergänzungen GO Rechner und Netzwerk 1.1 03.03.2016 Vorgaben Patchpanelverwaltung WAN GE GO VIII, VPN Nutzung während Projekt 1.2 05.12.2016 Änderungen Redundante Anbindung, RIO in GO den Grafiken ergänzt, geändert (LS/BEE) 1.3 20.07.2017 Anbindung nach Abbildung 2 insb. für BMT und L; Portantrag, Literaturverzeichnis, Inbetriebnahme GO Ergänzungen FHB und Richtlinien BSA ASTRA 23 001-11610 GEVIII Netzwerk Zusammenfassung Dieses Dokument ergänzt das ASTRA Fachhandbuch BSA mit den betrieblichen Aspekten der GE VIII. (Fachhandbuch BSA, Kommunikations & Leittechnik, Netzwerke 23001-11610, 2012)
Inhaltsverzeichnis 1 Allgemein... 4 1.1 Anbindung von Komponenten ins WAN GEVIII... 4 1.1.1 Verkabelung... 7 1.1.2 Netzwerkkonfiguration... 8 1.1.3 Inbetriebnahme am WAN GEVIII... 8 2 Betriebsanforderungen... 8 3 Realisierungsprinzipien... 9 4 Komponenten... 9 5 Netzwerkmanagement... 9 6 Adressierung... 9 7 Internet-Anschluss für Fernbedienung und Fernzugriff... 10 8 Einsatz von Laptops... 10 9 Glossar... 10 10 Anhang... 11 10.1 Literaturverzeichnis... 11
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/RIO 1...SPS/RIO n SPS AS SPS/RIO 1...SPS/RIO 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.
Abbildung 2: Anlage mit Anlagennetzwerk Physisch (Switch Router) Logisch (VLAN) VLAN Anlage VLAN LT SPS AS (virtuell) Anlagen Netzwerk SPS AS (virtuell) Anlagen Netzwerk SPS/RIO 1...SPS/RIO n SPS/RIO 1...SPS/RIO 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 Zabbix (OpenSource unter http://www.zabbix.com). 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. Anlagennetzwerke sind für die Realisierung einer Brandmeldeanlage Tunnel sowie die Lüftung vorgesehen. Andere Anlagen sind grundsätzlich ins einzubinden. 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).
Abbildung 3: Verbotene Anbindungen von fremden Netzwerken Physisch (Switch Router) Logisch (VLAN) VLAN Anlage VLAN LT VERBOTEN! SPS AS Vusialisierung SPS AS Anlagen Netzwerk Anlagen Netzwerk SPS/RIO 1...SPS/RIO n SPS/RIO 1...SPS/RIO n Abbildung 4: Verbotene Anbindung an mehrere VLANs Physisch (Switch Router) Logisch (VLAN) VERBOTEN! VLAN LT VLAN Anlage SPS AS SPS 1... SPS n LS / BEE SPS AS SPS 1... SPS n LS / BEE Die Umsetzung der Netzwerkanbindung von Anlagensteuerungen erfolgt gemäss Richtlinie (Richlinie BSA, Systemarchitektur Leit- und Steuersysteme der Betriebs- und Sicherheitsausrüstungen 13031, 2016) nicht redundant. Ist beim Bau einer neuen BSA Anlage oder einer Ablösung einer bestehenden Anlage die redundante Netzwerkanbindung trotzdem notwendig (Bedarf seitens des Projekts) 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. Medienwandler sind grundsätzlich im Anlagenschrank zu realisieren. Werden zusätzliche Switches (AS oder ASO) (z.b. für die redundante Anbindung) 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 des können einzeln oder als Netzwerkstack realisiert werden. Ebenfalls kann die Energieeinspeisung redundant ausgelegt werden. Der Bedarf ist ebenfalls durch das Projekt zu begründen. 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 Gem. Entscheid ASTRA (vergl. 1.1 Anbindung von Komponenten ins WAN GEVIII) ist eine einfache Anbindung vorzuziehen. 1.1.1 Verkabelung In jedem 19 Rack in dem Netzwerkkomponenten eingebaut sind, sind RJ45 Patchpanel für die Verbindungen der BSA-Anlagen vorzusehen. Jedem 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.
MODE MODE SYST RPS MSTR STAT DPLX SPED STCK SYST RPS MSTR STAT DPLX SPED STCK 1X 2X 1X 2X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11X 12X 11X 12X 13X 14X 13X 14X 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 23X 24X 23X 24X CONSOLE CONSOLE Catalyst 2960-S Series 25 26 27 28 Catalyst 2960-S Series 25 26 27 28 M GM T B A SE T M GM T B A SE T Fachhandbuch auszuführen (Fachhandbuch BSA, Kabelanlage, Universelle Kommunikationsverkabelung 23001-11730, 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) 4 Schrank 2 () 2 3 Schrank 3 (mit 19" Rahmen) 4 3 2 1 1 Verwendete Patchpanelports sind nach der Realisierung der UKV unverzüglich der GE VIII zu melden. 1.1.2 Netzwerkkonfiguration Alle für die Netzwerkkonfiguration notwendigen Daten werden mit der Rücksendung des bewilligten Portantrages mitgeteilt. Der Portantragsprozess, sowie der Portantrag stehen zum Download unter http://bsa.nsnw.ch/downloads bereit. 1.1.3 Inbetriebnahme am WAN GEVIII Für eine Inbetriebnahme am muss zwingend die am FAT ausgefüllte Checkliste und durch den Unternehmer bereinigte Steuerung vorliegen. Vor der Inbetriebnahme wird durch die GE VIII nochmals eine Prüfung gem. Checkliste auf Konformität gem. Fachhandbuch und dessen Ergänzungen vorgenommen. Nach erfolgreicher Prüfung schliesst die GE VIII die Anlage an WAN GE VIII an und prüft gemeinsam mit dem Unternehmer und Planer der Anlage das gelieferte Werk (inkl. Installation GE VIII Software gem. Checkliste, Aktivierung Lizenzen etc.). 2 Betriebsanforderungen Die Kommunikationsbedürfnisse zwischen den Netzwerkteilnehmern werden vom Projekt beantragt und unter Berücksichtigung der Sicherheit umgesetzt. Anforderungen an die Verfügbarkeit/Redundanz (z.b. Abschnittsrechner) 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. 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 Der Fernzugriff dient der Analyse und ggf. schnellen Hilfestellung durch den Unternehmer nach Abschluss des Projekts. Während des Projekts hat der Unternehmer kein Anrecht auf einen Fernzugriff. Konfigurationen und Updates sind jedoch immer vor Ort auszuführen. Gesuche um Fernzugriff können an den Betreiber gestellt werden. Der Fernzugriff ist grundsätzlich geschlossen. Weitere Informationen finden sich in den Ergänzungen zum Fachhandbuch (BSA Downloads, Ergänzungen zum Fachhandbuch der GE VIII, 23 001-11624 GE VIII Rechner der Steuer- und Leittechnik, 2017). 8 Einsatz von Laptops Keine Ergänzungen. 9 Glossar ADSL AS ASO CS DS FAT FQDN OS SAT SNMP VLAN Asymmetric digital subscriber line, Internetanbindung Accessswitch Accessswitch offene Strecke Coreswitch Distributionswitch Factory Acceptance Test, Werksprüfung Fully Qualified Domain Name Netzwerkmanagementsystem Operating System/Betriebssystem Site Acceptance Test, Vorortprüfung Simple Network Management Protocol, http://tools.ietf.org/html/rfc3411 virtuelles LAN (Local Area Network) Wide Area Network, Kommunikationsnetzwerk der GE VIII
10 Anhang 10.1 Literaturverzeichnis ASTRA. (31. August 2011). Fachhandbuch BSA, Kabelanlage, Universelle Kommunikationsverkabelung 23001-11730. Abgerufen am Juli. 22 2014 von Bundesamt für Strassen ASTRA: http://www.astra.admin.ch ASTRA. (31. Dezember 2012). Fachhandbuch BSA, Kommunikations & Leittechnik, Netzwerke 23001-11610. Abgerufen am 22. Juli 2014 von Bundesamt für Strassen ASTRA: http://www.astra.admin.ch ASTRA. (01. Januar 2016). Richlinie BSA, Systemarchitektur Leit- und Steuersysteme der Betriebs- und Sicherheitsausrüstungen 13031. Abgerufen am 05. Dezember 2016 von Bundesamt für Strassen ASTRA: http://www.astra.admin.ch NSNW AG. (08. 05 2017). BSA Downloads, Ergänzungen zum Fachhandbuch der GE VIII, 23 001-11624 GE VIII Rechner der Steuer- und Leittechnik. Abgerufen am 08. 05 2017 von NSNW AG: http://www.nsnw.ch