התחנה האחרונה בדרך לתשתיות תקשורת מתקדמות לרכבות גם בישראל
 מאת: שלומי אנג'י, 10.2.15, 09:30

מערכי התחבורה המודרניים נדרשים לספק שירותים לכמויות גדלות של נוסעים, עם דרישות גדלות של זמינות, מהירות ובטיחות ומחליפים בהדרגה את הרשתות המסורתיות. היבט קריטי של הטמעת תשתיות תקשורת מתקדמות הוא התמודדות עם אבטחה באופן כללי ואבטחת סייבר בפרט.

מה משותף למילנו, פריס וליסבון? מעבר להיותן מוקדי תיירות, מפעילי התעבורה בכלל והרכבות בפרט בכל אחת מהערים הללו מובילים מעבר לטכנולוגיות התקשורת המתקדמות ביותר ומספקים ערך מוסף לתפעול ובטיחות המערך התעבורתי, תוך שיפור השירות לנוסעים.

אצלנו, במפת התעבורה המקומית, מתעתדת רכבת ישראל לעבור מהפכה וליישר קו עם הסטנדרט העולמי, עם יציאת פרויקט חשמול הרכבת  לדרך. פרויקט זה יעביר את הקווים הראשיים לרכבות חשמליות מהירות ויחייב את שדרוג תשתיות התקשורת, השליטה והבקרה למתקדמות יותר.

אם נסקור את המתרחש בתחום הרכבות בעולם, נבחין בכמה יתרונות מובהקים, שכבר מוכיחים את עצמם. רשות התחבורה הפריזאית, ה-RATP, מנהלת את כל מערך התנועה המטרופוליני ומשנעת 12 מיליון נוסעים ביום. המערך כולל 14 קווי מטרו (רכבת תחתית), 2 קוי רכבת-אקספרס, 6 קווי חשמליות, שאטל אוטונומי (ללא נהג) בין שדה התעופה אורלי לבירה, ולמעלה מ-350 קווי אוטובוס. במהלך 15 השנים האחרונות החברה הצרפתית התפתחה ל-13 מדינות נוספות והפכה להיות מפעיל התחבורה הציבורית החמישי בגודלו בעולם.

לצד 12 מיליון הנוסעים ביום, RATP משנעת כמויות עצומות של מידע, החל ממידע לנוסעים, בקרות כירטוס, דרך שיחות קוויות ואלחוטיות בין עובדי הרכבת (קול ומידע), מצלמות אבטחה במעגל סגור, מצלמות התרעה לנהג הקטר, וכלה בבקרות קריטיות לקטר, למחסומים, למסעפים ולמערך החשמול האדיר המספק אנרגיה לרכבות. יכולת רשת התקשורת להכיל את תעבורת המידע הקריטי הזה היא חיונית לבטיחות הנוסעים, מה שהופך את רשת שינוע הנתונים למרכיב קריטי במערך התפעול של RATP

RATP ודומותיה בעולם הסתמכו עד כה על מערך שינוע נתונים המבוסס על רשתות SONET/SDH. רשתות אלו מפרידות פיזית ומקצות משאבים בצורה קשיחה ובנפרד ליישומים כגון תקשורת משימה קריטית בין הרכבת ומרכז הבקרה, מערכות דיווח לנוסעים ורשת הIT- של הרכבת. בעוד שתשתיות אלו התאימו לזמן הטמעתן, הן אינן מסוגלות להתמודד (טכנולוגית וכלכלית) עם הגידול העצום בנפחי התעבורה והרחבתן וגם תחזוקתן הופכת יקרה מדי.

RATP בחנה חלופות טכנולוגיות שונות, תוך שימת דגש על ביצועים ואמינות מחד (בל נשכח שהרשת היא מרכיב בטיחותי קריטי) ועל עלויות תפעוליות מאידך. הטכנולוגיה, שנבחרה ע"י RATP, ולמעשה ע"י מרבית אם לא כל מפעילי מערכי התחבורה הציבורית בעולם, היא טכנולוגית ה-IP/MPLS.

מערכי התחבורה הציבורית של ליסבון (Refer) ושל מילאנו (ATM) ונוספים בעולם, בחרו אף הם להגר ל-IP/MPLS. בעשותם כך, יכלו להטמיע מערכות מצלמות במעגל סגור בתחנות וברכבות עצמן, פתרונות מולטימדיה ואת פתרונות ה-SCADA (בקרי מחסומים / מסעפים / חישמול) וה-M2M (תקשורת מכונה-למכונה: מערך כירטוס, סנסורים וכו') המתקדמים ביותר ולבצע וירטואליזציה של ישומים ותפקוד בענן פרטי. כל זאת, על גבי ארכיטקטורת רשת תקשורת IP/MPLS בודדת. כאן המקום להדגיש, שטכנולוגיית IP/MPLS אינה יעילה רק עבור מערך רכבות, אלא לכל מערך תעבורתי באשר הוא.

הטמעת רשת תקשורת מתקדמת אינה דורשת ביטול של מערכים קיימים. יכולת התמיכה לאחור למגוון ממשקים הקיימים בנתבי IP/MPLS מאפשרים ניוד חלק מכל תשתית רשת קיימת ללא צורך בהחלפת סנסורים, מערכות רדיו, מצלמות אנלוגיות ועוד. תכנון גמיש מאפשר ל IP/MPLSלהתמזג בתוך כל טופולוגית רשת ומספק מענה לכל צורכי התקשורת עם הבטחה לכושר ביצועים ועמידות גבוהים. הניהול של תשתית IP/MPLS מאוחדת התומכת הן בתקשורת משימה קריטית והן בשירותים בעלי חשיבות פחותה, נמוכה יותר מעלויות ניהול תשתיות תקשורת ייעודיות. 

יתרון נוסף הוא, שטכנולוגית IP/MPLS תומכת בדור הבא של רשתות תקשורת, שתמנפנה עוד יותר טכנולוגיות ענן כגון SDN וNFV-. במיוחד בארץ, כשמזג אוויר סוער במיוחד פוקד אותה ווהתשתיות משתבשות, רשת תקשורת IP/MPLS מבטיחה עמידות ונגישות גבוהות מהמקובל באמצעות טכנולוגיות “Non-Stop”. גם אם רשת תקשורת אחת מכנסת את כל היישומים, רשת IP/MPLS מבטיחה, שיישומים קריטיים יהיו תמיד על אותה רשת. כך, שתקשורת מידע קריטי לא מתערבבת על אותו איתות IP ואותו נתיב ופלטפורמת ניהול אחת מבטיחה את אותה איכות שירות , עמידות וזמינות.

היבט קריטי נוסף של הטמעת תשתיות תקשורת מתקדמות הוא התמודדות עם אבטחה באופן כללי ואבטחת סייבר בפרט. בסוף 2011 דיווחה רשות התחבורה והתעופה האמריקאית TSA על 2 אירועי פריצה לרשת, שגרמו (לפחות באחד המקרים) לרכבת מהירה ללא-נהג להאט עד כדי איחור ברבע שעה, אירוע שהיה עלול להיגמר באסון. הגנת סייבר מתאפשרת באמצעות פתרונות תשתית רשת קריטית הכוללים הטמעה של מגוון מנגנוני אבטחה כגון Network Access Control (NAC), אבטחה ואבחון אנומליות. על כך יש להוסיף אפשרויות סנכרון גמישות הכוללות את הפיצ'ר (Synchronous Ethernet (SyncE.מנגנונים אלה מספקים את האמצעי הקל והמהיר ביותר לסנכרון תדרים ולמקסום  היתרונות ברשת ללא החלפת יישומי רשת TDM. הקונספט של SyncE דומה ליכולות תזמון-מערכת של SDH/SONET.

לסיכום, מערכי התחבורה המודרנים והגדולים בעולם נדרשים לספק שירותים לכמויות גדלות והולכות של נוסעים, עם דרישות גדלות והולכות של זמינות, מהירות ובטיחות. מערכים אלה מחליפים בהדרגה אך בהתמדה את רשתות התקשורת המסורתיות שלהן, שמבוססות SDH, ברשתות תקשורת מודרניות המבוססות IP/MPLS. טכנולוגיה זו מאפשרת העברת נפחי מידע גדולים תוך שמירה על בידול ותיעדוף בין סוגי המידע, עם רמת שרידות גבוהה ועם יחס עלות/תועלת גבוה.

רכבת ישראל עתידה להפעיל ב-2018 קוים חשמליים מהירים, בהם את הקו מתל אביב לירושלים, שחייב להיות חשמלי עקב העלייה לירושלים והמעבר במנהרות, שאורכן 11 ק"מ. לאור זאת, SDH היא "התחנה האחרונה" לפני הטמעתן של רשתות תקשורת מתקדמות, מהלך שעתיד לקרות בקרוב.

מאת: שלומי אנג'י, פברואר 2015.
CTO, אלקטל-לוסנט ישראל