地鐵主控骨干網(wǎng)MBN的冗余性分析

一、MCS系統(tǒng)概述
地鐵主控系統(tǒng)(MCS)由中央主控系統(tǒng)、車站主控系統(tǒng)、車輛段主控系統(tǒng)、控制中心大樓主控系統(tǒng)等組成。主控系統(tǒng)構(gòu)建了一個信息互通和資源共享平臺。最終實現(xiàn)對機電設(shè)備的實時集中監(jiān)控功能和各系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)聯(lián)動功能兩大部分。
MCS系統(tǒng)是整個機電設(shè)備的核心，所以主控系統(tǒng)骨干網(wǎng)（MBN）的安全性、健壯性成為了使用中關(guān)注的焦點。

二、技術(shù)設(shè)計原則
我們本著安全可靠、性能優(yōu)越、技術(shù)先進的指導(dǎo)思想進行設(shè)計，在滿足系統(tǒng)運行安全可靠的前提下，盡量縮減投資，避免不必要的資金浪費。
1. 可靠性：GOE300系列采用工業(yè)級設(shè)計，設(shè)備的主控單元、電源等等關(guān)鍵模塊均可以進行1:1方式的備份，在配置冗余控制模塊的情況下，它能滿足最苛刻的可靠性要求。同時在組網(wǎng)方式上采用2個雙纖自愈環(huán)網(wǎng)，可以實現(xiàn)光纖、設(shè)備多處故障時的業(yè)務(wù)可靠傳輸。
2. 先進性：采用了分布式、模塊化設(shè)計理念，并采用了基于多處理器分布式處理機制。這保證了系統(tǒng)優(yōu)異的轉(zhuǎn)發(fā)性能、強大的業(yè)務(wù)能力和高度的可擴展性。
3. 高性能：GOE300系列具有豐富的接口類型，提供10GE、GE、FE等接口。可以真正實現(xiàn)高端口密度和線速路由及交換。可以保證各種數(shù)據(jù)流的傳輸要求。
4. 安全性：硬件支持ACL安全過濾機制，可提供基于用戶、地址、應(yīng)用以及端口級的安全控制功能。此外，系統(tǒng)還具備完善的抗病毒機制，可以為網(wǎng)絡(luò)運營提供全面的安全保證。
5. 兼容性：GOE300采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，可以與其他主流廠家的設(shè)備實現(xiàn)業(yè)務(wù)的全面互通。
6. 可管理性：GOE300配合SNMP統(tǒng)一網(wǎng)管軟件，快速定位故障點。并有多個成功案例，易安裝、易維護、易管理，減少了使用者的工作強度。

三、技術(shù)方案
針對MCS的總體要求，我們使用GOE300系列三層以太網(wǎng)交換機構(gòu)建一個先進的計算機網(wǎng)絡(luò)硬件平臺，骨干通信網(wǎng)（MBN）很好地滿足MCS系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)之間的可靠傳輸。MBN網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如下：

方案描述
1. 在控制中心，配置2臺核心層交換機GOE384，接入實時服務(wù)器 、歷史和事件服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器 、大屏控制器、磁盤陣列、操作員工作站、打印機等。在每個車站放置2臺接入層交換機GOE324，負責(zé)各個子系統(tǒng)的接入。
2. 車站交換機和OCC交換機構(gòu)成2個光纖以太環(huán)網(wǎng)，環(huán)與環(huán)之間通過電口耦合在一起。通過這種高度冗余的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，可以最大限度保證MBN系統(tǒng)的可靠性。
為了進一步闡明雙環(huán)MBN系統(tǒng)的保護機制，我們進行網(wǎng)絡(luò)故障分析，示意圖如下：

紅色的標(biāo)注點是雙環(huán)網(wǎng)允許的故障點，
1. 單點故障的切換分析：
----當(dāng)1處出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)可以通過內(nèi)環(huán)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)
----當(dāng)2處出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)可以通過內(nèi)環(huán)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)
----當(dāng)3處出現(xiàn)故障，交換機B的管理口偵測到3出現(xiàn)故障，自動閉合備份端口，使環(huán)網(wǎng)自愈
---- 當(dāng)4處出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)可以通過交換機之間的連接傳輸數(shù)據(jù)，反之亦然。
2. 多點故障切換分析：
 當(dāng)1，2，3，4同時出現(xiàn)故障，所有數(shù)據(jù)的正常傳輸，數(shù)據(jù)流示意圖如下：

----當(dāng)光纖交換機/接入線路出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)切換到另外的光纖環(huán)網(wǎng)傳輸。
----當(dāng)光纖鏈路/耦合線纜出現(xiàn)故障，該光纖環(huán)冗余保護生效，enable之前關(guān)閉的交換機光口，數(shù)據(jù)仍舊在同一條光纖鏈路上傳輸。

四、方案優(yōu)勢：
地鐵主控系統(tǒng)中應(yīng)用的GOE300系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機具備30ms的極快冗余倒換時間；配置了繼電器報警輸出；IP40的防護等級；工作溫度在-40℃～+80℃；這些特點使之完美地融入各種工業(yè)環(huán)境。

五、 結(jié)束語：Omate工業(yè)以太網(wǎng)交換機以其先進的技術(shù)、卓越的品質(zhì)，在軌道交通、高速公路等行業(yè)廣泛應(yīng)用，說明象Omate一樣國產(chǎn)、精品工業(yè)以太網(wǎng)光交換機，完全可以替代目前市場上占主導(dǎo)地位的國外同類產(chǎn)品。同時雙纖自愈環(huán)網(wǎng)技術(shù)一定會在今后的MBN設(shè)計中廣泛采用。