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(gè)信息互通和資源共享平臺(tái)。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)集中監(jiān)控功能和各系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)功能兩大部分。
MCS系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)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(diǎn)。

二、技術(shù)設(shè)計(jì)原則
我們本著安全可靠、性能優(yōu)越、技術(shù)先進(jìn)的指導(dǎo)思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，在滿足系統(tǒng)運(yùn)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(fèi)。
1. 可靠性：GOE300系列采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，設(shè)備的主控單元、電源等等關(guān)鍵模塊均可以進(jìn)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(shí)在組網(wǎng)方式上采用2個(gè)雙纖自愈環(huán)網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)光纖、設(shè)備多處故障時(shí)的業(yè)務(wù)可靠傳輸。
2. 先進(jìn)性：采用了分布式、模塊化設(shè)計(jì)理念，并采用了基于多處理器分布式處理機(jī)制。這保證了系統(tǒng)優(yōu)異的轉(zhuǎn)發(fā)性能、強(qiáng)大的業(yè)務(wù)能力和高度的可擴(kuò)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(shí)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(guò)濾機(jī)制，可提供基于用戶、地址、應(yīng)用以及端口級(jí)的安全控制功能。此外，系統(tǒng)還具備完善的抗病毒機(jī)制，可以為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)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(shí)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(diǎn)。并有多個(gè)成功案例，易安裝、易維護(hù)、易管理，減少了使用者的工作強(qiáng)度。

三、技術(shù)方案
針對(duì)MCS的總體要求，我們使用GOE300系列三層以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)建一個(gè)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)，骨干通信網(wǎng)（MBN）很好地滿足MCS系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)之間的可靠傳輸。MBN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

方案描述
1. 在控制中心，配置2臺(tái)核心層交換機(jī)GOE384，接入實(shí)時(shí)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(pán)陣列、操作員工作站、打印機(jī)等。在每個(gè)車站放置2臺(tái)接入層交換機(jī)GOE324，負(fù)責(zé)各個(gè)子系統(tǒng)的接入。
2. 車站交換機(jī)和OCC交換機(jī)構(gòu)成2個(gè)光纖以太環(huán)網(wǎng)，環(huán)與環(huán)之間通過(guò)電口耦合在一起。通過(guò)這種高度冗余的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，可以最大限度保證MBN系統(tǒng)的可靠性。
為了進(jìn)一步闡明雙環(huán)MBN系統(tǒng)的保護(hù)機(jī)制，我們進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)故障分析，示意圖如下：

紅色的標(biāo)注點(diǎn)是雙環(huán)網(wǎng)允許的故障點(diǎn)，
1. 單點(diǎn)故障的切換分析：
----當(dāng)1處出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)可以通過(guò)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(guò)內(nèi)環(huán)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)
----當(dāng)3處出現(xiàn)故障，交換機(jī)B的管理口偵測(cè)到3出現(xiàn)故障，自動(dòng)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(guò)交換機(jī)之間的連接傳輸數(shù)據(jù)，反之亦然。
2. 多點(diǎn)故障切換分析：
 當(dāng)1，2，3，4同時(shí)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(jī)/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(hù)生效，enable之前關(guān)閉的交換機(jī)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(shì)：
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(jī)具備30ms的極快冗余倒換時(shí)間；配置了繼電器報(bào)警輸出；IP40的防護(hù)等級(jí)；工作溫度在-40℃～+80℃；這些特點(diǎn)使之完美地融入各種工業(yè)環(huán)境。

五、 結(jié)束語(yǔ)：Omate工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)以其先進(jìn)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(shuō)明象Omate一樣國(guó)產(chǎn)、精品工業(yè)以太網(wǎng)光交換機(jī)，完全可以替代目前市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位的國(guó)外同類產(chǎn)品。同時(shí)雙纖自愈環(huán)網(wǎng)技術(shù)一定會(huì)在今后的MBN設(shè)計(jì)中廣泛采用。