工業(yè)級(jí)交換機(jī)在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析
2018.05.15世界各國(guó)的地鐵行業(yè)都在迅猛發(fā)展, 截至2016年, 全球已有55個(gè)國(guó)家200多個(gè)城市有地鐵運(yùn)行, 線路長(zhǎng)度達(dá)12865.6公里。就我國(guó)來(lái)說(shuō), 截至2017年, 全國(guó)建成投運(yùn)地鐵的城市已達(dá)33個(gè)。未來(lái)十年, 我國(guó)將建7395公里地鐵線, 面對(duì)如此巨大的需求, 地鐵通信的可靠性、有效性和實(shí)時(shí)性就顯得更為重要, 并且對(duì)數(shù)據(jù)傳輸與交換技術(shù)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的商用級(jí)交換機(jī)已經(jīng)無(wú)法滿足惡劣多變的環(huán)境以及高性能工作的需求, 工業(yè)級(jí)交換機(jī)是一種更好的選擇。下面就簡(jiǎn)單分析下工業(yè)級(jí)交換機(jī)在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用。
一、工業(yè)級(jí)交換機(jī)概述
(一) 工業(yè)級(jí)交換機(jī)簡(jiǎn)介
工業(yè)級(jí)交換機(jī), 即應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域的交換機(jī)。工業(yè)交換機(jī)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化包括底層協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)冗余協(xié)議、管理協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)精確時(shí)鐘傳輸協(xié)議等, 不同廠商產(chǎn)品互通性好, 還可以實(shí)現(xiàn)混合組網(wǎng)。無(wú)風(fēng)扇、低功耗的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì), -40℃-85℃的工作溫度范圍完全能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需求。同時(shí), 工業(yè)級(jí)交換機(jī)主要采用分段冗余、相交環(huán)、相切環(huán)等混合組網(wǎng)方式, 提高了組網(wǎng)的可靠性。工業(yè)級(jí)交換機(jī)在數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行維護(hù)、安全監(jiān)控、用戶交互等方面發(fā)揮巨大作用。
(二) 工業(yè)級(jí)交換機(jī)與商用交換機(jī)的對(duì)比
在性能上, 工業(yè)級(jí)交換機(jī)和普通交換機(jī)沒(méi)有太大區(qū)別, 但工業(yè)級(jí)交換機(jī)是面向工業(yè)的, 在機(jī)械、氣候、電磁等環(huán)境較為惡劣的情況下, 需要能夠正常工作, 所以對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性能及安全性能要求更高。工業(yè)級(jí)交換機(jī)和商用交換機(jī)的差異通過(guò)以下幾點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比說(shuō)明。
(1) 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)可采用DIN導(dǎo)軌、機(jī)架等安裝方式;商業(yè)交換機(jī)的安裝一般為機(jī)架、桌面方式。
(2) 工業(yè)交換機(jī)工作的溫度范圍為-40℃-85℃, 有抗振動(dòng)、沖擊的能力, 有牢固的重機(jī)械負(fù)載設(shè)計(jì)、可防某些化學(xué)腐蝕, 具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力;而商用交換機(jī)工作在0℃-50℃恒溫、恒濕, 無(wú)振動(dòng)沖擊和重機(jī)械負(fù)載以及化學(xué)腐蝕的環(huán)境中, 抗電磁干擾能力較低。
(3) 工業(yè)級(jí)交換機(jī)的平均故障間隔時(shí)間 (MBTF) 超過(guò)25年, 冗余電源, 有雙電源 (24/48VDC110/220VAC) , 無(wú)風(fēng)扇散熱;商用級(jí)交換機(jī)的MBTF為3-5年, 防塵性差, 單電源 (220VAC) 有風(fēng)扇主動(dòng)散熱。
(4) 工業(yè)級(jí)交換機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可為星型、雙星型、環(huán)型和雙環(huán)型;商用級(jí)交換機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型、總線型和樹型。
(5) 二者的冗余技術(shù)也有所不同。商用交換機(jī)有生成樹 (STP) 、快速生成樹 (RSTP) 、鏈路聚合 (Link Aggregation) 、虛擬路由冗余 (VRRP) 和熱備份路由協(xié)議 (HSRP) 冗余技術(shù);工業(yè)級(jí)交換機(jī)的冗余技術(shù)有:STP、RSTP、RSR、MSR、LA和VRRP。
二、工業(yè)級(jí)交換機(jī)的應(yīng)用
在地鐵行業(yè)中, 工業(yè)級(jí)交換機(jī)已被廣泛應(yīng)用于信號(hào)控制系統(tǒng)、車站信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)、車內(nèi)信息系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)中。工業(yè)級(jí)交換機(jī)應(yīng)用在地鐵信號(hào)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)有:
(1) 可組建骨干信息網(wǎng)、站地接入網(wǎng)、車載信息網(wǎng)的解決方案;
(2) 環(huán)網(wǎng)自愈功能, 鏈路恢復(fù)時(shí)間小于50ms;
(3) 符合EMC4級(jí)電磁防護(hù)等級(jí)及適應(yīng)強(qiáng)電磁干擾的惡劣環(huán)境;
(4) 組網(wǎng)方案層次化, 完善的網(wǎng)絡(luò)管理SNMP和友好的WEB界面。在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中, 采用具有高性能、高可靠性的工業(yè)級(jí)交換機(jī)來(lái)組建骨干網(wǎng)。在中央級(jí)與車站級(jí)之間選用光纖為傳輸介質(zhì)連接100Mbps的以太網(wǎng)接口。各車站級(jí)配置及其他系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)交換機(jī)構(gòu)成工業(yè)冗余環(huán)網(wǎng)。這種方式可以提高整個(gè)系統(tǒng)的靈活性和便利性, 適用于地鐵信號(hào)系統(tǒng)。
以上就是工業(yè)級(jí)交換機(jī)在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析。總之，在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中應(yīng)用工業(yè)級(jí)交換機(jī)使得通信速度、通信質(zhì)量和通信的安全性與抗干擾性都得到了保障, 工業(yè)級(jí)交換機(jī)在相關(guān)領(lǐng)域的工作性能良好。
