工業級交換機在地鐵信號系統中的應用分析
2018.05.15世界各國的地鐵行業都在迅猛發展, 截至2016年, 全球已有55個國家200多個城市有地鐵運行, 線路長度達12865.6公里。就我國來說, 截至2017年, 全國建成投運地鐵的城市已達33個。未來十年, 我國將建7395公里地鐵線, 面對如此巨大的需求, 地鐵通信的可靠性、有效性和實時性就顯得更為重要, 并且對數據傳輸與交換技術提出了更高的要求。傳統的商用級交換機已經無法滿足惡劣多變的環境以及高性能工作的需求, 工業級交換機是一種更好的選擇。下面就簡單分析下工業級交換機在地鐵信號系統中的應用。
一、工業級交換機概述
(一) 工業級交換機簡介
工業級交換機, 即應用在工業領域的交換機。工業交換機協議的標準化包括底層協議、網絡冗余協議、管理協議、網絡精確時鐘傳輸協議等, 不同廠商產品互通性好, 還可以實現混合組網。無風扇、低功耗的工業標準設計, -40℃-85℃的工作溫度范圍完全能夠滿足工業現場需求。同時, 工業級交換機主要采用分段冗余、相交環、相切環等混合組網方式, 提高了組網的可靠性。工業級交換機在數據采集、運行維護、安全監控、用戶交互等方面發揮巨大作用。
(二) 工業級交換機與商用交換機的對比
在性能上, 工業級交換機和普通交換機沒有太大區別, 但工業級交換機是面向工業的, 在機械、氣候、電磁等環境較為惡劣的情況下, 需要能夠正常工作, 所以對產品的穩定性能及安全性能要求更高。工業級交換機和商用交換機的差異通過以下幾點進行對比說明。
(1) 工業以太網交換機可采用DIN導軌、機架等安裝方式;商業交換機的安裝一般為機架、桌面方式。
(2) 工業交換機工作的溫度范圍為-40℃-85℃, 有抗振動、沖擊的能力, 有牢固的重機械負載設計、可防某些化學腐蝕, 具有較強的抗電磁干擾能力;而商用交換機工作在0℃-50℃恒溫、恒濕, 無振動沖擊和重機械負載以及化學腐蝕的環境中, 抗電磁干擾能力較低。
(3) 工業級交換機的平均故障間隔時間 (MBTF) 超過25年, 冗余電源, 有雙電源 (24/48VDC110/220VAC) , 無風扇散熱;商用級交換機的MBTF為3-5年, 防塵性差, 單電源 (220VAC) 有風扇主動散熱。
(4) 工業級交換機的拓撲結構可為星型、雙星型、環型和雙環型;商用級交換機的拓撲結構為星型、總線型和樹型。
(5) 二者的冗余技術也有所不同。商用交換機有生成樹 (STP) 、快速生成樹 (RSTP) 、鏈路聚合 (Link Aggregation) 、虛擬路由冗余 (VRRP) 和熱備份路由協議 (HSRP) 冗余技術;工業級交換機的冗余技術有:STP、RSTP、RSR、MSR、LA和VRRP。
二、工業級交換機的應用
在地鐵行業中, 工業級交換機已被廣泛應用于信號控制系統、車站信號調度系統、車內信息系統等網絡中。工業級交換機應用在地鐵信號系統的優勢有:
(1) 可組建骨干信息網、站地接入網、車載信息網的解決方案;
(2) 環網自愈功能, 鏈路恢復時間小于50ms;
(3) 符合EMC4級電磁防護等級及適應強電磁干擾的惡劣環境;
(4) 組網方案層次化, 完善的網絡管理SNMP和友好的WEB界面。在地鐵信號系統中, 采用具有高性能、高可靠性的工業級交換機來組建骨干網。在中央級與車站級之間選用光纖為傳輸介質連接100Mbps的以太網接口。各車站級配置及其他系統采用工業級交換機構成工業冗余環網。這種方式可以提高整個系統的靈活性和便利性, 適用于地鐵信號系統。
以上就是工業級交換機在地鐵信號系統中的應用分析。總之，在地鐵信號系統中應用工業級交換機使得通信速度、通信質量和通信的安全性與抗干擾性都得到了保障, 工業級交換機在相關領域的工作性能良好。
