工業(yè)以太網在深圳地鐵4號線PIS系統(tǒng)的應用
1. 系統(tǒng)需求
深圳地鐵 4 號線 PIS系統(tǒng)對網絡設備的需求:
1)適應高溫、濕熱環(huán)境,要求工業(yè)以太網交換機工作溫度:-20~50℃ 存儲溫度:-30~70℃ ,存儲濕度:5%~95%,無凝結。
2)列車內電磁環(huán)境復雜,要求工業(yè)以太網交換機具有較強的抗電磁干擾能力、長時間的平均無故障時間。
3)要求具備抗振動抗沖擊設計,以適應列車行駛時的振動沖擊環(huán)境。
4)通信的可靠性,要求車載工業(yè)以太網交換機建立冗余的環(huán)網,具有快速自愈功能。通信網絡出故障時,能夠自動平滑的切換到冗余備份線路。
5)為了保證遠程監(jiān)控的數據安全性,車載工業(yè)以太網交換機需要有全面的網絡安全設置。
2. 網絡設計方案
深圳地鐵 4 號線 PIS系統(tǒng)車載子系統(tǒng)和網絡子系統(tǒng)傳輸網絡即有其普遍性也有其特殊性,我們在組網方案中主要考慮以下幾個方面:
1)系統(tǒng)設計充分考慮多個業(yè)務子系統(tǒng)的系統(tǒng)特點,技術上遵循先進性、實用性與成熟可靠性并重的原則,形成一整套功能齊全的組網解決方案。
2)能夠適應列車內獨特的環(huán)境要求,如超常的溫濕度范圍、振動/沖擊、瞬時電壓/電流、塵埃和電磁干擾等。
3)組網方案自身必須具備一定的故障排除及快速自愈功能,能夠針對設備故障、鏈路故障進行自我診斷及快速排除,并實時報警。
4)對網絡進行人工維護、擴容、或故障修復時應該做到影響最小化,做到維護及擴容對系統(tǒng)運行無影響;故障修復只對相關網絡設備的連接終端有一定的影響。
5)網絡設備選取具備高實時性和穩(wěn)定性的工業(yè)級產品。
6)組網方案必須具備兼容性,能夠無縫連接不同廠商的網絡設備,具備高性價比。
7)考慮到工業(yè)現場對可靠性的高要求,采用工業(yè)冗余環(huán)網設計,避免了因單點故障對網絡傳輸的重大影響。
本文基于歐邁特工業(yè)以太網交換機性價比及網絡可靠性的綜合考慮,提出如下解決方案:深圳地鐵 4 號線 PIS系統(tǒng)車載子系統(tǒng)網絡。深圳地鐵 4 號線 PIS系統(tǒng)車載子系統(tǒng)分為列車乘客信息顯示系統(tǒng)和列車視頻監(jiān)視系統(tǒng),均采用二層工業(yè)以太網交換機構建工業(yè)級冗余環(huán)網,為車載設備提供可靠傳輸。
車載工業(yè)以太網交換機選用歐邁特二層工業(yè)以太網交換機Omate6300-10E(圖 1)提供 10 個 10/100M自適應以太網 接口;
支持 3.2Gbps 高背板帶寬;符合 IEEE802.3,802.3u, 802.3x,802.1d(STP),802.1p(流量優(yōu)先權控制),802.1q(VLAN標準),802.1w(RSTP),802.3ad(鏈路聚合)協(xié)議;支持瞬間環(huán)網冗余技術Jiffy Ring,保障了 網絡通信的無擾動切換,網絡自愈時間小于 18ms;提供 802.1x、HTTP 等多種方式的用戶認證;強大的ACL,硬件支持IP ACL、MAC ACL;自動檢測并抑制廣播風暴,支持 IGMP 報文的偵測,有效限制廣播報文的泛濫;支持以太網接口以 64K 為步長的速率限制;支持端口鏡像、端口聚合(每組多達 8 個);超級終端模式(CLI),TELNET,WEB網元管理軟件,支持 OPC模式監(jiān)控。