工業(yè)級交換機在地鐵信號系統(tǒng)中的應用分析
2018.05.15世界各國的地鐵行業(yè)都在迅猛發(fā)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(shù)據(jù)傳輸與交換技術提出了更高的要求。傳統(tǒng)的商用級交換機已經(jīng)無法滿足惡劣多變的環(huán)境以及高性能工作的需求, 工業(yè)級交換機是一種更好的選擇。下面就簡單分析下工業(yè)級交換機在地鐵信號系統(tǒng)中的應用。
一、工業(yè)級交換機概述
(一) 工業(yè)級交換機簡介
工業(yè)級交換機, 即應用在工業(yè)領域的交換機。工業(yè)交換機協(xié)議的標準化包括底層協(xié)議、網(wǎng)絡冗余協(xié)議、管理協(xié)議、網(wǎng)絡精確時鐘傳輸協(xié)議等, 不同廠商產(chǎn)品互通性好, 還可以實現(xiàn)混合組網(wǎng)。無風扇、低功耗的工業(yè)標準設計, -40℃-85℃的工作溫度范圍完全能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場需求。同時, 工業(yè)級交換機主要采用分段冗余、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)級交換機在數(shù)據(jù)采集、運行維護、安全監(jiān)控、用戶交互等方面發(fā)揮巨大作用。
(二) 工業(yè)級交換機與商用交換機的對比
在性能上, 工業(yè)級交換機和普通交換機沒有太大區(qū)別, 但工業(yè)級交換機是面向工業(yè)的, 在機械、氣候、電磁等環(huán)境較為惡劣的情況下, 需要能夠正常工作, 所以對產(chǎn)品的穩(wěn)定性能及安全性能要求更高。工業(yè)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(yè)以太網(wǎng)交換機可采用DIN導軌、機架等安裝方式;商業(yè)交換機的安裝一般為機架、桌面方式。
(2) 工業(yè)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(huán)境中, 抗電磁干擾能力較低。
(3) 工業(yè)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(yè)級交換機的拓撲結構可為星型、雙星型、環(huán)型和雙環(huán)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(xié)議 (HSRP) 冗余技術;工業(yè)級交換機的冗余技術有:STP、RSTP、RSR、MSR、LA和VRRP。
二、工業(yè)級交換機的應用
在地鐵行業(yè)中, 工業(yè)級交換機已被廣泛應用于信號控制系統(tǒng)、車站信號調(diào)度系統(tǒng)、車內(nèi)信息系統(tǒng)等網(wǎng)絡中。工業(yè)級交換機應用在地鐵信號系統(tǒng)的優(yōu)勢有:
(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(huán)境;
(4) 組網(wǎng)方案層次化, 完善的網(wǎng)絡管理SNMP和友好的WEB界面。在地鐵信號系統(tǒng)中, 采用具有高性能、高可靠性的工業(yè)級交換機來組建骨干網(wǎng)。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(wǎng)接口。各車站級配置及其他系統(tǒng)采用工業(yè)級交換機構成工業(yè)冗余環(huán)網(wǎng)。這種方式可以提高整個系統(tǒng)的靈活性和便利性, 適用于地鐵信號系統(tǒng)。
以上就是工業(yè)級交換機在地鐵信號系統(tǒng)中的應用分析。總之，在地鐵信號系統(tǒng)中應用工業(yè)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(yè)級交換機在相關領域的工作性能良好。
