地鐵主控骨干網MBN的冗余性分析

一、MCS系統概述
地鐵主控系統(MCS)由中央主控系統、車站主控系統、車輛段主控系統、控制中心大樓主控系統等組成。主控系統構建了一個信息互通和資源共享平臺。最終實現對機電設備的實時集中監控功能和各系統之間協調聯動功能兩大部分。
MCS系統是整個機電設備的核心，所以主控系統骨干網（MBN）的安全性、健壯性成為了使用中關注的焦點。

二、技術設計原則
我們本著安全可靠、性能優越、技術先進的指導思想進行設計，在滿足系統運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。
1. 可靠性：GOE300系列采用工業級設計，設備的主控單元、電源等等關鍵模塊均可以進行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。同時在組網方式上采用2個雙纖自愈環網，可以實現光纖、設備多處故障時的業務可靠傳輸。
2. 先進性：采用了分布式、模塊化設計理念，并采用了基于多處理器分布式處理機制。這保證了系統優異的轉發性能、強大的業務能力和高度的可擴展性。
3. 高性能：GOE300系列具有豐富的接口類型，提供10GE、GE、FE等接口。可以真正實現高端口密度和線速路由及交換。可以保證各種數據流的傳輸要求。
4. 安全性：硬件支持ACL安全過濾機制，可提供基于用戶、地址、應用以及端口級的安全控制功能。此外，系統還具備完善的抗病毒機制，可以為網絡運營提供全面的安全保證。
5. 兼容性：GOE300采用標準的協議，可以與其他主流廠家的設備實現業務的全面互通。
6. 可管理性：GOE300配合SNMP統一網管軟件，快速定位故障點。并有多個成功案例，易安裝、易維護、易管理，減少了使用者的工作強度。

三、技術方案
針對MCS的總體要求，我們使用GOE300系列三層以太網交換機構建一個先進的計算機網絡硬件平臺，骨干通信網（MBN）很好地滿足MCS系統中各個子系統之間的可靠傳輸。MBN網絡拓撲圖如下：

方案描述
1. 在控制中心，配置2臺核心層交換機GOE384，接入實時服務器 、歷史和事件服務器、網管服務器 、大屏控制器、磁盤陣列、操作員工作站、打印機等。在每個車站放置2臺接入層交換機GOE324，負責各個子系統的接入。
2. 車站交換機和OCC交換機構成2個光纖以太環網，環與環之間通過電口耦合在一起。通過這種高度冗余的網絡設計，可以最大限度保證MBN系統的可靠性。
為了進一步闡明雙環MBN系統的保護機制，我們進行網絡故障分析，示意圖如下：

紅色的標注點是雙環網允許的故障點，
1. 單點故障的切換分析：
----當1處出現故障，數據可以通過內環網傳輸數據
----當2處出現故障，數據可以通過內環網傳輸數據
----當3處出現故障，交換機B的管理口偵測到3出現故障，自動閉合備份端口，使環網自愈
---- 當4處出現故障，數據可以通過交換機之間的連接傳輸數據，反之亦然。
2. 多點故障切換分析：
 當1，2，3，4同時出現故障，所有數據的正常傳輸，數據流示意圖如下：

----當光纖交換機/接入線路出現故障，數據切換到另外的光纖環網傳輸。
----當光纖鏈路/耦合線纜出現故障，該光纖環冗余保護生效，enable之前關閉的交換機光口，數據仍舊在同一條光纖鏈路上傳輸。

四、方案優勢：
地鐵主控系統中應用的GOE300系列工業以太網交換機具備30ms的極快冗余倒換時間；配置了繼電器報警輸出；IP40的防護等級；工作溫度在-40℃～+80℃；這些特點使之完美地融入各種工業環境。

五、 結束語：Omate工業以太網交換機以其先進的技術、卓越的品質，在軌道交通、高速公路等行業廣泛應用，說明象Omate一樣國產、精品工業以太網光交換機，完全可以替代目前市場上占主導地位的國外同類產品。同時雙纖自愈環網技術一定會在今后的MBN設計中廣泛采用。