地铁主控骨干网MBN的冗余性分析

一、MCS系统概述
地铁主控系统(MCS)由中央主控系统、车站主控系统、车辆段主控系统、控制中心大楼主控系统等组成。主控系统构建了一个信息互通和资源共享平台。最终实现对机电设备的实时集中监控功能和各系统之间协调联动功能两大部分。
MCS系统是整个机电设备的核心，所以主控系统骨干网（MBN）的安全性、健壮性成为了使用中关注的焦点。

二、技术设计原则
我们本着安全可靠、性能优越、技术先进的指导思想进行设计，在满足系统运行安全可靠的前提下，尽量缩减投资，避免不必要的资金浪费。
1. 可靠性：GOE300系列采用工业级设计，设备的主控单元、电源等等关键模块均可以进行1:1方式的备份，在配置冗余控制模块的情况下，它能满足最苛刻的可靠性要求。同时在组网方式上采用2个双纤自愈环网，可以实现光纤、设备多处故障时的业务可靠传输。
2. 先进性：采用了分布式、模块化设计理念，并采用了基于多处理器分布式处理机制。这保证了系统优异的转发性能、强大的业务能力和高度的可扩展性。
3. 高性能：GOE300系列具有丰富的接口类型，提供10GE、GE、FE等接口。可以真正实现高端口密度和线速路由及交换。可以保证各种数据流的传输要求。
4. 安全性：硬件支持ACL安全过滤机制，可提供基于用户、地址、应用以及端口级的安全控制功能。此外，系统还具备完善的抗病毒机制，可以为网络运营提供全面的安全保证。
5. 兼容性：GOE300采用标准的协议，可以与其他主流厂家的设备实现业务的全面互通。
6. 可管理性：GOE300配合SNMP统一网管软件，快速定位故障点。并有多个成功案例，易安装、易维护、易管理，减少了使用者的工作强度。

三、技术方案
针对MCS的总体要求，我们使用GOE300系列三层以太网交换机构建一个先进的计算机网络硬件平台，骨干通信网（MBN）很好地满足MCS系统中各个子系统之间的可靠传输。MBN网络拓扑图如下：

方案描述
1. 在控制中心，配置2台核心层交换机GOE384，接入实时服务器 、历史和事件服务器、网管服务器 、大屏控制器、磁盘阵列、操作员工作站、打印机等。在每个车站放置2台接入层交换机GOE324，负责各个子系统的接入。
2. 车站交换机和OCC交换机构成2个光纤以太环网，环与环之间通过电口耦合在一起。通过这种高度冗余的网络设计，可以最大限度保证MBN系统的可靠性。
为了进一步阐明双环MBN系统的保护机制，我们进行网络故障分析，示意图如下：

红色的标注点是双环网允许的故障点，
1. 单点故障的切换分析：
----当1处出现故障，数据可以通过内环网传输数据
----当2处出现故障，数据可以通过内环网传输数据
----当3处出现故障，交换机B的管理口侦测到3出现故障，自动闭合备份端口，使环网自愈
---- 当4处出现故障，数据可以通过交换机之间的连接传输数据，反之亦然。
2. 多点故障切换分析：
 当1，2，3，4同时出现故障，所有数据的正常传输，数据流示意图如下：

----当光纤交换机/接入线路出现故障，数据切换到另外的光纤环网传输。
----当光纤链路/耦合线缆出现故障，该光纤环冗余保护生效，enable之前关闭的交换机光口，数据仍旧在同一条光纤链路上传输。

四、方案优势：
地铁主控系统中应用的GOE300系列工业以太网交换机具备30ms的极快冗余倒换时间；配置了继电器报警输出；IP40的防护等级；工作温度在-40℃～+80℃；这些特点使之完美地融入各种工业环境。

五、 结束语：Omate工业以太网交换机以其先进的技术、卓越的品质，在轨道交通、高速公路等行业广泛应用，说明象Omate一样国产、精品工业以太网光交换机，完全可以替代目前市场上占主导地位的国外同类产品。同时双纤自愈环网技术一定会在今后的MBN设计中广泛采用。