礦場(chǎng)安防系統(tǒng)光纖自愈以太網(wǎng)方案
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二、新方案系統(tǒng)組成
1、 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
圖1：光纖以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)傳輸拓?fù)鋱D
下面以某礦場(chǎng)安防系統(tǒng)作一介紹。該礦場(chǎng)安防系統(tǒng)全長(zhǎng)為11.5公里，有 460個(gè)不等距離分布的節(jié)點(diǎn)（攝像機(jī)），連接到控制中心共計(jì)80臺(tái)MIE-5310交換機(jī)形成5個(gè)冗余千兆光纖環(huán)網(wǎng)（單模光纖），這樣有利于均衡負(fù)載有效使用網(wǎng)絡(luò)帶寬，5個(gè)環(huán)網(wǎng)通過(guò)5條單模光纖與控制中心的MIER-3824千兆核心交換機(jī)上聯(lián)，MIER-3824使用1000M網(wǎng)口與存儲(chǔ)服務(wù)器連接，前端每個(gè)節(jié)點(diǎn)連接6路網(wǎng)絡(luò)視頻和8路RS485控制信號(hào)（通過(guò)一臺(tái)ME-C1088串口服務(wù)器接入）。然后將所有的視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于中心四臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器。
如果在系統(tǒng)工作時(shí)連接介質(zhì)發(fā)生故障，環(huán)形結(jié)構(gòu)將在小于300ms時(shí)間內(nèi)切換網(wǎng)絡(luò)工作拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。從而保證了系統(tǒng)的可靠性。而且在同樣的冗余度下，冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)不僅減少了風(fēng)險(xiǎn)，更降低了實(shí)現(xiàn)成本。
2、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
（1）前端設(shè)備
MIE-5310交換機(jī)具有2個(gè)冗余的1000Mbit/s光口，利用冗余光纖接口，可以組成光纖自愈環(huán)網(wǎng),系統(tǒng)在重新組態(tài)時(shí)冗余倒換時(shí)間小于300ms，另可提供1個(gè)1000M上聯(lián)口與核心交換機(jī)上聯(lián)，7個(gè)普通的10/100Base-T的雙絞線(xiàn)端口。6路視頻信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)接到MIE-5310的6個(gè)100M網(wǎng)口上。由于具有自適應(yīng)功能，每個(gè)端口能自動(dòng)的設(shè)置到10BASE-TX或100BASE-TX狀態(tài)及全雙工或半雙工的運(yùn)行模式。提供24V電源冗余，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)的可靠性。
ME-C1088串口服務(wù)器可提供8個(gè)RS485接口，用于控制攝像機(jī)的云臺(tái)和防塵刷，占用MIE-5310的1個(gè)10/100M網(wǎng)絡(luò)接口。
前端的每一個(gè)環(huán)網(wǎng)均使用1000M鏈路與中心上聯(lián)，每個(gè)上聯(lián)口帶寬約為600Mbps。
示意圖如下：
（2）核心交換機(jī)－存儲(chǔ)服務(wù)器
中心使用兩臺(tái)MIER-3824核心三層千兆交換機(jī)，用于匯集5個(gè)環(huán)網(wǎng)的視頻，四臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器與核心交換機(jī)使用1000M端口連接。每存儲(chǔ)服務(wù)器匯集115個(gè)節(jié)點(diǎn)的視頻信號(hào)，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)速率在6Mbps時(shí)，每臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器負(fù)載的數(shù)據(jù)流量約為700Mbps。MIER-3824的背板帶寬為64Gbps，可保證正常通信。
五、新方案系統(tǒng)功能：
（1）每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供6個(gè)100M以太網(wǎng)口，用于傳輸6路視頻。
（2）每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)ME-C1088提供8個(gè)RS485數(shù)據(jù)口用于控制云臺(tái)及除塵設(shè)備，每個(gè)RS485口負(fù)責(zé)一個(gè)攝像機(jī)。
（3）中心端兩臺(tái)千兆核心交換機(jī)背板帶寬為64Gbps，每個(gè)端口均可提供1000Mbps的通信速率，負(fù)責(zé)所有攝像機(jī)視頻的安全傳輸。
（4）四臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器每臺(tái)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)115臺(tái)攝像機(jī)的視頻，并將460臺(tái)攝像機(jī)分為5個(gè)光纖環(huán)網(wǎng)來(lái)傳輸，達(dá)到均衡負(fù)載的目的。
（5）管理人員可以在中心端實(shí)時(shí)監(jiān)控單個(gè)攝像頭的監(jiān)視情況。
六、冗余環(huán)網(wǎng)工作原理
工業(yè)冗余環(huán)網(wǎng)可以在惡劣環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性和實(shí)時(shí)性。
（1）物理連接上成環(huán)型。
（2）工作時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成鏈狀結(jié)構(gòu)，有一段不傳輸數(shù)據(jù)，只傳輸環(huán)上設(shè)備各自的狀態(tài)。環(huán)上的每一個(gè)設(shè)備都知道并隨時(shí)向其他設(shè)備報(bào)告自己的狀態(tài)。一旦有一段網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，臨近的交換機(jī)會(huì)馬上通知其他交換機(jī)，以極短的時(shí)間將這一信息傳遍全網(wǎng)。作為“根”的交換機(jī)就會(huì)實(shí)行切換，就是原來(lái)沒(méi)有數(shù)據(jù)通過(guò)的那段鏈路馬上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。整個(gè)切換時(shí)間為300毫秒。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)還是呈鏈狀工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)冗余。當(dāng)損壞的網(wǎng)絡(luò)修復(fù)后，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)到初始工作狀態(tài)。
評(píng)論