礦場(chǎng)安防系統光纖自愈以太網(wǎng)方案
加入技術(shù)交流群
二、新方案系統組成
1、 網(wǎng)絡(luò )結構
圖1：光纖以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)傳輸拓撲圖
下面以某礦場(chǎng)安防系統作一介紹。該礦場(chǎng)安防系統全長(cháng)為11.5公里，有 460個(gè)不等距離分布的節點(diǎn)（攝像機），連接到控制中心共計80臺MIE-5310交換機形成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-3824千兆核心交換機上聯(lián)，MIER-3824使用1000M網(wǎng)口與存儲服務(wù)器連接，前端每個(gè)節點(diǎn)連接6路網(wǎng)絡(luò )視頻和8路RS485控制信號（通過(guò)一臺ME-C1088串口服務(wù)器接入）。然后將所有的視頻數據存儲于中心四臺存儲服務(wù)器。
如果在系統工作時(shí)連接介質(zhì)發(fā)生故障，環(huán)形結構將在小于300ms時(shí)間內切換網(wǎng)絡(luò )工作拓撲結構。從而保證了系統的可靠性。而且在同樣的冗余度下，冗余環(huán)網(wǎng)結構不僅減少了風(fēng)險，更降低了實(shí)現成本。
2、網(wǎng)絡(luò )設備
（1）前端設備
MIE-5310交換機具有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路視頻信號通過(guò)網(wǎng)絡(luò )攝像機接到MIE-5310的6個(gè)100M網(wǎng)口上。由于具有自適應功能，每個(gè)端口能自動(dòng)的設置到10BASE-TX或100BASE-TX狀態(tài)及全雙工或半雙工的運行模式。提供24V電源冗余，增強了網(wǎng)絡(luò )及系統的可靠性。
ME-C1088串口服務(wù)器可提供8個(gè)RS485接口，用于控制攝像機的云臺和防塵刷，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－存儲服務(wù)器
中心使用兩臺MIER-3824核心三層千兆交換機，用于匯集5個(gè)環(huán)網(wǎng)的視頻，四臺存儲服務(wù)器與核心交換機使用1000M端口連接。每存儲服務(wù)器匯集115個(gè)節點(diǎn)的視頻信號，在每個(gè)節點(diǎn)速率在6Mbps時(shí)，每臺存儲服務(wù)器負載的數據流量約為700Mbps。MIER-3824的背板帶寬為64Gbps，可保證正常通信。
五、新方案系統功能：
（1）每個(gè)節點(diǎn)提供6個(gè)100M以太網(wǎng)口，用于傳輸6路視頻。
（2）每個(gè)節點(diǎn)通過(guò)ME-C1088提供8個(gè)RS485數據口用于控制云臺及除塵設備，每個(gè)RS485口負責一個(gè)攝像機。
（3）中心端兩臺千兆核心交換機背板帶寬為64Gbps，每個(gè)端口均可提供1000Mbps的通信速率，負責所有攝像機視頻的安全傳輸。
（4）四臺存儲服務(wù)器每臺負責存儲115臺攝像機的視頻，并將460臺攝像機分為5個(gè)光纖環(huán)網(wǎng)來(lái)傳輸，達到均衡負載的目的。
（5）管理人員可以在中心端實(shí)時(shí)監控單個(gè)攝像頭的監視情況。
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)現數據傳輸的穩定性、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 )成鏈狀結構，有一段不傳輸數據，只傳輸環(huán)上設備各自的狀態(tài)。環(huán)上的每一個(gè)設備都知道并隨時(shí)向其他設備報告自己的狀態(tài)。一旦有一段網(wǎng)絡(luò )發(fā)生故障，臨近的交換機會(huì )馬上通知其他交換機，以極短的時(shí)間將這一信息傳遍全網(wǎng)。作為“根”的交換機就會(huì )實(shí)行切換，就是原來(lái)沒(méi)有數據通過(guò)的那段鏈路馬上進(jìn)行數據傳輸。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)現冗余。當損壞的網(wǎng)絡(luò )修復后，網(wǎng)絡(luò )恢復到初始工作狀態(tài)。
評論