世界各国的地铁行业都在迅猛发展, 截至2016年, 全球已有55个国家200多个城市有地铁运行, 线路长度达12865.6公里。就我国来说, 截至2017年, 全国建成投运地铁的城市已达33个。未来十年, 我国将建7395公里地铁线, 面对如此巨大的需求, 地铁通信的可靠性、有效性和实时性就显得更为重要, 并且对数据传输与交换技术提出了更高的要求。传统的商用级交换机已经无法满足恶劣多变的环境以及高性能工作的需求, 工业级交换机是一种更好的选择。下面就简单分析下工业级交换机在地铁信号系统中的应用。

一、工业级交换机概述

(一) 工业级交换机简介

工业级交换机, 即应用在工业领域的交换机。工业交换机协议的标准化包括底层协议、网络冗余协议、管理协议、网络精确时钟传输协议等, 不同厂商产品互通性好, 还可以实现混合组网。无风扇、低功耗的工业标准设计, -40℃-85℃的工作温度范围完全能够满足工业现场需求。同时, 工业级交换机主要采用分段冗余、相交环、相切环等混合组网方式, 提高了组网的可靠性。工业级交换机在数据采集、运行维护、安全监控、用户交互等方面发挥巨大作用。

(二) 工业级交换机与商用交换机的对比

在性能上, 工业级交换机和普通交换机没有太大区别, 但工业级交换机是面向工业的, 在机械、气候、电磁等环境较为恶劣的情况下, 需要能够正常工作, 所以对产品的稳定性能及安全性能要求更高。工业级交换机和商用交换机的差异通过以下几点进行对比说明。

(1) 工业以太网交换机可采用DIN导轨、机架等安装方式;商业交换机的安装一般为机架、桌面方式。

(2) 工业交换机工作的温度范围为-40℃-85℃, 有抗振动、冲击的能力, 有牢固的重机械负载设计、可防某些化学腐蚀, 具有较强的抗电磁干扰能力;而商用交换机工作在0℃-50℃恒温、恒湿, 无振动冲击和重机械负载以及化学腐蚀的环境中, 抗电磁干扰能力较低。

(3) 工业级交换机的平均故障间隔时间 (MBTF) 超过25年, 冗余电源, 有双电源 (24/48VDC110/220VAC) , 无风扇散热;商用级交换机的MBTF为3-5年, 防尘性差, 单电源 (220VAC) 有风扇主动散热。

(4) 工业级交换机的拓扑结构可为星型、双星型、环型和双环型;商用级交换机的拓扑结构为星型、总线型和树型。

(5) 二者的冗余技术也有所不同。商用交换机有生成树 (STP) 、快速生成树 (RSTP) 、链路聚合 (Link Aggregation) 、虚拟路由冗余 (VRRP) 和热备份路由协议 (HSRP) 冗余技术;工业级交换机的冗余技术有:STP、RSTP、RSR、MSR、LA和VRRP。

二、工业级交换机的应用

在地铁行业中, 工业级交换机已被广泛应用于信号控制系统、车站信号调度系统、车内信息系统等网络中。工业级交换机应用在地铁信号系统的优势有:

(1) 可组建骨干信息网、站地接入网、车载信息网的解决方案;

(2) 环网自愈功能, 链路恢复时间小于50ms;

(3) 符合EMC4级电磁防护等级及适应强电磁干扰的恶劣环境;

(4) 组网方案层次化, 完善的网络管理SNMP和友好的WEB界面。在地铁信号系统中, 采用具有高性能、高可靠性的工业级交换机来组建骨干网。在中央级与车站级之间选用光纤为传输介质连接100Mbps的以太网接口。各车站级配置及其他系统采用工业级交换机构成工业冗余环网。这种方式可以提高整个系统的灵活性和便利性, 适用于地铁信号系统。

以上就是工业级交换机在地铁信号系统中的应用分析。总之，在地铁信号系统中应用工业级交换机使得通信速度、通信质量和通信的安全性与抗干扰性都得到了保障, 工业级交换机在相关领域的工作性能良好。