CobiNet(寧波)推薦文章： 圖1：光纖以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)傳輸拓撲圖

下面以某礦場安防系統(tǒng)作一介紹。該礦場安防系統(tǒng)全長為11.5公里，有 460個不等距離分布的節(jié)點(攝像機)，連接到控制中心共計80臺MIE-5310交換機形成5個冗余千兆光纖環(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個環(huán)網(wǎng)通過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，前端每個節(jié)點連接6路網(wǎng)絡(luò)視頻和8路RS485控制信號(通過一臺ME-C1088串口服務(wù)器接入)。然后將所有的視頻數(shù)據(jù)存儲于中心四臺存儲服務(wù)器。

如果在系統(tǒng)工作時連接介質(zhì)發(fā)生故障，環(huán)形結(jié)構(gòu)將在小于300ms時間內(nèi)切換網(wǎng)絡(luò)工作拓撲結(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，更降低了實現(xiàn)成本。

2、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

(1)前端設(shè)備

MIE-5310交換機具有2個冗余的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)時冗余倒換時間小于300ms，另可提供1個1000M上聯(lián)口與核心交換機上聯(lián)，7個普通的10/100Base-T的雙絞線端口。6路視頻信號通過網(wǎng)絡(luò)攝像機接到MIE-5310的6個100M網(wǎng)口上。由于具有自適應(yīng)功能，每個端口能自動的設(shè)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(tǒng)的可靠性。

ME-C1088串口服務(wù)器可提供8個RS485接口，用于控制攝像機的云臺和防塵刷，占用MIE-5310的1個10/100M網(wǎng)絡(luò)接口。

前端的每一個環(huán)網(wǎng)均使用1000M鏈路與中心上聯(lián)，每個上聯(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個節(jié)點的視頻信號，在每個節(jié)點速率在6Mbps時，每臺存儲服務(wù)器負載的數(shù)據(jù)流量約為700Mbps。MIER-3824的背板帶寬為64Gbps，可保證正常通信。

新方案系統(tǒng)功能

(1)每個節(jié)點提供6個100M以太網(wǎng)口，用于傳輸6路視頻。

(2)每個節(jié)點通過ME-C1088提供8個RS485數(shù)據(jù)口用于控制云臺及除塵設(shè)備，每個RS485口負責(zé)一個攝像機。

(3)中心端兩臺千兆核心交換機背板帶寬為64Gbps，每個端口均可提供1000Mbps的通信速率，負責(zé)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(zé)存儲115臺攝像機的視頻，并將460臺攝像機分為5個光纖環(huán)網(wǎng)來傳輸，達到均衡負載的目的。

(5)管理人員可以在中心端實時監(jiān)控單個攝像頭的監(jiān)視情況。

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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性和實時性。

(1)物理連接上成環(huán)型。

(2)工作時整個網(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)上的每一個設(shè)備都知道并隨時向其他設(shè)備報告自己的狀態(tài)。一旦有一段網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，臨近的交換機會馬上通知其他交換機，以極短的時間將這一信息傳遍全網(wǎng)。作為“根”的交換機就會實行切換，就是原來沒有數(shù)據(jù)通過的那段鏈路馬上進行數(shù)據(jù)傳輸。整個切換時間為300毫秒。整個網(wǎng)絡(luò)還是呈鏈狀工作狀態(tài)，實現(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)。

(3)一條光纖鏈路發(fā)生故障時網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案如圖2所示，當(dāng)主環(huán)光纖鏈路出現(xiàn)故障時，副環(huán)自動啟動，接替主環(huán)的工作使通信系統(tǒng)正常運行。故障修復(fù)后系統(tǒng)自動恢復(fù)。

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