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（北京歐邁特數字技術有限責任公司 張乾）
摘要
軌道交通自動售檢票系統按軌道交通清分中心、線路中央計算機、車站計算機、車站終端設備、車票等五層架構進行設計。其中車站計算機系統為車站自動售檢票系統（AFC系統）的核心部分，可對本車站內部的所有設備進行實時監控，實現對車站自動售檢票系統（AFC系統）運營、票務、收益等集中管理功能。車站計算機系統網絡的穩定性、可靠性、安全性就成為其中的關鍵，工業以太網交換機在其中扮演了舉足輕重的角色。
關鍵詞
歐邁特工業以太網交換機Omate6300、GOE324；Jiffy Ring瞬間環網冗余技術。
1. 系統需求
對網絡設備的需求：
1）適應高溫、濕熱環境，要求工業以太網交換機工作溫度：-20～60℃ 存儲溫度：-20～80℃ ，存儲濕度：5%～95%，無凝結。
2）車站內電磁環境復雜，要求工業以太網交換機具有較強的抗電磁干擾能力、長時間的平均無故障時間。
3）要求設備結構緊湊，便于安裝于車站終端設備內。
4）為了保障通信的可靠性，要求建立冗余的環網，具有快速自愈功能。通信網絡出故障時，能夠自動平滑的切換到冗余備份線路。
5）為了保證遠程監控的數據安全性，工業以太網交換機需要有全面的網絡安全設置。
2. 網絡設計方案
車站計算機系統（SC）傳輸網絡即有其普遍性也有其特殊性，我們在組網方案中主要考慮以下幾個方面：
1）系統設計充分考慮多個業務子系統的系統特點，技術上遵循先進性、實用性與成熟可靠性并重的原則，形成一整套功能齊全的組網解決方案。
2）能夠適應車站內獨特的環境要求，如超常的溫濕度范圍、震動/抖動、瞬時電壓/電流、塵埃和電磁干擾等。
3）因網絡規模龐大，組網方案采用清晰的多層結構，從最根本的網絡結構設計上簡化網絡的維護及管理，實現故障點的快速隔離和定位，確保系統的穩定運行。
4）組網方案自身必須具備一定的故障排除及快速自愈功能，能夠針對設備故障、鏈路故障進行自我診斷及快速排除，并實時報警。
5）對網絡進行人工維護、擴容、或故障修復時應該做到影響最小化，做到維護及擴容對系統運行無影響；故障修復只對相關網絡設備的連接終端有一定的影響。
6）網絡設備選取具備高實時性和穩定性的工業級產品。
7）組網方案必須具備兼容性，能夠無縫連接不同廠商的網絡設備，具備高性價比。
8）考慮到工業現場對可靠性的高要求，一般采用環網設計，避免了因單點故障對網絡傳輸的重大影響。
本文基于歐邁特工業以太網交換機性價比及網絡可靠性的綜合考慮，提出如下解決方案：
2.1 車站三層工業以太網交換機
車站三層工業以太網交換機安裝于車站的監控機房/綜合控制室/綜控設備室，主要為本車站所有數據進行匯聚上傳至通信網絡，接收線路中心計算機系統（LC）下傳的數據，為車站終端設備內二層工業以太網交換機提供光纖環入接口，為車站本地服務器、工作站（管理、票務）提供接入。
對三層網絡設備的需求：
1）支持瞬間環網協議，自愈時間小于100ms
2）安裝方式：機架安裝方式
3）環境溫度：0～40℃
4）存儲溫度：-20～60℃
5）相對濕度：5%～95%
6）防護等級為IP30
7）符合工業四級電磁兼容的要求
推薦選用歐邁特三層工業以太網交換機GOE324（圖1）提供4個SFP接口，24個10/100M自適應以太網接口；
（圖1）
支持36Gbps高背板帶寬；
線速三層交換包轉發率達到19.6Mpps；
符合IEEE802.3，802.3u，802.3z，802.3x，802.1d（STP），802.1p（流量優先權控制），802.1q（VLAN標準），802.1w（RSTP），802.3ad（鏈路聚合）協議；
支持瞬間環網冗余技術Jiffy Ring，保障了網絡通信的無擾動切換，網絡自愈時間小于18ms；
提供802.1x、HTTP等多種方式的用戶認證；
強大的ACL，硬件支持IP ACL、MAC ACL、VLAN ACL；
自動檢測并抑制廣播風暴，支持IGMP報文的偵測，有效限制廣播報文的泛濫；
支持以太網接口以64K為步長的速率限制；
支持端口鏡像、端口聚合（每組多達8個）；
硬件路由，支持靜態路由；支持RIP v1/v2、OSPF v2、BGP v4等多種動態路由協議；支持PIM-SM、PIM-DM、DVMRP等多種組播路由協議；支持VRRP熱備份路由協議；
硬堆疊16臺，軟堆疊32臺。
超級終端模式（CLI），TELNET，WEB網元管理軟件，支持OPC模式監控；
支持SNMP V1/V2c/V3協議，可遠程監控。各端口支持RMON（遠程監控）功能的統計、歷史、告警、事件四個組，支持安全防護配置和控制功能；
運行溫度：-40-75℃，保存溫度：-45-85℃，相對濕度：5-95%無冷凝
金屬外殼，IP40防護(防止大于1.0mm固體顆粒物侵入)；
符合工業四級電磁兼容的要求，通過UL508工業控制設備認證；
平均無故障時間（MTBF）大于30 年。
2.2 車站二層工業以太網交換機
車站二層工業以太網交換機安裝于車站的終端設備內（如自動檢票機、自動售票機、自動充值機、自動查詢機等），主要上傳終端設備的交易數據、審核數據、設備狀態數據等。
對二層網絡設備的需求：
1）支持瞬間環網協議，自愈時間小于100ms
2）安裝方式：導軌安裝方式
3）環境溫度：-20～60℃
4）存儲溫度：-20～80℃
5）相對濕度：5%～95%
6）防護等級： IP30
7）符合工業四級電磁兼容的要求
推薦選用歐邁特二層工業以太網交換機Omate6300（圖2）提供2個百兆光口，16個10/100M自適應以太網接口；
（圖2）
支持9.2Gbps高背板帶寬；
線速包轉發率達到8Mpps；
符合IEEE802.3，802.3u，802.3x，802.1d（STP），802.1p（流量優先權控制），802.1q（VLAN標準），802.1w（RSTP），802.3ad（鏈路聚合）協議；
支持瞬間環網冗余技術Jiffy Ring，保障了網絡通信的無擾動切換，網絡自愈時間小于18ms；
提供802.1x、HTTP等多種方式的用戶認證；
強大的ACL，硬件支持IP ACL、MAC ACL；
自動檢測并抑制廣播風暴，支持IGMP報文的偵測，有效限制廣播報文的泛濫；
支持以太網接口以64K為步長的速率限制；
支持端口鏡像、端口聚合（每組多達8個）；
超級終端模式（CLI），TELNET，WEB網元管理軟件，支持OPC模式監控；
支持SNMP V1/V2c/V3協議，可遠程監控。各端口支持RMON（遠程監控）功能的統計、歷史、告警、事件四個組，支持安全防護配置和控制功能；
運行溫度：-40-80℃，保存溫度：-45-85℃，相對濕度：5-95%無冷凝
金屬外殼，IP40防護(防止大于1.0mm固體顆粒物侵入)；
符合工業四級電磁兼容的要求，通過UL508工業控制設備認證；
平均無故障時間（MTBF）大于30 年。
供電：AC220V，高可靠航空接頭。
2.3車站計算機系統網絡方案
（網絡拓撲圖）
車站三層工業以太網交換機選用歐邁特三層工業以太網交換機GOE324，安裝于車站的監控機房/綜合控制室/綜控設備室。車站二層工業以太網交換機選用歐邁特二層工業以太網交換機Omate6300安裝于車站的終端設備內（如自動檢票機、自動售票機、自動充值機、自動查詢機等）。三層工業以太網交換機GOE324和二層工業以太網交換機Omate6300通過百兆光纖連接，每個車站構建成百兆光纖環網，啟用Jiffy Ring瞬間環網冗余協議，保障了網絡通信的無擾動切換，網絡自愈時間小于18ms；二層工業以太網交換機Omate6300采用緊湊結構設計，便于安裝于車站終端設備內，能適應如強電磁干擾、塵土、高溫、低溫、潮濕、振動、靜電等惡劣的工作環境。
3.方案優越性
安全“高”：提供完整的安全體系結構，覆蓋了系統的各個層面，采用了包括認證、授權、端口綁定、路由驗證等系列的安全措施，確保網絡的安全性。
效率“高”：提供高品質QoS保證，為不同的業務提供不同優先級服務，根據優先級確定帶寬，保證了整個網絡數據傳送的高效率。
可靠性“高”：支持業內領先的Jiffy Ring瞬間環網冗余技術、高品質工業產品、冗余電源設計、端到端可管理技術，滿足了系統對于可靠性的要求。
收斂“快”：三層工業交換機啟用OSPF v2協議，實現路由變化時的快速收斂。
網絡維護“易”：除提供方便的Web方式訪問外，還支持SNMP、RMON管理，方便與第三方設備實現全網統一管理。
4. 結語
北京歐邁特數字技術有限責任公司作為工業以太網設備的專業制造商，為軌道交通自動售檢票系統（AFC系統）提供專家級解決方案：網絡構建簡單，統一管理。采用先進的工業以太網通信技術實現車站終端設備的有效監控，保障了整個系統的安全性、可靠性、穩定性，標準的通信協議也為其他業務的接入提供了便利。
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