工业以太网在深圳地铁4号线PIS系统的应用

　　1. 系统需求

　　深圳地铁 4 号线 PIS系统对网络设备的需求：

　　1）适应高温、湿热环境，要求工业以太网交换机工作温度：-20～50℃ 存储温度：-30～70℃ ，存储湿度：5%～95%，无凝结。

　　2）列车内电磁环境复杂，要求工业以太网交换机具有较强的抗电磁干扰能力、长时间的平均无故障时间。

　　3）要求具备抗振动抗冲击设计，以适应列车行驶时的振动冲击环境。 

　　4）通信的可靠性，要求车载工业以太网交换机建立冗余的环网，具有快速自愈功能。通信网络出故障时，能够自动平滑的切换到冗余备份线路。

　　5）为了保证远程监控的数据安全性，车载工业以太网交换机需要有全面的网络安全设置。 

　　2. 网络设计方案

　　深圳地铁 4 号线 PIS系统车载子系统和网络子系统传输网络即有其普遍性也有其特殊性，我们在组网方案中主要考虑以下几个方面：

　　1）系统设计充分考虑多个业务子系统的系统特点，技术上遵循先进性、实用性与成熟可靠性并重的原则，形成一整套功能齐全的组网解决方案。

　　2）能够适应列车内独特的环境要求，如超常的温湿度范围、振动/冲击、瞬时电压/电流、尘埃和电磁干扰等。

　　3）组网方案自身必须具备一定的故障排除及快速自愈功能，能够针对设备故障、链路故障进行自我诊断及快速排除，并实时报警。

　　4）对网络进行人工维护、扩容、或故障修复时应该做到影响最小化，做到维护及扩容对系统运行无影响；故障修复只对相关网络设备的连接终端有一定的影响。

　　5）网络设备选取具备高实时性和稳定性的工业级产品。

　　6）组网方案必须具备兼容性，能够无缝连接不同厂商的网络设备，具备高性价比。

　　7）考虑到工业现场对可靠性的高要求，采用工业冗余环网设计，避免了因单点故障对网络传输的重大影响。

　　本文基于欧迈特工业以太网交换机性价比及网络可靠性的综合考虑，提出如下解决方案：深圳地铁 4 号线 PIS系统车载子系统网络。深圳地铁 4 号线 PIS系统车载子系统分为列车乘客信息显示系统和列车视频监视系统，均采用二层工业以太网交换机构建工业级冗余环网，为车载设备提供可靠传输。

　　车载工业以太网交换机选用欧迈特二层工业以太网交换机Omate6300-10E（图 1）提供 10 个 10/100M自适应以太网 接口；

 
　　支持 3.2Gbps 高背板带宽；符合 IEEE802.3，802.3u，  802.3x，802.1d（STP），802.1p（流量优先权控制），802.1q（VLAN标准），802.1w（RSTP），802.3ad（链路聚合）协议；支持瞬间环网冗余技术Jiffy Ring，保障了 网络通信的无扰动切换，网络自愈时间小于 18ms；提供 802.1x、HTTP 等多种方式的用户认证；强大的ACL，硬件支持IP ACL、MAC ACL；自动检测并抑制广播风暴，支持 IGMP 报文的侦测，有效限制广播报文的泛滥；支持以太网接口以 64K 为步长的速率限制；支持端口镜像、端口聚合（每组多达 8 个）；超级终端模式（CLI），TELNET，WEB网元管理软件，支持 OPC模式监控。