下面以某礦場安防(fang)系(xi)統作一介紹。該(gai)礦場安防(fang)系(xi)統全長為11.5公里，有(you) 460個不等(deng)距(ju)離分布的節點(攝像(xiang)機(ji))，連(lian)接(jie)到控制中心共計(ji)80臺(tai)MIE-5310交換機(ji)形(xing)成5個冗(rong)余(yu)千(qian)兆(zhao)光纖(xian)(xian)環網(單(dan)模光纖(xian)(xian))，這樣(yang)有(you)利(li)于均衡負載有(you)效使用網絡(luo)帶寬，5個環網通過(guo)(guo)5條單(dan)模光纖(xian)(xian)與(yu)控制中心的MIER-3824千(qian)兆(zhao)核心交換機(ji)上聯，MIER-3824使用1000M網口與(yu)存儲服務(wu)器(qi)(qi)連(lian)接(jie)，前端每個節點連(lian)接(jie)6路(lu)(lu)網絡(luo)視頻和8路(lu)(lu)RS485控制信號(通過(guo)(guo)一臺(tai)ME-C1088串口服務(wu)器(qi)(qi)接(jie)入)。然后將所有(you)的視頻數據存儲于中心四(si)臺(tai)存儲服務(wu)器(qi)(qi)。

如果在系統(tong)工作時連接介質發生故障(zhang)，環形結(jie)構將在小(xiao)于(yu)300ms時間內切換(huan)網絡工作拓撲(pu)結(jie)構。從(cong)而(er)(er)保證(zheng)了(le)系統(tong)的(de)可靠性。而(er)(er)且在同樣的(de)冗余度下，冗余環網結(jie)構不(bu)僅減少了(le)風險，更降低(di)了(le)實現成本。

2、網絡設備

(1)前端設備

MIE-5310交(jiao)換(huan)機(ji)具有2個冗(rong)(rong)余(yu)的(de)(de)1000Mbit/s光口，利用冗(rong)(rong)余(yu)光纖接(jie)口，可以組成光纖自(zi)愈(yu)環網,系(xi)統在重新(xin)組態時冗(rong)(rong)余(yu)倒換(huan)時間(jian)小于(yu)300ms，另可提(ti)供1個1000M上(shang)(shang)聯(lian)口與核(he)心交(jiao)換(huan)機(ji)上(shang)(shang)聯(lian)，7個普通(tong)的(de)(de)10/100Base-T的(de)(de)雙(shuang)絞線端(duan)口。6路(lu)視頻信號(hao)通(tong)過(guo)網絡攝像機(ji)接(jie)到MIE-5310的(de)(de)6個100M網口上(shang)(shang)。由于(yu)具有自(zi)適(shi)應功(gong)能，每個端(duan)口能自(zi)動(dong)的(de)(de)設置到10BASE-TX或100BASE-TX狀態及全雙(shuang)工(gong)或半雙(shuang)工(gong)的(de)(de)運(yun)行模式。提(ti)供24V電源(yuan)冗(rong)(rong)余(yu)，增強了網絡及系(xi)統的(de)(de)可靠性(xing)。

ME-C1088串口(kou)服務器可提(ti)供(gong)8個RS485接(jie)(jie)口(kou)，用于控制攝像機的(de)(de)云臺和防塵刷，占用MIE-5310的(de)(de)1個10/100M網絡(luo)接(jie)(jie)口(kou)。

前(qian)端的每一個環網均使用1000M鏈路與中心上聯(lian)(lian)，每個上聯(lian)(lian)口帶寬(kuan)約為600Mbps。

示意圖如下：

中(zhong)心使(shi)用(yong)兩臺(tai)MIER-3824核心三層千兆交換機(ji)(ji)，用(yong)于(yu)匯集5個環網的(de)視(shi)頻(pin)，四臺(tai)存儲(chu)服(fu)務器與核心交換機(ji)(ji)使(shi)用(yong)1000M端口連(lian)接(jie)。每存儲(chu)服(fu)務器匯集115個節點的(de)視(shi)頻(pin)信(xin)號(hao)，在每個節點速率在6Mbps時，每臺(tai)存儲(chu)服(fu)務器負載的(de)數(shu)據流量約為(wei)700Mbps。MIER-3824的(de)背(bei)板(ban)帶(dai)寬為(wei)64Gbps，可保證正(zheng)常(chang)通(tong)信(xin)。

新方案系統功能

(1)每個(ge)節點提供6個(ge)100M以太網口，用于(yu)傳(chuan)輸6路(lu)視頻。

(2)每(mei)個(ge)節點通過(guo)ME-C1088提供(gong)8個(ge)RS485數(shu)據口用于控制云臺及除(chu)塵設備，每(mei)個(ge)RS485口負(fu)責一個(ge)攝像機。

(3)中心端兩(liang)臺(tai)千兆核心交換(huan)機背板帶寬為64Gbps，每個端口均可提供1000Mbps的通(tong)信速(su)率(lv)，負責(ze)所有攝像機視頻的安全傳輸。

(4)四臺(tai)存儲(chu)服務器每臺(tai)負(fu)(fu)責存儲(chu)115臺(tai)攝(she)像(xiang)機的視頻，并(bing)將460臺(tai)攝(she)像(xiang)機分為5個(ge)光纖環網來傳輸(shu)，達到均衡負(fu)(fu)載的目的。

(5)管理(li)人員(yuan)可以在中心(xin)端(duan)實(shi)時(shi)監控單(dan)個攝(she)像頭(tou)的監視(shi)情況。

冗余環網工作原理

工業冗(rong)余環網可(ke)以在惡劣(lie)環境下，實現數據傳輸的穩定(ding)性(xing)、可(ke)靠性(xing)和實時性(xing)。

(1)物理連接上(shang)成環型。

(2)工作(zuo)時(shi)整個(ge)(ge)(ge)網(wang)絡(luo)(luo)成鏈狀(zhuang)結(jie)構，有一(yi)段不傳(chuan)輸數(shu)據(ju)，只傳(chuan)輸環上(shang)設備(bei)各自(zi)的(de)狀(zhuang)態(tai)。環上(shang)的(de)每(mei)一(yi)個(ge)(ge)(ge)設備(bei)都知道并(bing)隨時(shi)向(xiang)其他(ta)設備(bei)報告(gao)自(zi)己的(de)狀(zhuang)態(tai)。一(yi)旦有一(yi)段網(wang)絡(luo)(luo)發生故障(zhang)，臨近的(de)交換機會馬上(shang)通(tong)知其他(ta)交換機，以(yi)極短的(de)時(shi)間將(jiang)這一(yi)信息(xi)傳(chuan)遍全(quan)網(wang)。作(zuo)為(wei)“根”的(de)交換機就(jiu)會實(shi)行切(qie)換，就(jiu)是原來(lai)沒有數(shu)據(ju)通(tong)過的(de)那段鏈路馬上(shang)進(jin)行數(shu)據(ju)傳(chuan)輸。整個(ge)(ge)(ge)切(qie)換時(shi)間為(wei)300毫秒。整個(ge)(ge)(ge)網(wang)絡(luo)(luo)還是呈鏈狀(zhuang)工作(zuo)狀(zhuang)態(tai)，實(shi)現冗(rong)余。當損壞的(de)網(wang)絡(luo)(luo)修復(fu)后，網(wang)絡(luo)(luo)恢復(fu)到初(chu)始工作(zuo)狀(zhuang)態(tai)。

(3)一條光纖鏈(lian)路(lu)發生故障時網絡重構方案(an)如(ru)圖2所示(shi)，當主環(huan)光纖鏈(lian)路(lu)出現(xian)故障時，副(fu)環(huan)自動(dong)啟(qi)動(dong)，接替(ti)主環(huan)的(de)工作(zuo)使通信(xin)系統正常運行(xing)。故障修復(fu)后系統自動(dong)恢復(fu)。

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