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引言

城市地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)，是指運用先進的監(jiān)控技術和信息系統(tǒng)，對城市軌道交通的多個主要系統(tǒng)實施集中監(jiān)控、管理和信息共享的自動化平臺。該系統(tǒng)通過集成軌道交通的強弱電系統(tǒng)，形成統(tǒng)一的監(jiān)控層硬件和軟件平臺，旨在實現(xiàn)對列車運行、客流統(tǒng)計、設備狀態(tài)等關鍵信息的實時監(jiān)控和關聯(lián)分析，從而優(yōu)化運營管理，提高乘客滿意度，確保地鐵運行的安全與高效。

項目背景

11月30日，作為長三角一體化示范區(qū)的重點交通項目上海地鐵17號線西延伸段正式載客運營。17號線西延伸工程自東方綠舟站向西延伸至西岑站，全長逾6公里，設一站一區(qū)間，全部采用高架敷設方式。該項目開通后，17號線全線站點數(shù)量增至14站，上海軌道交通全網(wǎng)絡車站增至510座，全網(wǎng)絡運營總里程增至837公里，成為世界第一。上海兆越通訊技術有限公司在本次項目中采用工業(yè)以太網(wǎng)技術構建車站一體化綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡方案，通過高質量的工業(yè)通信設備組建環(huán)網(wǎng)，保證信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)系統(tǒng)之間的快速聯(lián)動，確保整個綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡高效、可靠和穩(wěn)定。

17號線西延伸工程采用了國內領先的新一代綜合監(jiān)控系統(tǒng)，通過重塑底層架構，將傳統(tǒng)的三層架構變成了二層架構，統(tǒng)一設備數(shù)據(jù)接口形式和接入標準，接入車站物聯(lián)網(wǎng)絡和車站數(shù)字化運行系統(tǒng)，在一面大屏上就能實現(xiàn)車站日常管理多系統(tǒng)的集成和控制，實現(xiàn)車站日常業(yè)務橫向協(xié)同、縱向聯(lián)動。

其中，將傳統(tǒng)的三層架構簡化為二層架構，對網(wǎng)絡中的交換機角色產(chǎn)生了顯著的影響。核心層交換機承擔了更多的任務，對接入層交換機的功能進行了擴展，從而實現(xiàn)了更高的傳輸效率、更好的可靠性和更簡化的網(wǎng)絡結構。這些改進不僅提升了系統(tǒng)的性能，也為上海地鐵的數(shù)字化轉型提供了寶貴的經(jīng)驗。

傳統(tǒng)三層架構中的交換機角色

1.核心層交換機：

·位置：位于網(wǎng)絡的核心部分。

·功能：負責高速數(shù)據(jù)傳輸、路由選擇和跨區(qū)域通信。核心層交換機處理大量的數(shù)據(jù)流量，并確保數(shù)據(jù)包的高效傳輸。

2.匯聚層交換機：

·位置：介于核心層和接入層之間。

·功能：匯聚來自多個接入層交換機的數(shù)據(jù)流，進行初步的數(shù)據(jù)處理和過濾。此外，匯聚層交換機還負責實現(xiàn)不同子網(wǎng)之間的通信，并提供一定的冗余和負載均衡功能。

3.接入層交換機：

·位置：直接連接前端設備（如傳感器、控制器、執(zhí)行器等）。

·功能：提供終端設備的接入點，管理終端設備的網(wǎng)絡連接。接入層交換機通常具備基本的VLAN劃分和端口安全功能。

二層架構中的交換機角色

1. 核心層交換機：

·角色強化：在二層網(wǎng)絡架構體系中，核心層交換機除繼續(xù)承擔原有的高速數(shù)據(jù)傳輸與路由選擇職能外，還需承擔部分原匯聚層交換機所負責的任務，諸如數(shù)據(jù)過濾、子網(wǎng)間通信等。

·高帶寬需求：鑒于匯聚層交換機不再分擔流量壓力，核心層交換機需處理更為龐大的數(shù)據(jù)流量，因而對帶寬及性能提出了更高要求。

·冗余架構設計：為確保系統(tǒng)運行的可靠性，核心層交換機普遍采用冗余架構設計，以在單點故障情況下仍能維持正常運行。

2. 接入層交換機：

·功能拓展：在二層網(wǎng)絡架構中，接入層交換機的功能得到進一步拓展，除提供終端設備的接入服務外，還需承擔部分原匯聚層交換機所負責的任務，如初步數(shù)據(jù)處理與過濾等。

· 智能邊緣設備屬性：接入層交換機可能配備更為先進的功能，諸如支持更為復雜的VLAN配置、QoS（服務質量）管理、網(wǎng)絡安全防護等，以適應新型架構的需求。

·直接連接核心層：接入層交換機可直接與核心層交換機相連，減少了中間環(huán)節(jié)，從而提升了數(shù)據(jù)傳輸效率。

方案拓撲

方案描述

1.機房關鍵網(wǎng)絡架構由兩臺型號為Cronet CC-3936的交換機通過虛擬冗余路由協(xié)議（VRRP）實現(xiàn)網(wǎng)關的高可用性，確保服務器及各系統(tǒng)能夠接入核心主備交換機以實現(xiàn)網(wǎng)絡冗余。

2.控制柜的網(wǎng)絡配置由型號為Cronet CC-3420A的交換機構建了一個以太網(wǎng)多環(huán)保護（ERPS）冗余網(wǎng)絡，有效地將各區(qū)域的傳感器、門禁系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)模塊、水泵和照明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中傳輸至多功能網(wǎng)關。該網(wǎng)絡設計確保了即使在任意鏈路發(fā)生單點故障時，網(wǎng)絡也能迅速恢復，從而避免了因單點故障引起的網(wǎng)絡中斷問題。

方案優(yōu)勢

1.簡化網(wǎng)絡結構：取消匯聚層后，網(wǎng)絡結構更加簡潔，減少了設備數(shù)量和布線復雜度，降低了維護成本。

2.提高傳輸效率：通過減少中間環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)傳輸路徑更短，延遲更低，提高了整體傳輸效率。

3.增強靈活性：二層架構允許更靈活的網(wǎng)絡配置和調整，能夠更好地適應不斷變化的需求。

4.集中管理：所有設備直接接入核心層交換機，便于集中管理和監(jiān)控，提升了運營效率。

現(xiàn)場圖片

產(chǎn)品介紹

Cronet CC-3936 16GE+8GE/8GSFP（Combo）+4T/GSFP+ 三層千/萬兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機

·支持16個10/100/1000M電口,8個千兆Combo口，4個萬兆SFP+插槽（可配置為1000M）

·可選POE供電，支持802.3af/at供電標準

·支持MR-Ring快速環(huán)網(wǎng)（自愈時間<20ms），兼容STP/RSTP/MSTP生成樹協(xié)議

·支持ACL,對L2-L4層數(shù)據(jù)進行過濾

·支持QoS，基于端口的流量監(jiān)管， WRR、DRR、SP、隊列調度算法、報文的802.1p

·支持靜態(tài)路由、策略路由、RIP V1/2、OSPF、IS-IS、BGP、虛擬路由冗余協(xié)議VRRP

·支持IP組播PIM-SM、PIM-DM

·滿足工業(yè)4級電磁兼容性，IP30等級，無風扇設計

Cronet CC-3420A 16GE+4T 卡軌式三層萬兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機

·支持16個10/100/1000M自適應電口，4個10G SFP+擴展槽（可配置為1000M）

·支持MR-Ring快速環(huán)網(wǎng)（自愈時間<20ms），兼容STP/RSTP/MSTP生成樹協(xié)議

·支持ACL,對L2-L4層數(shù)據(jù)進行過濾

·支持QoS，基于端口的流量監(jiān)管， WRR、DRR、SP、隊列調度算法、報文的802.1p

·支持靜態(tài)路由、策略路由、RIP V1/2、OSPF、IS-IS、BGP、虛擬路由冗余協(xié)議VRRP

·支持IP組播PIM-SM、PIM-DM

·滿足工業(yè)4級電磁兼容性，IP30等級，無風扇設計