矿场安防系统光纤自愈以太网方案
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二、新方案系统组成
1、 网络结构
图1：光纤以太网环网传输拓扑图
下面以某矿场安防系统作一介绍。该矿场安防系统全长为11.5公里，有 460个不等距离分布的节点（摄像机），连接到控制中心共计80台MIE-5310交换机形成5个冗余千兆光纤环网（单模光纤），这样有利于均衡负载有效使用网络带宽，5个环网通过5条单模光纤与控制中心的MIER-3824千兆核心交换机上联，MIER-3824使用1000M网口与存储服务器连接，前端每个节点连接6路网络视频和8路RS485控制信号（通过一台ME-C1088串口服务器接入）。然后将所有的视频数据存储于中心四台存储服务器。
如果在系统工作时连接介质发生故障，环形结构将在小于300ms时间内切换网络工作拓扑结构。从而保证了系统的可靠性。而且在同样的冗余度下，冗余环网结构不仅减少了风险，更降低了实现成本。
2、网络设备
（1）前端设备
MIE-5310交换机具有2个冗余的1000Mbit/s光口，利用冗余光纤接口，可以组成光纤自愈环网,系统在重新组态时冗余倒换时间小于300ms，另可提供1个1000M上联口与核心交换机上联，7个普通的10/100Base-T的双绞线端口。6路视频信号通过网络摄像机接到MIE-5310的6个100M网口上。由于具有自适应功能，每个端口能自动的设置到10BASE-TX或100BASE-TX状态及全双工或半双工的运行模式。提供24V电源冗余，增强了网络及系统的可靠性。
ME-C1088串口服务器可提供8个RS485接口，用于控制摄像机的云台和防尘刷，占用MIE-5310的1个10/100M网络接口。
前端的每一个环网均使用1000M链路与中心上联，每个上联口带宽约为600Mbps。
示意图如下：
（2）核心交换机－存储服务器
中心使用两台MIER-3824核心三层千兆交换机，用于汇集5个环网的视频，四台存储服务器与核心交换机使用1000M端口连接。每存储服务器汇集115个节点的视频信号，在每个节点速率在6Mbps时，每台存储服务器负载的数据流量约为700Mbps。MIER-3824的背板带宽为64Gbps，可保证正常通信。
五、新方案系统功能：
（1）每个节点提供6个100M以太网口，用于传输6路视频。
（2）每个节点通过ME-C1088提供8个RS485数据口用于控制云台及除尘设备，每个RS485口负责一个摄像机。
（3）中心端两台千兆核心交换机背板带宽为64Gbps，每个端口均可提供1000Mbps的通信速率，负责所有摄像机视频的安全传输。
（4）四台存储服务器每台负责存储115台摄像机的视频，并将460台摄像机分为5个光纤环网来传输，达到均衡负载的目的。
（5）管理人员可以在中心端实时监控单个摄像头的监视情况。
六、冗余环网工作原理
工业冗余环网可以在恶劣环境下，实现数据传输的稳定性、可靠性和实时性。
（1）物理连接上成环型。
（2）工作时整个网络成链状结构，有一段不传输数据，只传输环上设备各自的状态。环上的每一个设备都知道并随时向其他设备报告自己的状态。一旦有一段网络发生故障，临近的交换机会马上通知其他交换机，以极短的时间将这一信息传遍全网。作为“根”的交换机就会实行切换，就是原来没有数据通过的那段链路马上进行数据传输。整个切换时间为300毫秒。整个网络还是呈链状工作状态，实现冗余。当损坏的网络修复后，网络恢复到初始工作状态。
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