解决方案 | 高速公路项目中的冗余网络应用

• 关键词：菲尼克斯,工业交换机,公路
• 摘要：随着生活水平的提高，家庭保有车辆的数目也在飞速上升，大量的人选择以自驾的方式出行，道路交通的压力也随之骤增，传统交通管理方式将会被逐步淘汰。为了保证高速公路的有效运行，降低公路管路部门的工作压力，数字化技术在高速公路中被大量的使用。

高速公路系统中的交通控制、灯光、通风、火灾、视频监控等控制系统需要通过网络将数据上传到监控中心。但随着高速公路的长期运行，当设备或网络链路出现损坏时，数据将无法传入到监控中心。如果此时出现了车祸，火灾等危险情况，将会造成巨大的风险。

为了杜绝此类现象的发生，高速公路项目采用环网的方式进行数据传输，当网络上的任一节点发生故障，如网络连接断开或交换机断电无法工作时，数据通过冗余路径继续传输，仍然可以保证整个网络中数据传输的有效性，不会导致上层监控数据的丢失。所以高速公路项目中每个隧道或者路段的设备都将会单独形成一个环网，接入到汇聚层后传至监控中心。最终高速公路项目的整体网络中会有大量的环网，且架构复杂。

相对于RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol快速生成树协议）功能，菲尼克斯PMDA系列交换机独有Alpha Ring和Ring Coupling环网冗余功能，可以极好的满足高速公路项目的需求。

以某高速公路为例，每个隧道和路段都形成了一个独立环网。每个环网中各有两台管理型交换机既作为现场层的设备将数据传输到中控室，又作为汇聚层环网系统的一部分。

相比于传统的RSTP技术，Alpha Ring有如下优点：

1. 传统的STP网络自愈时间为20~40秒，RSTP的自愈时间为1~4秒。Alpha Ring的环网的自愈时间可以达到15ms。

2. 当因物理链路出现闪断异常，导致网络结构发生变化时，RSTP协议会重新进行路径规划，分别在网络断开和恢复的瞬间进行计算，而Alpha Ring只有在网络链路中断时进行路径规划，而网络连接恢复时，中断的路径将会变成备用路径，不会再次进行路径规划，从而节省计算过程中数据中断的时间。

3. RSTP的路径规划涉及到整个环型网络，而Alpha Ring只涉及到独立的某个环网。

Alpha Ring指定了加入环网的端口，从而保证了环网的独立性，避免了环网之间的互相影响。

在两个环网耦合的地方使用了Ring Coupling功能。Ring Coupling可以保证环网之间的有两条链路，如果其中一条链路出现中断，另一条链路能进行快速切换，切换时间能够保证在15ms以内。

其次Ring Coupling功能也可以兼容与其他环网协议的使用。

同时，Ring Coupling功能也支持将环网作为一个小单位，多个环网小单位组成一个大的环网单位。

菲尼克斯PMDA系列交换机具备的独特功能极大的满足了高速公路项目中复杂网络架构的需求，相比于传统的RSTP有更快的自愈时间，更高的可靠性和兼容性。同时PMDA系列三层交换机支持静态路由、RIP（Routing Information Protocol路由信息协议）、OSPF（Open Shortest Path First开放式最短路径优先）等功能，可以很好的与上层网络对接，是高速公路项目中网络方案的不二选择。