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千兆光纖環網實現監控,門禁和無線接入

千兆光纖環網實現監控,門禁和無線接入

在大型企業,大學校園,政府機構,公園,機場和一些其他地方提供監控,門禁和無線接入已經越來越普遍. 以太網的存在為攝像頭,內部通信設備,接入控制設備,報警系統和控制系統的安裝提供了一個很好的平臺。然而使用以太網連接這些設備需要考慮使用什么拓撲,考慮所需帶寬和如何保證冗余。Figure 1 描述了一個典型的基于冗余環網實現的門禁,校園監控和無線接入熱點系統。在此系統中,N-TRON千兆系列交換機7506組成千兆光纖環網,作為搭載IP攝像頭,門禁和無線接入的平臺。為完成對整個開放式校園的全覆蓋,180多個攝像頭被布置在每個需要的角落。在中東應用的另一個案例中,一個千兆光纖環網搭載了近600個攝像頭。通常,對于大數據流量,千兆光纖環網是最合適的選擇。

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環網 千兆光纖環網可以保證建筑之間的連接沒有電磁干擾,并且可以提供足夠的帶寬來支持IP攝像頭和無線接入熱點。同樣,環網還可以提供冗余通信路徑以防止光纖鏈路斷裂。環網內的交換機使用RSTP協議或速度更快的環控制協議,比如N-TRON的N-Ring (30ms自愈),通過在環網內發送以太網健康檢測包來監控環工作情況。環網管理者會阻斷環里的某個端口,這樣可以阻止在環內形成環路,環路將最終產生廣播風暴,終止正常通信。健康檢測包被允許通過被阻止的端口,同時環網管理者對健康檢測包進行計時,保證環網正常運行。如果健康檢測包沒有在規定的時間內被收到,環管理者就認為網絡斷路,并且自動打開被阻止的端口。這樣,即使網絡斷路,通信也可以繼續進行。如果鏈路被修復了,環管理者會再次收到健康檢測包,它就會關閉某個端口以防止環路的形成。 N-TRON交換機通過N-RING高速環管理協議可以很方便的監控環網運行情況。Figure 2 展示了N-TRON的N-RING管理頁面,一個是運行正常的環網,一個是有故障的環網。故障用紅色標記,它顯示了發生故障的位置,在這個例子里,故障發生在交換機1的A2端口與交換機2的A2端口之間。

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網絡監控

N-TRON管理型交換機提供基于OPC的監控功能,它可以為每個端口提供40個不同的運行參數,為每個交換機提供10個不同的運行參數。OPC 服務器軟件N-View既可以當做一個獨立的監控軟件使用,也可以集成到大多數基于Windows的HMI和SCADA系統里。具體例子見Figure 3。

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交換機參數 在這些場合應用的交換機,不僅僅只是工作在封閉的IT環境里,它們會面臨各種環境的挑戰。在這種條件下,需要使用專門的可以在惡劣環境下工作的交換機。它們需要在這些環境條件下長時間穩定工作,以保證監控系統的穩定性。通常,以下環境和參數是保證穩定所必須考慮的 1.-40?~80?的運行溫度 2. 200g的沖擊 3. 50g的震動 4. 16KV ESD過壓保護 5. 一百萬小時無故障工作時間

應急通信站 Figure4是一個應急通信站的應用例子,應急通信站通常用在公園,大學,商業中心或政府機構,用來報警或請求醫療救助。這個系統使用24V直流電提供電源,以防止斷電。這個應急通信站包括:

1. 帶快速環網管理功能和OPC監控的千兆管理型交換機

2. 一個帶實時時鐘的MODBUS TCP/IP 遠程輸入輸出模塊。

3. 工安全人員使用的IP內部應急通信設備

4. IP攝像頭

5. IEEE 802.11 a,b,d,n無線接入點,提供無線接入服務

6. 供應急通信站照明的LED燈

7. 警報器和應急照明燈

8. 報警按鈕,用來通知安全人員

9. 24V直流電源

10.直流電源和12V電池充電器

11.12V可續充電的電池

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應急站組網

Figure 5是一個單環的例子

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巨環或多環網絡

大地區覆蓋或許需要多環方案。Figure 6展示了四個高速N-RING連到一個中心控制網絡。這種類型的拓撲在實施前需要仔細的規劃以保證所需帶寬和有足夠的IP地址分配,以及連接到無線接入的用戶的數量。帶寬問題可以通過減少每個系統內設備的數量或把系統切分,分別獨自連接到監控站,服務器或路由器。在大型網絡里,在一個子網內的IP地址可能會超過254個。這就需要使用V-LAN把覆蓋區域劃分成不同子網,這樣IP地址可以在每個子網重復使用。N-TRON交換機的V-LAN功能可以使交換機的每個端口都成為一個獨立的VLAN ID.

主控制室環網的交換機可以把整個網絡分隔成不同的VLAN,在每個VLAN里重復使用IP地址。

其他協議 這些監控的應用要求聲音和視頻沒有延遲,QoS可以賦予語音和視頻包以優先權。 大部分IP攝像頭和IP內部通信系統使用IGMP協議發出組播包,要求網絡內交換機轉發消息。N-TRON交換機可以自動地使用IGMP Snooping管理由這些設備產生的組播包。

DHCP服務器和Option 82 Relay交換機可以為連接在Relay 交換機某個端口的設備提供IP地址。這種IP地址分配機制可以使IP攝像頭和IP內部通訊設備可更換,新替換的設備會被自動分配被替換的設備的IP地址。這個系統通過現場設備的IP進行通信,如果現場設備的IP地址發生變化,相關軟件將不得不進行升級。如果使用DHCP 82 Relay交換機就可以避免這個問題,因為在DHCP 82下,IP地址被固定到Relay交換機的端口。如果要使用Option 82, 所有的現場設備都應該設置成DHCP Client.

審核編輯(
王靜
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