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轨道交通ISDS传输骨干网系统解决方案

解决方案概览

MRD™子午线®为轨道交通传输骨干网系统(ISDS)提供高可靠、高带宽、高性价比的通信传输解决方案。我们深刻理解通信专业对安全稳定性、带宽可保证性、可扩展性的核心诉求,并基于对业务带宽类型的长期研究,提出“语音及低速数据网 + 宽带数据网”两张网的创新架构。

行业挑战

轨道交通通信系统骨干网演进中,带宽激增与业务结构失衡带来普遍痛点:

  • 带宽需求持续攀升

    各子系统业务带宽不断增加,传输系统被迫采用10Gbps级别带宽。
  • 以太网业务占比过高

    所需带宽的80%及以上为以太网业务,却为20%的非以太网业务承担100%的10G成本,骨干网带宽使用不合理。
  • 运维体系割裂

    传统MSTP/SDH与下挂交换机分属不同设备体系,维护需专业传输人才,综合成本高。
  • 安全防护压力大

    传输骨干网作为子系统汇聚点,面临网络结构、系统漏洞、协议风险三大安全挑战。
行业挑战

MRD™子午线®双网方案

语音及低速数据网 + 宽带数据网,分类承载、各司其职。

核心方案对比:

方案技术路线带宽适用业务
传统/主流方案SDH / MSTP / PTN / OTN2.5Gbps / 10Gbps全部业务混合承载
MRD™子午线®推荐方案SDH/MSTP(语音/低速) + 万兆工业以太网(宽带数据)2.5Gbps + 10Gbps分类承载,各司其职

我们的方案已为多条线路提供传输骨干网设计参考,核心产品TNM6000模块化核心工业交换机支持三级安全防护和HSR/PRP零丢包冗余,满足未来全IP化趋势。

1. 传输骨干网系统的职责与承载业务

传输骨干网系统的任务是为不同业务类型提供统一的网络接入平台。除信号系统外,以下子系统均可依靠传输系统实现站点间的数据通信:

  • 闭路电视系统(CCTV)
  • 综合监控系统(ISCS)
  • 售检票系统(AFC)
  • 广播系统(PA)
  • 办公网络系统(OA)

2. MRD™子午线®双网方案:语音/低速网 + 宽带数据网

2.1 行业背景与技术演进

轨道交通通信系统骨干网的技术演变,始终以安全稳定性、带宽可保证性、可扩展性为首要考虑因素。技术方案经历了以下演进:

传统方案
传统方案

当前方案
当前方案

理想方案
理想方案

2.2 行业普遍痛点

各子系统业务带宽需求不断增加,导致传输系统必须采用10Gbps级别带宽

所需带宽的80%及以上为以太网业务,造成对传输骨干网的不合理带宽使用(为20%的非以太网业务,承担了100%的10G成本)

2.3 MRD™子午线®双网方案

基于对通信系统中各个业务带宽类型及带宽种类的深入研究,MRD™子午线®提出 “语音及低速数据网 + 宽带数据网”两张网的方案:

网络技术路线带宽承载业务
语音及低速数据网SDH/MSTP2.5Gbps语音、低速控制信号、对实时性要求极高的窄带业务
宽带数据网万兆三层工业以太网交换机10GbpsCCTV、AFC、OA等以太网业务(占80%以上流量)

方案优势:

更高性价比:MSTP 2.5G + 万兆工业以太网,比 10Gbps的SDH/MSTP/PTN 方案采购成本更低

更强可管理性:宽带数据网采用工业以太网,与下挂交换机为同一类设备,统一管理

更多可扩容性:IP标准不会变化,投资保护强

3. 工业以太网 VS MSTP/SDH:

对比维度万兆工业以太网骨干网MSTP/SDH 传输骨干网
采购成本
维护成本低 — 与下挂交换机是一类设备,IT维护人才即可管理高 — 与下连交换机是两类设备,需要专业传输人才(一个故障点需多专业人员参与)
设备可靠性高 — 符合工业标准,适应各种环境,MTBF长低 — 非工业标准,环境适应性弱,MTBF短
IP报文传输能力
非IP报文传输能力
设备种类非常多,成熟技术较少(各厂家、各时期不一致)
投资保护强 — IP标准长期稳定弱 — 设备更新快,不同时期设备混杂
技术发展趋势全IP化是各行业发展趋势方向不明

对于以太网业务占绝对主导(≥80%) 的轨交传输骨干网,采用万兆工业以太网承载宽带数据 + SDH/MSTP承载窄带语音的双网方案,是技术、成本、运维的最优平衡。

4. MRD™子午线® 三级安全防护模块(适用于传输骨干网)

传输骨干网作为所有子系统的汇聚点,面临网络结构风险、系统漏洞风险、协议风险三大安全挑战。

安全风险类别具体描述
网络结构风险结构复杂,子系统接口多,缺乏区域隔离;缺少入侵检测和安全自检机制;子系统间缺少数据流控制和访问审计
系统漏洞风险传输终端设备操作系统漏洞;国外控制器存在后门风险
网络协议风险TCP/IP先天安全缺陷;工控协议缺乏认证/授权/加密;传统IT防火墙无法识别工控协议;防病毒软件影响系统稳定性

模块化三级安全防护架构

MRD™子午线®提供可嵌入TNM6000核心交换机的三级安全模块:

防护层级核心功能技术实现
智能防护只允许特定格式数据通过;对所有接入数据流进行控制防护数据包格式、关键位、流向深度查询与控制
审计检测非法接入监测;网络行为审计实时检测异常接入,记录全网络访问日志
主机防护拒绝病毒/木马;拒绝非授权USB接入;拒绝非授权进程;拒绝非授权网络访问终端白名单,USB端口管控
数据隔离单向传输特性,保证数据包单向通过且没有任何反馈;阻止重要数据外泄单向网闸技术,数据二极管

对客户的价值

在传输骨干网层面即实现区域隔离、入侵检测、协议过滤、单向数据传输,满足等保2.0对关键信息基础设施的要求。

5. 下一代骨干网冗余技术:HSR/PRP(IEC62439-3)

国际电工委员会(IEC)于2012年通过 IEC62439-3-5 定义了 HSR(高可靠性无缝冗余) 协议。

核心能力

协议标准机制性能
HSRIEC62439-3-5双发选收(沿环的两个方向同时发送,接收端选先到包)零丢包,零切换
PRPIEC62439-3-4并行冗余(节点同时连接A/B双网,相同IP/MAC,同时发送)双网任意一个完全失效,业务零影响

PRP并行冗余协议
PRP并行冗余协议

进阶应用:HSR + PRP 混合组网

骨干层采用 HSR环网(高带宽、零切换)

接入层采用 PRP(双网隔离)

更进一步:将目前靠软件实现的A/B网切换,下沉到硬件层完成,释放CPU资源,进一步缩短中断时间

对客户的价值

为全自动运行线路(GoA3/4) 提供传输骨干层的零中断保障。

标杆案例

标杆案例

核心产品

TNM6000核心工业交换机

TNM6000核心工业交换机

最大支持80个千兆端口+8个万兆端口 可支持PoE供电,支持IEEE 802.3af、 802.3at标准 可支持任意两个端口组成自愈环网,并支持多个独立的自愈环 通过在第2层QoS功能中提供速率限制和流量整形,可在以太网服务中提供分级的带

查看产品
产品关键能力分类说明
TNM6000核心工业交换机最大支持80个千兆端口+8个万兆端口 可支持PoE供电,支持IEEE 802.3af、 802.3at标准 可支持任意两…eth-l3-mgt详见产品详情

MRD™子午线®产品可靠性设计基因

任何方案都建立在对产品底层的极致追求之上。我们公开以下设计细节,接受最严苛的工程师审视:

  • MTBF(平均无故障时间)

    基于SR-332算法进行器件级应力预测,整机MTBF超百万小时。
  • 寿命(使用寿命)

    不仅看器件标称,更基于最低工作参数@工作温度下的电解电容容值衰减瓶颈进行实测估算。
产品对比
散热
防腐
PCB
网络隔离
电源
软件健壮性
我司产品
自然散热
导电氧化(保证接地导通)
沉金工艺(防氧化、耐插拔)
单口独立变压器(故障隔离更彻底)
供电隔离(抗浪涌、防串扰)
周期性内存检查(防止内存泄漏积累)
VS
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VS
市面上其他产品
吹风设计
喷漆
镀锡
多口集成变压器
非隔离

为什么选择MRD™子午线®

  • 双网分类承载
    双网分类承载

    SDH/MSTP(2.5G)+ 万兆工业以太网(10G)

  • 技术/成本/运维最优平衡
    技术/成本/运维最优平衡

    工业以太网方案在采购成本、维护成本、可靠性、投资保护上全面优于SDH/MSTP承载以太网流量的做法。

  • 安全与冗余一体化
    安全与冗余一体化

    TNM6000核心交换机集成三级安全防护模块和HSR/PRP零丢包冗余,满足等保2.0和全自动运行线路要求。

  • 全IP化趋势适配
    全IP化趋势适配

    工业以太网方案顺应全IP化行业趋势,标准开放,投资保护强。

产品推荐

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方案一

语音及低速数据网(SDH/MSTP)

带宽2.5Gbps,承载语音、低速控制信号及对实时性要求极高的窄带业务。

对比维度万兆工业以太网骨干网MSTP/SDH传输骨干网
采购成本
维护成本低——与下挂交换机是一类设备,IT维护人才即可管理高——与下连交换机是两类设备,需要专业传输人才
非IP报文传输能力
适用业务CCTV、AFC、OA等以太网业务(占80%以上流量)语音、低速控制信号、窄带业务

方案优势

SDH/MSTP 2.5G承载语音及低速数据,与万兆工业以太网分类承载、各司其职,避免为20%的非以太网业务承担100%的10G成本。

方案二

宽带数据网(万兆工业以太网)

带宽10Gbps,承载CCTV、AFC、OA等以太网业务(占80%以上流量)。

方案优势

更高性价比:MSTP 2.5G + 万兆工业以太网,比10Gbps的SDH/MSTP/PTN方案采购成本更低。

更强可管理性:宽带数据网采用工业以太网,与下挂交换机为同一类设备,统一管理。

更多可扩容性:IP标准不会变化,投资保护强。

HSR/PRP简述

基于IEC62439-3标准,HSR双发选收实现零丢包零切换,PRP双网硬件级并行冗余。骨干层采用HSR环网,接入层采用PRP,为全自动运行线路(GoA3/4)提供传输骨干层的零中断保障。核心产品TNM6000模块化核心工业交换机支持三级安全防护和HSR/PRP零丢包冗余。