浅谈成都地铁综合监控系统常见网络通讯链路故障分析

摘要：地铁综合监控系统平台的维护和管理中，经常会出现因网络通讯链路故障造成数据传输不稳定或网络中断的现象。为了在以后维护和管理中能更快更好地处理和预防因通讯链路引起的系统故障，结合以往的工作经验简要对成都地铁综合监控系统平台的网络构成和常见的通讯链路故障进行分析。

关键词：地铁；综合监控；网络通讯；故障

在成都地铁的1号综合监控系统中，分别集成和融入了火灾自动报警系统、环境与设备监控系统、电力监控系统、隧道火灾探测系统、广播系统、门禁系统、自动售检票系统、防淹门系统等各项子系统，在集成和融入这些子系统时，都离不开网络通讯链路互联。网络通讯链路看似简单平凡，但实际应用中起着非常重要的作用，它承载着整个综合监控系统中的各项实时数据及信息流，它的良好程度直接影响到系统的运行状态。为整个综合监控系统的实时、可靠、快速、准确的传递各种控制及监视信息提供了保障。

1 综合监控系统的网络构成

1.1 主干传输网络

主干传输网络主要完成ISCS系统所覆盖各站点之间的数据传递。其覆盖范围主要包含OCC、各车站及车辆段。由于主干网络要实现各个节点与OCC之间的数据传递，需要具有高带宽、高可靠性、高实时性等特点。因此主干传输网络采用千兆以太网技术，将控制中心、各个车站及车辆段连接起来。主干传输网络采用全系列的Hirschmann工业以太网交换机及 HiperRing环网冗余技术。

成都地铁1号线采用两个双环网互联再接入OCC的方式，第一个环网将一期工程的站点组建成一个千兆双环网，第二个环网是将二期工程和三期工程的站点组建成一个千兆双环网，再进行双环网之间互联的网络拓扑结构，站点间网络接法采取跨站相接。每个环网上有一个交换机用于进行环网的冗余管理，该交换机的两个连接环网的端口中有一个端口是不传输用户数据的。只是用于避免网络风暴和检测环网闭环状态。为了合理优化网络，使所有数据流将被平均分布在以控制中心为核心的二条千兆链路上。在OCC配置了2台工业级以太网交换机作为节点传输设备。各站点区域各配置了2台模块化的Power MICE系列工业级以太网交换机作为节点传输设备。

1.2 中央和车站局域网络

中央和车站局域网络主要实现局部区域内的网络通信，通过主干传输网络实现各站点与OCC之间的信息传递。局域网络的主要接入设备有站点服务器、工作站、打印机、前置通讯处理机等。多采用网络双绞线连接。综合监控系统的局域网主要有中央综合监控系统局域网、车站和车辆段局域网络。它们通过主干通信网络互连互通，从而将整个成都地铁1号线的各区域局域网络有机的联接成一个整体，实现整个ISCS系统各个站点与OCC之间的信息传递。

2 综合监控系统的网络故障分析

2.1 主干光纤通信故障

光纤通信是采用光信号进行数据传输的，它的传输介质和传输性质具有一定特殊性，通信故障较复杂，常见的故障有：（1）光纤线路敷设距离过长超出本类型光纤所能传输的有效距离，造成信号衰减；（2）光纤连接器受损，造成信号丢失；（3）线路中使用过多的光纤接头和连接器，造成信号丢失；（4）光纤接头和连接器故障造成信号丢失；（5）由于外力物理挤压过度造成的光纤断裂，光纤弯曲的曲率半径过小也会引起光纤折断，光纤的弯曲曲率半径一般是光缆直径的15～20倍，弯曲度到这个值时就会造成光纤断裂受损；（6）光纤配线盘或熔接盘连接处故障，造成接触不良，影响信号传输；（7）光纤跳线连接错误，将网络设备的接收端连接到了接收端，发射端连接到了发射端，造成数据无法传输，只有建立正确的链路，才能实现数据正常通信；（8）使用了不同类型和标准的光纤模块，导致相互之间无法通信；（9）在链路中同时使用了不同类型的光纤，或者是不同芯径的多模光纤，或者是单模光纤和多模光纤混用等。

2.2 局域网双绞线通信故障

在地铁综合监控系统中，网络双绞线是中央综合监控系统、车站和车辆段局域网中最基本的网络组成部分，涉及到每个子系统与综合监控系统连接的多个环节，起着重要的作用。在故障时，也存在故障隐蔽性较高、排查困難等特点。对于双绞线引起的故障，轻则会导致单个节点网络不通、网速低或者时通时断现象，严重时则会形成环路等故障，造成网络风暴，对整个网络产生影响。网络双绞线故障大致可分为连接故障和电气特性故障两类。

连接故障多是网络建设施工工艺不符合要求或在施工时使网络电缆意外损伤所造成。在施工制作网络双绞线时可分为直通线和交叉线两种。其中直通线用于连接计算机与交换机之间，或者其他网络设备之间连接等。交叉线用于计算机网卡与另一台计算机网卡之间的连接，不过目前计算机网卡之间的互联也已经支持直通线连接。制作网线时的标准有T586A和T586B两种，通常称为A标和B标。如果是交叉线，即两端分别采用T586A和T586B的排列顺序即可。如果有接错，便会出现开路、短路、交错和串对等情况出现。

电气特性故障是电缆在信号传输过程中达不到设计要求。影响电气特性的因素除电缆材料本身质量外，还包括施工过程中电缆过度弯曲、电缆捆绑太紧，过力拉伸或过度靠近干扰源等。线路还可能会受到挤压而变型，或者接插件之间接触不良，甚至布线产品本身就有问题。虽然物理链路的连通性没有多大问题，但是电气性能却不能达到布线标准要求，而这些问题就不在网络设备的LED指示灯上表现出来。通常情况下，可以识别有大量包错误或掉包现象，或者端口不断抖动（丢失和恢复链路）状态。双绞线的链路长度超过100m造成传输率降低。现实中比较常见的故障多是因双绞线制作工艺不符合要求、线序错误或者未按标准制作等原因造成。

参考文献：

[1]ISCS系统培训手册.成都地铁运营有限公司，2011.8.

[2]王达.网管员必读——网络基础.北京.电子工业出版社，2004.9.

作者简介：任泽锋 （1982），男，汉族，重庆武隆人。