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FZ-CTC系统网络结构一、 概述网络子系统是由网络通信设备和传输通道构成双环自愈网络，应采用迂回、环状、冗余等方式提高其可靠性。 调度集中应根据传输通道的不同，按以下优先级顺序组网：不同物理路径单独光纤的独立专网组网方案；不同物理路径专用链路的数据网组网方案；既有 CTC网络补强组网方案。 新建客运专线和高速线应采用不同物理路径单独光纤的独立专网组网方案。 调度中心、车站的网络系统应采用双网冗余结构。关键设备应为双机热备。 系统应具备两路独立电源。中心、车站应单独设置具有无缝自动转换、稳压和隔离功能的模块化智能电源屏。并配置两套互为热备的在线式 UPS 电源设备，采用免维护蓄电池，中心持续供电时间为 30 分钟，车站持续供电时间为 10 分钟。 应将微机监测和环境监测系统网络引入调度中心，并在电务值班室设置二者功能合一1. 网络拓扑结构介绍 网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等。（1）星型拓扑结构 星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话属于这种结构。星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。这种结构便于集中控制，因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点，也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信。同时它的网络延迟时间较小，传输误差较低。但这种结构非常不利的一点是，中心系统必须具有极高的可靠性，因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份，以提高系统的可靠性。（2）环型网络拓扑结构 环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户，直到将所有的端用户连成环型。数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。 环行结构的特点是：每个端用户都与两个相临的端用户相连，因而存在着点到点链路，但总是以单向方式操作，于是便有上游端用户和下游端用户之称；信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个节点仅有一条道路，故简化了路径选择的控制；环路上各节点都是自举控制，故控制软件简单；由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环中节点过多时，势必影响信息传输速率，使网络的响应时间延长；环路是封闭的，不便于扩充；可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；维护难，对分支节点故障定位较难。（3）总线拓扑结构 总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式，也就是说，连接端用户的物理媒体由所有设备共享，各工作站地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。各节点在接受信息时都进行地址检查，看是否与自己的工作站地址相符，相符则接收网上的信息。使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时，这是相当简单的。如果这条链路是半双工操作，只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中，对线路的访问依靠控制端的探询来确定。然而，在LAN环境下，由于所有数据站都是平等的，不能采取上述机制。对此，研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法：带有碰撞检测的载波侦听多路访问，英文缩写成CSMA/CD。 这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权；媒体访问获取机制较复杂；维护难，分支节点故障查找难。尽管有上述一些缺点，但由于布线要求简单，扩充容易，端用户失效、增删不影响全网工作，所以是LAN技术中使用最普遍的一种。（4）分布式拓扑结构分布式结构的网络是将分布在不同地点的计算机通过线路互连起来的一种网络形式。分布式结构的网络具有如下特点：由于采用分散控制，即使整个网络中的某个局部出现故障，也不会影响全网的操作，因而具有很高的可靠性；网中的路径选择最短路径算法，故网上延迟时间少，传输速率高，但控制复杂；各个节点间均可以直接建立数据链路，信息流程最短；便于全网范围内的资源共享。缺点为连接线路用电缆长，造价高；网络管理软件复杂；报文分组交换、路径选择、流向控制复杂；在一般局域网中不采用这种结构。（5）树型拓扑结构树型结构是分级的集中控制式网络，与星型相比，它的通信线路总长度短，成本较低，节点易于扩充，寻找路径比较方便，但除了叶节点及其相连的线路外，任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。（6）网状拓扑结构 在网状拓扑结构中，网络的每台设备之间均有点到点的链路连接，这种连接不经济，只有每个站点都要频繁发送信息时才使用这种方法。它的安装也复杂，但系统可靠性高，容错能力强。有时也称为分布式结构。（7）蜂窝拓扑结构蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质（微波、卫星、红外等）点到点和多点传输为特征，是一种无线网，适用于城市网、校园网、企业网。 目前大多数LAN使用的拓扑结构有3种: 星行拓扑结构 环行拓扑结构 总线型拓扑结构 2. CTC系统网络层次 CTC网络结构由铁道部、铁路局/客专调度所和车站（含场、段）组成。CTC广域网分为两层：骨干层和接入层。铁道部和铁路局构成骨干层，铁路沿线车站为接入层，构成广域网的基层网。（1） 骨干层组网方案根据调度系统既有的行政组织模式，骨干层节点间采用部分网状网络结构，通道采用专线方式。各路局中心直接连至部中心，在相邻路局间采用直连通道。铁道部节点至铁路局节点、铁路局节点间应采用双专线连接。两条专线分别连接两套设备、选用两条物理路由，最大限度的保证骨干层不中断。根据现阶段的信息量，专线通道带宽每条至少为2Mb/s，今后可根据信息量的增加情况采用更高带宽的专线组网。（2） 接入层组网方案CTC接入层采用数字通道，通道速率为2Mb/s。CTC广域网接入层应采用环形结构组网，系统特殊情况可采用新型结构。若采用环形结构组网，铁路局与下属各站、场构成多个双环形网络。相邻两站间采用物理通道直连，每8-15站引一条迂回通道与所属路局相连，且可在中间某车站设中间抽头。若采用型结构组网，各站、场均与铁路局直接连接，铁路局与下属各站、场构成星型网络。3、通道连接根据铁路局提供的FZ-CTC系统调度中心设备和相关车站设备，分别安装在该铁路局管辖范围内沿线各站。在铁路局调度指挥中心分别设置分散自律调度集中指挥中心。并根据运输部门具体实际要求划分调度区段。如：调度台1：车站1-车站15调度台2：车站16-车站30二分散自律调度集中数字组网方案该分散自律调度集中系统数字组网方案是一种采用不同物理路径专用链路的数据组网方案数字方式组网方案采用光缆作为主干线传输通道，地区采用同轴电缆实现与终端设备连接。所有通道（控制中心-车站、车站-车站间）均采用双通道冗余方式，同时在中间抽头车站增加了对调度集中控制中心的双冗余抽头数字传输通道。通道两端终端设备采用协议转换器设备，实现铁通G.703协议与V.35路由器协议转换，通信传输速率为2 M。从图中可以看出，无论在控制中心还是在车站，通信终端设备（路由器、协议转换器、网络安全设备、交换机等）均采用双套冗余配置。由于采用同轴电缆通信方式，为保证分散自律调度集中传输信息不受到雷击影响，在同轴电缆与协议转换器间均安装防雷器件，可以最大程度降低调度集中系统网的雷击影响。数字组网与光纤组网最大区别在于数字组网方式虽然主干线也是采用光纤通道，但是这时候的光纤通道中不仅仅传输分散自律调度集中信息，同时还可能在此通道中传输铁通公司业务的其它信息，不能做到调度集中信息独享通道资源。因此，数字通道在传输安全性和可靠性方面不如光纤组网方式。我们将提供一套调度中心子系统设备，安装在北京铁路局，并提供53套分散自律调度集中站机系统设备，分别安装在该铁路局管辖范围的沿线各车站。铁路局的调度中心子系统控制4个调度区段，在调度中心设4个CTC调度台，分别为调度台1：王玉庄王家店（共15个车站，抽头车站为旧庄窝）调度台2：养三云彩铃（共15个车站，抽头车站为云居寺） 调度台3：西道河柏庄（共10个车站，抽头车站为元氏）调度台4：黄村云树沟（共13个车站，抽头车站为庙城） 如图所示，车站与中心采用双环双冗余连接，通信速率2M。通信接口为V.35。调度中心采用两台高性能100M交换机构成中心冗余局域网的主干, 服务器、工作站等计算机设备均配备两块100M冗余网卡与交换机连接; 调度中心还采用两台中高端CISCO路由器与车站基层广域网连接, 路由器应具备足够的带宽和高速端口以满足通信要求,同时为了保证中心局域网的安全,路由器和交换机之间应加装防火墙隔离设备。车站系统采用两台高性能交换机或集线器构成车站局域网主干,车站调度集中自律机LiRC、值班员工作站、信号员工作站等设备均配备两个以太网口进行网络连接。车站系统也需要配备两台路由器和车站基层广域网连接。车站基层广域网连接调度中心局域网和各车站局域网, 应采用双环、迂回的高速专用数字通道, 数字通道的带宽为2Mbps/s。为了确保通信的可靠性,每个环应交叉连接到局域网两台路由器上。2、中心局域网体系结构及可靠性分散自律调度集中的铁路局局域网采用100Mb/s自适应以太网。为了保证网络工作的可靠性，通常采用双以太网的冗余结构，当网络出现单点故障时不影响设备的正常运行。铁路局调度中心的所有服务器和工作站都配有两块网卡，分别连接到两台交换机上，组成两个局域网。中心局域网的网络结构体系结构采用环形网络结构。3、广域网网络体系及其可靠性分散自律调度集中系统的广域网络结构，控制中心的2台交换机通过网络防火墙，分别连接到两台路由器上，再与到车站的广域网相接。调度所到车站的通道采用不同介质，分别为同轴电缆和光纤，采用2Mb/s光通道。每两个车站之间都有两条通道连接，每个车站都有2台路由器，再组成2套由几个环购车个的网络，中间没有任何物理接口，可以说他们是iangge完全独立的网络。车站与调度所设备通过广域网进行数据交换时，根据2个广域网的通信质量选择路径，保持广域网传输负载平衡。车站通信网络系统由外界光缆、转换器、集线器或交换机、各分机网卡、网络连接设备组成。如图所示。信息通过外界光缆的双通道，经过4个转换器转换后，经2路路由器分别到达2路集线器，形成双套共享式以太网连接的网络结构，2套网络之间为无缝切换方式。各分机与集线器之间的网络介质，采用高可靠性的双绞线机连接器，提高了网络的可靠性和抗干扰能力。由于系统采用双网结构，所以任一节点的1个网卡故障时，都不会影响系统的正常工作。采用2台独立的共享式以太网集线器，分别连接各分机各节点的每个网络端口，使得1台集线器或路由器等故障时不会影响网络传输。另外，集线器的每个端口均有网络隔离功能，因此，不管接到各节点的网络电缆发生诸如短路、断线、混线、接地、网络干扰等故障时，均不会影响其他端口的网络传输，确保了系统之间、系统信息与调度中心之间数据的可靠、安全传输。V.35介绍 V.35是通用终端接口的规定，其实V.35是对60-108kHz群带宽线路进行48Kbps同步数据传输的调制解调器的规定，其中一部分内容记述了终端接口的规定。V.35对机械特性即对连接器的形状并未规定。但由于48Dbps-64Kbps的美国Bell规格调制解调器的普及，34引脚的ISO2593被广泛采用。模拟传输用的音频调制解调器的电气条件使用V.28（不平衡电流环互连电路），而宽频带调制解调器则使用平衡电流环电路。V.35建议的最初版本是ITU-T于1968发布的。当时，随着数据通信传输速率的提高，超过音频电路48kbps的传输应用越来越广泛，为了在模拟线路上解决这类问题，使得在60kHz108kHz基群电路上可以传输大于48kbps速率的数据，ITU-T制定了V.35、V.36和V.37标准，实现了48kbps144kbps数据传输的宽带调制解调器，有的书上也将V.35、V.36和V.37标准统称为V.35协议簇。而V.35建议本身被看作是数据速率在48kbps和64kbps之间的宽带模拟调制解调器和DTE之间的接口。目前，随着宽带模拟调制解调器的应用的逐渐减少，V.35又被常用于支持DTE和新兴的数字传输设施不同类型数据服务单元(DSU)连接之间的接口。由此，在对最初的V.35建议进行多次修订后，它现在可支持的数据传输速率最高可达6Mbps，并成为当前通信设备中流行的，用于连接远程的高速同步接口。目前，大多数的服务单元，如分组交换机、路由器、远程网桥和网关都带有V.35接口。CCITT 建议中讲，V.35 是过时的标准，但在实际应用中它仍被广泛使用。V.35接口的特性分析如下： （1）V.35的机械特性： V.35对机械特性即对连接器的形状并未规定。但由于48kbps-64Kbps的美国Bell规格调制解调器的普及，34引脚的ISO2593被广泛采用。它是一个34针插头/座，该连接器形状如同图中的34针接插件所示。实际应