[發明專利]一種DCS骨干網雙環切換方法

在審

• 申請號: 201410315100.3
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104065516A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 夏明亮;陶偉
• 申請（專利權）人: 上海自儀泰雷茲交通自動化系統有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/703;H04L12/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及地鐵CBTC(Communication Based Train Control，基于通信的列車控制)系統下屬的DCS(Data Communication System，數據通信系統)子系統的雙網切換方法。

背景技術

地鐵CBTC系統下屬的DCS子系統為其它列車控制相關的子系統提供通信平臺，DCS子系統的網絡故障會直接導致列車控制信息傳輸的中斷，進而造成地鐵線路的運營故障，所以DCS子系統的可靠性一直是CBTC系統提供商研究的課題。目前主流的地鐵信號提供商都是通過多重冗余的網絡來保證DCS子系統的可靠性的，并且在未來很長一段時間，“多重冗余網絡”都將會是DCS子系統的主要研究方向。

多重冗余網絡，基本可以分為A/B網架構和Active/Standby(主/備)架構兩種類型。A/B網架構是指搭建兩張完全物理隔離的網絡，兩張網絡沒有主備之分，如圖1所示，其中一張網絡相當于另外一張網絡的鏡像，終端設備會同時連接到這兩張網絡，兩張網絡是沒有主備之分的。在需要傳輸數據時，終端設備會將數據復制成兩份，在兩張網內傳輸，數據的目標設備將收到兩份相同的數據，通過某種機制，目標設備會丟棄其中一份數據并保留另外一份。A/B網架構的優點比較明顯：在其中一張網絡發生故障時，另外一張網由于與故障網絡物理隔離，不會受到故障網絡的影響，所以仍舊可以正常傳輸數據，并且由于兩張網絡沒有主次之分，所以也就不存在主備切換造成的切換時延問題，可以保證在一張網出現故障時，通信不中斷。同時，A/B網架構存在缺點：1)數據流同時在兩張網里面傳輸，但是在到達目標設備后，有一半會被丟棄，造成網絡資源的浪費；2)在實際的應用中，并不是所有的終端設備都能夠支持A/B網架構，同時向兩張網絡發送相同的數據不是操作系統層面能夠做到的事情，需要應用層的支持，這會增加應用軟件開發的難度；3)在這種網絡架構中，任意時刻列車控制流量和列車監控流量是混合在一起，在同一個物理網絡中傳輸的，沒有實現物理的隔離，在出現大的網絡故障而轉為站控時，無法保證車站ATS(AutomaticTrain Supervision，自動列車監控)服務器至中央ATS服務器的通信通道的正常。

Active/Standby架構，如圖2所示，在網絡的每個節點上，通過冗余的設備或者冗余的物理鏈路來保證網絡的可靠性：在接入層設置冗余的接入交換機；在分布層設置冗余的，運行VRRP協議的路由設備；在核心層，設置環形結構的，運行環網快速收斂協議的二層骨干網交換機，這些冗余的網絡設備，具有主備之分，在正常情況下，只有主用設備或者主用鏈路在工作，在故障情況下，備用設備或者備用鏈路會接替主用繼續工作，保證業務流量的正常轉發。相對于A/B網架構的缺點，Active/Standby架構的優點是：1)終端不需要向網絡中發送兩份流量，不會造成帶寬的浪費；2)終端不需要關心網絡的具體結構，只需要把數據包交給網絡設備即可，網絡對于終端設備來說是完全透明的，大大降低了應用軟件的開發難度；3)可以實現ATC(Automatic Train Control，列車自動控制)流量和ATS流量的物理隔離，在正常情況下，ATC設備流量走ATC通道，ATS設備走ATS通道，任意一個通道故障，ATC流量或者ATS流量可以切換到對方的通道繼續傳輸，ATC通道和ATS通道互為備份。Active/Standby網絡結構的缺點是：在主備網絡設備或者主被物理鏈路因為故障需要切換時，會造成一定的通信切換時延，需要確保這種通信時延是應用層面可以接受的，否則就是通信丟失。

在Active/Standby架構中，在骨干網層面存在兩張骨干網，分別為ATC骨干網和ATS骨干網，傳輸不同類型的流量，但是如若其中任意一張骨干網出現多點故障或者環網風暴，都會導致ATC流量或者ATS流量的傳輸中斷。如何有效解決這些問題，是本領域技術人員努力的方向。

發明內容

本發明的目的在于提供一種DCS骨干網雙環切換方法，能夠使得DCS子系統在主用骨干網出現故障的情況下，迅速將業務流量切換到備用骨干網，不需要增加額外的網絡設備，進一步提高了原有網絡架構的可靠性，并最大限度地利用了網絡資源。

實現上述目的的技術方案是：

一種DCS骨干網雙環切換方法，所述DCS骨干網包括兩張完全物理隔離且運行數據鏈路層環網收斂協議的骨干網，所述雙環切換方法包括步驟：

步驟S1，在DCS骨干網中每個網絡匯聚點使用路由設備來分別連接到所述兩張骨干網的交換機；