应用多协议标签交换的列车数据通信系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用多协议标签交换的列车数据通信系统；其包括骨干层，所述骨干层采用支持多协议标签交换IP/MPLS的设备，在有安全信息设备的车站、控制中心、车辆段部署多台多协议标签交换IP/MPLS设备。本发明保证安全控制信息优先实时传输，降低信息传输过程中的时延，减少信息传输重路由的时间。确保列控系统中数据通信系统的高可用性、高可靠性、高可控性。为解决数据通信网络骨干层的技术缺陷，满足列车控制系统对数据通信网络的要求。
【专利说明】应用多协议标签交换的列车数据通信系统
【技术领域】
[0001]本发明属于列车控制领域，尤其涉及一种应用于列车控制的数据通信系统。
【背景技术】
[0002]在列车控制系统中，需要传输多种类型的数据。从数据所属功能类别来看，主要分为安全控制信息和非安全信息两类。目前，所有安全信息和非安全信息在列控系统中的传输共享一个数据通信网络。
[0003]数据通信系统通常分为骨干层和接入层两部分，其中骨干层是整个数据通信系统的核心部分，骨干层的可用性、可靠性、稳定性决定了整个系统的可用性、可靠性、稳定性。现有骨干层技术基本采用的主要是二层以太网技术，存在抗干扰能力低，服务质量(QoS)功能不强，组网方式单一，扩容困难，网络故障维护不方便等问题。
[0004]多协议标签交换(MPLS)是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊的是，它具有管理各种不同形式通信流的机制。多协议标签交换MPLS独立于第二和第三层协议，诸如ATM和IP。它提供了一种方式，将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口，如IP、ATM、帧中继、资源预留协议(RSVP)、开放最短路径优先(OSPF)等等。
[0005]在多协议标签交换MPLS中，数据传输发生在标签交换路径(LSP)上。标签交换路径LSP是每一个沿着从源端到终端的路径上的结点的标签序列。现今使用着一些标签分发协议，如标签分发协议(LDP)、资源预留协议RSVP或者建于路由协议之上的一些协议，如边界网关协议(BGP)及开放最短路径优先0SPF。因为固定长度标签被插入每一个包或信元的开始处，并且可被硬件用来在两个链接间快速交换包，所以使数据的快速交换成为可能。
[0006]多协议标签交换MPLS主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量(QoS)管理以及流量工程，同时也为下一代IP中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种应用多协议标签交换的列车数据通信系统，它可以保证安全控制信息优先实时传输，降低信息传输过程中的时延，减少信息传输重路由的时间。
[0008]为了解决以上技术问题，本发明提供了一种应用多协议标签交换的列车数据通信系统；其包括骨干层，所述骨干层采用支持多协议标签交换IP/MPLS的设备，在有安全信息设备的车站、控制中心、车辆段部署多台多协议标签交换IP/MPLS设备。
[0009]本发明的有益效果在于:保证安全控制信息优先实时传输，降低信息传输过程中的时延，减少信息传输重路由的时间。确保列控系统中数据通信系统的高可用性、高可靠性、高可控性。为解决数据通信网络骨干层的技术缺陷，满足列车控制系统对数据通信网络的要求。
[0010]所有多协议标签交换IP/MPLS设备之间可根据情况连接成网状结构或准网状结构。
[0011]所述多协议标签交换IP/MPLS设备上配置动态路由协议，获取网络的拓扑结构，配置多协议标签交换MPLS和流量工程功能，通过多协议标签交换MPLS VPN为列车控制系统各种业务建立专网通信。
[0012]所有链路、设备均会预先计算出自己的保护路由，一旦出现链路故障或设备故障，所有业务都切换到预先计算的保护路由器。
[0013]骨干层设备在处理数据流时可以根据预先设置的业务流参数预留资源，当网络出现拥塞时，骨干层设备会根据预留资源优先处理重要业务，丢弃不重要的数据。
[0014]在有安全信息设备的车站、控制中心、车辆段部署I台或2台多协议标签交换IP/MPLS设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0016]图1是基于IP/MPLS技术的数据通信网络示意图；
[0017]图2是各设备之间连接示意图。
【具体实施方式】
[0018]本发明针对列控系统信息传输的要求，改进骨干层采用多协议标签交换IP/MPLS技术，保证安全控制信息优先实时传输，降低信息传输过程中的时延，减少信息传输重路由的时间。确保列控系统中数据通信系统的高可用性、高可靠性、高可控性。为解决数据通信网络骨干层的技术缺陷，满足列车控制系统对数据通信网络的要求，骨干层采用多协议标签交换IP/MPLS技术可以很好的解决传统技术存在的问题。
[0019]数据通信系统骨干层选用支持多协议标签交换IP/MPLS技术的设备来构建骨干层。在有安全信息设备的车站、控制中心、车辆段等地方部署I至2台多协议标签交换IP/MPLS设备，所有设备之间可根据情况连接成网状结构或准网状结构。在这些多协议标签交换IP/MPLS设备上配置动态路由协议，获取网络的拓扑结构，配置多协议标签交换MPLS和流量工程功能，通过多协议标签交换MPLSVPN为列控系统各种业务建立专网实现专网通信。
[0020]骨干层设备所有互联链路同时提供服务，由于动态路由获取的网络拓扑信息传递给了多协议标签交换MPLS和流量工程，所有链路、设备均会预先计算出自己的保护路由，一旦出现链路故障或设备故障，所有业务都能在50毫秒内切换到预先计算的保护路由上去，较传统的IP网络有了很大的提高。
[0021]骨干层设备由于采用了多协议标签交换IP/MPLS技术，数据包的交换方式由传统的三层交换变成了标签交换方式。数据包经过骨干层时的端到端的时延大大缩短，解决了传统IP网络数据通信时延大的弊病。
[0022]由于多协议标签交换IP/MPLS技术的引入，骨干层设备在处理数据流时可以根据预先设置的业务流参数预留资源。当网络出现拥塞时，骨干层设备会根据预留资源优先处理重要业务，丢弃不重要的数据，解决了传统IP网络、二层以太网络中无法完全保证重要数据得到足够的网络资源的问题。
[0023]现有列控系统多有采用工业以太网方案中，当网络需要进行中继带宽扩容或节点扩容时，由于技术限制扩容过程比较复杂，工作量比较大。而采用多协议标签交换IP/MPLS技术后，仅需增加中继或直接增加设备，实现网络的平滑扩容，提高了列控系统数据通信网络核心骨干层的可用性、可靠性和可控性。在列控系统的数据通信网络中，采用基于多协议标签交换IP/MPLS技术的网络设备建构骨干层网络，通过多协议标签交换MPLS VPN技术为列控系统中的不同类型业务提供传输。
[0024]简单举例说明如下:
[0025]在列控中心和车站各铺设两台多协议标签交换IP/MPLS设备，各设备之间连接如图2所示。网络中所有设备、链路均同时工作。
[0026]1.当某条链接或设备出现故障时，整个网络仍然保持较好的连通性，故障点上的数据业务可快速切换到其它链路或节点上。体现了网络的高可靠性和高可用性。
[0027]2.对于重要业务，可通过多协议标签交换IP/MPLS的流量工程协议为重要业务端到端预留带宽，保证重要业务得到有效传输。
[0028]3.采用I多协议标签交换P/MPLS技术，中心到丙站的传输延时基本上为微秒级，而如果采用传统三层路由方式，传输时延大约为毫秒级。
[0029]4.传统二层以太网由于缺乏有效的网络隔离，难以确定故障点，而采用多协议标签交换IP/MPLS技术整个网络被分割成许多个独立的网络，容易确定故障点所处的网络。
[0030]本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对【具体实施方式】的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的【具体实施方式】用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。
【权利要求】
1.一种应用多协议标签交换的列车数据通信系统；其特征在于，包括骨干层，所述骨干层采用支持多协议标签交换IP/MPLS的设备，在有安全信息设备的车站、控制中心、车辆段部署多台多协议标签交换IP/MPLS设备。
2.如权利要求1所述的应用多协议标签交换的列车数据通信系统；其特征在于，所有多协议标签交换IP/MPLS设备之间可根据情况连接成网状结构或准网状结构。
3.如权利要求1所述的应用多协议标签交换的列车数据通信系统；其特征在于，所述多协议标签交换IP/MPLS设备上配置动态路由协议，获取网络的拓扑结构，配置多协议标签交换MPLS和流量工程功能，通过多协议标签交换MPLSVPN为列车控制系统各种业务建立专网通信。
4.如权利要求1所述的应用多协议标签交换的列车数据通信系统；其特征在于，所有链路、设备均会预先计算出自己的保护路由，一旦出现链路故障或设备故障，所有业务都切换到预先计算的保护路由器。
5.如权利要求1所述的应用多协议标签交换的列车数据通信系统；其特征在于，骨干层设备在处理数据流时可以根据预先设置的业务流参数预留资源，当网络出现拥塞时，骨干层设备会根据预留资源优先处理重要业务，丢弃不重要的数据。
6.如权利要求1所述的应用多协议标签交换的列车数据通信系统；其特征在于，在有安全信息设备的车站、控制中心、车辆段部署I台或2台多协议标签交换IP/MPLS设备。
【文档编号】H04L12/707GK103888355SQ201310064810
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年3月1日 优先权日:2013年3月1日
【发明者】杨世华, 吴昊, 鞠永杰, 张晴 申请人:上海富欣智能交通控制有限公司