許江來(lái)，張 暉，崔 帥，王亞琦

(中國(guó)人民解放軍32039部隊(duì)，北京 100094)

一種實(shí)現(xiàn)堆疊網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)快速切換控制的方法

許江來(lái)，張 暉，崔 帥，王亞琦

(中國(guó)人民解放軍32039部隊(duì)，北京 100094)

隨著測(cè)控通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星地面站都不同程度地使用千兆網(wǎng)核心交換機(jī)建立系統(tǒng)監(jiān)控及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)現(xiàn)了測(cè)控終端設(shè)備的無(wú)人值守和遠(yuǎn)程監(jiān)控，設(shè)備控制的可靠性與穩(wěn)定性大大提高。但是，當(dāng)主用交換機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，即使備用交換機(jī)是堆疊放置且處于熱備份，交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口的物理通路仍需人工進(jìn)行插拔完成切換操作，當(dāng)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)量較多時(shí)，人工切換操作時(shí)間較長(zhǎng)，時(shí)效性不高，在任務(wù)用時(shí)占用比例較大，制約了衛(wèi)星地面站系統(tǒng)的應(yīng)用效率。針對(duì)以上問(wèn)題，提出了一種采用繼電器機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)主備交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口的物理切換控制方法，進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)切換器的設(shè)計(jì)和可靠性分析，給出了應(yīng)用實(shí)例。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，這種物理切換控制方法使得主備交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口的切換效率提高百倍。

網(wǎng)絡(luò)端口；物理切換；機(jī)電控制；繼電器

0 引言

衛(wèi)星地面站終端設(shè)備數(shù)量眾多，均以RJ45網(wǎng)口單路接入到主用千兆網(wǎng)核心交換機(jī)，經(jīng)過(guò)交換機(jī)匯聚后，通過(guò)地面光纖與控制中心連接。雖然核心交換機(jī)是主、備機(jī)配置并采用堆疊技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，但是單臺(tái)終端設(shè)備的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)只有1個(gè)網(wǎng)口，備用交換機(jī)沒(méi)有與衛(wèi)星地面站終端設(shè)備直接連接。如果在數(shù)據(jù)中繼任務(wù)中，主用交換機(jī)發(fā)生故障，需將與之相連的衛(wèi)星地面站設(shè)備逐一手動(dòng)接入備份交換機(jī)。這種人工插拔線路的切換方式依賴于操作員的熟練程度，有誤操作風(fēng)險(xiǎn)，處置時(shí)間長(zhǎng)，一般都在2 min以上，一旦發(fā)生故障，勢(shì)必造成較長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)傳輸中斷，影響了數(shù)據(jù)中繼傳輸?shù)募榷ㄈ蝿?wù)[1-2]。為解決該問(wèn)題，提出了一種實(shí)現(xiàn)主備交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口的物理切換控制方法，充分利用了繼電器開關(guān)切換快速性和使用便捷性特點(diǎn)，通過(guò)缺省直連和冗余設(shè)計(jì)，使得主備交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口的切換效率大大提高。

1 網(wǎng)絡(luò)切換器設(shè)計(jì)

1.1 工作原理

網(wǎng)絡(luò)切換裝置的連接方式如圖1所示。衛(wèi)星地面站主用交換機(jī)A和備用交換機(jī)B設(shè)置為堆疊熱備工作，在衛(wèi)星地面站設(shè)備與交換機(jī)間增加網(wǎng)絡(luò)切換器裝置。

當(dāng)主用交換機(jī)A故障時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)切換器中繼電器開關(guān)的加去電進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通路的開通轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星地面站設(shè)備與備用交換機(jī)B之間物理通道的統(tǒng)一切換，以縮短故障處置時(shí)間[3]。

圖1 網(wǎng)絡(luò)切換器連接示意

網(wǎng)絡(luò)切換器在設(shè)計(jì)上考慮2種工作模式：常規(guī)工作模式和應(yīng)急工作模式。在常規(guī)工作模式下，網(wǎng)絡(luò)切換器的繼電器不加電，相當(dāng)于直連線，由于網(wǎng)絡(luò)切換器不加電，充分保證了網(wǎng)絡(luò)切換器設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間、高可靠性的工作；如果主用交換機(jī)出現(xiàn)故障，則在遠(yuǎn)程加電進(jìn)入應(yīng)急工作模式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)切換器監(jiān)控軟件控制網(wǎng)絡(luò)切換器切換為B組輸出狀態(tài)，則衛(wèi)星地面站各終端設(shè)備與備用交換機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出口相連接[4]。網(wǎng)絡(luò)切換器原理如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)切換器原理圖

圖2中，利用繼電器的特點(diǎn)，在以太網(wǎng)交換機(jī)無(wú)故障時(shí)，繼電器不加電恒處于閉合狀態(tài)(切換器輸出A狀態(tài))，相當(dāng)于直連線，切換器不加電，因而可靠性極高；在交換主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，告警信息將會(huì)通知遠(yuǎn)程操作終端，在遠(yuǎn)程操作終端上通過(guò)網(wǎng)口對(duì)切換器遠(yuǎn)程加電，控制切換器進(jìn)行切換，繼電器處于開狀態(tài)(切換器輸出B狀態(tài))，此時(shí)衛(wèi)星地面站交換機(jī)切換為備機(jī)輸出，并將告警信息通知用戶，則衛(wèi)星地面站各終端設(shè)備與備用交換機(jī)之的網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出口相連接，使得交換機(jī)切換為備機(jī)工作。在交換機(jī)故障排除后，用戶手動(dòng)將網(wǎng)絡(luò)切換器切換回A輸出狀態(tài)，然后控制網(wǎng)絡(luò)切換器斷電，進(jìn)入常規(guī)工作模式[5-7]。

網(wǎng)絡(luò)切換器雖然具備自動(dòng)切換的能力，但是考慮安全性，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍采用在遠(yuǎn)程操作終端手動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切換。此外，網(wǎng)絡(luò)切換器具備本地控制及遠(yuǎn)程控制功能，在本地可進(jìn)行手工分組切換[8]。

1.2 器件組成

網(wǎng)絡(luò)切換器采用嵌入式設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)性高，功耗低，不需要對(duì)各種綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何接收、緩存和轉(zhuǎn)發(fā)等處理，只提供數(shù)據(jù)通道選擇功能，因此只需設(shè)計(jì)多個(gè)開關(guān)，控制數(shù)據(jù)流向即可；另外，該設(shè)備支持網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)口，用來(lái)與遠(yuǎn)程操作終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互操作。網(wǎng)絡(luò)切換設(shè)備組成及連接關(guān)系如圖3所示。

圖3 網(wǎng)絡(luò)切換器組成設(shè)備連接關(guān)系

網(wǎng)絡(luò)切換器由主控盒、擴(kuò)展盒、遠(yuǎn)程加去電電源箱以及遠(yuǎn)程操作終端組成，每個(gè)主控盒能夠?qū)崿F(xiàn)多路以上的千兆以太網(wǎng)口的切換，網(wǎng)絡(luò)切換器管理控制功能在主控盒內(nèi)，擴(kuò)展盒只提供切換功能，每個(gè)主控盒可連接多個(gè)擴(kuò)展盒，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多路千兆以太網(wǎng)口的線路切換。網(wǎng)絡(luò)切換器可以遠(yuǎn)程操作，快速實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星地面站各設(shè)備在主交換機(jī)、備交換機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)接入及切換[9]。

主控盒由ARM處理器模塊和單片機(jī)繼電器網(wǎng)絡(luò)切換模塊組成，擴(kuò)展盒僅僅由單片機(jī)繼電器網(wǎng)絡(luò)切換模塊，通過(guò)串口與主控盒連接，以實(shí)現(xiàn)輸入網(wǎng)口數(shù)量的擴(kuò)展。掛接的擴(kuò)展盒數(shù)量隨主控盒ARM處理器串口數(shù)量而定。主控盒可以單獨(dú)工作，擴(kuò)展盒不能獨(dú)立工作，必須與主控盒配合，在其統(tǒng)一管理調(diào)配下工作。網(wǎng)絡(luò)切換器主控及擴(kuò)展盒原理框圖如圖4所示[10-11]。

圖4 網(wǎng)絡(luò)切換器主控及擴(kuò)展盒原理

ARM處理器模塊主要為設(shè)備提供監(jiān)控平臺(tái)，轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)控軟件和受控設(shè)備(主控盒、擴(kuò)展盒)之間的各種配置命令和狀態(tài)信息。ARM處理器模塊具有監(jiān)聽轉(zhuǎn)發(fā)功能，通過(guò)串口與上位PC機(jī)上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)切換器監(jiān)控軟件通信，控制單片機(jī)繼電器網(wǎng)絡(luò)切換模塊的切換方向[12]。

單片機(jī)繼電器網(wǎng)絡(luò)切換模塊采用單片機(jī)+高頻繼電器的應(yīng)用設(shè)計(jì)方案。單片機(jī)負(fù)責(zé)控制繼電器打開或閉合，與主控盒ARM模塊通過(guò)串口通信，接收ARM板切換指令，并返回切換器的工作狀態(tài)，對(duì)控制板的按鍵操作和LED指示燈顯示進(jìn)行處理，繼電器處理模塊用于完成以太網(wǎng)口線路A狀態(tài)輸出及B狀態(tài)輸出的切換，分別對(duì)應(yīng)主用、備用以太網(wǎng)交換機(jī)。繼電器選用歐姆龍單穩(wěn)型高頻繼電器，具有2個(gè)閉合/2個(gè)打開節(jié)點(diǎn)。由于RJ45網(wǎng)口有8個(gè)信號(hào)線，因此單個(gè)主控盒或擴(kuò)展盒共需要多個(gè)歐姆龍單穩(wěn)型繼電器。單片機(jī)繼電器網(wǎng)絡(luò)切換模塊用于連接所有的衛(wèi)星地面站設(shè)備網(wǎng)口，即衛(wèi)星地面站終端設(shè)備網(wǎng)口和交換機(jī)主機(jī)網(wǎng)口、交換機(jī)備機(jī)網(wǎng)口等，負(fù)責(zé)交換機(jī)主機(jī)和備機(jī)線路的切換功能。

遠(yuǎn)程加去電電源箱采用遠(yuǎn)程加去電插排，配置的智能電源管理器，通過(guò)控制中心的遠(yuǎn)程操作終端上安裝的智能電源管理軟件，對(duì)遠(yuǎn)程開關(guān)控制進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過(guò)控制智能電源管理器每個(gè)接口的繼電器通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)切換器設(shè)備的遠(yuǎn)程加去電功能，用戶在遠(yuǎn)程操作終端上通過(guò)以太網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)切換器的加電和去電操作。為減少衛(wèi)星地面站千兆以太網(wǎng)交換機(jī)故障對(duì)衛(wèi)星地面站遠(yuǎn)程加去電電源箱控制的影響，將衛(wèi)星地面站千兆以太網(wǎng)交換機(jī)和衛(wèi)星地面站遠(yuǎn)程加去電電源箱網(wǎng)絡(luò)完全隔離，衛(wèi)星地面站遠(yuǎn)程加去電電源箱采用衛(wèi)星地面站監(jiān)控網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信[13]。

1.3 應(yīng)用軟件

網(wǎng)絡(luò)切換器軟件包括網(wǎng)絡(luò)切換器監(jiān)控應(yīng)用軟件和主控盒ARM應(yīng)用軟件。網(wǎng)絡(luò)切換器軟件總體架構(gòu)框圖如圖5所示[14]。

圖5 網(wǎng)絡(luò)切換器軟件總體架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)切換器監(jiān)控應(yīng)用軟件運(yùn)行在衛(wèi)星地面站遠(yuǎn)程操作終端上，提供狀態(tài)查詢和網(wǎng)絡(luò)切換命令，用于查詢衛(wèi)星地面站交換機(jī)工作狀態(tài)以及控制網(wǎng)絡(luò)切換，并顯示數(shù)據(jù)通道狀態(tài)(本控/遠(yuǎn)控狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)輸出A狀態(tài)/網(wǎng)絡(luò)輸出B狀態(tài))，同時(shí)基于以太網(wǎng)口還能遠(yuǎn)程下發(fā)加電、去電控制命令，并顯示命令執(zhí)行結(jié)果。監(jiān)控軟件向嵌入式軟件發(fā)送狀態(tài)查詢和網(wǎng)絡(luò)切換命令。狀態(tài)查詢命令查詢各個(gè)數(shù)據(jù)信道的狀態(tài)(聯(lián)/脫機(jī)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài))，并通過(guò)圖形界面形象的顯示出來(lái)；用戶界面還需為每個(gè)數(shù)據(jù)信道提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)切換命令按鈕，用戶點(diǎn)擊時(shí)向嵌入式軟件發(fā)送網(wǎng)絡(luò)切換命令，并顯示切換后的狀態(tài)。

在主控盒ARM處理板上，設(shè)計(jì)了基于Linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，用于接收上位機(jī)命令，按照約定進(jìn)行解析，并將解析后的命令轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的串口，同時(shí)把從串口返回來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)口，然后傳給上位機(jī)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)口到4個(gè)串口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和雙向數(shù)據(jù)傳輸工作。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用Linux內(nèi)核提供的IO多路復(fù)用機(jī)制，通過(guò)該機(jī)制能夠以非阻塞方式監(jiān)聽已經(jīng)注冊(cè)的多個(gè)串口設(shè)備和socket網(wǎng)絡(luò)通信端口的數(shù)據(jù)輸入輸出事件，然后進(jìn)行相應(yīng)處理。解析后的命令轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的串口，通過(guò)單片機(jī)繼電器網(wǎng)絡(luò)切換控制程序，控制繼電器的打開與閉合。

主控盒ARM應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 主控盒ARM應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)

2 機(jī)電可靠性分析

繼電器在控制電路中有獨(dú)特的電氣和物理特性，其斷態(tài)的高絕緣電阻和通態(tài)的低導(dǎo)通電阻，使得其他任何電子元器件無(wú)法與其相比，加上繼電器具有標(biāo)準(zhǔn)化程度高、通用性好和可簡(jiǎn)化電路等優(yōu)點(diǎn)，繼電器廣泛應(yīng)用在航天、航空、軍用電子裝備、信息產(chǎn)業(yè)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各種電子設(shè)備中。

網(wǎng)絡(luò)切換器采用繼電器進(jìn)行端口的切換，如何保證繼電器的可靠性，滿足網(wǎng)絡(luò)切換器整機(jī)系統(tǒng)的可靠性，是我們關(guān)注的焦點(diǎn)。

本文充分利用繼電器的特點(diǎn)，采用繼電器缺省直連和繼電器冗余接入2種方法提高網(wǎng)絡(luò)切換器的可靠性。

繼電器缺省直連是指在以太網(wǎng)交換機(jī)無(wú)故障時(shí)，繼電器不加電恒處于閉合狀態(tài)，相當(dāng)于直連線，切換器不加電，因而可靠性極高；在交換主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電器處于開狀態(tài)，交換機(jī)切換為備機(jī)輸出。在交換機(jī)故障排除后，用戶手動(dòng)將網(wǎng)絡(luò)切換器切換回A輸出狀態(tài)，然后控制網(wǎng)絡(luò)切換器斷電，進(jìn)入常規(guī)工作模式[15]。

繼電器冗余接入是指在網(wǎng)絡(luò)切換器中某個(gè)端口的連線控制及聯(lián)鎖電路中，可增加相同繼電器進(jìn)行冗余連接，即選用2只相同規(guī)格、同參數(shù)的繼電器并聯(lián)使用，除繞組并聯(lián)外，電觸點(diǎn)也可以并聯(lián)使用。

為簡(jiǎn)化分析，僅考慮一個(gè)端口的繼電器控制可靠性。假定該端口采用繼電器缺省直連和繼電器冗余接入，其中繼電器冗余接入為2個(gè)相同繼電器進(jìn)行并聯(lián)，從上面的分析可以畫出簡(jiǎn)化的可靠性方框圖，如圖7所示。

圖7 簡(jiǎn)化的可靠性示意

繼電器缺省直連的可靠率分別是Ka，在常規(guī)工作模式下，網(wǎng)絡(luò)切換器的繼電器不加電，相當(dāng)于直連線，因此方法1的可靠性Ka=1。

繼電器冗余接入1和繼電器冗余接入2是2個(gè)相同器件的并聯(lián)運(yùn)行，假定它們的可靠率分別是K1和K2，其故障率分別是G1=1-K1和G2=1-K2，則方法2的可靠率為Kb=1-G1*G2。

若設(shè)繼電器的可靠率為K1=K2=0.99，則同時(shí)采用方法1和方法2得到的該端口切換的可靠性為：

Ka*Kb=Ka*(1-G1*G2)=

Ka*(1-(1-K1)*(1-K2))=

1*(1-(1-0.99)*(1-0.99))=0.999 9。

如果考慮32端口的網(wǎng)絡(luò)切換器，每個(gè)端口均采用方法1和方法2進(jìn)行控制，由于只要有一個(gè)端口切換失敗，則表征網(wǎng)絡(luò)切換器控制失敗，所以32端口屬于串聯(lián)關(guān)系，因此32端口的網(wǎng)絡(luò)切換器的可靠性為:

0.999 9*0.999 9*…*0.999 9=0.996 8=99.68%。

3 應(yīng)用實(shí)例

某衛(wèi)星地面站擁有多種類別測(cè)控終端及數(shù)傳終端設(shè)備，擔(dān)負(fù)著衛(wèi)星狀態(tài)遙測(cè)、控制、測(cè)距和數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。為了保證各類任務(wù)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸與交換，系統(tǒng)采用主、備交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，主用交換機(jī)和備用交換機(jī)設(shè)置為堆疊熱備工作。各類終端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸按單路由設(shè)計(jì)，正常狀況下，所有交換數(shù)據(jù)從主用交換機(jī)進(jìn)行交換，當(dāng)主用交換機(jī)發(fā)生故障時(shí)，由人工進(jìn)行網(wǎng)線插拔的方式，將所有傳輸網(wǎng)線轉(zhuǎn)接到備用交換機(jī)，由于每根網(wǎng)線的人工插拔轉(zhuǎn)接需要一定的時(shí)間(ti)，而且動(dòng)作是串行模式，造成時(shí)間的累積(T=∑ti)，也就是說(shuō)，當(dāng)使用人工方式由主用交換機(jī)切換到備用交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸中斷的時(shí)間為T[16]。

某次實(shí)測(cè)的人工切換時(shí)間統(tǒng)計(jì)如表1所示，表中終端設(shè)備數(shù)量為21臺(tái)/套，全部為單路由網(wǎng)絡(luò)通信，主備端口切換時(shí)間指的是人工從主交換機(jī)某端口拔下，然后準(zhǔn)確插入到備交換機(jī)，并確認(rèn)聯(lián)通就緒的時(shí)間。主備端口切換時(shí)間因新上崗人員還是熟練崗人員操作的不同而有所區(qū)別，熟練崗人員操作的時(shí)間一般小于新上崗人員,測(cè)試樣本量5組(No1、No2、No3、No4、No5)。由于人工進(jìn)行主備端口切換為串行操作，因此，人工切換操作時(shí)間的累積T=∑ti=145.72 s，即當(dāng)人工進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸中斷的時(shí)間145.72 s，約2 min以上[17]。

表1 某次實(shí)測(cè)的人工切換時(shí)間統(tǒng)計(jì)

在衛(wèi)星地面站終端設(shè)備與交換機(jī)間增加網(wǎng)絡(luò)切換器裝置后，主備端口切換為并行操作，切換時(shí)間大大降低，工作效率大幅度提高，且屏蔽了新上崗人員和熟練崗人員操作不同帶來(lái)的時(shí)間差異性[18]。

增加網(wǎng)絡(luò)切換器裝置后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切換的時(shí)間統(tǒng)計(jì)如表2所示，測(cè)試樣本量是連續(xù)測(cè)試5組，主備端口切換時(shí)間指的是網(wǎng)絡(luò)切換器控制某端口對(duì)應(yīng)的工業(yè)繼電器動(dòng)作、聯(lián)通就緒的用時(shí)(時(shí)間ti由網(wǎng)絡(luò)切換器監(jiān)控軟件獲得)。由于網(wǎng)絡(luò)切換器裝置控制端口切換為并行操作，因此每一組的主備端口切換時(shí)間為MAX(ti)，平均切換時(shí)間為0.96 s，即數(shù)據(jù)傳輸中斷的時(shí)間為0.96 s。

表2 網(wǎng)絡(luò)切換器裝置切換的時(shí)間統(tǒng)計(jì)

設(shè)備序號(hào)標(biāo)識(shí)i主備端口切換時(shí)間ti/sNo1No2No3No4No5010．270．140．540．890．69020．190．090．910．590．19030．970．980．800．240．41040．360．330．600．280．29050．180．270．210．680．65060．200．710．380．230．59070．270．130．390．310．03080．460．600．360．580．45090．130．720．450．780．92100．130．640．170．180．77110．880．870．030．440．69120．620．930．170．200．92130．140．210．750．930．24140．570．620．000．460．53150．810．650．990．890．94160．090．830．300．860．70170．730．020．370．400．88180．070．920．420．050．34190．800．490．260．380．24200．870．790．740．110．81210．370．150．030．190．84MAX(ti)0．970．980．990．930．94平均時(shí)間0．96

由以上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可知，當(dāng)采用網(wǎng)絡(luò)切換器裝置進(jìn)行堆疊交換機(jī)的主備切換時(shí)，切換時(shí)間小于1 s，數(shù)據(jù)傳輸中斷時(shí)間小于1 s，比人員操作減少約144 s，工作效率提高144倍，數(shù)據(jù)傳輸可用度大幅度提高，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益[19]。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種網(wǎng)絡(luò)切換器裝置總體設(shè)想，設(shè)計(jì)了千兆以太網(wǎng)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)切換器，當(dāng)衛(wèi)星地面站主用交換機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以遠(yuǎn)程操作快速實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星地面站各測(cè)控設(shè)備及數(shù)傳設(shè)備在主、備交換機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)接入及切換，縮短故障應(yīng)急處置時(shí)間，降低應(yīng)急處置風(fēng)險(xiǎn)，提高衛(wèi)星地面站系統(tǒng)的可用度，能夠有效地保障衛(wèi)星地面站執(zhí)行衛(wèi)星測(cè)控和數(shù)據(jù)中繼任務(wù)的能力，是機(jī)電設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)切換領(lǐng)域中應(yīng)用的一個(gè)有力嘗試[20]。

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AMethodforRealizingFastSwitchingControlofStackedNetworkSwitch

XU Jiang-lai,ZHANG Hui,CUI Shuai，WANG Ya-qi

(Unit32039,PLA,Beijing100094)

With the rapid development of communication technology and computer network technology,the satellite ground stations use gigabit network core switch in different extent to establish monitoring systems and business data transmission network,realize the unattended and remote monitoring modes for monitoring terminal equipment,and the reliability and stability of equipment control are significantly improved.However,when the main switch fails,even if the standby switch is placed in the stack and hot backup,the physical channel switch network port is still needed to manually complete switch plug;some factors restrict the application efficiency of satellite ground station system,such as multiple network switch ports,longer manual switching operation time,higher timeliness and higher proportion of task time occupation.To solve the above problems,this paper puts forward a kind of physical switching and control method,which adopts relay electrical equipment to realize primary and standby switch network port.The design and reliability analysis for network switch is performed,and an application example is given.The test results show that this physical switching and control method can significantly improve the switching efficiency of the primary and standby switch network port.

network port;physical switching;electromechanical control;relays

10.3969/j.issn.1003-3106.2017.12.02

許江來(lái)，張暉，崔帥，等.一種實(shí)現(xiàn)堆疊網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)快速切換控制的方法[J].無(wú)線電工程,2017,47(12):5-9,29.[XU Jianglai,ZHANG Hui,CUI Shuai，et al.A Method for Realizing Fast Switching Control of Stacked Network Switch[J].Radio Engineering,2017,47(12):5-9,29.]

TP23

A

1003-3106(2017)12-0005-05

2017-06-12

許江來(lái)男，(1966—)，碩士，高級(jí)工程師。主要研究方向：航天測(cè)量與控制。

張暉男，(1969—)，博士研究生，高級(jí)工程師。主要研究方向：航天測(cè)量與控制。