列车通信网络.ppt

列车通信网络Train_Communication_Network，TCN 定义列车网络层次结构 列车网络提供的服务内容 两条总线在链路层都提供了以下相同的两种服务： 过程数据传输：轮询式的，源寻址的广播数据； 消息数据传输：按需求的，目的寻址的数据报。 在更高层，实时协议提供了两种与总线无关的应用服务： 变量 （分布式过程数据库）； 消息集 （呼叫/应答消息或多播消息）。 网络管理支持配置、维护和操作。一套一致性测试的方针使得设备能够协调工作。 数据分类 列车通信网络将传输两类数据： 短而紧迫的过程变量 (Process_Variables)（如用于牵引控制）； 不太紧迫，但可能较长的消息变量（如用于诊断）。 列车通信网络(TCN)的主要作用 连接车厢内的可编程设备，以便于实现： 机车、车厢和列车控制； 远程故障诊断和维护； 旅客信息服务。 列车通信网络的特点 工作环境恶劣，可靠性要求高； 控制操作实时性（时间确定性）要求高； 列车组成的动态性； 国际标准及我国铁路标准 IEC-61375-1 TCN（本课程主要介绍内容）； IEEE1473 TCN/Lonworks TB/T 3035-2002 实际应用还有：FSK、HART、WorldFIP、HDLC等 IEEE1473允许协议设计组合 TB/T 3035－2002允许协议设计组合 西门子公司TCN之产品 Siemens AG与德国Adtranz一起生产牵引电气设备。 西门子生产的列车通信网络设备，主要是基于其车载微机SIBAS/SIBAS32系统的WTB和MVB的网卡和输入输出接口卡。 杜冈公司(duagon GmbH)产品 优尼康公司（UniControls）产品 捷克一家从事运输及能源系统开发生产的公司。 在列车通信网络方面的产品有：车载微机、WTB总线网关。 TCN的优缺点 优点： TCN的功能齐全 已经成为铁标 有一定国内应用的前例 TCN的不足： WTB协议复杂 TCN产品市场小，价格昂贵 TCN的主要内容如下表 拓扑结构 列车通信网络基于以下的两层结构： 将不同车厢内的节点连接起来的列车总线； 将同一车厢内的设备连接起来的车厢总线。 列车总线WTB 列车总线用于连接不同组成的列车中的各个车厢： 列车总线支持UIC 556规定的列车组成，总线传输距离可达860米(22个车厢)。 列车总线至少可以容纳32个节点。 分配给列车总线节点一个位置地址，可识别方向（左/右、前/后），及其它节点的位置。 多个车厢连挂时，列车总线自动运转（初运行）。 列车总线可承受大约每小时一次的车厢连挂及解挂操作。 为使总线在节点故障时仍可工作，事先把各节点编号和类型通知给所有的应用，以便证实列车组成的完整性。 当车厢数目改变或在总线上进行添加、移除设备时，不需手动干预列车总线也能继续工作。 列车总线使用专用介质。UIC电缆或EP电缆（电气制动电缆）的要求。 车厢总线MVB 车厢总线用于将一个车厢内或不可分的车厢组内的设备连接起来： 车厢总线允许设备的安装间距在200米以内； 车厢总线至少支持256个设备； 车厢总线在最差情况下的响应时间低于16ms； MVB物理层 MVB提供三种不同的物理介质，它们以相同速率运行： 电短距离介质传送距离≤20米，使用标准的RS-485收发器，每段最多支持32个设备。 电中距离介质传送距离≤200米，每段最多支持32个设备，屏蔽双绞线，变压器隔离； 光学玻璃纤维介质，星型连接或点到点方式下最大距离2000米。 电短距离介质ESD 该介质使用RS-485收发器，基于基本的差分传输。无需在发送器和收发器之间电隔离。适用于位于密闭机箱里的底板总线之间的通信。ESD布线拓扑如下图。 ESD端接器接线 ESD连接器布置 ESD端接器的连接器布置 ESD信号波形－帧开始示例 ESD的发送器 发送器应ISO8482（RS-485）标准，约束条件为： a）当驱动一个并联电容为50.0PF 的54.0Ω负载时，信号的上升时间(10%~90%)应小于0.03BT(20ns,1.5Mbit/s)。 b）发送器以两种有源电平提供低阻抗差动电压源： 高电平，此时电压差(Up - Un)在以下范围内： +1.5 V (Up - Un) +5.0 V，驱动54.0 ?阻性负载时； +1.5 V (Up - Un) +6.0 V，无负载时。 低电平，此时电压差(Up - Un)在以下范围内： -1.5 V (Up - Un) -5.0 V，驱动为54,0 ?阻性负载时； -1.5 V (Up - Un) -6.0 V，无负载时。 注：本规范比ISO8482 更严格，在选择商用收发器时必须留心。IEC61158-2 的收发器能够满足本规范。 ESD的接