列車以太網(wǎng)接口方案

時間：2015-12-16 16:52:07

關鍵字：以太網(wǎng)接口以太網(wǎng)通訊 BORDER TE

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[導讀]摘要：國內地鐵線路中有一些線路已經(jīng)和歐洲開始同步，在設備間配置以太網(wǎng)通訊。而列車中的以太網(wǎng)通訊和常用MVB、CANOpen、HDLC等列車控制總線對比，有什么優(yōu)缺點呢?國內地鐵線路中有一些線路已經(jīng)和歐洲開始同步，在設

摘要：國內地鐵線路中有一些線路已經(jīng)和歐洲開始同步，在設備間配置以太網(wǎng)通訊。而列車中的以太網(wǎng)通訊和常用MVB、CANOpen、HDLC等列車控制總線對比，有什么優(yōu)缺點呢?

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國內地鐵線路中有一些線路已經(jīng)和歐洲開始同步，在設備間配置以太網(wǎng)通訊。而列車中的以太網(wǎng)通訊和常用MVB、CANOpen、HDLC等列車控制總線對比，有什么優(yōu)缺點呢?

IEC61375-3-4-2014中規(guī)定了列車通信網(wǎng)絡(Train communication network TCN)中以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(Ethernet Consist Network ECN)的標準。此標準制定的主要原因是目前列車通訊的數(shù)據(jù)量劇增，而傳統(tǒng)列車總線無法滿足大數(shù)據(jù)量傳輸，所以采用以太網(wǎng)通訊，可以滿足數(shù)據(jù)的傳輸要求。比如車載廣播系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、下載固件程序等。

圖1 列車TCN網(wǎng)絡類型

但由于以太網(wǎng)本身的物理層、鏈路層、協(xié)議棧的復雜性，導致其可靠性、網(wǎng)絡失效影響和魯棒性還都在驗證中，故列車的主要控制系統(tǒng)還沒有大批量使用以太網(wǎng)作為主要控制通訊方式。以太網(wǎng)通訊和主流的MVB、CANopen通訊對比，如表1所示。

表1 TCN幾種通訊方式對比

	MVB總線	CANopen總線	實時以太網(wǎng)
最高波特率	1.5Mbps	1Mbps	100Mbps
實用波特率	1.5Mbps	250kbps	100Mbps
實用通訊距離	小于200米	小于200米	小于100米
拓撲結構	總線型，分支長度小于10cm	總線型，分支長度小于6米	交換機星型結構，存儲轉發(fā)，點對點通訊不大于100米
收發(fā)器類型	ESD：MAX3088 EMD：MAX3088+隔離變壓器	TJA1051T（非隔離） CTM1051KT（隔離）	以太網(wǎng)PHY芯片KSZ8041NL +隔離變壓器
控制器類型	MVBC02專用芯片或者 FPGA嵌入?yún)f(xié)議棧	SJA1000T 或者 MCU內部自帶CAN	DM9000 或者 MCU內部自帶以太網(wǎng)
網(wǎng)絡節(jié)點物理數(shù)量	32	110	1對1
數(shù)據(jù)吞吐量	1個節(jié)點傳輸256位數(shù)據(jù)需要336us	1個節(jié)點傳輸256位數(shù)據(jù)需要1.875ms	1個節(jié)點傳輸256位數(shù)據(jù)需要100us
控制器穩(wěn)定性	非常穩(wěn)定	需要篩選汽車級芯片，以及進行程序防護	需要高效穩(wěn)定的協(xié)議棧以及外圍高防護
時間可預測性	可以預測	不可預測	可以預測
節(jié)點突發(fā)發(fā)送	不可以	可以	可以
設備成本	中等	便宜	較高
開發(fā)成本	較高	中等	較高
開發(fā)難度	較大	簡單	較大
應用場合	高鐵地鐵列車中關鍵性的控制信號	低速的低地板車與輕軌的控制信號通訊	列車中需要大流量傳輸?shù)男盘?，比如視頻
成熟度	非常成熟	較為成熟	目前用于非控制場合