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列车通信网络标准TCN.ppt

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列车通信网络标准TCN.ppt
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1,列车通信网络 Train_Communication_Network,TCN,2,定义列车网络层次结构,3,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。,4,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)。,5,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。,6,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;,7,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,8,IEEE1473允许协议设计组合,9,TB/T 3035-2002允许协议设计组合,10,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。,11,杜冈公司(duagon GmbH)产品,12,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。,13,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,14,TCN的主要内容如下表,,15,16,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。,17,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。,18,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;,19,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。,20,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。,21,ESD端接器接线,22,ESD连接器布置,23,ESD端接器的连接器布置,24,ESD信号波形-帧开始示例,25,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,驱动为54,0 Ω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。,26,ESD的接收器,接收器遵循ISO8482(RS-485)标准,约束条件为: a)根据不同的线
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