車載以太網(wǎng)系統(tǒng)

　　案例名稱車載以太網(wǎng)系統(tǒng)成功方案

　　選用產(chǎn)品/型號RedFox系列工業(yè)路由交換機

　　最近BOMBARDIER（龐巴迪公司）在向德國和荷蘭交付的區(qū)域性列車上配備了車載以太網(wǎng)系統(tǒng)。這是世界上首例將以太網(wǎng)協(xié)議用于列車控制數(shù)據(jù)管理。到目前為止，本協(xié)議也僅僅用于娛樂系統(tǒng)且為數(shù)不多。與傳統(tǒng)的TCN（列車通信網(wǎng)絡(luò)）相比，以太網(wǎng)設(shè)備將降低成本并提高功能性。在本次創(chuàng)新中，Bombardier選用了Westermo的REDFOX鐵路交換機，并已經(jīng)在首次項目中裝配了400臺設(shè)備。到目前為止，以太網(wǎng)協(xié)議在列車上的使用還僅為CCTV（閉路電視），用于提供信息及娛樂功能。在列車的各種不同系統(tǒng)中，大多數(shù)都采用傳統(tǒng)的單獨互聯(lián)或網(wǎng)絡(luò)，列車操作中則采用的是TCN的鐵路專用網(wǎng)絡(luò)。Bombardier交通團隊已經(jīng)開發(fā)了一種新型的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，由以太網(wǎng)管理列車上的所有車載設(shè)備。在最初的項目中，新開發(fā)的以太網(wǎng)環(huán)路和原有的TCN系統(tǒng)將同時存在，然而，在未來兩至三年內(nèi)以太網(wǎng)將完全取代TCN。Bombardier交通系統(tǒng)將首次把所有車載智能設(shè)備集成到一個以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。完全依賴以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)——即不含任何TCN系統(tǒng)的列車首項項目目前已進入設(shè)計階段。

　　對于最近在德國和荷蘭交付的區(qū)域性列車，以太網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可確定列車的組織，如列車由何種車廂組成，車廂的連接次序如何及它們以何種方向運行（由此打開正確的車門組等）。而TCN則僅用于列車范圍內(nèi)的通信。瑞士Bombardier交通公司TCMS產(chǎn)品經(jīng)理KlasENGLUND先生聲稱“在其中一個項目里，TCN僅用于本地連接功能，而列車范圍內(nèi)的通信任務(wù)將由ETB完成（以太網(wǎng)主鏈路）。我們將在今年夏天后開始該項目的試運行。這將是邁向完全以太網(wǎng)列車的下一步。該網(wǎng)絡(luò)攜帶了用于列車控制、安全及乘客信息所需的各種數(shù)據(jù)類型，如監(jiān)視攝像機采集的數(shù)據(jù)、乘客廣播信息及控制列車及車廂（車門、驅(qū)動、照明…）工作的各種數(shù)據(jù)。除信號發(fā)送和因特網(wǎng)接入外，所有功能將通過以太網(wǎng)協(xié)議管理?！?/p>

　　Westermo提供了多種基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)部件：網(wǎng)管型環(huán)路交換機、網(wǎng)管型列車交換機、列車中繼器及非網(wǎng)管型交換機。以上產(chǎn)品均屬于最新推出的RedFox產(chǎn)品系列。每節(jié)車廂平均安裝有2到4臺交換機——每個列車包含2到8個車廂，Westermo現(xiàn)已交付了了400臺交換機。每臺設(shè)備中的交換機同時還具有中繼器功能。由于以太網(wǎng)只能在100m的網(wǎng)范圍內(nèi)有效工作，所以中繼器僅用于車組過長的列車。降低成本和提高功能是將鐵路網(wǎng)絡(luò)更改為以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的兩個主要原因。增強型以太網(wǎng)技術(shù)及產(chǎn)品現(xiàn)已十分常見，甚至其更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和帶寬也不足為奇。然而，鐵路專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備均十分特殊，并由此成本高昂。此外，這些設(shè)備還要應(yīng)對更高帶寬的需求并對已提高的診斷功能進行響應(yīng)，同時還要滿足聲頻／視頻安全功能和CCTV（閉路電視）的處理需求?！熬瓦@些可能成為列車新標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品而言，我們有多家候選的合作公司。我們選擇Westermo公司的主要原因首先是他們的RedFox產(chǎn)品系列的設(shè)計概念非常引人注目且具有發(fā)展前景，可用作我們部署新增功能的一個平臺。另外，這些產(chǎn)品能夠根據(jù)我們的需求進行調(diào)整并且將我們的專用軟件解決方案集成到這些產(chǎn)品中。Westermo公司還就雙方的合作方式表現(xiàn)出了非常開放的心態(tài)，同時，在針對鐵路需求進行定制化開發(fā)方面，該公司也表現(xiàn)出了強烈的參與愿望?！盓nglund先生補充說。

　　Westermo開發(fā)了一種帶有M12連接件的新型前端設(shè)備，并對設(shè)備進行了調(diào)整以滿足EMC（電磁兼容性）相關(guān)鐵路專用標(biāo)準(zhǔn)及其它環(huán)境要求。就Bombardier方面，工程師已開發(fā)了一種專用的軟件并已經(jīng)整合于交換機中。RedFoxRail是通過EN50155認證用于鐵路應(yīng)用的交換機及路由器產(chǎn)品系列。RedFoxRail支持8或12個10/100Base-TX的M12交換機端口，并且最高可支持4個10/100Base-TX的M12路由器端口。所有端口均支持速度及雙方連接自動協(xié)調(diào)、自動交叉和自動極性功能。路由器端口還支持旁路功能，當(dāng)交換機斷電或發(fā)生故障時將提供旁路通信?；贗P配置工具，Windows可利用SSH或SNMP(v1和v2c)輕松實現(xiàn)管理功能。通過采用經(jīng)過驗證的FRNTv0協(xié)議（由Westermo開發(fā)，用于實現(xiàn)環(huán)路拓撲的快速重新配置），RedFoxRail支持第2層網(wǎng)絡(luò)冗余功能。而對于復(fù)雜拓撲，還可選擇使用RSTP/STP協(xié)議。系統(tǒng)的第二層和第三層優(yōu)先級均支持四個優(yōu)先級隊列，由此提供了卓越的實時性能。交換機還支持IGMP監(jiān)聽功能，以有效地利用帶寬及DCHP客戶端和中繼代理。RedFoxRail路由器則支持多種路由器協(xié)議。ENGLUND先生總結(jié)說，“將來Westermo產(chǎn)品將應(yīng)用于從有軌電車到火車機車的各種軌道車輛上”。

      選用原因

　　實時以太網(wǎng)

　　通過EN50155認證

　　FRNT/RSTP冗余協(xié)議

　　支持自動協(xié)調(diào)、自動交叉和自動極性功能

　　支持RSTP/STP協(xié)議

　　關(guān)連網(wǎng)頁

　　Westermo:提供完整的數(shù)據(jù)通信方案，涵蓋了鐵路、航空、國防、水處理、變電站自動化、道路和隧道等高標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。