列車級以太網交換設備及系統的制作方法
【專利摘要】一種列車級以太網交換設備及系統，通過車輛級網絡交換設備連接至列車以太網終端設備，該列車級以太網交換設備包括：車輛級以太網連接板卡，具有4個以太網接口，分別連接至相鄰的車輛級網絡交換設備的以太網連接板卡；以太網網關板卡，具有1個作為調試接口的以太網接口及2個用于接收及發送MVB數據的MVB接口；列車級以太網連接板卡，具有4個以太網接口，分別連接至相鄰的列車級以太網交換設備的以太網連接板卡；CPU板卡，具有1個作為調試接口的以太網接口；列車級以太網設備管理板卡，具有兩個以太網接口；電源板卡，具有一個電源輸入接口。本實用新型支持網絡管理功能、跨編組間的以太網通信及實時性數據轉發，并且使得MVB網絡硬件可以接入以太網。
【專利說明】
列車級從太網交換設備及系統
技術領域
[0001] 本實用新型是關于列車W太網技術，特別是關于一種列車級W太網交換設備及系 統。
【背景技術】
[0002] 目前應用于高速動車組網絡系統上的W太網交換設備可支持W太網設備的接入， 完成固定編組內的W太網數據轉發，支持100BASE-TX全雙工通信，拓撲采用線型或環網拓 撲，使用超5類屏蔽W太網線纜連接。網絡硬件(CCU、GW、I0模塊、麗I、WTD)通過配置固定IP 地址使用W太網線纜連接至W太網交換設備。但是，現有的W太網交換設備存在如下不足：
[0003] 1.不支持網絡管理功能。
[0004] 2.不支持跨編組間的W太網通信。當列車重新編組時，會出現因不同編組間相同 設備具有相同的設備IP地址造成IP地址沖突造成無法通信的情況。
[0005] 3不具有實時性，目前W太網的標準協議體系并不支持實時性數據轉發。
[0006] 4.傳統MVB網絡硬件難W接入W太網。 【實用新型內容】
[0007] 本實用新型提供一種列車級W太網交換設備及系統，W實現網絡管理功能、跨編 組間的W太網通信及實時性數據轉發，并且使得MVB網絡硬件可W接入W太網。
[000引為了實現上述目的，本實用新型提供了一種列車級W太網交換設備，所述列車級 W太網交換設備連接至車輛級網絡交換設備，所述車輛級網絡交換設備連接至列車W太網 終端設備，所述列車級W太網交換設備包括：
[0009] 車輛級W太網連接板卡，具有4個W太網接口，分別連接至相鄰的車輛級網絡交換 設備的W太網連接板卡；
[0010] W太網網關板卡，具有1個作為調試接口的W太網接口及2個用于接收及發送MVB 數據的MVB接口；
[ocm]列車級W太網連接板卡，具有4個W太網接口，分別連接至相鄰的列車級W太網交 換設備的W太網連接板卡；
[0012] CPU板卡，具有1個作為調試接口的W太網接口；
[0013] 列車級W太網設備管理板卡，具有兩個W太網接口；
[0014] 電源板卡，具有一個電源輸入接口。
[001引一實施例中，所述車輛級W太網連接板卡，W太網網關板卡，列車級W太網連接板 卡，CPU板卡，列車級W太網設備管理板卡及電源板卡集成于一背板上。
[0016]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種列車級W太網交換系統，包括:列車級 W太網交換設備、車輛級網絡交換設備及列車W太網終端設備，所述列車級W太網交換設 備連接至車輛級網絡交換設備，所述車輛級網絡交換設備連接至列車W太網終端設備;所 述列車級W太網交換設備包括：
[0017] 車輛級W太網連接板卡，具有4個W太網接口，分別連接至相鄰的車輛級網絡交換 設備的W太網連接板卡；
[0018] W太網網關板卡，具有1個作為調試接口的W太網接口及2個用于接收及發送MVB 數據的MVB接口；
[0019] 列車級W太網連接板卡，具有4個W太網接口，分別連接至相鄰的列車級W太網交 換設備的W太網連接板卡；
[0020] CPU板卡，具有1個作為調試接口的W太網接口；
[0021] 列車級W太網設備管理板卡，具有兩個W太網接口；
[0022] 電源板卡，具有一個電源輸入接口。
[0023] -實施例中，所述車輛級W太網連接板卡，W太網網關板卡，列車級W太網連接板 卡，CPU板卡，列車級W太網設備管理板卡及電源板卡集成于一背板上。
[0024] -實施例中，所述車輛級網絡交換設備包括:交換機板卡，包括16個W太網接口， 分別用于接入所述列車W太網終端設備。
[0025] -實施例中，所述交換機板卡集成于所述背板上。
[0026] 本實用新型支持網絡管理功能、跨編組間的W太網通信及實時性數據轉發，并且 使得MVB網絡硬件可W接入W太網。
【附圖說明】
[0027] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可W根據運些附圖獲得其他的附圖。
[0028] 圖1為本實用新型實施例的列車級W太網交換設備的結構框圖；
[0029] 圖2為本實用新型實施例的車輛級W太網連接板卡的結構示意圖；
[0030] 圖3為本實用新型實施例的列車級W太網網關板卡的結構示意圖；
[0031] 圖4為本實用新型實施例的列車級W太網連接板卡的結構示意圖；
[0032] 圖5為本實用新型實施例的CPU板卡的結構示意圖；
[0033] 圖6為本實用新型實施例的列車級W太網設備管理板卡的結構示意圖；
[0034] 圖7為本實用新型實施例的電源板卡的結構示意圖；
[0035] 圖8為本實用新型實施例的各個連接器及電源接口的接線管腳示意圖；
[0036] 圖9為本實用新型實施例的列車級W太網交換系統的結構示意圖
[0037] 圖10為本實用新型實施例的交換機板卡的結構示意圖；
[0038] 圖11為本實用新型實施例的背板集成示意圖；
[0039] 圖12為本實用新型實施例的列車級W太網交換系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0041] 圖1為本實用新型實施例的列車級W太網交換設備的結構框圖。如圖1所示，列車 級W太網交換設備100包括:車輛級W太網連接板卡101，W太網網關板卡102,列車級W太 網連接板卡l〇3，CPU板卡104,列車級W太網設備管理板卡105及電源板卡106。
[0042] -般地，一輛列車組成一個編組，編組中設置兩個列車級W太網交換設備100(圖 中僅示出一個）、多個車輛級網絡交換設備200及多個列車W太網終端設備300。列車級W太 網交換設備100連接至其中一個車輛級網絡交換設備200,每個車輛級網絡交換設備200連 接至一個列車W太網終端設備300。
[0043] 圖2為本實用新型實施例的車輛級W太網連接板卡的結構示意圖，如圖2所示，車 輛級W太網連接板卡化C順)具有4個W太網接口 ^11^12^13^14)，4個^太網接口分別 連接至相鄰的車輛級網絡交換設備的W太網連接板卡。另外，車輛級W太網連接板卡上還 設有CONSOLE接口。
[0044] 圖3為本實用新型實施例的列車級W太網網關板卡的結構示意圖，W太網網關板 卡化TH-MVB)具有1個作為調試接口的W太網接口化?)及2個用于接收及發送MVB數據的 MV峨口（MVBUMVB2)。
[0045] 圖4為本實用新型實施例的列車級W太網連接板卡的結構示意圖，列車級W太網 連接板卡化TBN)具有4個W太網接口 口51心52心53心54)，4個^太網接口分別連接至相鄰 的列車級W太網交換設備的W太網連接板卡。
[0046] 圖5為本實用新型實施例的CPU板卡的結構示意圖，CPU板卡，具有1個作為調試接 口的W太網接口及一顯示器。
[0047] 圖6為本實用新型實施例的列車級W太網設備管理板卡的結構示意圖，列車級W 太網設備管理板卡化MGR)，具有兩個W太網接口（網絡接口及CONSOLE接口）。
[0048] 圖7為本實用新型實施例的電源板卡的結構示意圖，電源板卡(PWR)，具有一個電 源輸入接口 XI。
[0049] 圖2至圖7中的各個接口的功能及相應介紹如下表1所示。
[(K)加 ]表1
[0化1 ]
[0053] 圖2至圖7中的各個指示燈介紹如下表1所示。[0054] 表 2
[0化2]
[ο化5]
[0056] 圖2至圖7中的各個連接器的接線管腳如圖8所示。對于圖2至圖6中的W太網接口， 管腳1定義為Τχ+，管腳2定義為Rx+，管腳3定義為Τχ-，管腳4定義為Rx-。對于圖7中的電源接 口，管腳1定義為DC110V+，管腳2定義為保留，管腳3定義為DC110V-，管腳4定義為保留。
[0057] 圖9為本實用新型實施例的列車級W太網交換系統的結構示意圖，如圖9所示，列 車級W太網交換系統包括:列車級W太網交換設備、車輛級網絡交換設備及列車W太網終 端設備，所述列車級W太網交換設備連接至車輛級網絡交換設備，所述車輛級網絡交換設 備連接至列車W太網終端設備。
[005引列車級W太網交換設備的結構連接關系如圖1至圖8所示。一實施例中，列車級W 太網交換設備的車輛級W太網連接板卡，W太網網關板卡，列車級W太網連接板卡，CPU板 卡，列車級W太網設備管理板卡及電源板卡集成于一背板上。
[0059]車輛級網絡交換設備包括:交換機板卡，如圖10所示，交換機板卡包括16個W太網 接口（X21至X36)，分別用于接入所述列車W太網終端設備。圖10中的各個接口的功能及相 應介紹如表1及表2所示。圖10的各個連接器的接線管腳如圖8所示，管腳1定義為Τχ+，管腳2 定義為Rx+，管腳3定義為Τχ-，管腳4定義為Rx-。
[0060] -實施例中，如圖11所示，圖10所示的交換機板卡集成與背板上1101上。
[0061] 如圖12所示，列車級W太網交換設備安裝于列車上的1車和8車司機室電器柜中。
[0062] 本實用新型列車級W太網交換設備為運用在高速動車組網絡系統上的設備，它是 列車級W太網信息傳輸的骨干網節點，承擔著跨編組間的數據轉發、網絡地址轉換、網絡配 置W及網絡維護等重要功能，是列車W太網系統的重要組成部分，也是整車網絡控制系統 的重要組成。
[0063] 根據實際應用需求，列車W太網拓撲結構按照應用范圍可劃分為：列車級和車輛 級網絡，如圖9所示。列車級網絡是列車的骨干網，又被稱為列車核屯、網絡，負責傳輸骨干數 據，可W實現跨編組的數據傳送。列車級W太網交換設備為車輛級網絡提供數據交換和路 由功能，車輛級W太網是列車W太網終端的接入網絡，也被稱為車輛級子網，負責為具有W 太網連接能力的列車設備提供W太網連接，可W實現本編組內部的W太網數據傳送。車輛 級網絡交換設備可W為終端提供數據交換功能。
[0064] 列車級W太網交換設備需對列車的縮短、增長及車輛插入進行響應，可總結為完 成Ξ方面工作:通過選擇起始節點，依次賦予現有網絡中列車級W太網交換設備節點次序， 向車輛級網絡中的終端節點太網終端設備)廣播拓撲形成結果;建立列車級地址轉換列 表，使得跨編組節點間不出現地址沖突;為終端節點提供地址解析服務，使得終端節點獲得 跨編組時的IP地址，實現跨編組通信。
[0065] 在列車級網絡結構變化時，列車級W太網交換設備可自動形成列車拓撲，并自動 配置列車級W太網交換設備的地址，并同時向網絡中的終端節點W組播的形式發送拓撲信 息。
[0066] 終端節點可通過發送控制報文的形式給列車級W太網交換設備，控制列車級網絡 的行為，包含:是否允許拓撲發現、設定端點W及設定列車級W太網交換設備數據轉發策略 等。
[0067] 列車級W太網交換設備間采用雙物理線路冗余的連接方式，增強列車級W太網的 可靠性，斷開一路物理連接仍能保持正常通信。
[0068] 列車級W太網交換設備可設置正常工作和冗余工作方式，當主工作方式設備故 障，冗余工作方式的設備自動切換為主工作方式，保證設備工作的可靠性。
[0069] 綜上，本實用新型能夠支持網絡管理功能、跨編組間的W太網通信及實時性數據 轉發，并且使得MVB網絡硬件可W接入W太網。
[0070] 本實用新型中應用了具體實施例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，W 上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核屯、思想；同時，對于本領域的 一般技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜 上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【主權項】
1. 一種列車級以太網交換設備，其特征在于，所述列車級以太網交換設備連接至車輛 級網絡交換設備，所述車輛級網絡交換設備連接至列車以太網終端設備，所述列車級以太 網交換設備包括： 車輛級以太網連接板卡，具有4個以太網接口，分別連接至相鄰的車輛級網絡交換設備 的以太網連接板卡； 以太網網關板卡，具有1個作為調試接口的以太網接口及2個用于接收及發送MVB數據 的MVB接口； 列車級以太網連接板卡，具有4個以太網接口，分別連接至相鄰的列車級以太網交換設 備的以太網連接板卡； CPU板卡，具有1個作為調試接口的以太網接口； 列車級以太網設備管理板卡，具有兩個以太網接口； 電源板卡，具有一個電源輸入接口。2. 根據權利要求1所述的列車級以太網交換設備，其特征在于，所述車輛級以太網連接 板卡，以太網網關板卡，列車級以太網連接板卡，CPU板卡，列車級以太網設備管理板卡及電 源板卡集成于一背板上。3. -種列車級以太網交換系統，其特征在于，包括:列車級以太網交換設備、車輛級網 絡交換設備及列車以太網終端設備，所述列車級以太網交換設備連接至車輛級網絡交換設 備，所述車輛級網絡交換設備連接至列車以太網終端設備;所述列車級以太網交換設備包 括： 車輛級以太網連接板卡，具有4個以太網接口，分別連接至相鄰的車輛級網絡交換設備 的以太網連接板卡； 以太網網關板卡，具有1個作為調試接口的以太網接口及2個用于接收及發送MVB數據 的MVB接口； 列車級以太網連接板卡，具有4個以太網接口，分別連接至相鄰的列車級以太網交換設 備的以太網連接板卡； CPU板卡，具有1個作為調試接口的以太網接口； 列車級以太網設備管理板卡，具有兩個以太網接口； 電源板卡，具有一個電源輸入接口。4. 根據權利要求3所述的列車級以太網交換系統，其特征在于，所述車輛級以太網連接 板卡，以太網網關板卡，列車級以太網連接板卡，CPU板卡，列車級以太網設備管理板卡及電 源板卡集成于一背板上。5. 根據權利要求4所述的列車級以太網交換系統，其特征在于，所述車輛級網絡交換設 備包括:交換機板卡，包括16個以太網接口，分別用于接入所述列車以太網終端設備。6. 根據權利要求5所述的列車級以太網交換系統，其特征在于，所述交換機板卡集成于 所述背板上。
【文檔編號】H04L12/931GK205666856SQ201620583748
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】黃志平, 李元軒, 潘勇卓, 王隆龍, 王兢
【申請人】中國鐵道科學研究院, 北京縱橫機電技術開發公司, 中國鐵道科學研究院機車車輛研究所