CN107948037B - 一种基于车辆的数据传输网及一种车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于车辆的数据传输网，包括P个骨干网交换机和Q个编织网交换机，其中，P、Q为大于或等于2的整数；所述P个骨干网交换机与N个编织网交换机环形连接，其中，任意两个所述骨干网交换机之间均存在编织网交换机，N为大于或等于2小于Q的整数。本发明公开的基于车辆的数据传输网，采用交叉环网的交换机连接方式，在某一个或者多个网络交换机故障情况下提高了网络数据传输可靠性。本发明还公开了一种车辆，同样能实现上述技术效果。

Description

一种基于车辆的数据传输网及一种车辆
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，更具体地说，涉及一种基于车辆的数据传输网及一种车辆。
背景技术
目前电力机车及动车组的以太网控车网络正在逐步兴起，基于现有的骨干网交换机(ETB)和编组网交换机(ECN)的硬件基础，需对列车控制中心的CCU与交换机之间进行相应组合，完成拓扑结构的搭建。
现有技术中，大部分对于车辆内编组网交换机及重要子设备，如CCU单元(英文全称：Communication Control Unit，中文全称：通信控制器)，连接形成网络拓扑如图1所示，关键设备和CCU单元通过编织网交换机与骨干网交换机相连。现有技术中的拓扑结构虽然功能上可以实现，但对于具体挂网结构和交换机内部网络，没有进行进一步的优化，造成了在某一个或多个网络交换机故障时，网络数据的传输发生中断。
因此，如何在某一个或者多个网络交换机故障情况下提高网络数据传输可靠性是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于车辆的数据传输网及一种车辆，在某一个或者多个网络交换机故障情况下提高了网络数据传输可靠性。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种基于车辆的数据传输网，包括P个骨干网交换机和Q个编织网交换机，其中，P、Q为大于或等于2的整数；
所述P个骨干网交换机与N个编织网交换机环形连接，其中，任意两个所述骨干网交换机之间均存在编织网交换机，N为大于或等于2小于Q的整数。
其中，还包括CCU单元，所述CCU单元与所述骨干网交换机相连。
其中，还包括关键设备和非关键设备，所述关键设备为优先级大于或等于预设值的设备，所述非关键设备为优先级小于所述预设值的设备；
所述关键设备与所述骨干网交换机相连；
所述非关键设备与所述编织网交换机相连。
其中，若P＝Q＝2，则第一骨干网交换机与第一编织网交换机相连，所述第一编织网交换机与第二骨干网交换机相连，所述第二骨干网交换机与第二编织网交换机相连，所述第二编织网与所述第一骨干网交换机相连。
其中，还包括第一CCU单元和第二CCU单元；
所述第一CCU单元和所述第二CCU单元的第一端与所述第一骨干网交换机相连，第二端与所述第二骨干网交换机相连。
其中，还包括关键设备和非关键设备，所述关键设备为优先级大于或等于预设值的设备，所述非关键设备为优先级小于所述预设值的设备；
所述关键设备的第一端与所述第一骨干网交换机相连，第二端与所述第二骨干网交换机相连；
所述非关键设备与所述第一编织网交换机相连。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种车辆，包括如上述数据传输网。
通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种基于车辆的数据传输网，包括P个骨干网交换机和Q个编织网交换机，其中，P、Q为大于或等于2的整数；所述P个骨干网交换机与N个编织网交换机环形连接，其中，任意两个所述骨干网交换机之间均存在编织网交换机，N为大于或等于2小于Q的整数。本发明实施例提供的基于车辆的数据传输网，采用交叉环网的交换机连接方式，在某一个或者多个网络交换机故障情况下提高了网络数据传输可靠性。本发明还公开了一种车辆，同样能实现上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的一种基于车辆的数据传输网的结构图；
图2为本发明实施例公开的一种具体的基于车辆的数据传输网的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种基于车辆的数据传输网，在某一个或者多个网络交换机故障情况下提高了网络数据传输可靠性，包括P个骨干网交换机和Q个编织网交换机，其中，P、Q为大于或等于2的整数；
所述P个骨干网交换机与N个编织网交换机环形连接，其中，任意两个所述骨干网交换机之间均存在编织网交换机，N为大于或等于2小于Q的整数。
骨干网交换机一般包括骨干网以太网接口和编组网以太网两种接口，而编组网交换机仅包含编组网以太网接口。骨干网交换机和编组网交换机在车辆内均是通过编组网进行连接的，其交换机之间的互联一般为环形连接。环形连接可在环形网络中的一根线或一个交换机通讯故障，而不影响整个交换机网络通讯。
采用两个骨干网交换机和两个以上编组网交换机的情况下，采用交叉环网的交换机连接方式，即骨干网交换机与编组网交换机进行交替均匀分布放置，并采用环形连接的方式，可有效降低通讯故障率。因此在骨干网交换机对应的编组网接口没有富余的情况下，通过交叉环网的方式提高可靠性。
例如，数据传输网包含两个骨干网交换机和五个编织网交换机，可以组成：编组网交换机1+编组网交换机2+骨干网交换机1+编组网交换机3+骨干网交换机2+编组网交换机1、编组网交换机1+编组网交换机2+骨干网交换机1+编组网交换机3+编组网交换机4+骨干网交换机2+编组网交换机1、编组网交换机1+编组网交换机2+骨干网交换机1+编组网交换机3+编组网交换机4+编组网交换机5+骨干网交换机2+编组网交换机1等的交叉环路连接方式。
可以理解的是，本实施例提供的数据传输网，还包括关键设备和非关键设备，所述关键设备为优先级大于或等于预设值的设备，所述非关键设备为优先级小于所述预设值的设备；所述关键设备与所述骨干网交换机相连；所述非关键设备与所述编织网交换机相连。
在具体实施中，维护人员可以为数据传输网的每一个设备设置一个优先级参数，并为关键设备与非关键设备的划分设置一个关于优先级的预设值，该预设值可以根据实际骨干网交换机的端口数量情况进行调整，相应的关键设备与非关键设备的划分也会进行调整，在此不作具体限定。
为进一步提高数据传输网的可靠性，将数据传输网中的关键设备通过双路以太网与骨干交换机相连，将数据传输网中的非关键设备通过双路以太网与编织网交换机相连。
可以理解的是，本实施例提供的数据传输网，还可以包括CCU单元，因CCU单元为数据传输网中的关键设备，所述CCU单元与所述骨干网交换机相连。
假定其骨干网交换机与以太网交换机故障率相等，为λ。假定A、B两设备并联，其并联后的故障率，依据并联故障率的计算公式(公知公式)可得，λ并联＝λA||λB＝0.67λ。
ETB网络(直连骨干网交换机)：λ动直ETB＝λETB||λETB＝λ||λ＝0.67λ。
ETB网络(通过编织网交换机转接至骨干网交换机)：λ动转ETB＝λETB||λETB+λECN||λECN＝λ||λ+λ||λ＝2*λ||λ＝1.34λ。
由此可知，作为列车中央控制单元或信息数据重要的关键设备，在骨干网交换机编组网端口富余的情况下，将其直连至骨干网交换机，可降低因交换机本身故障而引起的通讯故障率一半左右。
本发明实施例提供的基于车辆的数据传输网，采用交叉环网的交换机连接方式，在某一个或者多个网络交换机故障情况下提高了网络数据传输可靠性。
本发明实施例公开了一种基于车辆的数据传输网，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：
参见图2，本发明实施例提供的一种具体的基于车辆的数据传输网的结构图，图中骨干网交换机1和骨干网交换机2，分别对应说明书中的第一骨干网交换机和第二骨干网交换机，编织网交换机1和编织网交换机2分别对应说明书中的第一编织网交换机和第二编织网交换机。如图2所示，包括第一骨干网交换机、第二骨干网交换机、第一编织网交换机和第二编织网交换机；
第一骨干网交换机与第一编织网交换机相连，所述第一编织网交换机与第二骨干网交换机相连，所述第二骨干网交换机与第二编织网交换机相连，所述第二编织网与所述第一骨干网交换机相连。
可以理解的是，本实施例提供的数据传输网，还可以包括第一CCU单元和第二CCU单元；
所述第一CCU单元和所述第二CCU单元的第一端与所述第一骨干网交换机相连，第二端与所述第二骨干网交换机相连。
分析本实施例提供的数据传输网数据从关键设备到骨干网交换机的过程中，动力车硬件失效导致的故障率：
λ环网＝λETB||λETB+λECN||λECN+λETB||λECN*2≈4λ||λ＝2.68λ。
λ交叉环网＝λETB||λETB+λECN||λECN≈2λ||λ＝1.34λ。
由此可知，作为关键设备或系统，在骨干网交换机和编组网交换机采用交叉环网，可降低因交换机本身故障而引起的通讯故障率一半左右。
可以理解的是，本实施例提供的数据传输网，还包括关键设备和非关键设备，所述关键设备为优先级大于或等于预设值的设备，所述非关键设备为优先级小于所述预设值的设备；所述关键设备的第一端与所述第一骨干网交换机相连，第二端与所述第二骨干网交换机相连；所述非关键设备与所述第一编织网交换机相连。此处关键设备与非关键设备的连接方式与上述实施例类似，在此不再赘述。
本申请还提供了一种车辆，包括上述实施例所提供的数据传输网。
本发明实施例提供的车辆，其中的数据传输网采用交叉环网的交换机连接方式，在某一个或者多个网络交换机故障情况下提高了网络数据传输可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种基于车辆的数据传输网，其特征在于，包括P个骨干网交换机和Q个编织网交换机，其中，P、Q为大于或等于2的整数；
所述P个骨干网交换机与N个编织网交换机环形连接，其中，所述骨干网交换机与所述编织网交换机通过编组网交替连接，任意两个所述骨干网交换机之间均存在编织网交换机，N为大于或等于2小于Q的整数。
2.根据权利要求1所述数据传输网，其特征在于，还包括通信控制器，所述通信控制器与所述骨干网交换机相连。
3.根据权利要求1或2所述数据传输网，其特征在于，还包括关键设备和非关键设备，所述关键设备为优先级大于或等于预设值的设备，所述非关键设备为优先级小于所述预设值的设备；
所述关键设备与所述骨干网交换机相连；
所述非关键设备与所述编织网交换机相连。
4.根据权利要求1所述数据传输网，其特征在于，若P＝Q＝2，则第一骨干网交换机与第一编织网交换机相连，所述第一编织网交换机与第二骨干网交换机相连，所述第二骨干网交换机与第二编织网交换机相连，所述第二编织网与所述第一骨干网交换机相连。
5.根据权利要求4所述数据传输网，其特征在于，还包括第一通信控制器和第二通信控制器；
所述第一通信控制器和所述第二通信控制器的第一端与所述第一骨干网交换机相连，第二端与所述第二骨干网交换机相连。
6.根据权利要求4所述数据传输网，其特征在于，还包括关键设备和非关键设备，所述关键设备为优先级大于或等于预设值的设备，所述非关键设备为优先级小于所述预设值的设备；
所述关键设备的第一端与所述第一骨干网交换机相连，第二端与所述第二骨干网交换机相连；
所述非关键设备与所述第一编织网交换机相连。
7.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述数据传输网。
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