CN112292302A - 具有四个分别绞合的相互屏蔽的芯线对的多芯线缆或光导线缆作为用于轨道车辆的布线的应用；轨道车辆 - Google Patents

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CN112292302A CN201980040264.0A CN201980040264A CN112292302A CN 112292302 A CN112292302 A CN 112292302A CN 201980040264 A CN201980040264 A CN 201980040264A CN 112292302 A CN112292302 A CN 112292302A
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Abstract

为了在轨道车辆(2)中实现备选的布线(10)，建议了具有四个分别绞合的相互屏蔽的芯线对(14)的多芯线缆(12)或者使用光导线缆(16)作为用于轨道车辆(2)的布线的应用，其中，通过现场总线系统(6)传输控制数据并且通过以太网系统(8)传输另外的数据，其中，通过共同的线缆(10)传输所有数据。

Description

具有四个分别绞合的相互屏蔽的芯线对的多芯线缆或光导线 缆作为用于轨道车辆的布线的应用；轨道车辆
本发明涉及一种具有四个分别绞合的相互屏蔽的芯线对的多芯线缆或光导线缆作为用于轨道车辆的布线的应用。
轨道车辆通常包括现场总线系统和以太网系统，通过现场总线系统传输控制数据，通过以太网系统传输另外的数据。为了数据交换，轨道车辆的多个装置通过现场总线系统和/或通过以太网系统相互连接。
轨道车辆包括第一线缆，其将轨道车辆的多个装置相互连接并且形成现场总线系统。第一线缆例如可以是具有两条相互绞合的芯线、即具有一个绞合的芯线对的多芯线缆。如果在现场总线系统中需要更高的数据率，那么第一线缆也可以是具有两个分别绞合的芯线对的多芯线缆。
具有至少一个绞合的芯线对的多芯线缆通常也被称为双绞线缆。
轨道车辆还包括第二线缆，其将多个装置相互连接并且形成以太网系统。通常，第二线缆是具有两个绞合的芯线对的多芯线缆。
以该方式，现场总线系统和以太网系统在线缆技术上彼此分离。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于轨道车辆的备选的布线。
该技术问题通过具有四个分别绞合的相互屏蔽的芯线对的多芯线缆或光导线缆作为用于轨道车辆的布线的应用来解决。在布线中，通过现场总线系统传输控制数据，并且通过以太网系统传输另外的数据。在根据本发明的应用中，通过共同的线缆传输所有数据。
换言之：
优选地，该技术问题通过用于在轨道车辆中应用布线的情况下传输数据的方法解决，其中，通过现场总线系统传输控制数据，并且通过以太网系统传输另外的数据。在所述方法中，优选通过共同的线缆传输所有数据，其中，所述线缆实施为具有四个分别绞合的相互屏蔽的芯线对的多芯线缆或者实施为光导线缆。
也就是说，通过共同的线缆、尤其多芯线缆或光导线缆传输控制数据和另外的数据。以该方式，所述共同的线缆、尤其多芯线缆或光导线缆可以容纳现场总线系统和以太网系统。所述共同的线缆尤其可以形成现场总线系统，并且尤其同时形成以太网系统。
以该方式，可以放弃多个线缆的并行铺设。尤其可以以该方式减少布线耗费。此外，以该方式可以减小布线的位置占用。此外，以该方式可以减少用于布线的成本。
控制数据优选包括为了控制车辆而需要的数据。例如，控制数据可以包括额定值、监控数据和/或诊断数据。适宜地，控制数据是与安全相关的。
有利的是，另外的数据包括乘客信息数据。针对乘客确定的和/或来自于乘客的数据可以理解为乘客信息数据。乘客信息数据例如可以包括因特网数据、信息娱乐数据和/或座位预定数据。此外，乘客信息数据例如可以包括用于监控客舱的视频监控数据。
优选的是，以太网系统是至少100Mbit-以太网系统。以该方式，可以通过以太网系统实现至少100MBit/s的数据传输率。
具有四个分别绞合的芯线对的多芯线缆优选是具有四个芯线对的双绞线缆。此外适宜的是，每个芯线对分别具有两条相互绞合的芯线。
有利的是，芯线对相互屏蔽(或者说是相对彼此被屏蔽的)。以该方式，减小和/或避免经由芯线对中的一个进行的数据传输由于经由芯线对中的另一个进行的另外的数据传输导致的干扰。
每个芯线对尤其分别具有对屏蔽件。例如，每个芯线对可以借助线网和/或借助金属薄膜被屏蔽。也就是说，对屏蔽件例如可以具有线网和/或金属薄膜。
在本发明的优选的设计方案中，多芯线缆的两个芯线对形成用于传输控制数据的现场总线系统。适宜地，正是通过多芯线缆的这两个芯线对传输控制数据。
此外有利的是，多芯线缆的其它的两个芯线对形成用于传输另外的数据的以太网系统。适宜地，正是通过多芯线缆的所述其它的两个芯线对传输另外的数据。
优选地，形成现场总线系统的两个芯线对是对置的芯线对。此外适宜的是，形成以太网系统的其它的两个芯线对也是对置的芯线对。
适宜的是，多芯线缆具有共同的总屏蔽件。适宜的是，总屏蔽件包围多芯线缆的所有芯线对。以该方式减小和/或避免在多芯线缆内的数据传输由于外部的影响导致的干扰。多芯线缆的共同的总屏蔽件例如可以具有线网和/或金属薄膜。
优选地，多芯线缆至少相应于线缆类别7。也就是说，多芯线缆优选至少是CAT-7线缆，也是类别7线缆。多芯线缆也可以相应于更高的线缆类别。
通过多芯线缆适宜地以电信号的形式传输数据。
在本发明的备选的实施方式中，设置有光导线缆来替代多芯线缆。通过光导线缆适宜地以光信号的形式传输数据。光导线缆例如可以是玻璃纤维线缆。
适宜的是，光导线缆具有多个传输通道。
光导线缆的至少一个第一传输通道优选形成用于传输控制数据的现场总线系统。也就是说，优选只通过至少一个第一传输通道传输控制数据。
至少一个其它的传输通道优选形成用于传输另外的数据的以太网系统。也就是说，优选只通过至少一个其它的传输通道传输另外的数据。
以该方式，可以通过不同的传输通道传输控制数据和另外的数据。
至少一个其它的传输通道与至少一个第一传输通道不同。不同的传输通道例如可以使用不同的频率。也就是说，有利地在至少一个与所述另外的数据不同的频率中传输控制数据。
优选地，对有待通过光导线缆发送的数据进行寻址。例如可以借助路由器对有待通过光导线缆发送的数据进行寻址。
可以尤其由路由器接收通过光导线缆传输的、即发送的数据。此外，控制数据可以尤其借助路由器与另外的数据分离。分离的数据可以作为分离的信号、尤其通过分离的线路、尤其借助路由器被进一步传导。
最后提到的路由器可以是与之前结合寻址提到的路由器相同的路由器。此外，最后提到的路由器可以是其它的路由器。
例如可以借助第一路由器对有待通过光导线缆发送的数据进行寻址。可以通过光导线缆发送被寻址的数据。可以包括控制数据和/或另外的数据的被寻址的数据例如可以由第二路由器接收，并且控制数据可以借助第二路由器与另外的数据分离。相同的过程可以相反地实现。也就是说，第一路由器和第二路由器可以交换其角色(或者说交换其作用)。
此外，本发明涉及一种轨道车辆。所述轨道车辆包括多个装置、设置用于传输控制数据的现场总线系统和设置用于传输另外的数据的以太网系统。所述多个装置优选通过现场总线系统和/或通过以太网系统相互连接。
优选地，至少一部分装置通过现场总线系统相互连接。此外优选的是，至少一部分装置通过以太网系统相互连接。
适宜地，至少一部分装置与现场总线系统连接。此外适宜的是，至少一部分装置与以太网系统连接。优选地，多个装置与现场总线系统和/或以太网系统连接。
根据本发明的轨道车辆具有带有四个相互屏蔽的芯线对的多芯线缆或光导线缆作为布线。所述布线、尤其是多芯线缆或光导线缆将多个装置相互连接，并且设置用于传输所有数据。
优选地，所述布线、尤其是多芯线缆或光导线缆设置用于传输控制数据和另外的数据。换言之：优选地，所述布线设置用于通过共同的线缆、尤其通过多芯线缆或光导线缆传输所有数据。
轨道车辆可以是结合所述应用提到的轨道车辆。
适宜地，多芯线缆与轨道车辆的多个装置的至少一个通过全装备的(或者说完整装备的，vollbestückt)八极的插塞连接结构连接。多芯线缆例如可以与轨道车辆的车辆控制器通过全装备的八极的插塞连接结构连接。多芯线缆尤其可以与所述多个装置的至少一部分分别通过全装备的八极的插塞连接结构连接。
通过全装备的八极的插塞连接结构与多芯线缆连接的至少一个装置优选既与现场总线系统连接也与以太网系统连接。
多芯线缆可以与轨道车辆的多个装置、尤其与轨道车辆的所有装置分别通过全装备的八极的插塞连接结构连接。
全装备的八极的插塞连接结构尤其可以具有8P8C模块化插头和/或8P8C模块化插座。全装备的八极的插塞连接结构例如可以具有RJ-45插头和/或RJ-45插座。此外，八极的插塞连接结构可以具有M12-X-编码插头和/或M12-X-编码插座。
在本发明的备选的实施方式中，设置有光导线缆来替代多芯线缆。
光导线缆可以与轨道车辆的多个装置分别通过路由器连接。
每个路由器可以设置用于对有待发送的/有待传输的数据进行寻址。此外，每个路由器可以设置用于接收所传输的数据。此外，每个路由器可以设置用于使控制数据与另外的数据分离。此外，每个路由器可以设置用于将分离的数据作为分离的信号尤其通过分离的线路进一步传导。
光导线缆例如可以与轨道车辆的第一装置通过第一路由器连接。此外，光导线缆可以与轨道车辆的第二装置通过第二路由器连接。
例如可以在使用路由器的情况下对有待由第一装置发送的数据进行寻址。可以通过光导线缆发送被寻址的数据。可以包括控制数据和/或另外的数据的被寻址的数据例如可以由第二路由器接收，第二路由器将数据进一步传导至第二装置。
本发明的有利的设计方案的迄今给出的描述包含大量特征，所述特征在各个从属权利要求中部分地以多个特征组合概括的方式呈现。然而，所述特征也可以适宜地被单独考虑并且概括为有意义的另外的组合。尤其地，所述特征可以分别单独地和在任意适当的组合中与根据本发明的应用和根据本发明的轨道车辆进行组合。因此，方法特征也在具体表述上被视为相应的设备单元的特性，反之亦然。
即使当在说明书或权利要求中，一些术语分别以单数或与数词相关联地被使用，本发明针对所述术语的保护范围也并不应该局限于单数或相应的数词。
结合以下对实施例的描述，本发明的上述的特性、特征和优点以及其如何实现它们的方式和方法将更清楚和容易理解，结合附图详细阐述实施例。实施例用于阐述本发明并且没有将本发明限制为在实施例中说明的特征组合，在功能特征方面也没有限制本发明。此外，每个实施例的适合于此的特征也可以明确地单独地被考虑、从一个实施例中去除、置入另一实施例中以对其进行补充，并且与若干权利要求的任意一个组合。
在附图中：
图1示出了轨道车辆，其具有多芯线缆或光导线缆作为布线；
图2示出了剖切多芯线缆得到的横截面；
图3示出了图2的与装置连接的多芯线缆；
图4示出了剖切光导线缆得到的纵截面；并且
图5示出了图4的与装置连接的光导线缆。
图1示出了一种具有多个装置4的轨道车辆2。所述轨道车辆2具有现场总线系统6，所述现场总线系统设置用于传输控制数据。此外，轨道车辆2具有以太网系统8，所述以太网系统设置用于传输另外的数据。
多个装置4通过现场总线系统6和/或通过以太网系统8相互连接。至少一部分装置4通过现场总线系统6相互连接。此外，至少一部分装置通过以太网系统8相互连接。
轨道车辆2的装置4例如分别可以是车辆控制器、制动器、驱动单元、门、乘客信息装置等。
轨道车辆2包括布线10。布线10可以要么构造为具有四个相互屏蔽的芯线对14的多芯线缆12(参见图2)要么构造为光导线缆16(参见图4)。
布线10、即多芯线缆12或光导线缆16将多个装置4相互连接。此外，布线10、即多芯线缆12或光导线缆16设置用于传输所有数据。
也就是说，通过共同的线缆10传输所有数据、尤其控制数据和另外的数据。
所述另外的数据例如可以包括乘客信息数据。
图2示出了剖切用于图1中的轨道车辆的构造为多芯线缆12的布线10得到的横截面。
每个芯线对14包括两条相互绞合的芯线18。每条芯线18具有例如由铜制成的导体20。此外，每条芯线18具有包围导体20的绝缘件22。
尤其可以通过多芯线缆12的芯线18的导体20以电信号的形式传输数据。
每个芯线对14具有芯线屏蔽件24。以该方式，芯线对14相互屏蔽。在该示例中，芯线屏蔽件24包括铝薄膜。
为了清楚起见，在图2中只在两个芯线对14处添加各个元件的附图标记。可以以类似的方式补充两个其它的芯线对14的元件的附图标记。
多芯线缆12的芯线对14中的两个形成用于传输控制数据的现场总线系统6。两个形成现场总线系统6的芯线对14相互对置。
多芯线缆12的其它的两个芯线对14形成用于传输另外的数据的以太网系统8。形成以太网系统8的其它的两个芯线对14同样相互对置。
以该方式，通过与另外的数据不同的芯线对14传输控制数据。
由于相应的系统6、8的芯线对14分别相互对置，所以可以减小传输的信号的相互影响。
此外，多芯线缆12包括共同的总屏蔽件26。总屏蔽件26包围所有芯线对14。在该示例中，总屏蔽件26包括铜网。
此外，多芯线缆12包括壳套28，其包围总屏蔽件26，并且因此也包围所有芯线对14。
此外，多芯线缆12可以具有填充材料30，其填充芯线对14之间的空腔。
在该示例中，多芯线缆12至少相应于线缆类别7。也就是说，线缆至少是CAT-7线缆。
以该方式，可以确保足够大的数据传输率。
以太网系统8的数据传输率是至少100MBit。也就是说，以太网系统8至少是100MBit-以太网系统。
多芯线缆12与图1的轨道车辆2的多个装置4的至少一部分分别通过全装备的八极的插塞连接结构32连接。
图3示例性示出了多芯线缆12与多个装置4中的一个通过全装备的八极的插塞连接结构32的连接。
全装备的八极的插塞连接结构32包括8P8C模块化插头34和8P8C模块化插座36。尤其地，多芯线缆12在其端部具有8P8C模块化插头34。此外，装置4具有8P8C模块化插座36。8P8C模块化插头34插入8P8C模块化插座36中。以该方式闭合全装备的八极的插塞连接结构32。
例如，8P8C模块化插头34可以构造为RJ-45插头，并且8P8C模块化插座36可以构造为RJ-45插座。此外，8P8C模块化插头34可以构造为M12-X-编码插头，并且8P8C模块化插座36可以构造为M12-X-编码插座。原则上，其它的插头-插座组合也是可行的。
装置4具有第一类型的四条装置芯线38，在装置4内通过所述装置芯线传输控制数据。所述第一类型的四条装置芯线38通过插塞连接结构32与多芯线缆12的形成用于传输控制数据的现场总线系统6(参见图2)的两个芯线对14连接。例如，四条装置芯线38可以与装置4的装置控制器40连接。
装置4还具有第二类型的四条装置芯线42，在装置4内通过所述装置芯线传输另外的数据。所述第二类型的四条装置芯线42通过插塞连接结构32与多芯线缆12的形成用于传输另外的数据的以太网系统8(参见图2)的两个芯线对14连接。例如，第二类型的四条装置芯线42可以与装置4的乘客信息数据处理单元44连接。
基于第一和第二类型的装置芯线38、42，在装置4内彼此分离地传输控制数据和另外的数据。
基于多条芯线18，也在多芯线缆12中彼此分离地传输控制数据和另外的数据。
以该方式，现场总线系统6与以太网系统8保持分离。
原则上，轨道车辆2的一部分装置4可以只与现场总线系统6连接。这种装置4例如可以只具有装置控制器40，其通过第一类型的四条装置芯线38与多芯线缆12的形成用于传输控制数据的现场总线系统6的两个芯线对14连接。最后提到的这个装置4与多芯线缆12通过装备有至少四个触点的插塞连接结构连接。
原则上，轨道车辆2的一部分装置4可以只与以太网系统8连接。这种装置4例如可以只具有乘客信息数据处理单元44，其通过第二类型的四条装置芯线42与多芯线缆12的形成用于传输另外的数据的以太网系统8的两个芯线对14连接。最后提到的这个装置4与多芯线缆12通过装备有至少四个触点的插塞连接结构连接。
图4示意性示出了剖切用于图1中的轨道车辆2的构造为光导线缆16的布线10得到的纵截面。
光导线缆16包括核心46和包围核心的壳套48。壳套48可以具有多个层，然而所述多个层没有示出。
尤其可以由光导线缆16的核心46以光信号50、52的形式传输数据。在图4中示意性示出光信号50、52。为了可以更好示出光信号50、52，放弃给核心46画阴影线。
光导线缆16具有多个传输通道54。不同的传输通道54使用不同的频率f。此外，通过预设的通道宽度Δf表征每个传输通道。
适宜地，传输通道54的不同的频率f充分间隔开。两个频率之间的差距尤其超过预设的最小差距。
在该示例中，光导线缆16具有两个传输通道54。
第一传输通道54形成用于传输控制数据的现场总线系统6。第一传输通道在通道宽度Δf1中使用第一频率f1。
也就是说，通过光导线缆16以光信号50的形式传输控制数据，其中，光信号50具有频率f1±0.5·Δf1。
第二传输通道54形成用于传输另外的数据的以太网系统8。第二传输通道在通道宽度Δf2中使用第二频率f2。
也就是说，通过光导线缆16以光信号52的形式传输另外的数据，其中，光信号52具有频率f2±0.5·Δf2。
在图4中，为了成像目的选择f2>f1。f2<f1同样是可能的。
f1和f2之间的最小差距优选大于0.5·Δf1+0.5·Δf2。
以该方式，在与另外的数据不同的频率f中传输控制数据。以该方式，现场总线系统6与以太网系统8保持分离。
光导线缆16与图1的轨道车辆2的多个装置4分别通过路由器56连接。
图5示例性示出了光导线缆16与多个装置4中的一个经由路由器56的连接。
装置4具有第一类型的装置线路58，在装置4内通过所述装置线路传输控制数据。第一类型的装置线路58通过路由器56与光导线缆16的形成现场总线系统6(参见图4)的传输通道54连接。此外，第一类型的装置线路58例如与装置4的装置控制器40连接。
装置4还具有第二类型的装置线路60，在装置4内通过所述装置线路传输另外的数据。第二类型的装置线路60通过路由器56与光导线缆16的形成以太网系统8(参见图4)的传输通道54连接。例如，第二类型的装置线路60可以与装置4的乘客信息数据处理单元44连接。
基于第一和第二类型的装置线路58、60，在装置4中彼此分离地传输控制数据和另外的数据。
将有待由装置4发送的数据传输到路由器56。
路由器56对有待由装置4发送的数据进行寻址。以该方式，所发送的数据通过光导线缆16到达图1的轨道车辆2的正确的装置4。
如果由轨道车辆2的另一装置4将数据发送到所示的装置4，那么路由器56接收通过光导线缆16发送的数据。
所发送的数据可以具有控制数据和/或另外的数据。
路由器56使控制数据与另外的数据分离，并且将其作为分离的信号通过装置4中的分离的(第一和第二类型的)装置线路58、60进一步传导。
当发送的数据例如只包含控制数据时，分离的另外的数据的量是零。当发送的数据例如只包含另外的数据时，分离的控制数据的量是零。在两者之间，每个分级是可能的。
第一和第二类型的装置线路58、60可以是光导体。
此外，第一和第二类型的装置线路58、60可以是电导体。例如，第一和第二类型的装置线路58、60可以是分别具有两个绞合的芯线对的多芯线缆的芯线。
在第一和第二类型的装置线路58、60是电导体的情况下，路由器56具有另外的功能、即将电信号转换为光信号50、52和/或相反地将光信号转换为电信号。也就是说，在发送时，路由器56可以将电信号转换为光信号50、52。此外，路由器可以在接收时将光信号50、52转换为电信号。
原则上，轨道车辆2的一部分装置4可以只与现场总线系统6连接。这种装置4例如可以只具有装置控制器40，其通过第一类型的装置线路58与光导线缆16的形成现场总线系统6的传输通道54连接。最后提到的这个装置4与光导线缆16同样通过路由器56连接。
原则上，轨道车辆2的一部分装置4可以只与以太网系统8连接。这种装置4例如可以只具有乘客信息数据处理单元44，其通过第二类型的装置线路60与光导线缆16的形成以太网系统8的传输通道54连接。最后提到的这个装置4与光导线缆16同样通过路由器56连接。
虽然在细节上通过优选的实施例详细说明和描述了本发明，但本发明并不局限于公开的示例，并且可以由本领域技术人员从中推导出其它的变型方案，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种具有四个分别绞合的相互屏蔽的芯线对(14)的多芯线缆(12)或光导线缆(16)作为用于轨道车辆(2)的布线(10)的应用，其中，通过现场总线系统(6)传输控制数据并且通过以太网系统(8)传输另外的数据，其中，通过共同的线缆(12、16)传输所有数据。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述另外的数据包括乘客信息数据。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述以太网系统(8)是至少100MBit-以太网系统(8)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的应用，其特征在于，所述多芯线缆(12)的芯线对(14)中的两个形成用于传输控制数据的现场总线系统(6)，并且所述多芯线缆(12)的其它的两个芯线对(14)形成用于传输另外的数据的以太网系统(8)。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，形成现场总线系统(6)的两个芯线对(14)和形成以太网系统(8)的其它的两个芯线对(14)是分别对置的芯线对(14)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的应用，其特征在于，所述多芯线缆(12)具有共同的总屏蔽件(26)，所述总屏蔽件包围多芯线缆(12)的芯线对(14)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的应用，其特征在于，所述多芯线缆(12)至少相应于线缆类别7。
8.根据前述权利要求中任一项所述的应用，其特征在于，所述光导线缆(16)具有多个传输通道(54)，其中，至少一个第一传输通道(54)形成用于传输控制数据的现场总线系统(6)，并且至少一个其它的传输通道(54)形成用于传输另外的数据的以太网系统(8)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的应用，其特征在于，对有待通过光导线缆(16)发送的数据进行寻址。
10.根据前述权利要求中任一项所述的应用，其特征在于，由路由器(56)接收通过光导线缆(16)发送的数据，控制数据借助路由器(56)与另外的数据分离，并且分离的数据作为分离的信号、尤其通过分离的线路借助路由器(56)被进一步传导。
11.一种轨道车辆(2)，所述轨道车辆包括多个装置(4)、设置用于传输控制数据的现场总线系统(6)和设置用于传输另外的数据的以太网系统(8)，其中，多个装置(4)通过现场总线系统(6)和/或通过以太网系统(8)相互连接，其特征在于带有四个相互屏蔽的芯线对(14)的多芯线缆(12)或光导线缆(16)作为将多个装置(4)相互连接的并且设置用于传输所有数据的布线(10)。
12.根据权利要求11所述的轨道车辆(2)，其特征在于，所述多芯线缆(12)与轨道车辆(2)的多个装置(4)中的至少一个通过全装备的八极的插塞连接结构(32)连接。
13.根据权利要求11或12所述的轨道车辆(2)，其特征在于，所述多芯线缆(12)与轨道车辆(2)的多个装置(4)分别通过全装备的八极的插塞连接结构(32)、尤其通过8P8C模块化插头(34)和/或8P8C模块化插座(36)连接。
14.根据权利要求11所述的轨道车辆(2)，其特征在于，所述光导线缆(16)与轨道车辆(2)的多个装置(4)分别通过路由器(56)连接。
CN201980040264.0A 2018-06-18 2019-05-21 具有四个分别绞合的相互屏蔽的芯线对的多芯线缆或光导线缆作为用于轨道车辆的布线的应用；轨道车辆 Pending CN112292302A (zh)

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