CN205666856U - 列车级以太网交换设备及系统 - Google Patents
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Abstract
一种列车级以太网交换设备及系统，通过车辆级网络交换设备连接至列车以太网终端设备，该列车级以太网交换设备包括：车辆级以太网连接板卡，具有4个以太网接口，分别连接至相邻的车辆级网络交换设备的以太网连接板卡；以太网网关板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口及2个用于接收及发送MVB数据的MVB接口；列车级以太网连接板卡，具有4个以太网接口，分别连接至相邻的列车级以太网交换设备的以太网连接板卡；CPU板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口；列车级以太网设备管理板卡，具有两个以太网接口；电源板卡，具有一个电源输入接口。本实用新型支持网络管理功能、跨编组间的以太网通信及实时性数据转发，并且使得MVB网络硬件可以接入以太网。
Description
技术领域
本实用新型是关于列车以太网技术，特别是关于一种列车级以太网交换设备及系统。
背景技术
目前应用于高速动车组网络系统上的以太网交换设备可支持以太网设备的接入，完成固定编组内的以太网数据转发，支持100BASE-TX全双工通信，拓扑采用线型或环网拓扑，使用超5类屏蔽以太网线缆连接。网络硬件(CCU、GW、IO模块、HMI、WTD)通过配置固定IP地址使用以太网线缆连接至以太网交换设备。但是，现有的以太网交换设备存在如下不足：
1.不支持网络管理功能。
2.不支持跨编组间的以太网通信。当列车重新编组时，会出现因不同编组间相同设备具有相同的设备IP地址造成IP地址冲突造成无法通信的情况。
3不具有实时性，目前以太网的标准协议体系并不支持实时性数据转发。
4.传统MVB网络硬件难以接入以太网。
实用新型内容
本实用新型提供一种列车级以太网交换设备及系统，以实现网络管理功能、跨编组间的以太网通信及实时性数据转发，并且使得MVB网络硬件可以接入以太网。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种列车级以太网交换设备，所述列车级以太网交换设备连接至车辆级网络交换设备，所述车辆级网络交换设备连接至列车以太网终端设备，所述列车级以太网交换设备包括：
车辆级以太网连接板卡，具有4个以太网接口，分别连接至相邻的车辆级网络交换设备的以太网连接板卡；
以太网网关板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口及2个用于接收及发送MVB数据的MVB接口；
列车级以太网连接板卡，具有4个以太网接口，分别连接至相邻的列车级以太网交换设备的以太网连接板卡；
CPU板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口；
列车级以太网设备管理板卡，具有两个以太网接口；
电源板卡，具有一个电源输入接口。
一实施例中，所述车辆级以太网连接板卡，以太网网关板卡，列车级以太网连接板卡，CPU板卡，列车级以太网设备管理板卡及电源板卡集成于一背板上。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种列车级以太网交换系统，包括：列车级以太网交换设备、车辆级网络交换设备及列车以太网终端设备，所述列车级以太网交换设备连接至车辆级网络交换设备，所述车辆级网络交换设备连接至列车以太网终端设备；所述列车级以太网交换设备包括：
车辆级以太网连接板卡，具有4个以太网接口，分别连接至相邻的车辆级网络交换设备的以太网连接板卡；
以太网网关板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口及2个用于接收及发送MVB数据的MVB接口；
列车级以太网连接板卡，具有4个以太网接口，分别连接至相邻的列车级以太网交换设备的以太网连接板卡；
CPU板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口；
列车级以太网设备管理板卡，具有两个以太网接口；
电源板卡，具有一个电源输入接口。
一实施例中，所述车辆级以太网连接板卡，以太网网关板卡，列车级以太网连接板卡，CPU板卡，列车级以太网设备管理板卡及电源板卡集成于一背板上。
一实施例中，所述车辆级网络交换设备包括：交换机板卡，包括16个以太网接口，分别用于接入所述列车以太网终端设备。
一实施例中，所述交换机板卡集成于所述背板上。
本实用新型支持网络管理功能、跨编组间的以太网通信及实时性数据转发，并且使得MVB网络硬件可以接入以太网。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例的列车级以太网交换设备的结构框图；
图2为本实用新型实施例的车辆级以太网连接板卡的结构示意图；
图3为本实用新型实施例的列车级以太网网关板卡的结构示意图；
图4为本实用新型实施例的列车级以太网连接板卡的结构示意图；
图5为本实用新型实施例的CPU板卡的结构示意图；
图6为本实用新型实施例的列车级以太网设备管理板卡的结构示意图；
图7为本实用新型实施例的电源板卡的结构示意图；
图8为本实用新型实施例的各个连接器及电源接口的接线管脚示意图；
图9为本实用新型实施例的列车级以太网交换系统的结构示意图
图10为本实用新型实施例的交换机板卡的结构示意图；
图11为本实用新型实施例的背板集成示意图；
图12为本实用新型实施例的列车级以太网交换系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1为本实用新型实施例的列车级以太网交换设备的结构框图。如图1所示，列车级以太网交换设备100包括：车辆级以太网连接板卡101，以太网网关板卡102，列车级以太网连接板卡103，CPU板卡104，列车级以太网设备管理板卡105及电源板卡106。
一般地，一辆列车组成一个编组，编组中设置两个列车级以太网交换设备100(图中仅示出一个)、多个车辆级网络交换设备200及多个列车以太网终端设备300。列车级以太网交换设备100连接至其中一个车辆级网络交换设备200，每个车辆级网络交换设备200连接至一个列车以太网终端设备300。
图2为本实用新型实施例的车辆级以太网连接板卡的结构示意图，如图2所示，车辆级以太网连接板卡(ECNN)具有4个以太网接口(X11、X12、X13、X14)，4个以太网接口分别连接至相邻的车辆级网络交换设备的以太网连接板卡。另外，车辆级以太网连接板卡上还设有CONSOLE接口。
图3为本实用新型实施例的列车级以太网网关板卡的结构示意图，以太网网关板卡(ETH-MVB)具有1个作为调试接口的以太网接口(ETH)及2个用于接收及发送MVB数据的MVB接口(MVB1、MVB2)。
图4为本实用新型实施例的列车级以太网连接板卡的结构示意图，列车级以太网连接板卡(ETBN)具有4个以太网接口(X51、X52、X53、X54)，4个以太网接口分别连接至相邻的列车级以太网交换设备的以太网连接板卡。
图5为本实用新型实施例的CPU板卡的结构示意图，CPU板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口及一显示器。
图6为本实用新型实施例的列车级以太网设备管理板卡的结构示意图，列车级以太网设备管理板卡(EMGR)，具有两个以太网接口(网络接口及CONSOLE接口)。
图7为本实用新型实施例的电源板卡的结构示意图，电源板卡(PWR)，具有一个电源输入接口X1。
图2至图7中的各个接口的功能及相应介绍如下表1所示。
表1
图2至图7中的各个指示灯介绍如下表1所示。
表2
图2至图7中的各个连接器的接线管脚如图8所示。对于图2至图6中的以太网接口，管脚1定义为Tx+，管脚2定义为Rx+，管脚3定义为Tx-，管脚4定义为Rx-。对于图7中的电源接口，管脚1定义为DC110V+，管脚2定义为保留，管脚3定义为DC110V-，管脚4定义为保留。
图9为本实用新型实施例的列车级以太网交换系统的结构示意图，如图9所示，列车级以太网交换系统包括：列车级以太网交换设备、车辆级网络交换设备及列车以太网终端设备，所述列车级以太网交换设备连接至车辆级网络交换设备，所述车辆级网络交换设备连接至列车以太网终端设备。
列车级以太网交换设备的结构连接关系如图1至图8所示。一实施例中，列车级以太网交换设备的车辆级以太网连接板卡，以太网网关板卡，列车级以太网连接板卡，CPU板卡，列车级以太网设备管理板卡及电源板卡集成于一背板上。
车辆级网络交换设备包括：交换机板卡，如图10所示，交换机板卡包括16个以太网接口(X21至X36)，分别用于接入所述列车以太网终端设备。图10中的各个接口的功能及相应介绍如表1及表2所示。图10的各个连接器的接线管脚如图8所示，管脚1定义为Tx+，管脚2定义为Rx+，管脚3定义为Tx-，管脚4定义为Rx-。
一实施例中，如图11所示，图10所示的交换机板卡集成与背板上1101上。
如图12所示，列车级以太网交换设备安装于列车上的1车和8车司机室电器柜中。
本实用新型列车级以太网交换设备为运用在高速动车组网络系统上的设备，它是列车级以太网信息传输的骨干网节点，承担着跨编组间的数据转发、网络地址转换、网络配置以及网络维护等重要功能，是列车以太网系统的重要组成部分，也是整车网络控制系统的重要组成。
根据实际应用需求，列车以太网拓扑结构按照应用范围可划分为：列车级和车辆级网络，如图9所示。列车级网络是列车的骨干网，又被称为列车核心网络，负责传输骨干数据，可以实现跨编组的数据传送。列车级以太网交换设备为车辆级网络提供数据交换和路由功能，车辆级以太网是列车以太网终端的接入网络，也被称为车辆级子网，负责为具有以太网连接能力的列车设备提供以太网连接，可以实现本编组内部的以太网数据传送。车辆级网络交换设备可以为终端提供数据交换功能。
列车级以太网交换设备需对列车的缩短、增长及车辆插入进行响应，可总结为完成三方面工作：通过选择起始节点，依次赋予现有网络中列车级以太网交换设备节点次序，向车辆级网络中的终端节点(以太网终端设备)广播拓扑形成结果；建立列车级地址转换列表，使得跨编组节点间不出现地址冲突；为终端节点提供地址解析服务，使得终端节点获得跨编组时的IP地址，实现跨编组通信。
在列车级网络结构变化时，列车级以太网交换设备可自动形成列车拓扑，并自动配置列车级以太网交换设备的地址，并同时向网络中的终端节点以组播的形式发送拓扑信息。
终端节点可通过发送控制报文的形式给列车级以太网交换设备，控制列车级网络的行为，包含：是否允许拓扑发现、设定端点以及设定列车级以太网交换设备数据转发策略等。
列车级以太网交换设备间采用双物理线路冗余的连接方式，增强列车级以太网的可靠性，断开一路物理连接仍能保持正常通信。
列车级以太网交换设备可设置正常工作和冗余工作方式，当主工作方式设备故障，冗余工作方式的设备自动切换为主工作方式，保证设备工作的可靠性。
综上，本实用新型能够支持网络管理功能、跨编组间的以太网通信及实时性数据转发，并且使得MVB网络硬件可以接入以太网。
本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (6)
1.一种列车级以太网交换设备，其特征在于，所述列车级以太网交换设备连接至车辆级网络交换设备，所述车辆级网络交换设备连接至列车以太网终端设备，所述列车级以太网交换设备包括：
车辆级以太网连接板卡，具有4个以太网接口，分别连接至相邻的车辆级网络交换设备的以太网连接板卡；
以太网网关板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口及2个用于接收及发送MVB数据的MVB接口；
列车级以太网连接板卡，具有4个以太网接口，分别连接至相邻的列车级以太网交换设备的以太网连接板卡；
CPU板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口；
列车级以太网设备管理板卡，具有两个以太网接口；
电源板卡，具有一个电源输入接口。
2.根据权利要求1所述的列车级以太网交换设备，其特征在于，所述车辆级以太网连接板卡，以太网网关板卡，列车级以太网连接板卡，CPU板卡，列车级以太网设备管理板卡及电源板卡集成于一背板上。
3.一种列车级以太网交换系统，其特征在于，包括：列车级以太网交换设备、车辆级网络交换设备及列车以太网终端设备，所述列车级以太网交换设备连接至车辆级网络交换设备，所述车辆级网络交换设备连接至列车以太网终端设备；所述列车级以太网交换设备包括：
车辆级以太网连接板卡，具有4个以太网接口，分别连接至相邻的车辆级网络交换设备的以太网连接板卡；
以太网网关板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口及2个用于接收及发送MVB数据的MVB接口；
列车级以太网连接板卡，具有4个以太网接口，分别连接至相邻的列车级以太网交换设备的以太网连接板卡；
CPU板卡，具有1个作为调试接口的以太网接口；
列车级以太网设备管理板卡，具有两个以太网接口；
电源板卡，具有一个电源输入接口。
4.根据权利要求3所述的列车级以太网交换系统，其特征在于，所述车辆级以太网连接板卡，以太网网关板卡，列车级以太网连接板卡，CPU板卡，列车级以太网设备管理板卡及电源板卡集成于一背板上。
5.根据权利要求4所述的列车级以太网交换系统，其特征在于，所述车辆级网络交换设备包括：交换机板卡，包括16个以太网接口，分别用于接入所述列车以太网终端设备。
6.根据权利要求5所述的列车级以太网交换系统，其特征在于，所述交换机板卡集成于所述背板上。
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