ES2317553T3 - Sistema de comunicacion entre un red de vehiculo y una red al lado de una via. - Google Patents
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Abstract
Sistema de comunicación entre una red de vehículo en un vehículo y una red del lado de la vía, en la que: - dicha red de vehículo consta de un enrutador (TR) que administra el enrutamiento de los datos sobre por lo menos dos clientes (Client1, Client2), - una conexión se proporciona sobre una red de comunicación basada en radiofrecuencia (WLAN) entre cada cliente (Client1, Client2) y un punto de acceso (AP1, AP2) vinculado a dicha red del lado de la vía, caracterizado porque, - dicha red de vehículo comprende medios de supervisión que controlan con frecuencia la calidad de la radiofrecuencia de cada cliente (Client1, Client2) con el fin de configurar el enrutador (TR) de manera que uno de los clientes se selecciona para dicho enrutamiento de datos entre la red del vehículo y la red del lado de la vía.
Description
Sistema de comunicación entre una red de
vehículo y una red al lado de la vía.
La presente invención se refiere a un sistema de
comunicación entre una red de vehículo y una red al lado de la
vía.
De acuerdo al termino "vehículo", la
invención se refiere en especial al tren ferroviario con uno o más
unidades en las que se dan los medios de comunicación entre una red
a bordo de un tren y una red al lado de la vía.
Un primer sistema de comunicación se indica en
WO200126337-A2 en dónde se proporciona un control a
distancia de los componentes electrónicos en vehículos a través de
Internet como red del lado de la vía, por ejemplo, para la
transmisión de enrutamiento y la información de seguridad para el
tráfico multimedia por medio de un dispositivo (dispositivo GPS,
teléfono celular, PDA, etc.) conectado sobre la red de área local
inalámbrica WLAN. De esta manera, se puede proporcionar una
conexión de radiofrecuencia (wireless) desde Internet a un supuesto
cliente (dispositivo a distancia) en el vehículo.
En EP1071239-A1 se revela una
red de tren con una red a base de radiofrecuencia entre un
transmisor (= cliente en el tren) y un receptor (punto de acceso en
el lado de la vía). Con el fin de asegurar la transferencia activa
de información entre estas dos estaciones a través de la red se
transmite una trama desde el transmisor al receptor. Por una
recepción del frame no válido o ausente en la recepción de una
confirmación no válida se devuelve al transmisor para reiterar la
transferencia inicial de la información. De esta manera, se puede
evitar una pérdida de la información de señal de un trayecto de
comunicación roto.
Además, debido a la distancia limitada de
transmisión cuando el vehículo se mueve, una conexión basada en la
transmisión/recepción de la radiofrecuencia entre un cliente en el
vehículo y uno de los puntos de acceso de la red del lado de la vía
se tiene que actualizar de manera que evite una pérdida de conexión.
Este nuevo procedimiento de asociación entre un cliente y un nuevo
punto de acceso se conoce como una función de denominada de
itinerancia. Lamentablemente, la asociación y los procesos
itinerantes requieren un periodo de tiempo durante el cual una
comunicación de una corriente de datos no es posible.
Otro documento US 2005 /0070326 A1 divulga un
sistema de comunicación entre una red de embarque de un vehículo y
una red del lado de la vía WLAN. La red de embarque comprende un
enrutador para la gestión de una transmisión de datos entre un
cliente (como un PDA o un ordenador) que esta embarcado en el
vehículo y la red del lado de la vía WLAN. El enrutador puede
actuar de acuerdo con dos esquemas de conmutación principales:
- -
- entre un cliente y un punto de acceso de la red del lado de la vía (como el uso común del teléfono celular en un coche sin hacer uso de la red interna del coche),
- o
- -
- a través del enrutador (dónde todos los clientes posibles pueden estar conectados en forma inalámbrica o no) y un interfaz de radio, de modo que el consumo propio del cliente se reducirá ventajosamente, porque en este caso, el cliente trabaja en una ruta de transmisión corta (lower consumption mode).
\vskip1.000000\baselineskip
Si ambos modos de comunicación no están
disponibles, no hay asesoramiento en US 2005/0070326 A1 para superar
una pérdida de la comunicación.
Por lo tanto, el objetivo de la presente
invención es proporcionar un sistema para evitar la pérdida de
comunicación entre una red de vehículo y una red del lado de la vía
que se conectan por medio de radiofrecuencia.
Este objetivo se alcanza mediante la presente
invención que revela un sistema de comunicación que toma en cuenta
a menudo la calidad de la conexión de radiofrecuencia ente una
pluralidad de distintos clientes en el vehículo y los puntos de
acceso respectivos en el lado de la vía con el fin de proporcionar
una conexión estable con permanente alta calidad. Según la
invención, la transmisión/recepción de una corriente de datos a
través de un primer portal basado en la calidad baja del cliente
entre la red del vehículo y la red del lado de la vía puede ser
reenviado en tiempo real sobre un segundo portal basado en la
calidad alta del cliente. Por esta solución, se pueden evitar la
funcionalidad lenta habitual de itinerancia entre un solo cliente en
un tren y los puntos de acceso al lado de la vía.
El presente sistema de comunicación entre una
red de vehículo y una red del lado de la vía, se caracteriza en
que:
- -
- dicha red de vehículo consta de un enrutador que administra el enrutamiento de los datos sobre por lo menos dos clientes,
- -
- una conexión se proporciona sobre una red de comunicación basada en radiofrecuencia entre cada cliente y un punto de acceso vinculado a dicha red del lado de la vía,
\newpage
- -
- dicha red de vehículo comprende medios de supervisión que controlan con frecuencia la calidad de la radiofrecuencia de cada cliente con el fin de configurar el enrutador de manera que uno de los clientes se selecciona para dicho enrutamiento de datos entre la red del vehículo y la red del lado de la vía.
Ambos clientes están dispuestos en los extremos
opuestos del vehículo y dirigidos en caminos opuestos. En especial,
la invención proporciona una solución apropiada para un vehículo
largo como un autobús, una unidad de tren o un tren entero con
unidades acopladas. En la siguiente especificación, la invención se
centra en un tren ferroviario con al menos una unidad de tren.
El enrutador del tren debe de interpretarse como
un enrutador de una o más unidades de tren. Este maneja el
enrutamiento de datos sobre un cliente entre todas las unidades de
tren.
Principalmente un tren con una o más unidades
debe abarcar por lo menos un enrutador y dos clientes. Sin embargo,
cada unidad de tren podría incluir también esta configuración basada
en "un enrutador y dos clientes" que es flexible y siempre
bien adaptada para una o idénticas unidades de tren acopladas. De
esta manera, cada unidad de tren se puede conectar a la red del
lado de la vía a través de uno de sus clientes, pero también a
través de un cliente de una unidad de tren lejana si las unidades de
tren son así unidas que proporciona una red permanente de tren.
Para un objetivo sin restricción de claridad la configuración basada
en "un enrutador y dos clientes" para una unidad de tren ha
sido elegida para la siguiente descripción de la invención.
Otra ventaja de la invención consiste en una
configuración reagrupada de los puntos de acceso que se distribuyen
en áreas a lo largo de los raíles del tren. La conexión basada en
radiofrecuencia de ambos clientes se realiza sobre los puntos de
acceso distintivos que pertenecen a los mismos o diferentes grupos
que se conectan a la red del lado de la vía. Una conmutación entre
dos puntos de acceso de un mismo grupo está, por lo tanto,
permanentemente asegurado. Además, una conmutación entre dos puntos
de acceso de dos grupos diferentes se puede proveer en tiempo real
por medio de un enrutador de grupo. Un enrutamiento de datos por la
selección de un portal basado en un nuevo cliente de enlace entre
el tren y la red del lado de la vía ya no depende de los periodos de
itineración entre el cliente y los puntos de acceso como se
describe en el estado de la técnica, porque los procesos de
conmutación son provistos independientemente de las habituales
funciones lentas de itineracion de los clientes. Todos los clientes
en el tren están conectados simultáneamente a los puntos de acceso
pero sólo uno esta activo para la transmisión de datos. El período
de conmutación entre ellos puede también ser considerablemente
reducido proporcionando una conmutación en el lado de la vía en vez
de en el lado del cliente.
De acuerdo con la configuración del lado de la
vía, los puntos de acceso están fijados espacialmente de tal forma
que permanentemente permitan una comunicación de radiofrecuencia
entre dos clientes y la red del lado de la vía sobre un solo grupo
o sobre dos grupos diferentes. De esta manera, el conmutador
dependiente de un grupo está además activado permanentemente. Si
este no es el caso, un medio para el almacenamiento temporal, por
ejemplo puede proporcionar una corriente de datos saliente del tren
en la red del tren por lo menos durante la comunicación no
activa.
Los grupos están conectados a un enrutador
principal del lado de la vía de la red del lado de la vía por un
enrutador de grupo y un reenrutamiento de datos de un cliente en una
unidad de tren unido a un primer grupo a un cliente seleccionado
recientemente en la misma o en otra unidad de tren unido al segundo
grupo, está proporcionado por conmutación de los enrutadores de
grupo. De cualquier manera, los enrutadores de grupo se conmutan de
tal manera que una entrada o salida del flujo de datos no se
interrumpa.
Generalmente la red básica del lado de la
carretera se divide en varias subredes del lado de la vía que se
pueden unir a grupos diferentes.
Ventajosamente, el reenrutamiento de datos entre
un cliente seleccionado recientemente en el tren y el enrutador
principal de lado de la vía por diferentes grupos del lado de la
vía, que se conectan a subredes diferentes del lado de la vía, se
efectúa por el enrutador principal del lado de la vía, de tal manera
que los datos sean conmutados en tiempo real en el correspondiente
punto de acceso seleccionado por le enrutador del grupo que
comprende el punto de acceso seleccionado. Esto es posible porque
antes o cuando se selecciona físicamente a un nuevo cliente, el
enrutador del tren remite, además de la gestión del tráfico de datos
del tren, el nuevo esquema de enrutamiento - nuevo cliente, nuevo
punto de acceso / grupo - del enrutador principal del lado de la
vía. Por lo tanto, el enrutador principal del lado de la vía puede
adaptar permanentemente el enrutamiento de datos sobre las subredes
y los grupos gracias a esta tabla de asociación actualizada.
En cualquier momento el enrutador principal del
lado de la vía incluye una dirección de enrutamiento del vehículo
sobre el punto de acceso que se asocia al cliente seleccionado del
tren sobre el correspondiente enrutador de grupo. Esta dirección se
transmite desde el enrutador del tren al enrutador principal del
lado de la vía al enviar frecuentemente el esquema de enrutamiento.
Por lo tanto, el enrutador del tren y el enrutador principal del
lado de la vía están permanentemente informados sobre el esquema de
enrutamiento que debe de utilizarse en cualquier momento en que el
tren está en movimiento. Una vez más, el esquema de enrutamiento es
transparente para los clientes en el tren, porque después de
supervisar la mejor señal de radiofrecuencia, sólo ambos
enrutadores del tren y los enrutadores principales del lado de la
vía manejan el enrutamiento de los datos de entrada y salida por
intercambio permanente de un esquema de enrutamiento preferido según
criterios de alta calidad de radiofrecuencia. Los clientes usan
sólo los datos del lado de la vía entre el tren y los enrutadores
principales del lado de la vía, pero sus medios de itinerancia
posibles no tienen que usarse.
Por consiguiente, los enrutadores de grupo, los
puntos de acceso y sus correspondientes clientes pertenecen a una
red basada en una única radiofrecuencia como WLAN (Wireless Local
Area Netwoirk), incluso si la red del lado de la vía se compone de
varias subredes. La conmutación sobre un nuevo cliente sin embargo
se proporciona allí en el tren y en los enrutadores en grupo.
El enrutador del tren puede dirigir el
enrutamiento de datos por medio de un vehículo o, por unidades de
tren acopladas, por medio de una tabla de datos simples y
específicos del tren con un identificador del primer cliente, la
calidad de radiofrecuencia correspondiente y un segundo
identificador del punto de acceso conectado a la red del lado de la
vía por un enrutador de grupo adjunto. Por el cambio del contenido
de la tabla de datos este nuevo contenido se transmite al enrutador
principal de lado de la vía por el cliente seleccionado, a
continuación a su punto de acceso asociado y al enrutador del grupo
adjunto. Entonces el contenido de la tabla se almacena en el
enrutador principal del lado de la vía, hasta que se proporcione un
nuevo contenido desde el enrutador del tren. Por las unidades de
tren acopladas, la tabla de datos puede contener también otro
identificador de la unidad del tren. Por lo tanto, el enrutamiento
según la invención se basa en un procedimiento muy simple y
fiable.
Si los clientes soportan una transferencia de
datos de banda ancha, la invención permite intercambiar
continuamente datos con una alta velocidad. De esta manera, si por
lo menos uno de los clientes en el tren constan de un dispositivo
de adquisición y/o de prestación de datos en tiempo real, algunas
aplicaciones muy usuales se pueden utilizar para conseguir datos
desde el tren y/o a enviar datos desde el lado de la vía a un tren o
a una unidad del tren. Por ejemplo, un vídeo o una aplicación de
control de sonido en el tren se pueden proporcionar por medio del
uso de cámaras o micrófonos de manera que los operadores al lado de
las vías puedan solicitar una corriente de datos del tren sobre un
servidor del lado de las vías. De esta manera, la protección y la
seguridad en el tren se puede mejorar de manera fidedigna.
En una segunda parte, una transmisión permanente
de datos o de instrucciones del enrutador principal del lado de las
vías sobre el que es siempre posible iniciar algunas aplicaciones en
el ten. Una aplicación puede ser proporcionada para informar a los
pasajeros del tren sobre un cliente unido a una pantalla de vídeo o
a un altavoz. Otras aplicaciones podrían ser útiles para la
dirección del tren ferroviario sobre un cliente unido a los
dispositivos de control del tren, en especial si el tren es
totalmente manejado por los operadores del lado de la vía.
Los ejemplos de la invención se describen a
continuación con referencia a los dibujos, en los que se
muestran:
La figura 1 es una vista esquemática de la
arquitectura de una red del vehículo.
La figura 2 representa la estructura de la red
del lado de la vía.
La figura 3 es una vista esquemática del plano
de enrutamiento de dirección estática entre dos trenes y la red del
lado de la vía.
La figura 4 muestra la dirección de
enrutamiento dinámico entre dos trenes y la red de lado de las vías
sobre dos clientes seleccionados.
La figura 1 es una vista esquemática de la
arquitectura de la red del vehículo, por ejemplo para una unidad de
tren TU con una red de tren TN que se compone de un enrutador del
tren TR que dirige un enrutamiento de datos sobre al menos uno de
los dos clientes Client1, Client2 según la invención. Los medios de
control para medir la radiofrecuencia de la calidad de la señal de
los clientes se puede integrar en el enrutador del tren. La
comunicación entre la red de tren TN y la red de un lado de la vía
se proporciona mediante el uso de uno de los dos clientes Client1,
Client2 como un portal. En este ejemplo la comunicación se basa en
una conexión de radiofrecuencia WLAN (véase la antena de los
clientes). Para la aplicación del control de vídeo, dos cámaras
Cam1, Cam2 se unen a los clientes Client1, Client2 sobre la red de
tren TN. Ambas cámaras Cam1, Cam2 generan la corriente de datos de
vídeo que se envían de los clientes seleccionados vía la red WLAN a
un punto de acceso en el lado de la vía. Un servidor del vídeo de
tren (TVS) (o el servidor de vídeo de la unidad del tren) también
está conectada a la red del tren TN en orden a la dirección /
identificación de las peticiones de conexión para un enrutamiento
de los datos de vídeo entre el tren y la red del lado de la vía.
Con el fin de optimizar la cobertura de radio,
utilizan a un cliente WLAN de los diversos clientes Client1,
Client2 en cada extremo del tren o de una unidad de tren.
Sólo un cliente está transmitiendo en un momento
dado. Este cliente WLAN se le califica como activo. Otros clientes
WLAN intercambian frames de gestión con puntos de acceso a lo largo
de la pista, en el frame de un "proceso de asociación", pero
no se usan para la comunicación real con la red del lado de la
vía.
El enrutador del tren TR gestiona la elección
del cliente seleccionado a través de una calidad de señal en virtud
de la diversidad de clientes del tren. Entonces, la selección de
este cliente activo será remitida a la red del lado de la vía sobre
los enrutadores de red del lado de la vía actualizados como
corresponde.
El cliente activo WLAN es el que tiene la
calidad de señal RF (radiofrecuencia) más alta. Esta calidad de
señal es cualificada por el RSSI (Radio Signal Strength Indication)
obtenido a través de SNMP (Simple Network Management Protocol)
periódicamente solicitada (por ejemplo cada 300 ms). Un algoritmo de
enrutamiento basado en RSSI se selecciona como sigue:
- -
- El enrutador del tren TR envía peticiones periódicas SNMP a los dos Clientes WLAN Client1, Client2.
- -
- Se elige como cliente activo WLAN al que tiene el mejor RSSI.
- -
- En orden a las operaciones con el RF fading y para evitar los cambios del enrutador innecesarios, es posible tener en cuenta varios informes sucesivos RSSI y aplicar una histéresis antes de tomar una decisión.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta diversidad de clientes en un tren
proporciona también varias ventajas:
- -
- La perdida de transmisión de un cliente durante su itinerancia desde un punto de acceso a otro no tiene ningún impacto en el funcionamiento de la red desde que utilizan a otro cliente activo típicamente en este momento.
- -
- La cobertura de radio se mejora significativamente por lo que la distancia entre los puntos de acceso en la línea se puede aumentar.
- -
- Debido al tema de la autorización en los túneles de tránsito de masas, es típicamente imposible colocar una antena encima de la parte superior de un tren, reduciendo la cobertura de la radio. La diversidad de cliente es una buena solución de diseño a este tema.
También es posible distribuir por lo menos a los
dos clientes sobre un tren con más de dos unidades en cada extremo
de todo el tren. Típicamente es también más fácil fabricar unidades
de tren idénticas, cada una de ellas comprende los medios para
instalar a varios clientes.
Un enrutador de tren (TR) se puede utilizar para
un tren entero. También es posible usar uno o más de los muchos
enrutadores de la unidad de tren por separado si es necesario,
porque las unidades del tren y sus subredes son normalmente
acopladas eléctricamente, mecánicamente y/o en radiofrecuencia para
formar una sola red de tren. Este aspecto es sin embargo sin
fisuras para el ámbito principal de la invención. De todos modos es
posible para un operador en el lado de la vía proporcionar una
conexión permanente con una unidad de tren a través de un enrutador
y un cliente entre todo el tren.
Esta aplicación permite la vigilancia de los
trenes usando un fluir digital de las imágenes de vídeo usando una
o más cámaras Cam1, Cam2 dentro de los trenes a una central de
protección y seguridad y la premisa de vigilancia de la seguridad
(por lo general el Operantional Control Center - OCC).
Esta aplicación de multimedia se basa en:
- -
- Un servidor al lado de la vía que actúa como un concentrador y retransmite para el operador OCC las solicitudes al lado de la vía y las corrientes de los medios. Se retransmiten las solicitudes que vienen de los operadores al ten, recibe la corriente de los medios de la cámara solicitados desde el sistema de red del tren y, a continuación, los encamina al operador apropiado.
- -
- El servidor de vídeo del tren (TVS) que recibe las solicitudes por las corrientes de los medios procedentes del lado de la vía, maneja las corrientes de los medios de la cámara y envía de vuelta las corrientes solicitadas al servidor del lado de la vía.
La figura 2 representa la estructura de la red
del lado de la vía con los puntos de acceso AP1, ..., AP16 que
hacen posible la comunicación WLAN con los clientes Client1, Client2
de la figura 1. Como los clientes, los puntos de acceso comprenden
la antena sobre las que los datos de radiofrecuencia se transmiten
al tren o se reciben del tren. Un punto de acceso se une a uno o a
los dos clientes en un tren. De acuerdo con la invención, la figura
2 muestra dos grupos APCluster1, APCluster2 que comprenden
respectivamente un grupo de puntos de acceso distribuidos a lo
largo de la vía AP1, ..., AP8 y AP9, ..., AP16. Cada uno de los
grupos APCluster1, APCluster2 y también sus puntos de acceso
correspondientes se unen al LAN del lado de la vía (Local Area
Network) (Client LAN) por medio del enrutador de grupo CR1, CR2 que
proporciona un conmutador entre dichos grupos y un enrutador
principal del lado de la vía (MWR). En caso de una vigilancia de
vídeo de las unidades de tren, el enrutador principal del lado de
la vía NWR se puede conectar a una consola de operador de vídeo
VOC sobre un servidor de vídeo del lado de la vía WVS.
Como ya se ha dicho, el WLAN se compone de los
puntos de acceso al lado de la vía y de sus clientes a bordo del
tren. Ellos todos pertenecen a la misma subred de modo que la
itinerancia sea sin fisuras para el cliente. Así, la itinerancia
desde un cliente a otro (y también desde el punto de acceso asociado
a otro) se realiza en el Ethernet Level 2 Layer.
La arquitectura que se describe puede utilizar
cualquier WLAN basado en protocolos de Ethernet. Actualmente, la
transmisor estándar 802.11a y 802.11g son muy comunes, la modulación
OFDM asegura robustez y proporciona un alto rendimiento. Hay
también muchas variantes estándar de WLAN que proporcionan las
características específicas que se pueden usar también y la
arquitectura descrita puede aplicarse a cualquier estándar de WLAN
basado en protocolos IP. La elección de la banda de radiofrecuencia
RF depende del sitio y del entorno reglamentario.
Los puntos de acceso del lado de la vía se unen
físicamente por tecnología CPL o VDSL (Very High Data Rate). De
acuerdo con la gama limitada de estas dos tecnologías, también
tienen que estar unidas geográficamente en las áreas de los puntos
de acceso que denominamos anteriormente grupo. Cada grupo está
conectado a un puerto de red de la red del lado de la vía. La
ventaja principal de esta arquitectura consiste en que un segundo
eje central con el roturador principal del lado de la vía MWR no se
ha de adaptar especialmente para cada punto de acceso.
Si el LAN del lado de la vía está formado por
varias subredes entre los diferentes grupos APCluster1, APCluster2
y el enrutador de red principal de lado de la vía MWR, hay un
enrutador local adicional (Cluster router) para subredes
mencionadas antes. Todos los puertos de la red del lado de la vía
están en una sola VLAN-área.
Hay que tener en cuenta que consideramos el caso
general, cuando el eje central de la red del lado de la vía se
divide en varias subredes. Debido a que cada grupo de puntos de
acceso se conectan a la red del lado de la vía a través de un
enrutador de grupo, la arquitectura del lado de la vía (una o varias
subredes) y la localización del servidor de vídeo del lado de la
vía WVS son transparentes para el cliente del tren.
El enrutador principal del lado de la vía MWR
dirige la movilidad del ten a lo largo del camino, puesto que sabe
en cualquier momento la configuración entera de la red inalámbrica y
la configuración de los trenes asociados a los puntos de acceso en
su grupo. El tráfico remitido previsto del tren al enrutador del
grupo apropiado CR1, CR2 de acuerdo con la configuración de la red
inalámbrica. La configuración de la red inalámbrica es la lista del
cliente activo para cada tren posible y el punto de acceso al que
está conectado. Así el enrutador principal del lado de la vía MWR
puede "alcanzar" cualquier tren en cualquier momento.
Según el tráfico - abordo / lado de la vía, el
enrutador de grupo CR1, CR2 del tráfico remitido que viene desde el
tren hasta el destino en la red del cliente por el mapa de ruta
correcto a través del enrutador principal del lado de la vía MWR.
Según el otro tráfico al lado de la vía / abordo remite el tráfico
que viene desde el enrutador principal del lado de la vía al
enrutador del tren TR. Con este fin, se crea un "túnel" dentro
de WLAN para el enrutador del tren TR, ya que esto da la forma de
llegar a la red del trenes TN especificando la participación activa
del cliente en el tren TU como el portal.
La figura 3 es una vista esquemática del mapa de
direccionamiento estático entre dos trenes TRAIN1, TRAIN2 y la red
del lado de la vía WAYSIDE o WLAN.
De acuerdo a la figura1, cada uno de los trenes
TRAIN1, TRAIN2 comprende una red de tren, tren LAN1, tren LAN2 con
respectivamente dos clientes Client1, Client2, un enrutador de tren
TR1, TR2 y un servidor de vídeo del tren TVS1, TVS2.
En el lado de la vía, se representan ambos
grupos APCluster1, APCluster2 de la figura 2, pero ahora cada uno
con sólo tres puntos de acceso AP1, AP2, PA3, y AP9, AP10, AP11.
Los clientes del tren WLAN Client1, Client2
actúan como clientes del DHCP (DHCP = Dynamic Host Configuration
Protocol). Cada vez que un cliente se tiene que asociar a un punto
de acceso, envía una solicitud DHCP, para obtener una dirección IP
(192.168.1.150, 192.168.1.151 para los clientes del tren TRAIN1;
192.168.1.152, 192.168.1.153 para el tren TRAIN2). En consecuencia,
los servidores DHCP implementados en los enrutadores de grupo CR1,
CR2 en el lado de la vía tienen una tabla de dirección estática
@pool (192.168.1.150 a 192.168.1.255 para el servidor del enrutador
de grupo CR1, CR2), de modo que los clientes Wireless siempre
consignan la misma dirección cuando esto itinera desde un punto de
acceso a otro. Este mapa de direcciones reduce el tiempo de
itinerancia considerablemente en comparación a un cliente típico
basado en la itinerancia. Hay que tener en cuenta, que si la red
del lado de la vía incluye un servidor DHCP, los enrutadores de
grupo pueden actuar como DHCP Relay Agent. En este caso, ellos
remiten la solicitud DHCP procedente de los clientes WLAN en el
tren al servidor DHCP localizado en la red al lado de la vía.
Además, ambas redes de tren Train 1 LAN, Train 2
LAN son también direccionadas con sus correspondientes direcciones
IP 192.168.11.0 a 192.168.11.255 para un primer tren TRAIN1 y
192.168.12.0 a 192.168.12.255 para un segundo tren TRAIN2. De esta
manera, cada tren se puede identificar en el lado de la vía. Cada
servidor de vídeo asociado a un tren TVS1, TVS2 es también
fácilmente dirigido con una de las direcciones anteriores
(192.168.11.254, 192.168.12.254).
Para los puntos de acceso, es también posible un
direccionamiento usando las direcciones 192.168.1.1 a 192.168.1.3
para el primer agrupado tres puntos de acceso AP1, AP2, AP3 y el
otro 192.168.1.9 a 192.168.1.11 para el segundo agrupado tres punto
de acceso AP9, AP10, AP11. Estas direcciones son todavía
utilizables, porque todavía no son utilizadas por cada tabla de
servidor DHCP @pool.
La figura 4 muestra la gerencia de enrutamiento
entre dos trenes diferentes y la red del lado de la vía sobre dos
clientes seleccionados de acuerdo a todas las figuras anteriores 1 a
3. Por razones de claridad, sólo se muestran la última parte de la
dirección del mapa de direcciones al cliente Client1, Client2 de
cada tren TRAIN1, TRAIN2. En vez de dos trenes, esto podrían ser
dos unidades de tren acopladas con, opcionalmente, un solo
enrutador de tren y la red.
Las trayectorias de enrutamiento seleccionadas
se representan con las líneas llamativas entre ambos enrutadores
del tren y la red del lado de la vía.
Según la invención, la gestión de enrutamiento
puede describirse como sigue:
- desde el tren al lado de la vía:
Un enrutador de tren TR1, TR2 actualiza con
frecuencia una tabla de la asociación que contiene esta información
después de medir el RSSI en cada cliente i vinculado a un punto de
acceso APj:
Gracias al algoritmo de enrutamiento basado en
RSSI, que elige al cliente activo y en consecuencia las
actualizaciones de su tabla de enrutamiento. Además, almacena una
tabla de correspondencia estática que une el punto de acceso APj y
el enrutador de grupo asociado.
El enrutador del tren TR1, TR2 frames
enrutadores al servidor principal del lado de la vía MWR a través
del cliente activo i y del enrutador apropiado de grupo CRk.
La tabla correspondiente con ambos esquemas de
enrutamiento desde el primer y el segundo tren TRAIN1, TRAIN2 se
representan en la figura 4 en el enrutador principal del lado de la
vía MW (respectivamente: Tren T1, T2; Cliente1, 2; punto de acceso
AP3, AP10; enrutador de grupo CR1, CR2)
- desde el lado de la vía al tren:
Cuando la tabla de enrutamiento asociada en el
ten cambia (cambio del cliente activo, Cliente Wireless /
itinerancia del punto de acceso), el enrutador de tren TR1, TR2
remite la nueva tabla de asociación al enrutador principal del lado
de la vía NWR de manera que ambos enrutadores contengan tablas de
enrutamiento con el mismo contenido actualizado. El enrutador del
tren TR1, TR2 y los enrutadores del lado de la vía (enrutador de
grupo CR1, CR2 y el enrutador principal del lado de la vía MWR)
actualizan con frecuencia esta tabla de asociación. Como
consecuencia del algoritmo de enrutamiento basado en RSSI para
determinar la calidad de la señal de radiofrecuencia más alta, sólo
un clientes wireless i (el activo) aparece en esta tabla en el lado
de la vía en comparación al enrutamiento anterior. El identificador
del tren n o de una unidad del tren se puede colocar fácilmente en
la tabla, ya que los enrutadores identificables del tren han
iniciada las tablas.
\vskip1.000000\baselineskip
También, los enrutadores del lado de la vía
almacenan esta tabla adaptadora estática con el punto de acceso Apj
y el enrutador de grupo CRk para usar para el enrutamiento:
Por lo tanto, en un momento dado, los
enrutadores del lado de la vía (enrutador de grupo CR1, CR2 y el
enrutador principal del lado de la vía MWR) conocen la ruta
completa y mejor para legar a cada tren. Las tablas correspondientes
para cada tren se representan en la parte superior de la figura 4
(respectivamente: tren T1, T2; Cliente 1 o 2; punto de acceso AP3,
AP10, enrutador de grupo CR1, CR2).
En resumen, la invención proporciona un sistema
de comunicación con las siguientes características técnicas
principales:
- -
- Portal entre el lado de la vía y las redes a bordo del tren basadas en los medios de comunicación WLAN.
- -
- Diversidad de clientes que implican a un cliente WLAN en cada extremo del tren (o más particularmente si un tren se hace de varias unidades).
- -
- La gerencia total de los enrutadores Ethernet se hace con tres niveles de enrutadores:
- 1)
- Un enrutador de tren que elige la mejor ruta en el lado de la vía entre varios clientes WLAN e informa a los enrutadores del lado de la vía de cada cambio de ruta.
- 2)
- Un enrutador de grupo se asoció a cada grupo de puntos de acceso al lado de las vías donde se conectan los puntos de acceso WLAN.
- 3)
- un enrutador principal del lado de las vías.
Todos los enrutadores del lado de la vía
actualizan los enrutadores de acuerdo a los informes de los
enrutadores del tren, y también sondean periódicamente todos los
puntos de acceso con el fin de comprobar el estado de los
enrutadores de Wireless.
La itinerancia entre dos grupos diferentes al
lado de las vías (o el cambio del cliente del tren que implica dos
subredes diferentes del lado de la vía) o dentro de un grupo se
realiza por el enrutador principal del lado de las vías.
Claims (14)
1. Sistema de comunicación entre una red de
vehículo en un vehículo y una red del lado de la vía, en la que:
- -
- dicha red de vehículo consta de un enrutador (TR) que administra el enrutamiento de los datos sobre por lo menos dos clientes (Client1, Client2),
- -
- una conexión se proporciona sobre una red de comunicación basada en radiofrecuencia (WLAN) entre cada cliente (Client1, Client2) y un punto de acceso (AP1, AP2) vinculado a dicha red del lado de la vía, caracterizado porque,
- -
- dicha red de vehículo comprende medios de supervisión que controlan con frecuencia la calidad de la radiofrecuencia de cada cliente (Client1, Client2) con el fin de configurar el enrutador (TR) de manera que uno de los clientes se selecciona para dicho enrutamiento de datos entre la red del vehículo y la red del lado de la vía.
2. Sistema de comunicación según la
reivindicación 1,
caracterizado porque,
- ambos clientes (Client1, Client2) están dispuestos en los extremos opuestos del vehículo.
3. Sistema de comunicación según la
reivindicación 1 o 2,
caracterizada porque,
- -
- dicho vehículo es un tren con unidades de tren acopladas,
- -
- el enrutador (TR) de una unidad del tren administra el enrutamiento de los datos sobre un cliente entre todas las unidades de tren.
4. Sistema de comunicación según la
reivindicación 3,
caracterizado porque,
- todas las unidades de tren son idénticas.
5. Sistema de comunicación según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque,
- dicha conexión basada en radiofrecuencia de ambos clientes (Client1, Client2) se efectúa sobre puntos de acceso distintivos (AP1, ..., AP3, ..., AP10, ..., AP16) que pertenecen a distintos grupos (APCluster1, APCluster2, ...) que están conectados a la red del lado de la vía.
6. Sistema de comunicación según la
reivindicación 5,
caracterizado porque,
- dichos puntos de acceso (AP1, AP2...) están dispuestos en el espacio, de tal manera que permiten permanentemente una comunicación en radiofrecuencia entre ambos clientes (Client1, Client2) y la red del lado de la vía, por un grupo único o por dos grupos diferentes (APCluster1, APCluster2, ...).
7. El sistema de comunicación según la
reivindicación 6,
caracterizada porque,
- los grupos (APCluster1, APCluster2, ...), se conectan a un enrutador principal (MWR) de lado de la vía de la red del lado de la vía por un enrutador de grupo (CR1, CR2, ...) y un reenrutamiento de datos de un cliente unido a un primer grupo (APCluster1) a un cliente seleccionado recientemente unido al segundo grupo (APCluster2) se proporciona por conmutación de los enrutadores de grupo (CR1, CR2, ...).
\newpage
8. El sistema de comunicación según la
reivindicación 7,
caracterizado porque,
- dicho reenrutamiento de datos entre un cliente seleccionado recientemente y el enrutador principal (MWR) del lado de la vía por grupos diferentes del lado de la vía, que se conectan a redes secundarias diferentes del lado de la vía, se efectúa por el enrutador (MWR) principal del lado de la vía, de tal manera que los datos sean conmutados en tiempo real en el punto de acceso correspondiente seleccionado por el enrutador (CR1, CR2, ...) del grupo que comprende el punto de acceso seleccionado.
9. El sistema de comunicación según la
reivindicación 7 u 8,
caracterizado porque,
- el ernutador principal de lado de la vía (MWR) comprende una dirección de enrutamiento del vehículo por el punto de acceso al cual asocia al cliente seleccionado y el enrutador de grupo correspondiente.
10. El sistema de comunicación según una de las
reivindicaciones 7 a 9,
caracterizado porque,
- los enrutadores de grupo (CR1, CR2, ...) y los puntos de acceso (AP1, ..., AP3, ..., AP10, ..., AP16) y sus clientes (Client1, Client2...) pertenecen a una red única a base de WLAN, incluso si la red de lado de la vía se compone de varias subredes.
11. El sistema de comunicación según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque,
- -
- el enrutador (TR) administra el enrutamiento de datos por medio de un vehículo o, para unidades de tren acopladas, por medio de una tabla de datos específicos del tren y actualizada periódicamente teniendo un identificador del primer cliente, una calidad de radiofrecuencia correspondiente y un segundo identificador del punto de acceso conectado a la red del lado de la vía por un enrutador de grupo adjunto.
- -
- por el cambio del contenido de la tabla de datos este nuevo contenido se transmite al enrutador principal de lado de la vía (MWR) por el cliente seleccionado, a continuación a su punto de acceso asociado y al enrutador de grupo adjunto.
12. El sistema de comunicación según la
reivindicación 11,
caracterizado porque,
- la tabla de datos contiene otro identificador de vehículo o, para unidades de tren acopladas, un identificador del tren.
13. El sistema de comunicación según alguna de
las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque,
- todos los clientes admiten una transferencia de datos de banda ancha.
14. El sistema de comunicación según una de las
reivindicaciones anteriores, al menos uno de los clientes incluye un
dispositivo de adquisición y/o de interpretación para los datos en
tiempo real.
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