列車以太網(wǎng)接口方案

摘要：國內(nèi)地鐵線路中有一些線路已經(jīng)和歐洲開始同步，在設(shè)備間配置以太網(wǎng)通訊。而列車中的以太網(wǎng)通訊和常用MVB、CANOpen、HDLC等列車控制總線對(duì)比，有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢？

IEC61375-3-4-2014中規(guī)定了列車通信網(wǎng)絡(luò)（Train communication network TCN）中以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)（Ethernet Consist Network ECN）的標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)制定的主要原因是目前列車通訊的數(shù)據(jù)量劇增，而傳統(tǒng)列車總線無法滿足大數(shù)據(jù)量傳輸，所以采用以太網(wǎng)通訊，可以滿足數(shù)據(jù)的傳輸要求。比如車載廣播系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、下載固件程序等。

圖1  列車TCN網(wǎng)絡(luò)類型

但由于以太網(wǎng)本身的物理層、鏈路層、協(xié)議棧的復(fù)雜性，導(dǎo)致其可靠性、網(wǎng)絡(luò)失效影響和魯棒性還都在驗(yàn)證中，故列車的主要控制系統(tǒng)還沒有大批量使用以太網(wǎng)作為主要控制通訊方式。以太網(wǎng)通訊和主流的MVB、CANopen通訊對(duì)比，如表1所示。

可以看出，采用以太網(wǎng)接口主要優(yōu)點(diǎn)是傳輸大數(shù)據(jù)量時(shí)，可以減少傳輸時(shí)間，但是會(huì)增加布線成本、布線難度，以及以太網(wǎng)通訊由于極度依賴于交換機(jī)的穩(wěn)定性，一旦交換機(jī)死機(jī)或者損壞，全部節(jié)點(diǎn)將都無法通訊。

另外EMC（電磁兼容）也需要考慮，由于以太網(wǎng)速率極高，其EMI（電磁輻射）極大，所以要使用較好的屏蔽網(wǎng)線。

列車設(shè)備中的以太網(wǎng)接口包括帶鎖緊的RJ45頭、光纖接口、M12通訊電纜三種類型，如圖2所示。

圖2  以太網(wǎng)接口方式

根據(jù)《TCSN終端設(shè)備以太網(wǎng)接口規(guī)范》要求，提供控制器以太網(wǎng)通訊口接入方案。目前列車中大部分采用M12通訊電纜方式，可以保證較好的性價(jià)比。

網(wǎng)卡一般采用廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司的ZNE-100TL+模塊的?？梢暂p松地使用主控MCU的串口轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口。