車載以太網系統

　　案例名稱車載以太網系統成功方案

　　選用產品/型號RedFox系列工業路由交換機

　　最近BOMBARDIER（龐巴迪公司）在向德國和荷蘭交付的區域性列車上配備了車載以太網系統。這是世界上首例將以太網協議用于列車控制數據管理。到目前為止，本協議也僅僅用于娛樂系統且為數不多。與傳統的TCN（列車通信網絡）相比，以太網設備將降低成本并提高功能性。在本次創新中，Bombardier選用了Westermo的REDFOX鐵路交換機，并已經在首次項目中裝配了400臺設備。到目前為止，以太網協議在列車上的使用還僅為CCTV（閉路電視），用于提供信息及娛樂功能。在列車的各種不同系統中，大多數都采用傳統的單獨互聯或網絡，列車操作中則采用的是TCN的鐵路專用網絡。Bombardier交通團隊已經開發了一種新型的系統，在該系統中，由以太網管理列車上的所有車載設備。在最初的項目中，新開發的以太網環路和原有的TCN系統將同時存在，然而，在未來兩至三年內以太網將完全取代TCN。Bombardier交通系統將首次把所有車載智能設備集成到一個以太網網絡系統中。完全依賴以太網網絡——即不含任何TCN系統的列車首項項目目前已進入設計階段。

　　對于最近在德國和荷蘭交付的區域性列車，以太網網網絡可確定列車的組織，如列車由何種車廂組成，車廂的連接次序如何及它們以何種方向運行（由此打開正確的車門組等）。而TCN則僅用于列車范圍內的通信。瑞士Bombardier交通公司TCMS產品經理KlasENGLUND先生聲稱“在其中一個項目里，TCN僅用于本地連接功能，而列車范圍內的通信任務將由ETB完成（以太網主鏈路）。我們將在今年夏天后開始該項目的試運行。這將是邁向完全以太網列車的下一步。該網絡攜帶了用于列車控制、安全及乘客信息所需的各種數據類型，如監視攝像機采集的數據、乘客廣播信息及控制列車及車廂（車門、驅動、照明…）工作的各種數據。除信號發送和因特網接入外，所有功能將通過以太網協議管理。”

　　Westermo提供了多種基礎網絡部件：網管型環路交換機、網管型列車交換機、列車中繼器及非網管型交換機。以上產品均屬于最新推出的RedFox產品系列。每節車廂平均安裝有2到4臺交換機——每個列車包含2到8個車廂，Westermo現已交付了了400臺交換機。每臺設備中的交換機同時還具有中繼器功能。由于以太網只能在100m的網范圍內有效工作，所以中繼器僅用于車組過長的列車。降低成本和提高功能是將鐵路網絡更改為以太網網絡的兩個主要原因。增強型以太網技術及產品現已十分常見，甚至其更高的數據傳輸速率和帶寬也不足為奇。然而，鐵路專用網絡技術和設備均十分特殊，并由此成本高昂。此外，這些設備還要應對更高帶寬的需求并對已提高的診斷功能進行響應，同時還要滿足聲頻／視頻安全功能和CCTV（閉路電視）的處理需求。“就這些可能成為列車新標準的產品而言，我們有多家候選的合作公司。我們選擇Westermo公司的主要原因首先是他們的RedFox產品系列的設計概念非常引人注目且具有發展前景，可用作我們部署新增功能的一個平臺。另外，這些產品能夠根據我們的需求進行調整并且將我們的專用軟件解決方案集成到這些產品中。Westermo公司還就雙方的合作方式表現出了非常開放的心態，同時，在針對鐵路需求進行定制化開發方面，該公司也表現出了強烈的參與愿望。”Englund先生補充說。

　　Westermo開發了一種帶有M12連接件的新型前端設備，并對設備進行了調整以滿足EMC（電磁兼容性）相關鐵路專用標準及其它環境要求。就Bombardier方面，工程師已開發了一種專用的軟件并已經整合于交換機中。RedFoxRail是通過EN50155認證用于鐵路應用的交換機及路由器產品系列。RedFoxRail支持8或12個10/100Base-TX的M12交換機端口，并且最高可支持4個10/100Base-TX的M12路由器端口。所有端口均支持速度及雙方連接自動協調、自動交叉和自動極性功能。路由器端口還支持旁路功能，當交換機斷電或發生故障時將提供旁路通信。基于IP配置工具，Windows可利用SSH或SNMP(v1和v2c)輕松實現管理功能。通過采用經過驗證的FRNTv0協議（由Westermo開發，用于實現環路拓撲的快速重新配置），RedFoxRail支持第2層網絡冗余功能。而對于復雜拓撲，還可選擇使用RSTP/STP協議。系統的第二層和第三層優先級均支持四個優先級隊列，由此提供了卓越的實時性能。交換機還支持IGMP監聽功能，以有效地利用帶寬及DCHP客戶端和中繼代理。RedFoxRail路由器則支持多種路由器協議。ENGLUND先生總結說，“將來Westermo產品將應用于從有軌電車到火車機車的各種軌道車輛上”。

      選用原因

　　實時以太網

　　通過EN50155認證

　　FRNT/RSTP冗余協議

　　支持自動協調、自動交叉和自動極性功能

　　支持RSTP/STP協議

　　關連網頁

　　Westermo:提供完整的數據通信方案，涵蓋了鐵路、航空、國防、水處理、變電站自動化、道路和隧道等高標準應用。