通信工程項目的網絡計劃技術

毛慶榮

摘 要 隨著信息時代的進步，舒適化、自動化以及高速化必將成為現代通信工程的發展方向。比起傳統的通信工程，將會產生越來越多的乘客服務信息、故障診斷信息和遠程控制信息等。文章針對通信工程項目網絡計劃技術的優缺點，對傳統通信網絡計劃技術進行了詳細的分析，以期滿足了網絡高帶寬的要求又彌補了以太網通信不確定性的不足。

關鍵詞 通信工程項目；網絡計劃技術；以太網

中圖分類號：TN913 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0170-01

1 傳統通信工程網絡計劃技術

通信網絡是伴隨著計算機技術在機車車輛上的應用而發展起來的。在20世紀70年代末至80年代初，微處理器控制車輛傳動裝置的應用在BBC、西門子公司出現，一開始僅應用于車輛單一設備的控制。隨著通信技術和微機技術的發展以及服務對象的不斷增多，使得計算機在軌道交通上得到了廣泛應用，在串行通信總線網絡的基礎上產生了通信網絡。各個國家采取不同的現場總線來構成通信系統，如Profibus、Lonworks、Bitbus、FIP、CAN、Tornad等，由于不同系統采取不同的協議標準，它們之間互不兼容。為了制定統一開放的通信標準來傳輸鐵路設備的數據，1988年，受國際電委員會（IEC）第9技術委員會（TC9）的委托，來自20多個國家以及UIC（國際鐵路聯盟）的代表組成的第22工作組（WG22）正式成立。經過長達11年的工作，1999年6月，IEC/TC9/WG22在ABB公司的MICAS、意大利的CD450和西門子的DIN43322等運行經驗的基礎上制定的通信網絡標準—IEC61375正式成為國際標準。

90年代初美國Echelon公司開發的LonWorks總線主要用于工業控制和建筑自動化，LonWorks總線被鐵路公司和部件供應商所接受并迅速在各個領域推廣普及。LonWorks總線也被用作通信網絡，如日本川崎和加拿大Bombardier等公司將其運用在地鐵通信網絡中。1999年，繼國際標準IEC61375-1正式建立之后，IEEE制定了IEEEl473通信協議。由于沒有知識產權的限制，TCN標準可以任意開發。目前在國際上生產商主要有兩種方式對TCN網絡設備進行開發：一種是通過多功能車輛總線的設備控制芯片來進行開發，即MVBC芯片，主要實現實時協議物理層和鏈路層的任務；另一種開發TCN網絡設備的方式是利用嵌入式處理器和FPGA。由于嵌入式處理器和FPGA具有很好的靈活性，所以后一種開發方式備受青睞。

國內對通信網絡也進行了相關的研究，國內各鐵路廠家開始了聯合開發、自我開發或技術引進工作，主要包括現場總線、TCN、局域網、基于RS485的通信協議、通信介質等領域。如：國防科技大學基于CAN總線的磁懸浮的總線研究；西南交通大學對于把RS485協議用作擺式傾擺控制總線的研究；中南大學鐵道學院基于WTB、MVB、LonWorks等通信網絡的研究；上海鐵道大學基于CAN總線的連接司機臺和控制單元的局部總線研究；上海鐵道大學與株洲電力機車研究所合作開發的基于HDLC的車輛總線和基于ARCNET的總線的通信網絡的研究；株洲電力機車研究所的基于LonWorks的局部總線和總線的研究，基于RS485 協議的局部總線的研究，基于FSK的通信的研究，基于CAN總線的擺式局部控制總線和監控裝置的研究，WTB和MVB的研究等以及國內外MVB產品的兼容性試驗；鐵道科學研究院、四方機車車輛研究所、武漢正遠公司、西南交通大學等購買了或準備購買WTB、MVB、LonWorks的開發工具，可以更好地展開對WTB、MVB、LonWorks的研究。

經過近幾年的自主研發，我國目前己經掌握了TCN比較全面的技術，包括MVBC，WTB和MVB1類設備協議控制器設計，TCN協議棧軟件，在此基礎上形成了許多的網關、中繼器、星型禍合器等產品，這些產品己經與其他國外公司的產品完成了基本互聯測試。

2 以太網技術在通信工程網絡中的應用

目前，以太網在列車通信中的應用主要是提供信息及娛樂功能。傳統的列車系統都是采用鐵路專用的TCN網絡。龐巴迪交通組己經開發了一種由以太網管理列車上的所有車載設備的新型系統。項目開始階段，將采用以太網環路與原有的TCN系統相結合的方案，不過，在不久未來以太網將會完全取代TCN。目前完全采用以太網網絡的列車項目己經進入設計階段。

日本日立公司也對基于工業以太網的新型通信網絡加緊研究，并提出了基于以太網的B-System的構架。B-System主要由車載以太網（B-LAN）和無線網絡（B-NUS）兩種網絡組成。B-System網絡可以傳輸診斷信息、控制信息、旅客信息、視頻監控并實現車地間的無縫連接。

近幾年來，國際電工委員會己經規定實施以太網標準。在2009年和2010年分別完成了作為鐵路應用的“車輛網絡一以太網”標準IEC61375-3-4和“網絡一以太網”標準IEC61375-2-5。這對于以太網技術在通信網絡中的應用將起到很大的推動作用。

在國內，以太網在通信網絡中的應用還沒有得到普及。由青島四方一龐巴迪一鮑爾鐵路運輸設備有限公司研發的CRH1型動車組對以太網技術在中的應用進行了初步的探索。在CRH1型動車組上配置了以太網接口，由于以太網可以連接整個車輛，因此可以利用其接口提供維修、服務、控制等。此外，它還可用于調試、下載應用程序及其他開發。在CRH2型長編組臥鋪動車組上以太網就成功運用到視頻娛樂系統中。

3 結束語

在通信工程上各種服務對象和控制設備不斷增多的同時，通信線路所要傳輸信息的數量和種類也隨之不斷增長，為了能夠將這些信息準確、安全、可靠和快速地在整個通信工程網絡上傳輸，同時提高其監視、控制和診斷水平，就急需一種能夠承載大容量且具備高速度的系統來傳輸信息。正是在這樣的背景下通信工程通信網絡（Train Communication Network，TCN）應運而生，它將通信工程上具有不同功能分布于不同位置的控制節點通過通信介質以一定的規則連接起來，在計算機硬、軟件的共同支持下形成信息通道，從而為通信工程上的各個節點通信提供可靠和穩定的服務。

參考文獻

[1]張占慶.通信工程建設存在的問題與對策[J].黑龍江通信技術，1994（03）.

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