[實用新型]一種列車實時以太網中繼裝置

有效

• 申請號: 201120172299.0
• 申請日: 2011-05-26
• 公開（公告）號: CN202334565U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 周學勛;蔣國濤;楊衛峰;粟蕩
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L12/56
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本實用新型涉及一種網絡中繼裝置，尤其涉及一種應用于列車通信網絡的實時以太網中繼裝置，廣泛應用于鐵路機車、城市軌道交通、地鐵等車輛。

背景技術

隨著列車通信網絡技術的日益成熟，以太網以其豐富的帶寬、低廉的成本受到了各國鐵路裝備供應商的大力青睞，而尤以100Mbps的以太網作為新一代列車通信網絡的首選。按照IEEE802.3的規定：以太網采用10Base-TX和100Base-TX作為物理層編碼標準，采用5類雙絞線作為物理層傳輸媒介，最大傳輸距離為100米，超過這個距離時，需要增加中繼設備來延長傳輸距離。全雙工的以太網協議雖然并無傳輸距離的限制，但是在實際應用中，物理層技術限制了最大的傳輸距離。IEEE802.3規定以太網采用10Base-TX和100Base-TX作為物理層編碼標準時，采用雙絞線作為傳輸媒介，傳輸距離最大為100米。但在實際應用中編組車輛從首輛到末輛之間的距離往往大于100米，因此需要增加以太網中繼裝置。

列車通信網絡的實時性作為保證列車安全運行的重要條件之一，因此要求應用在列車上的以太網通信系統要具有嚴格的實時性。根據列車不同的應用需求，整個網絡延時一般要求為10毫秒或甚至1毫秒左右。當需要采用雙絞線進行長距離傳輸時，如果采用工業以太網交換機或者集線器來作為中繼設備時，其具有較大的延時,從而造成整個網絡的延時較大，滿足不了列車通信網絡的實時性要求。

目前為了達到延長列車實時以太網傳輸距離的目的，已有方案一般采用交換機或集線器來實現或者通過提升源宿設備的物理層接口電壓來完成。對于交換機或集線器設備，其延時較大；對于采用提高以太網物理層接口電壓的中繼設備，由于其接口電壓不符合IEEE802.3標準規定，很難與其他符合IEEE802.3標準的以太網設備兼容。

有鑒于以上原因，必需研制出一種能夠進行中繼100Base-TX以太網的裝置，并且滿足列車以太網嚴格的實時性要求。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種列車實時以太網中繼裝置，該裝置符合IEEE802.3標準，帶寬較寬、延時小、中繼距離長，能夠使得以太網信號在列車中能夠長距離傳輸，并且滿足列車通信網絡系統嚴格的實時性要求。

本實用新型具體提供了一種列車實時以太網中繼裝置的具體實施方式，一種列車實時以太網中繼裝置，包括電源板和通信處理板，通信處理板進一步包括FPGA模塊和以太網接口模塊，電源板將車載電源輸入轉換成直流電源輸出,為FPGA模塊和以太網接口模塊提供電源，FPGA模塊與以太網接口模塊相連，FPGA模塊實現以太網接口控制，以太網接口模塊實現以太網的物理接口，物理層的編解碼和信號整形功能。

作為本實用新型一種列車實時以太網中繼裝置進一步的實施方式，以太網接口模塊包括以太網物理層收發模塊，網絡變壓器和網口連接器，網口連接器與網絡變壓器相連，網絡變壓器與以太網物理層收發模塊相連，以太網物理層收發模塊與FPGA模塊相連。

作為本實用新型一種列車實時以太網中繼裝置進一步的實施方式，網口連接器采用D編碼的M12連接器。

作為本實用新型一種列車實時以太網中繼裝置進一步的實施方式，FPGA模塊包括中央控制模塊，同步再生模塊，雙口RAM模塊和同步檢測模塊，同步檢測模塊與以太網物理層收發模塊相連，對來自以太網物理層收發模塊MII接口的數據進行同步信息的提取和起始幀分界符的識別，同步檢測模塊與雙口RAM模塊相連，將起始幀分界符之后的有效數據暫存到雙口RAM模塊中；同步再生模塊與雙口RAM模塊相連，提取雙口RAM模塊中的數據幀，并在數據幀前添上新的同步頭和起始幀分界符，增加新的同步信息；雙口RAM模塊暫存數據幀，并進行數據交互；中央控制模塊與雙口RAM模塊相連，控制同步再生模塊和同步檢測模塊工作，產生滿足以太網物理層收發模塊的相應時序，并控制雙口RAM模塊的讀寫時序。

作為本實用新型一種列車實時以太網中繼裝置進一步的實施方式，列車實時以太網中繼裝置包括4個以太網接口，分別為接口1、接口2、接口3和接口4，接口1和接口2組成一條以太網鏈路，用于中繼一路以太網；接口3和接口4組成另一條以太網鏈路，用于中繼另一路以太網。

作為本實用新型一種列車實時以太網中繼裝置進一步的實施方式，FPGA模塊采用現場可編程門陣列芯片。以太網物理層收發模塊采用專用ASIC芯片。?