列車通信網(wǎng)絡(luò)

1、1列車通信網(wǎng)絡(luò)Train_Communication_Network，TCN 2定義列車網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)定義列車網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)車速測量輔助控制制動(dòng)控制牽引控制車廂控制N機(jī)車控制列車故障診斷列車運(yùn)行自動(dòng)控制供電控制空調(diào)控制車門控制軸溫檢測制動(dòng)控制車 廂 總 線。車廂控制1車 廂 總 線列 車 總 線車 廂 總 線3列車網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)內(nèi)容列車網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)內(nèi)容兩條總線在鏈路層都提供了以下相同的兩種服務(wù)：兩條總線在鏈路層都提供了以下相同的兩種服務(wù)：l過程數(shù)據(jù)傳輸：輪詢式的，源尋址的廣播數(shù)據(jù)；l消息數(shù)據(jù)傳輸：按需求的，目的尋址的數(shù)據(jù)報(bào)。在更高層，實(shí)時(shí)協(xié)議提供了兩種與總線無關(guān)的應(yīng)在更高層，實(shí)時(shí)協(xié)議提供了兩種與

2、總線無關(guān)的應(yīng)用服務(wù)：用服務(wù)： 變量 （分布式過程數(shù)據(jù)庫）； 消息集 （呼叫/應(yīng)答消息或多播消息）。網(wǎng)絡(luò)管理支持配置、維護(hù)和操作。一套一致性測試的方針使得設(shè)備能夠協(xié)調(diào)工作。4數(shù)據(jù)分類數(shù)據(jù)分類列車通信網(wǎng)絡(luò)將傳輸兩類數(shù)據(jù)：列車通信網(wǎng)絡(luò)將傳輸兩類數(shù)據(jù)： 短而緊迫的過程變量短而緊迫的過程變量 (Process_Variables(Process_Variables) )（如（如用于牽引控制）；用于牽引控制）； 不太緊迫，但可能較長的消息變量（如用于診不太緊迫，但可能較長的消息變量（如用于診斷）。斷）。5列車通信網(wǎng)絡(luò)列車通信網(wǎng)絡(luò)(TCN)的主要作用的主要作用連接車廂內(nèi)的可編程設(shè)備，以便于實(shí)現(xiàn)：連接車廂內(nèi)的

3、可編程設(shè)備，以便于實(shí)現(xiàn)：機(jī)車、車廂和列車控制；機(jī)車、車廂和列車控制；遠(yuǎn)程故障診斷和維護(hù)；遠(yuǎn)程故障診斷和維護(hù)；旅客信息服務(wù)。旅客信息服務(wù)。6列車通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)列車通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)工作環(huán)境惡劣，可靠性要求高；工作環(huán)境惡劣，可靠性要求高；控制操作實(shí)時(shí)性（時(shí)間確定性）要求高；控制操作實(shí)時(shí)性（時(shí)間確定性）要求高；列車組成的動(dòng)態(tài)性；列車組成的動(dòng)態(tài)性；7國際標(biāo)準(zhǔn)及我國鐵路標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)及我國鐵路標(biāo)準(zhǔn)IEC-61375-1 TCN（本課程主要介紹內(nèi)容）；I E E E 1 4 7 3 TCN/LonworksTB/T 3035-2002實(shí)際應(yīng)用還有實(shí)際應(yīng)用還有：FSK、HART、WorldFIP、HDLC等TB中

4、華人民共和國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 3035-2002列 車 通 信 網(wǎng) 絡(luò)Train Communication Network2002-02-09發(fā)布 2002-07-01實(shí)施中華人民共和國鐵道部發(fā)布8IEEE1473IEEE1473允許協(xié)議設(shè)計(jì)組合允許協(xié)議設(shè)計(jì)組合組合組合車廂總線非時(shí)車廂總線非時(shí)間嚴(yán)格型間嚴(yán)格型車廂總線車廂總線時(shí)間嚴(yán)格型時(shí)間嚴(yán)格型列車總線列車總線IT型型T型型T型型IIL型型T型型T型型IIIL型型L型型T型型IVL型型L型型L型型9TB/T 30352002允許協(xié)議設(shè)計(jì)組合允許協(xié)議設(shè)計(jì)組合組合組合車廂總線車廂總線非時(shí)間嚴(yán)格型非時(shí)間嚴(yán)格型車廂總線車廂總線時(shí)間嚴(yán)格型時(shí)間嚴(yán)格型

5、列車總線列車總線IT型型T型型T型型IIL型型T型型T型型IIIL型型L型型T型型IVL型型L型型L型型10西門子公司西門子公司TCN之產(chǎn)品之產(chǎn)品 Siemens AG與德國與德國Adtranz一起生產(chǎn)牽引電氣設(shè)一起生產(chǎn)牽引電氣設(shè)備。備。 西門子生產(chǎn)的列車通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，主要是基于其西門子生產(chǎn)的列車通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，主要是基于其車載微機(jī)車載微機(jī)SIBAS/SIBAS32系統(tǒng)的系統(tǒng)的WTB和和MVB的的網(wǎng)卡和輸入輸出接口卡。網(wǎng)卡和輸入輸出接口卡。 11杜岡杜岡公司公司( (duagonduagon GmbH GmbH) )產(chǎn)品產(chǎn)品12優(yōu)尼康公司（優(yōu)尼康公司（UniControlsUniControls

6、）產(chǎn)品）產(chǎn)品 捷克一家從事運(yùn)輸及能源系統(tǒng)開發(fā)生產(chǎn)的公司。捷克一家從事運(yùn)輸及能源系統(tǒng)開發(fā)生產(chǎn)的公司。 在列車通信網(wǎng)絡(luò)方面的產(chǎn)品有：車載微機(jī)、在列車通信網(wǎng)絡(luò)方面的產(chǎn)品有：車載微機(jī)、WTB總線網(wǎng)關(guān)?？偩€網(wǎng)關(guān)。13TCN的優(yōu)缺點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：TCN的功能齊全已經(jīng)成為鐵標(biāo)有一定國內(nèi)應(yīng)用的前例TCN的不足：的不足：WTB協(xié)議復(fù)雜TCN產(chǎn)品市場小，價(jià)格昂貴14TCN的主要內(nèi)容如下表的主要內(nèi)容如下表15特征絞線式列車總線WTB多功能車廂總線MVB結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)可變，構(gòu)成改變時(shí)，具有自適應(yīng)性結(jié)構(gòu)及設(shè)備的地址固定不變介質(zhì)屏蔽雙絞線（860米，32個(gè)節(jié)點(diǎn)，相當(dāng)于22個(gè)UIC車廂）雙絞線，RS-485（20米32設(shè)備

7、）；變壓器隔離屏蔽雙絞線（200米32設(shè)備）；星型光纖網(wǎng)（2000米，2個(gè)設(shè)備）物理冗余雙份物理介質(zhì)雙份物理介質(zhì)信號(hào)帶16.32位前同步碼的曼徹斯特編碼帶定界符的曼徹斯特編碼信號(hào)速率1Mbit/s1.5Mbit/s地址空間8 bit地址12 bit地址物理地址點(diǎn)對點(diǎn)及廣播點(diǎn)對點(diǎn)及廣播有效的幀長度在4-132個(gè)字節(jié)之間可變量化的：16，32，64，128或者256 bits完整性幀F(xiàn)CS-16，幀校驗(yàn)以及曼徹斯特編碼IEC60870 校驗(yàn)序列及幀尺寸校驗(yàn)介質(zhì)分配由一臺(tái)主設(shè)備完成由一臺(tái)主設(shè)備完成主設(shè)備權(quán)傳送主設(shè)備，強(qiáng)主設(shè)備或弱主設(shè)備總線管理器通過令牌傳送成為主設(shè)備主設(shè)備冗余初運(yùn)行后，主設(shè)備權(quán)傳遞給

8、另一節(jié)點(diǎn)令牌傳遞自動(dòng)進(jìn)行主設(shè)備權(quán)轉(zhuǎn)換冗余校驗(yàn)鏈路層服務(wù)過程數(shù)據(jù) 循環(huán) 源尋址廣播數(shù)據(jù)消息數(shù)據(jù) 偶發(fā) 點(diǎn)對點(diǎn)或廣播數(shù)據(jù)報(bào)監(jiān)督數(shù)據(jù) 循環(huán)/偶發(fā) 用于總線管理的數(shù)據(jù)16拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)列車通信網(wǎng)絡(luò)基于以下的兩層結(jié)構(gòu)：列車通信網(wǎng)絡(luò)基于以下的兩層結(jié)構(gòu)： 將不同車廂內(nèi)的節(jié)點(diǎn)連接起來的列車總線；將不同車廂內(nèi)的節(jié)點(diǎn)連接起來的列車總線； 將同一車廂內(nèi)的設(shè)備連接起來的車廂總線。將同一車廂內(nèi)的設(shè)備連接起來的車廂總線。17列車總線列車總線WTBWTB列車總線用于連接不同組成的列車中的各個(gè)車廂：列車總線用于連接不同組成的列車中的各個(gè)車廂： 列車總線支持列車總線支持UIC 556UIC 556規(guī)定的列車組成，總線傳輸距離

9、可規(guī)定的列車組成，總線傳輸距離可達(dá)達(dá)860860米米(22(22個(gè)車廂個(gè)車廂) )。 列車總線至少可以容納列車總線至少可以容納3232個(gè)節(jié)點(diǎn)。個(gè)節(jié)點(diǎn)。 分配給列車總線節(jié)點(diǎn)一個(gè)位置地址，可識(shí)別方向（左分配給列車總線節(jié)點(diǎn)一個(gè)位置地址，可識(shí)別方向（左/ /右、右、前前/ /后），及其它節(jié)點(diǎn)的位置。后），及其它節(jié)點(diǎn)的位置。 多個(gè)車廂連掛時(shí)，列車總線自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)（初運(yùn)行）。多個(gè)車廂連掛時(shí)，列車總線自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)（初運(yùn)行）。 列車總線可承受大約每小時(shí)一次的車廂連掛及解掛操作。列車總線可承受大約每小時(shí)一次的車廂連掛及解掛操作。 為使總線在節(jié)點(diǎn)故障時(shí)仍可工作，事先把各節(jié)點(diǎn)編號(hào)和類為使總線在節(jié)點(diǎn)故障時(shí)仍可工作，事先把各節(jié)

10、點(diǎn)編號(hào)和類型通知給所有的應(yīng)用，以便證實(shí)列車組成的完整性。型通知給所有的應(yīng)用，以便證實(shí)列車組成的完整性。 當(dāng)車廂數(shù)目改變或在總線上進(jìn)行添加、移除設(shè)備時(shí)，不需當(dāng)車廂數(shù)目改變或在總線上進(jìn)行添加、移除設(shè)備時(shí)，不需手動(dòng)干預(yù)列車總線也能繼續(xù)工作。手動(dòng)干預(yù)列車總線也能繼續(xù)工作。 列車總線使用專用介質(zhì)。列車總線使用專用介質(zhì)。UICUIC電纜或電纜或EPEP電纜（電氣制動(dòng)電電纜（電氣制動(dòng)電纜）的要求。纜）的要求。18車廂總線車廂總線MVBMVB車廂總線用于將一個(gè)車廂內(nèi)或不可分的車廂組內(nèi)車廂總線用于將一個(gè)車廂內(nèi)或不可分的車廂組內(nèi)的設(shè)備連接起來：的設(shè)備連接起來： 車廂總線允許設(shè)備的安裝間距在車廂總線允許設(shè)備的安裝間

11、距在200200米以內(nèi)；米以內(nèi)； 車廂總線至少支持車廂總線至少支持256256個(gè)設(shè)備；個(gè)設(shè)備； 車廂總線在最差情況下的響應(yīng)時(shí)間低于車廂總線在最差情況下的響應(yīng)時(shí)間低于16ms16ms；19MVBMVB物理層物理層MVB提供三種不同的物理介質(zhì)，它們以相同速率提供三種不同的物理介質(zhì)，它們以相同速率運(yùn)行：運(yùn)行：電短距離介質(zhì)傳送距離20米，使用標(biāo)準(zhǔn)的RS-485收發(fā)器，每段最多支持32個(gè)設(shè)備。電中距離介質(zhì)傳送距離200米，每段最多支持32個(gè)設(shè)備，屏蔽雙絞線，變壓器隔離；光學(xué)玻璃纖維介質(zhì)，星型連接或點(diǎn)到點(diǎn)方式下最大距離2000米。20電短距離介質(zhì)電短距離介質(zhì)ESDESD 該介質(zhì)使用該介質(zhì)使用RS-485收

12、發(fā)器，基于基本的差分傳輸。無需收發(fā)器，基于基本的差分傳輸。無需在發(fā)送器和收發(fā)器之間電隔離。適用于位于密閉機(jī)箱里的在發(fā)送器和收發(fā)器之間電隔離。適用于位于密閉機(jī)箱里的底板總線之間的通信。底板總線之間的通信。ESD布線拓?fù)淙缦聢D。布線拓?fù)淙缦聢D。21ESD端接器接線端接器接線22ESD連接器布置連接器布置23ESD端接器的連接器布置端接器的連接器布置24ESD信號(hào)波形幀開始示例信號(hào)波形幀開始示例25ESD的發(fā)送器的發(fā)送器 發(fā)送器應(yīng)ISO8482（RS-485）標(biāo)準(zhǔn)，約束條件為：a）當(dāng)驅(qū)動(dòng)一個(gè)并聯(lián)電容為50.0PF 的54.0負(fù)載時(shí)，信號(hào)的上升時(shí)間(10%90%)應(yīng)小于0.03BT(20ns,1.5M

13、bit/s)。b）發(fā)送器以兩種有源電平提供低阻抗差動(dòng)電壓源：高電平，此時(shí)電壓差高電平，此時(shí)電壓差(Up - Un)在以下范圍內(nèi)：在以下范圍內(nèi)：+1.5 V (Up - Un) +5.0 V，驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)54.0 阻性負(fù)載時(shí)；阻性負(fù)載時(shí)；+1.5 V (Up - Un) (Up - Un) -5.0 V，驅(qū)動(dòng)為，驅(qū)動(dòng)為54,0 阻性負(fù)載時(shí)；阻性負(fù)載時(shí)；-1.5 V (Up - Un) -6.0 V，無負(fù)載時(shí)。，無負(fù)載時(shí)。注：本規(guī)范比ISO8482 更嚴(yán)格，在選擇商用收發(fā)器時(shí)必須留心。IEC61158-2 的收發(fā)器能夠滿足本規(guī)范。26ESD的接收器的接收器接收器遵循ISO8482(RS-485)標(biāo)準(zhǔn)

14、，約束條件為：a）根據(jù)不同的線路電壓，接收器在其RxS輸出上產(chǎn)生兩種不同的電平： 當(dāng)線路朝高電平驅(qū)動(dòng)，如果電壓差(Up - Un)大于+0.200 V，則為高電平。 當(dāng)線路朝低電平驅(qū)動(dòng)或線路無驅(qū)動(dòng)只有偏壓存在時(shí)，如果電壓差(Up - Un)小于-0.200V，則為低電平。b）接收器至少應(yīng)有0.050V的滯后，但不能大于0.200V。c）接收器在有RS-485規(guī)定的相對于Bus_GND線的共模電壓存在時(shí)，應(yīng)能正確工作。27ESD拓?fù)渫負(fù)?8電中距離介質(zhì)電中距離介質(zhì)EMD 在封閉的列車系統(tǒng)中，MVB可以跨越幾個(gè)車廂。在這種應(yīng)用中可采用電中距離介質(zhì)，每段最大可以達(dá)到200米，約4個(gè)車廂。用于連接不解

15、掛的車廂組合。29EMD傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)采用雙絞屏蔽線，屏蔽方式如圖；采用雙絞屏蔽線，屏蔽方式如圖；收發(fā)器與傳輸介質(zhì)之間采用變壓器隔離。收發(fā)器與傳輸介質(zhì)之間采用變壓器隔離。30收發(fā)器與傳輸介質(zhì)的連接收發(fā)器與傳輸介質(zhì)的連接31設(shè)備與設(shè)備與EMD的雙線連接的雙線連接(冗余冗余)32EMD連接器的布置33EMD幀起始示例34光纖介質(zhì)連接光纖介質(zhì)連接 光纖介質(zhì)由一對構(gòu)成全雙工點(diǎn)對點(diǎn)連接的光纖組成。 光介質(zhì)被推薦用于高電磁噪音的區(qū)域，例如機(jī)車。35拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 電介質(zhì)采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而光介質(zhì)通常采用星型拓?fù)洹?6MVB總線段連接總線段連接(混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))37總線控制器（總線控制器（Bu

16、s_Controller）總線控制器用途：總線控制器用途：控制總線的訪問；控制總線的訪問；通過發(fā)送器和接收通過發(fā)送器和接收器附掛到兩條冗余總器附掛到兩條冗余總線；線；包含編碼器包含編碼器/譯碼器譯碼器和通信存儲(chǔ)和通信存儲(chǔ)（Traffic_Store）控制邏輯；控制邏輯；譯碼到達(dá)幀并尋址譯碼到達(dá)幀并尋址通信存儲(chǔ)。通信存儲(chǔ)。38端口與通信存儲(chǔ)器端口與通信存儲(chǔ)器通信存儲(chǔ)器設(shè)立目的通信存儲(chǔ)器設(shè)立目的端口分為兩類端口分為兩類 邏輯端口邏輯端口 物理端口物理端口 通信存儲(chǔ)器的組成通信存儲(chǔ)器的組成通信存儲(chǔ)器的訪問者通信存儲(chǔ)器的訪問者39MVB信號(hào)編碼信號(hào)編碼 MVB速率：1.5MB/s。 數(shù)據(jù)采用曼切斯特編

17、碼。 數(shù)據(jù)位編碼如圖40MVB信號(hào)編碼信號(hào)編碼 非數(shù)據(jù)符編碼非數(shù)據(jù)符編碼NH和NLa）一個(gè)）一個(gè)“NH”的編碼在整個(gè)位單元為的編碼在整個(gè)位單元為HIGH；b）一個(gè)）一個(gè)“NL”的編碼在整個(gè)位單元為的編碼在整個(gè)位單元為LOW。41MVB幀起始定界符幀起始定界符 幀數(shù)據(jù)以9-bit幀源定界符開頭 主設(shè)備幀起始符MSD(Master Start Delimiter) 從設(shè)備幀起始符SSD(Slave Start Delimiter)42MVB幀結(jié)束分界符幀結(jié)束分界符 當(dāng)介質(zhì)為ESD時(shí)，添加一個(gè)“NL”編碼，并停止發(fā)送； 當(dāng)介質(zhì)為EMD時(shí)，在“NL”編碼之后添加一個(gè)“NH”編碼，并停止發(fā)送（如下圖所示

18、）； 當(dāng)介質(zhì)為光纖時(shí)，添加一個(gè)“NL”編碼，并停止發(fā)送。43MVB信號(hào)傳輸信號(hào)傳輸 以以9-bit幀幀Start_Delimiter（源定界符）打頭，以（源定界符）打頭，以8-bit Check_Sequence（校驗(yàn)序列）結(jié)束（校驗(yàn)序列）結(jié)束 44介質(zhì)冗余介質(zhì)冗余45光纖介質(zhì)冗余光纖介質(zhì)冗余46主設(shè)備權(quán)的轉(zhuǎn)移主設(shè)備權(quán)的轉(zhuǎn)移令牌傳送算法令牌傳送算法 ：47MVB鏈路層鏈路層一次傳輸包括兩種類型幀：一次傳輸包括兩種類型幀： 主設(shè)備幀（主設(shè)備幀（Master_Frame），只由總線主設(shè)備生成；），只由總線主設(shè)備生成； 從設(shè)備幀（從設(shè)備幀（Slave_Frame），由從設(shè)備在響應(yīng)主設(shè)備幀時(shí)），由從設(shè)

19、備在響應(yīng)主設(shè)備幀時(shí)發(fā)送。發(fā)送。 一個(gè)主設(shè)備幀及相應(yīng)從設(shè)備幀共同形成一個(gè)報(bào)文：一個(gè)主設(shè)備幀及相應(yīng)從設(shè)備幀共同形成一個(gè)報(bào)文：48報(bào)文類型報(bào)文類型 MVB中有16種報(bào)文，由主設(shè)備幀中的F_code區(qū)分。F_code（功能碼）（功能碼）報(bào)文類型報(bào)文類型016位過程數(shù)據(jù)請求幀位過程數(shù)據(jù)請求幀132位過程數(shù)據(jù)請求幀位過程數(shù)據(jù)請求幀264位過程數(shù)據(jù)請求幀位過程數(shù)據(jù)請求幀3128位過程數(shù)據(jù)請求幀位過程數(shù)據(jù)請求幀4256位過程數(shù)據(jù)請求幀位過程數(shù)據(jù)請求幀5(保留保留)6(保留保留)7(保留保留)8主設(shè)備權(quán)傳送請求幀主設(shè)備權(quán)傳送請求幀9總體事件請求幀總體事件請求幀10(保留保留)11(保留保留)12256位消息數(shù)據(jù)

20、請求幀位消息數(shù)據(jù)請求幀13組事件請求幀組事件請求幀14單事件請求幀單事件請求幀15設(shè)備狀態(tài)請求幀設(shè)備狀態(tài)請求幀49Process_Data（過程數(shù)據(jù)）報(bào)文（過程數(shù)據(jù)）報(bào)文 對F_code0.4和Logical_Address的Master_Frame進(jìn)行響應(yīng)的Process_Data50MVB幀長度幀長度51Message_Data（消息數(shù)據(jù)）報(bào)文（消息數(shù)據(jù)）報(bào)文 Message_Data是對包含是對包含F(xiàn)_code12和設(shè)備地址和設(shè)備地址的的Master_Frame的響應(yīng)，其長度固定為的響應(yīng)，其長度固定為256 bits。Message_Data包含一個(gè)供所有設(shè)備譯碼的包含一個(gè)供所有設(shè)備譯碼

21、的12-bit目的地址。目的地址。52監(jiān)督數(shù)據(jù)監(jiān)督數(shù)據(jù)(Supervisory_Data(Supervisory_Data) ) 報(bào)文報(bào)文 Supervisory_Data幀是對幀是對F_code8、9、13、14或或15的的Master_Frame的響應(yīng)。其長度總是的響應(yīng)。其長度總是16 bits。53MVB介質(zhì)分配（介質(zhì)分配（MAC）MVB由單個(gè)主設(shè)備控制，該設(shè)備是能發(fā)送由單個(gè)主設(shè)備控制，該設(shè)備是能發(fā)送Master_FramesMaster_Frames（主設(shè)備幀）的唯一設(shè)備，所有其（主設(shè)備幀）的唯一設(shè)備，所有其它的設(shè)備都是從設(shè)備，他們不能自發(fā)發(fā)送。它的設(shè)備都是從設(shè)備，他們不能自發(fā)發(fā)送。在

22、持續(xù)幾秒鐘的一輪期間，可能有幾個(gè)設(shè)備在持續(xù)幾秒鐘的一輪期間，可能有幾個(gè)設(shè)備Bus_AdministratorsBus_Administrators（總線管理器）（總線管理器）能夠成能夠成為主設(shè)備，但一次只能一個(gè)成為主設(shè)備。為主設(shè)備，但一次只能一個(gè)成為主設(shè)備。主設(shè)備可位于總線的任意位置。主設(shè)備可位于總線的任意位置。主設(shè)備按照某種預(yù)定順序（策略）對端口進(jìn)行周主設(shè)備按照某種預(yù)定順序（策略）對端口進(jìn)行周期性的輪詢（期性的輪詢（Polling）。）。54MVB介質(zhì)分配介質(zhì)分配基本周期、周期相、偶發(fā)相；基本周期、周期相、偶發(fā)相；過程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)；過程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)； 主設(shè)備輪詢：源尋址廣播；主設(shè)備輪詢：

23、源尋址廣播； 55MVB介質(zhì)分配介質(zhì)分配過程數(shù)據(jù)：根據(jù)所傳送數(shù)據(jù)的需要安排訪問時(shí)間過程數(shù)據(jù)：根據(jù)所傳送數(shù)據(jù)的需要安排訪問時(shí)間間隔。時(shí)間間隔以基本周期為單位，按間隔。時(shí)間間隔以基本周期為單位，按2n關(guān)系統(tǒng)關(guān)系統(tǒng)一部署。一部署。56MVB介質(zhì)分配介質(zhì)分配57HDLCHDLC數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)幀格式 起始標(biāo)志 要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊 結(jié)束標(biāo)志01111110 000101100110111 01111110 包括起始和終止標(biāo)志的信息塊稱為包括起始和終止標(biāo)志的信息塊稱為HDLC的的“數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀”。起始和終止標(biāo)志采用相同的幀間隔。起始和終止標(biāo)志采用相同的幀間隔符符“01111110”，即在，即在HDLC規(guī)程中，幀

24、與幀之間規(guī)程中，幀與幀之間用用“01111110” 所分隔，所分隔，“幀幀”構(gòu)成了通信雙方構(gòu)成了通信雙方交換的最小單位。交換的最小單位。58“0”“0”比特插入法比特插入法 為保證幀間隔符為保證幀間隔符“01111110”的唯一性和幀內(nèi)數(shù)據(jù)的透明的唯一性和幀內(nèi)數(shù)據(jù)的透明性，保證性，保證A（地址字段）、（地址字段）、C（控制字段）、（控制字段）、I（信息字（信息字段）、段）、FCS（幀校驗(yàn)序列）中不出現(xiàn)（幀校驗(yàn)序列）中不出現(xiàn)01111110的位模式，的位模式，HDLC采用了采用了0位插入法。位插入法。 發(fā)送端發(fā)送端 發(fā)送發(fā)送“01111110”后，開始數(shù)據(jù)發(fā)送，并在數(shù)據(jù)發(fā)送過程后，開始數(shù)據(jù)發(fā)送，

25、并在數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，檢查發(fā)送的位流，一旦發(fā)現(xiàn)連續(xù)的中，檢查發(fā)送的位流，一旦發(fā)現(xiàn)連續(xù)的5個(gè)個(gè)1，則自動(dòng)，則自動(dòng)在其后插在其后插(附附)上上1個(gè)個(gè)0，并繼續(xù)傳輸后繼的位流；數(shù)據(jù)發(fā)，并繼續(xù)傳輸后繼的位流；數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，追加幀間隔符送結(jié)束后，追加幀間隔符“01111110”。 接收端接收端 識(shí)別出幀間隔符識(shí)別出幀間隔符“01111110”之后，啟動(dòng)接收過程；若識(shí)之后，啟動(dòng)接收過程；若識(shí)別出連續(xù)別出連續(xù)5個(gè)個(gè)1和和1個(gè)個(gè)0，則自動(dòng)丟棄該，則自動(dòng)丟棄該0，以恢復(fù)，以恢復(fù)原來的位流；若識(shí)別出連續(xù)的原來的位流；若識(shí)別出連續(xù)的6個(gè)個(gè)1，表示數(shù)據(jù)結(jié)束，表示數(shù)據(jù)結(jié)束，該數(shù)據(jù)幀接收完成。該數(shù)據(jù)幀接收完成。 59HD

26、LC數(shù)據(jù)傳輸模式數(shù)據(jù)傳輸模式1.1. 正常響應(yīng)模式正常響應(yīng)模式(NRM)(NRM)：主站具有選擇、輪詢從站主站具有選擇、輪詢從站的能力，并可向從站發(fā)送命令或數(shù)據(jù)；從站只有的能力，并可向從站發(fā)送命令或數(shù)據(jù)；從站只有在主站詢問時(shí)才能作為響應(yīng)傳輸數(shù)據(jù)；在主站詢問時(shí)才能作為響應(yīng)傳輸數(shù)據(jù)； 2.2. 異步響應(yīng)模式異步響應(yīng)模式(ARM)(ARM)：主站具有初始鏈路，差錯(cuò)：主站具有初始鏈路，差錯(cuò)校驗(yàn)和邏輯拆鏈功能；從站可以主動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)；校驗(yàn)和邏輯拆鏈功能；從站可以主動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)； 3.3. 異步平衡模式異步平衡模式(ABM)：任一組合站（兼有主、從任一組合站（兼有主、從站功能的站）均可控制鏈路，主動(dòng)傳送數(shù)據(jù)。

27、站功能的站）均可控制鏈路，主動(dòng)傳送數(shù)據(jù)。 60HDLC控制字段格式控制字段格式 01234567信息幀信息幀 I I監(jiān)控幀監(jiān)控幀 S S無編號(hào)幀無編號(hào)幀 U U 0NsP/FNr10typeP/FNr11M1P/FM261HDLC控制字段控制字段_ _信息幀信息幀(I)(I) 用于傳輸用戶數(shù)據(jù)，其控制字段的第用于傳輸用戶數(shù)據(jù)，其控制字段的第0 0位規(guī)定為位規(guī)定為00； NsNs（發(fā)送幀序號(hào)）：說明本幀對應(yīng)的幀序號(hào)（采用模（發(fā)送幀序號(hào)）：說明本幀對應(yīng)的幀序號(hào)（采用模8 8計(jì)計(jì)數(shù)），發(fā)送端可以不必等待確認(rèn)，而連續(xù)地發(fā)送若干幀數(shù)），發(fā)送端可以不必等待確認(rèn)，而連續(xù)地發(fā)送若干幀（不超過（不超過8 8幀）

28、，每發(fā)一幀，幀），每發(fā)一幀，NsNs模模8 8計(jì)數(shù)一次；計(jì)數(shù)一次； P/F（查詢（查詢/終止指示符）：對于不同的傳輸模式，該位終止指示符）：對于不同的傳輸模式，該位具有不同的含義。當(dāng)采用具有不同的含義。當(dāng)采用ARM和和ABM傳輸模式時(shí)，傳輸模式時(shí)，P=1要求對方立即予以響應(yīng)，并在響應(yīng)中置要求對方立即予以響應(yīng)，并在響應(yīng)中置F=1。無論使用何。無論使用何種傳輸模式，種傳輸模式，P/F總是一一對應(yīng)的，在接到總是一一對應(yīng)的，在接到F=1的幀之前，的幀之前，不允許再發(fā)不允許再發(fā)P=1的幀；的幀； NrNr（待收幀序號(hào)）：說明希望接收對方幀的序號(hào)（采用（待收幀序號(hào)）：說明希望接收對方幀的序號(hào)（采用模模8

29、8計(jì)數(shù)），計(jì)數(shù)），NrNr隱含指示該序號(hào)之前的所有幀已被正確接隱含指示該序號(hào)之前的所有幀已被正確接收；收；62HDLC控制字段控制字段_ _監(jiān)控幀（監(jiān)控幀（S S） 用于表示接收狀態(tài)，其控制字段的第用于表示接收狀態(tài)，其控制字段的第0 0、1 1位規(guī)定為位規(guī)定為“10”10”；第第2 2、3 3位表示了四種類型的監(jiān)控幀。位表示了四種類型的監(jiān)控幀。 Type=00, Type=00, 接收準(zhǔn)備就緒接收準(zhǔn)備就緒(RR)(RR)，發(fā)送該，發(fā)送該RRRR監(jiān)控幀的一方準(zhǔn)監(jiān)控幀的一方準(zhǔn)備接收編號(hào)為備接收編號(hào)為NrNr的幀；的幀； Type=10, Type=10, 未準(zhǔn)備就緒未準(zhǔn)備就緒(RNR)(RNR)，

30、發(fā)送該，發(fā)送該RNRRNR監(jiān)控幀的一方說監(jiān)控幀的一方說明已經(jīng)收妥明已經(jīng)收妥NrNr以前的所有幀，但希望對方暫緩發(fā)送以前的所有幀，但希望對方暫緩發(fā)送NrNr幀；幀； Type=01, Type=01, 拒絕接收拒絕接收(REJ)(REJ)，發(fā)送該，發(fā)送該REJREJ監(jiān)控幀的一方說明監(jiān)控幀的一方說明已經(jīng)收妥已經(jīng)收妥NrNr以前的所有幀，但編號(hào)為以前的所有幀，但編號(hào)為NrNr的幀有差錯(cuò)，希望的幀有差錯(cuò)，希望對方重發(fā)編號(hào)為對方重發(fā)編號(hào)為NrNr及其以后的所有幀；及其以后的所有幀； Type=11, 選擇接收選擇接收(SREJ)，該幀的含義類似，該幀的含義類似REJ監(jiān)控監(jiān)控幀，但希望對方僅僅重發(fā)第幀，但

31、希望對方僅僅重發(fā)第Nr幀。幀。 63HDLC控制字段控制字段_ _無編號(hào)幀無編號(hào)幀(U)(U)用于命令的傳輸（建立用于命令的傳輸（建立/ /拆除鏈路）等；拆除鏈路）等；控制字段的第控制字段的第0 0、1 1位規(guī)定為位規(guī)定為“1111”，第，第2 23 3位位（M1M1）和第）和第5 57 7位（位（M2M2）表示）表示U U幀的類型。幀的類型。M(M1M2)=11100(SABM)，某一組合站置本次鏈路為異步平衡模式；M(M1M2)=00010(DISC)，主站請求釋放(拆除)本次鏈路；M(M1M2)=00110(UA)， 從站對主站命令的確認(rèn)，類似BSC中的ACK；M(M1M2)=10001

32、(CMDR)，從站對主站命令的否認(rèn)，類似BSC中的NAK；64絞線式列車總線絞線式列車總線（Wire_Train_Bus，WTB）65WTB總線拓?fù)淇偩€拓?fù)?6WTB物理層物理層 WTB采用屏蔽雙絞線，要求有較高的機(jī)械連接性能。使采用屏蔽雙絞線，要求有較高的機(jī)械連接性能。使用該種介質(zhì)可以達(dá)到用該種介質(zhì)可以達(dá)到1Mbit/s通信速率，長度為通信速率，長度為860m，對，對應(yīng)應(yīng)22節(jié)節(jié)26m長的長的UIC列車?？蛇B接至少列車?？蛇B接至少32個(gè)節(jié)點(diǎn)；個(gè)節(jié)點(diǎn)； MVB采用曼徹斯特編碼，每一數(shù)據(jù)位碼元中間都有跳變，采用曼徹斯特編碼，每一數(shù)據(jù)位碼元中間都有跳變，從高到低的跳變（負(fù)跳變）表示從高到低的跳變（

33、負(fù)跳變）表示1，正跳變則表示，正跳變則表示0。67WTBWTB介質(zhì)附掛單元介質(zhì)附掛單元 介質(zhì)附掛單元有兩個(gè)收發(fā)器介質(zhì)附掛單元有兩個(gè)收發(fā)器,一個(gè)方向上一個(gè)。收一個(gè)方向上一個(gè)。收發(fā)器使用變壓器實(shí)現(xiàn)與外部導(dǎo)線的電隔離，發(fā)器使用變壓器實(shí)現(xiàn)與外部導(dǎo)線的電隔離，并附并附掛到曼切斯特編碼掛到曼切斯特編碼/譯碼器上。譯碼器上。68WTB介質(zhì)冗余介質(zhì)冗余 69WTB信號(hào)及其編碼信號(hào)及其編碼70 WTB幀（擴(kuò)展的幀（擴(kuò)展的ISO/IEC 3309） 71WTBWTB鏈路層及其報(bào)文鏈路層及其報(bào)文WTB有三種報(bào)文：有三種報(bào)文：1）過程數(shù)據(jù)報(bào)文；）過程數(shù)據(jù)報(bào)文；2）消息數(shù)據(jù)報(bào)文；）消息數(shù)據(jù)報(bào)文；3）監(jiān)督數(shù)據(jù)報(bào)文；）監(jiān)督

34、數(shù)據(jù)報(bào)文； 72WTB過程數(shù)據(jù)報(bào)文過程數(shù)據(jù)報(bào)文 73WTB消息數(shù)據(jù)報(bào)文消息數(shù)據(jù)報(bào)文 74WTB監(jiān)督數(shù)據(jù)報(bào)文監(jiān)督數(shù)據(jù)報(bào)文 75WTB介質(zhì)訪問介質(zhì)訪問 76常規(guī)操作常規(guī)操作WTB幀（總結(jié)）幀（總結(jié)） 77WTB初運(yùn)行初運(yùn)行 初運(yùn)行目的：當(dāng)列車的組成改變時(shí)，特別是車廂被初運(yùn)行目的：當(dāng)列車的組成改變時(shí)，特別是車廂被連掛或解掛時(shí)，主設(shè)備重新配置總線。這個(gè)過程稱連掛或解掛時(shí)，主設(shè)備重新配置總線。這個(gè)過程稱為初運(yùn)行。為初運(yùn)行。初運(yùn)行動(dòng)作：初運(yùn)行動(dòng)作： 節(jié)點(diǎn)連接電纜節(jié)形成一個(gè)兩端帶端接器的單段；節(jié)點(diǎn)連接電纜節(jié)形成一個(gè)兩端帶端接器的單段； 每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收一個(gè)標(biāo)明其位置和相對于主設(shè)備的方每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收一個(gè)標(biāo)明其位置和相對于主設(shè)備的方向的唯一地址，并通知主設(shè)備它需要