轨道车辆用车载以太网交换机的制作方法_2

文档序号:8772689阅读:来源:国知局
交换机信号收发及列车重联方法包括列车网与车辆网的数据转换方法,即步骤2)中多路以太网端口接收的实时协议数据包为邻居列车节点报文,经CPU模块对列车节点报文进行逻辑运算处理后,组成新的列车级数据包通过多路以太网端口发送给其余以太网交换机;其余以太网交换机接收的列车级数据包经CPU模块对列车节点报文进行逻辑运算处理后,将列车节点报文拆分为N个数据包,并根据列车逻辑发送给相应列车的以太网控制器。
[0037]本实用新型与现有技术相比的有益效果为:
[0038]I)与传统车载以太网交换机相比,该以太网交换机可支持链路聚合、旁路、二层转发\三层路由功能、列车数据实时传输、列车网车辆网数据转换和支持列车重联功能;
[0039]2)可根据实际应用灵活扩展和配置,接口数量多,即可根据需求配置多路以太网接口,如8路以太网接口、16路以太网接口或24路以太网接口,有效降低交换机生产成本;
[0040]3)数据传输速率可达千兆,传输速率快且可靠性强,有效简化列车动态网络配置和维护操作。
【附图说明】
[0041]图1为本实用新型的以太网交换机结构示意图(一);
[0042]图2为本实用新型电源模块结构图;
[0043]图3为本实用新型CPU模块结构图;
[0044]图4为本实用新型交换模块结构图;
[0045]图5为本实用新型以太网收发器模块结构图;
[0046]图6为本实用新型旁路模块结构图;
[0047]图7为本实用新型前背板模块结构图;
[0048]图8为本实用新型后背板模快结构图;
[0049]图9为本实用新型的以太网交换机结构示意图(二);
[0050]图10为本实用新型的以太网交换机结构示意图(三)。
【具体实施方式】
[0051]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,均属于本实用新型的保护范围。
[0052]实施例1
[0053]参见图1,轨道车辆用车载以太网交换机,包括电源模块、CPU模块、交换模块、以太网收发器模块、前背板模块和后背板模块;
[0054]电源模块与后背板模块连接,为CPU模块、交换模块和以太网收发器模块供电;
[0055]电源模块结构图如图2,电源模块包含2路独立的电磁兼容保护电路和前端电源模块,具有2路冗余输入,当一路供电电路故障时,可由另一供电电路进行供电,提高供电的安全性。电源模块提供为+5V和+3.3V直流电压,具有高隔离性、高稳定性和低纹波的优点。
[0056]CPU模块与交换模块和后背板模块连接,CPU模块结构图参见图3,CPU模块包含高速微处理器芯片,运行嵌入式操作系统,对外提供USB接口、串口接口、以太网接口、RTC时钟电路和PCIE接口 ;
[0057]其中,高速微处理器芯片通过PCIE接口与交换模块进行双向通讯,通过PCIE接口实现数据交互的高传输速率;
[0058]CPU模块通过USB接口或以太网接口进行程序升级;
[0059]CPU模块通过RTC时钟电路提供实时时钟信号。
[0060]交换模块与CPU模块、后背板模块和以太网收发器模块连接;交换模块结构图参见图4,交换模块包含高密度端口交换芯片,对外提供PCIE接口、24路介质无关接口和端口状态接口。
[0061]高密度端口交换芯片通过PCIE接口与高速微处理器芯片进行双向通讯;
[0062]交换模块通过24路介质无关接口与以太网收发器模块进行双向通讯;
[0063]交换模块通过端口状态接口控制前背板模块的LED灯的闪烁状态。
[0064]该以太网交换机包含I个以太网收发器模块,以太网收发器模块与交换模块、后背板模块和前背板模块连接。
[0065]以太网收发器模块结构图参见图5,以太网收发器模块内包含以太网收发器,对外提供8路介质无关接口和8路以太网接口 ;
[0066]以太网收发器模块的以太网收发器通过8路介质无关接口与高密度端口交换芯片进行双向通讯;
[0067]以太网收发器模块的以太网收发器通过8路以太网接口与前背板模块连接;
[0068]其中,以太网收发器模块的以太网收发器与8路以太网接口之间设有网络变压器。
[0069]前背板模块与CPU模块和以太网收发器模块连接。
[0070]前背板模块结构图参见图7,前背板模块上设有电源接口、CPU模块接口、交换模块接口、以太网收发器模块接口、USB端口、串行端口、调试用以太网端口、8路以太网端口和用于显不8路以太网端口状态的LED灯。
[0071 ] 前背板模块通过电源接口与电源模块相连,为电源模块提供电能;
[0072]前背板模块通过CPU模块接口与CPU模块相连,且提供USB端口、串口端口和调试用以太网端口;
[0073]本实施例中,前背板模块上采用通用型、牢固型、抗震型、耐用型、可靠型和防错插型的对外接口连接器,即上述USB端口、串行端口、调试用以太网端口、8路以太网端口均采用D编码Ml2连接器。电源接口采用A编码Ml 2连接器,防止电源接口误插。
[0074]前背板模块通过交换模块接口与交换模块相连,交换模块通过端口状态接口控制前背板模块的LED灯的闪烁状态;
[0075]前背板模块通过以太网收发器模块接口与以太网收发器模块相连,且提供8路以太网端口。
[0076]后背板模块结构图参见图8,后背板模块与电源模块、CPU模块、交换模块和以太网收发器模块连接,
[0077]后背板模块通过与电源模块相连,为该以太网交换机各模块提供电能;
[0078]交换模块通过后背板模块与以太网收发器模块相连,实现交换模块与以太网收发器模块之间的双向通讯。
[0079]使用该以太网交换机进行信号收发及列车重联方法为:
[0080]I) CPU模块配置交换模块,实时协议数据包格式;
[0081]2)多路以太网端口接收实时协议数据包,并依次经以太网收发器模块和交换模块将接收到的实时协议数据包传递给CPU模块;
[0082]3) CPU模块实时协议数据帧,并将处理后的实时协议数据包依次经交换模块和以太网收发器模块发送至多路以太网端口输出。
[0083]实施例2
[0084]与实施例1的以太网交换机的结构组成基本相同,区别特征在于:参见图9,实施例2的以太网交换机包含2个以太网收发器模块,每个以太网收发器模块内均设有以太网收发器,2个以太网收发器对外提供共2个8路介质无关接口和2个8路以太网接口,即该以太网交换机可对外提供16路介质无关接口和16路以太网接口。
[0085]实施例3
[0086]与实施例2的以太网交换机的结构组成基本相同,即电源模块、CPU模块、交换模块、以太网收发器模块结构、前背板模块和后背板模块与组成如实施例2,区别特征在于:
[0087]参见图10,实施例3的以太网交换机除了包含2个以太网收发器模块外还设有旁路模块,即该以太网交换机可对外提供24路介质无关接口和24路以太网接口。旁路模块结构图参见图6,旁路模块包含以旁路模块太网收发器,对外提供8路介质无关接口、4路旁路接口和4路以太网接口;
[0088]旁路模块以太网收发器通过8路介质无关接口与高密度端口交换芯片进行双向通讯;
[0089]旁路模块以太网收发器通过4路以太网接口和4路旁路接口与前背板模块连接,前背板模块设有旁路模块接口和4路旁路端口;
[0090]其中,旁路模块的以太网收发器与4路以太网接口之间设有网络变压器;旁路模块的以太网收发器与4路旁路接口之间设有
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