列车网络控制技术基础

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1、列车网络控制技术基础2007年10月31日·株洲株洲南车时代电气股份有限公司技术中心王雨讲解内容网络的基本概念TCN列车通信网络标准IEC613751网络基本概念1.1内容提纲网络的基础网络的内涵网络的特点列车网络技术的发展1网络基本概念1.2引言当今人类正进入网络社会，计算机网络的迅猛发展正在改变着人们的工作和生活。铁路运输也不例外。城轨车、动车组、高速车、地铁、摆式列车等列车控制命令和状态信息的传递，对各部件的诊断，信息显示等均离不开列车网络系统。1.2.1引言-传统方式1网络基本概念1.2.2引言-网络方式1网络基本概念1网络基本概念

2、1.3通信系统简介——通信是网络的基础1.3.1通信系统的组成信息源和信息接收者发送设备传输介质接收设备1网络基本概念1.3.2通信系统的功能数据通信资源共享增加可靠性提高系统处理能力1网络基本概念1.3.3传输速率波特率1.3.4通信方式单工通信半双工通信全双工通信1.4网络内涵1网络基本概念1.4.1网络拓扑星形拓扑环形拓扑总线拓扑树形拓扑自由拓扑1.4.1网络拓扑（续）1网络基本概念1.4.2.网络传输介质1网络基本概念双绞线同轴电缆光导纤维电缆无线1网络基本概念双绞线双绞线(TwistedPair,TP)是目前使用最广，价格相对便宜

3、的一种传输介质。它由两条相互绝缘的铜导线组成。其中导线的典型直径为1mm(在0.4mm至1.4mm之间)。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。“双绞线”的名字也是由此而来。由若干对双绞线构成的电缆被称为双绞线电缆。1网络基本概念同轴电缆同轴电缆（COARIALCABLE）的得名与它的结构相关。同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一。它用来传递信息的一对导体是按照一层圆筒式的外导体套在内导体（一根细芯）外面，两个导体间用绝缘材料互相隔离的结构制选的，外层

4、导体和中心轴芯线的圆心在同一个轴心上，所以叫做同轴电缆。广泛使用的同轴电缆有两种，分别是阻抗为50Ω的基带同轴电缆和阻抗为75Ω的宽带同轴电缆。1网络基本概念光导纤维电缆光纤是以光脉冲的形式来传输信号，以玻璃或有机玻璃等为网络传输介质。它由纤维芯、包层和保护套组成。光纤传输带宽非常宽，通信容量很大；传输损耗小，中继距离长，特别适用于长距离传输；抗雷电和抗电磁干扰能力强；保密性好，不易被窃听或截取数据；体积小，重量轻；误码率低，传输可靠性高；价格正在不断下降。1网络基本概念无线无线介质是指信号通过空气传播，信号不被约束在一个物理导体内。无线介

5、质实际上就是无线传输系统，主要包括无线电、微波和卫星通信等。1.5开放系统互连OSI七层模型1网络基本概念76543211网络基本概念物理层(PhysicalLayer)要传递信息就要利用一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆等，物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接，以及它们的机械、电气、功能和过程特性。如规定使用电缆和接头的类型，传送信号的电压等。在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理，单位是比特。1网络基本概念数据链路层(DataLinkLayer)数据链路层负责在两个相邻结点间的线路上，无差错的传送以帧为单位的数

6、据。每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。和物理层相似，数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路的连接。在传送数据时，如果接收点检测到所传数据中有差错，就要通知发方重发这一帧。1网络基本概念网络层(NetworkLayer)在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息--源站点和目的站点地址的网络地址。1网络基本概念传输层(TransportL

7、ayer)该层的任务时根据通信子网的特性最佳的利用网络资源，并以可靠和经济的方式，为两个端系统（也就是源站和目的站）的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责可靠地传输数据。在这一层，信息的传送单位是报文。1网络基本概念会话层(SessionLayer)这一层也可以称为会晤层或对话层，在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，统称为报文。会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。1网络基本概念表示层(PresentationLaye

8、r)这一层主要解决拥护信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压