基于交换式以太网的TCN设计与实时性能分析.pdf

第22卷第6期 团 计算机应用 NETWORKT网EC络HN技lQ术UE Vol22 No 6 文章编 号：1005—845l(2013)06—0051-06 基于交换式以太网的TCN设计与实时 性能分析 邢 震 ，贾步超 ，穆建成 ，马连川 (1．北京交通大学 轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京 100044； 2．南车青岛四方机车车辆股份有限公司 技术中心，青岛，266111； 3．铁道部 科学技术司，北京 100844； 4．北京交通大学 电子信息工程学院，北京 100044) 摘 要：针对传统列车通信网络 (TCN)难以满足下一代列车通信网络大容量、实时性的数 据传输需求，本文提出基于交换式以太网的列车通信网络 (EB—TCN)解决方案，建立 了EB—TCN 拓扑结构和通信协议栈模型。为 了保证EB—TCN的实时性，在通信协议栈中加入实时虚拟层 ，通 过集中式主从调度机制调度底层 以太网资源。最后对骨干层和车辆控制层的实时性进行理论分 析。新方案较大地提高网络带宽同时，能保证 网络的确定性和实时性，能很好地满足传统TCN传 输数据的要求，能够成为TCN网络的替代方案。 关键词：交换式以太网；EB—TCN；实时虚拟层；可靠性 ·ll图分类号：U285．5 文献标识码：A Designandreal-timeperformanceanalysisonSwitchedEthernet basedTrainCommunicationNetwork XING Zhen’．JIA Buchao．MU Jiancheng．MALianchuan f1．StateKeyLaboratoryofRailTrafficControlandSafety,Beijing 100044，China； 2．TechnologyCenter，CSRQingdaoSifangLocomotiveRollingStockCo．，Ltd．，Qingdao 266111，China； 3．BureauofScienceandTechnology,MinistryofRailways，Beijing 100844，China； 4．SchoolofElectronicsandInformationEngineering，BeijingJiaotongUniversity,Beijing 100044，China) Abstract：Sincetraditionaltraincommunicationnetwork(TCN)wasdimculttomeettheneedofreal-time． 1arge—capacitydatatransmissionofthenextgenerationTCN，thispaperpresentedasolutionofEthernetBased— TrainCommunicationNetwork(EB—TCN)，givenEB-TCNnetworktopologyandcommunicationprotocol stack．Inordertoensurereal—timerequirementofEB—TCN，thepaperaddedreal—timevirtuallayerinthe communicationprotocolstackandschedulesunderlyingEthernetresourcebyusingcentralizedmaster-slave schedulingmechanism．Finally,thepapertheoreticallyanalyzedreal—timeperformanceoft