車站TDCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)課件

《車站TDCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)》本節(jié)重點(diǎn)車站TDCS設(shè)備1.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)備組成、功能2.網(wǎng)絡(luò)連接方式光纖接入、細(xì)同軸電纜接入、實(shí)回線接入各自的特點(diǎn)3.分機(jī)采集設(shè)備設(shè)備組成*中央控制單元：采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能基礎(chǔ)信息的采集

5車站TDCS車站TDCS是TDCS的基層部部分，主要負(fù)責(zé)各種行車信息的采集，是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息源。主要功能有(1)采集列車到發(fā)點(diǎn)和各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及變換信息;(2)機(jī)車調(diào)度命令的無線傳輸;(3)接收調(diào)度所下達(dá)的調(diào)度命令信息。8車站TDCS設(shè)備組成三、車站TDCS設(shè)備組成車站TDCS由車站分機(jī)機(jī)柜、車站通信計(jì)算機(jī)、車務(wù)終端(車站值班員臺(tái))、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(路由器、調(diào)制解調(diào)器、集線器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器)、電源(電源轉(zhuǎn)換開關(guān)、配線盤、UPS)設(shè)備、防雷設(shè)備、聯(lián)鎖系統(tǒng)接口設(shè)備和無線系統(tǒng)接口設(shè)備(與無線調(diào)度命令、無線車次號(hào)校核設(shè)備)等組成。這些設(shè)備的組成和設(shè)備間的連接如圖3-14所示。9車站TDCS設(shè)備組成三、車站TDCS設(shè)備組成按照功能車站TDCS設(shè)備主要由通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、車站分機(jī)采集處理設(shè)備、車站值班員終端|設(shè)備三部分組成。由于TDCS系統(tǒng)各生產(chǎn)廠家不同，設(shè)備略有差別,這里以鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)所研制的車站TDCS為例進(jìn)行介紹。10車站TDCS設(shè)備組成車站TDCS分機(jī)

負(fù)責(zé)接收本站采集的表示信息（包括來自本站采集設(shè)備和微機(jī)聯(lián)鎖的信息），對(duì)采集的信息進(jìn)行加工和處理；接收處理鄰站的信息，并將鄰站信息中繼轉(zhuǎn)發(fā)；接收調(diào)度所下達(dá)的控制命令、計(jì)劃，通過車站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)給車務(wù)終端；也稱為通信計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸單元，或數(shù)傳控制機(jī)等。11車站采集設(shè)備

采集設(shè)備負(fù)責(zé)采集開關(guān)量信息，通常由采集電源板和若干個(gè)采集板組成。采集設(shè)備和TDCS車站分機(jī)都是由兩套設(shè)備，交叉連接組成。122.車務(wù)終端設(shè)備設(shè)于運(yùn)轉(zhuǎn)室，由兩臺(tái)工控機(jī)、兩臺(tái)顯示器、鍵盤/鼠標(biāo)、音箱等組成。車務(wù)終端設(shè)兩臺(tái)顯示器，一臺(tái)顯示本站和鄰站場(chǎng)信息，另一臺(tái)顯示階段計(jì)劃、調(diào)度命令和運(yùn)統(tǒng)二/三的有關(guān)內(nèi)容。車務(wù)終端采用雙機(jī)熱備的工作方式，當(dāng)正在工作的機(jī)器故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換至另一臺(tái)機(jī)器工作。133.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成通常也安裝在采集機(jī)柜中1.通信計(jì)算機(jī)：作用2.交換式網(wǎng)絡(luò)集線器：功能，設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.路由器：功能，協(xié)議4.協(xié)議轉(zhuǎn)換器：功能，代表5.HDSL：功能3.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成（教材）通常也安裝在采集機(jī)柜中集線器集線器就是我們常說的HUB，主要功能是對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行再生整形放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時(shí)把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的節(jié)點(diǎn)上。它工作于OSI(開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型)參考模型第一層，即“物理層”。集線器與網(wǎng)卡、網(wǎng)線等傳輸介質(zhì)一樣，屬于局域網(wǎng)中的基礎(chǔ)設(shè)備。集線器集線器各端口都標(biāo)有端口號(hào)和對(duì)應(yīng)的指示燈,用于指示端口的連接狀態(tài)和帶寬。在正常情下,如果主機(jī)的操作系統(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng),連接有網(wǎng)絡(luò)線的端口另一端插在主機(jī)的網(wǎng)卡端口上時(shí),相應(yīng)端口上的LINK指示燈應(yīng)變亮,若其間有數(shù)據(jù)傳送,指示燈ACT將變?yōu)槌掷m(xù)閃爍,表明這條網(wǎng)線連接的兩端接口工作正常。Power(電源指示燈)點(diǎn)綠燈表示有電源輸入。數(shù)字對(duì)應(yīng)的o指示燈點(diǎn)綠燈,表示交換機(jī)對(duì)應(yīng)端口與外線設(shè)備相連。因此,設(shè)備正常工作時(shí),電源指示燈點(diǎn)集線器綠燈,集線器與外線相連的對(duì)應(yīng)端口的指示燈點(diǎn)綠燈。一般集線器(HUB)的特點(diǎn)是帶寬共享,即集線器上所有端口共用一個(gè)帶寬。因此每個(gè)端口網(wǎng)線的帶寬只是實(shí)際網(wǎng)線帶寬的幾分之一,而本系統(tǒng)使用的交換式集線器特點(diǎn)是各端口各自獨(dú)立、帶寬獨(dú)享,網(wǎng)線可插在集線器的任一端口上。路由器功能：路由：廣域網(wǎng)路由器是構(gòu)成廣域網(wǎng)的必備通信設(shè)備,廣域網(wǎng)的通信過程是通過尋找對(duì)象地址而到達(dá)目的地的路徑,這個(gè)過程在廣域網(wǎng)中稱為“路由”。路由器負(fù)責(zé)在各段廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)間根據(jù)地址建立路由,并計(jì)算傳輸數(shù)據(jù)的最佳路徑,同時(shí)將數(shù)據(jù)送到最終目的地。路由器相當(dāng)于一臺(tái)計(jì)算機(jī),它有自己的操作系統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),內(nèi)存以及周邊組件。它能夠連接多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間最佳尋徑和數(shù)據(jù)報(bào)傳送，可以進(jìn)行流量管理,進(jìn)行數(shù)|據(jù)壓縮、加密等。路由器工作于OSI模型下三層中的第三層一網(wǎng)絡(luò)層,它屏蔽了下兩層物理網(wǎng)絡(luò)的差異,從而實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。路由器總是有多個(gè)LAN(局域網(wǎng))和WAN(廣域網(wǎng))端口,用來實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的物理連接,要求每個(gè)端口所連接的網(wǎng)段是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)號(hào)。協(xié)議轉(zhuǎn)換器2M數(shù)字通道接口協(xié)議：路由器接口協(xié)議：(4)(E1接口)協(xié)議轉(zhuǎn)換器協(xié)議轉(zhuǎn)換器是用來進(jìn)行各種通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的設(shè)備,協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)備有很多,最常用的是V.35到G.703的協(xié)議轉(zhuǎn)換器。由于路由器要接廣域網(wǎng)線路,在車站TDCS中,廣域網(wǎng)的傳輸通道多數(shù)采用E1(即2Mbps)高容量數(shù)字通道,E1數(shù)字通道常用的接口模式標(biāo)準(zhǔn)是G.703模式，而路由器常用的5接口模式有V.35、RS-232、RS-422等模式,所以就涉及選用怎樣的廣域網(wǎng)通道接口與路由器接口進(jìn)行連接的問題。為了使得參數(shù)保持一致,防止數(shù)據(jù)通道的不通、失步等情況,在路由器接口和廣域網(wǎng)通道接口之間需要接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以識(shí)別的模式,完成V.35-G.703模式之間的互相對(duì)接。HDSL：功能與協(xié)議轉(zhuǎn)換器對(duì)比距離：150-5000(5)高速基帶調(diào)制解調(diào)器(HDSL)當(dāng)路由器與鐵通2M光設(shè)備間的線路距離大于150m但小于5km時(shí),因?yàn)樾盘?hào)衰耗過大,所以不能通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器直接與鐵通的2M電纜連接,必須通過一對(duì)HDSL轉(zhuǎn)換完成路由器與光設(shè)備的連接。HDSL設(shè)備之間采用一對(duì)普通銅芯通信電纜連接,在光設(shè)備一側(cè)為C.703模塊(兩個(gè)BNC即同軸電纜插座),在路由器一側(cè)為V.35接口模塊(一個(gè)34芯插座)。三、車站網(wǎng)絡(luò)接口連接方式光纖接入細(xì)同軸電纜接入實(shí)回線連接方式圖3-20圖3-21具體內(nèi)容請(qǐng)翻看教材傳輸介質(zhì)：結(jié)構(gòu)組成三、車站網(wǎng)絡(luò)接口的連接方式為了使車站TDCS與車站其他系統(tǒng)以及所屬鐵路局構(gòu)成廣域網(wǎng),完成TDCS的數(shù)據(jù)傳送和信源采集,車站路由器根據(jù)從車站信號(hào)機(jī)械室到通信機(jī)械室之間連接的不同傳輸介質(zhì),有以下三種可選用的連接方式:光纖連接方式、細(xì)同軸電纜連接方式實(shí)回線連接方式。連接方式原則上采用光纖通信,條件不具備時(shí)再采用同軸電纜連接方式或?qū)嵒鼐€連接方式。①光纖連接方式該方式適用于信號(hào)機(jī)械室到通信機(jī)械室的光傳輸設(shè)備之間有光纜,光設(shè)備至路由器采用2Mb/s數(shù)字通道,如圖3-20所示,通過光纖收發(fā)器直接用光纜連接。②細(xì)同軸電纜線連接方式該方式適用于信號(hào)機(jī)械室到通信機(jī)械室的光傳輸設(shè)備之間無光纜,路由器至傳輸設(shè)備采用2Mb/s數(shù)字通道連接,且其距離小于150m時(shí)。如圖3-21所示,一般采用一對(duì)細(xì)同軸電纜(一收一發(fā))接入?yún)f(xié)議轉(zhuǎn)換器(采用G.703協(xié)議),再由協(xié)議轉(zhuǎn)換器將G.703協(xié)議轉(zhuǎn)換為V.35協(xié)議接入路由器。傳輸介質(zhì)：結(jié)構(gòu)組成③實(shí)回線連接方式一該方式適用于信號(hào)機(jī)械室到通信機(jī)械室的光傳輸設(shè)備之間無光纜,路由器至傳輸設(shè)備采用2Mb/s數(shù)字通道連接,并且當(dāng)其距離大于150m,小于5000m時(shí)。如圖3-22所示,可采用一對(duì)同軸纜(一收一發(fā))接入一臺(tái)HDSL標(biāo)有RX、TX的BNC插座中(采用G.703協(xié)議),再通過其他的方式(如RJ-45插頭)接入路由器,采用一條實(shí)回線接入到另一端HDSL的RJ-45插頭中，然后由這臺(tái)HDSL用V.35接口34芯插座轉(zhuǎn)換為V.35協(xié)議接入路由器。路由器,和HDSL相連時(shí),路由器端是DTE端,而HDSL是DCE端。④實(shí)回線連接方式二該方式適用于信號(hào)機(jī)械室到通信機(jī)械室的光傳輸設(shè)備之間無光纜,路由器至傳輸設(shè)備采用2Mb/s數(shù)字通道連接,當(dāng)其距離大于5000m時(shí),連接方式如圖3-23所示。車站分機(jī)采集處理設(shè)備組成和功能：補(bǔ)充整理車站采集設(shè)備組成：中央控制單元組成：倒機(jī)電路板(1)車站分機(jī)采集處理設(shè)備組成車站分機(jī)采集設(shè)備主要完成信息采集及信息處理發(fā)送功能,是車站分機(jī)的最基本功能,也是TDCS的一項(xiàng)重要處理功能。車站分機(jī)采集處理設(shè)備主要由中央采集控制單元、開關(guān)量采集設(shè)備及相應(yīng)的機(jī)柜和機(jī)籠組成,采用通用的485串行總線技術(shù),設(shè)計(jì)為積木式結(jié)構(gòu)，中央采集控制單元由以單片機(jī)為主的電路板-采樣控制板(CPU板)和采樣板(SMP板)組成,放置在車站分機(jī)機(jī)柜的上半部分。主要用于繼電聯(lián)鎖車站行車信息的開關(guān)量采集。每個(gè)中央采集控制單元由一塊采樣控制CPU板和若干塊采樣SMP板組成,CPU板和SMP板之間通過總線母板進(jìn)行連接。為保證系統(tǒng)連續(xù)可靠的工作,分機(jī)采集及控制設(shè)備由兩套互為熱備的雙機(jī)系統(tǒng)A機(jī)、B機(jī)構(gòu)成，主備機(jī)共用一塊主母板,通過主母板的采樣輸出串行口COM與車站通信計(jì)算機(jī)的COM3(P口)相連,而主備機(jī)的切換則由倒機(jī)電路板(DUAL板)完成。中央控制單元組成：倒機(jī)電路、采樣控制電路（CPU）、采樣板（SMP）倒機(jī)電路功能：組成：模式：狀態(tài)指示燈含義：①倒機(jī)(DUAL)電路板倒機(jī)電路板主要完成雙機(jī)采集系統(tǒng)的人工/自動(dòng)主備機(jī)切換功能，由雙機(jī)切換開關(guān)和采樣系統(tǒng)母板上A機(jī)和B機(jī)的倒機(jī)繼電器組成。車站分機(jī)采集系統(tǒng)的主備機(jī)切換設(shè)備為機(jī)柜面板上方的倒機(jī)切換開關(guān),如圖3-24(a)所示,有自動(dòng)和人工兩種方式,在切換開關(guān)上有一白色的標(biāo)志指向選擇的工作機(jī),當(dāng)白色標(biāo)志線[對(duì)向A時(shí)表示A機(jī)處于工作狀態(tài),采樣信息由A機(jī)輸出,但不能在其故障時(shí)切換到B機(jī)。此時(shí)A機(jī)的工作指示燈顯示綠燈。切換開關(guān)若指向自動(dòng)位置,則自動(dòng)指示燈顯示綠色,A、B指示燈的其中一個(gè)也會(huì)顯示綠色,表示采樣信息由A(或B)機(jī)輸出,故障時(shí)自動(dòng)切換到B(或A)自動(dòng)切換的時(shí)機(jī)：系統(tǒng)維護(hù)時(shí)：人工轉(zhuǎn)換一般情況下將主備機(jī)切換開關(guān)置于自動(dòng)轉(zhuǎn)換的位置,即采用自動(dòng)倒機(jī)方式,用來監(jiān)視采樣控制CPU板、采樣SMP板、電源等設(shè)備的工作狀態(tài),使系統(tǒng)自動(dòng)選擇是將A機(jī)還是B機(jī)作為工作主機(jī)。當(dāng)主機(jī)工作不正?；蚬收蠒r(shí),讓熱備機(jī)做工作機(jī),并發(fā)出聲、光報(bào)警,完成主備機(jī)的切換。倒機(jī)電路如圖3-24(b)所示,主備機(jī)百動(dòng)切換的時(shí)機(jī)是CPU板停正掃描時(shí)完成系統(tǒng)的自動(dòng)切換。在進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)時(shí),可將主備機(jī)切換開關(guān)置于人工轉(zhuǎn)換的位置,即采用人工倒機(jī)方式,目的是便于人工選擇工作機(jī),對(duì)備機(jī)的CPU板或SMP板進(jìn)行維護(hù)和處理,人工倒機(jī)時(shí)，系統(tǒng)同樣發(fā)出聲、光報(bào)警,需由人工清除。需要注意的是，當(dāng)雙機(jī)系統(tǒng)共用的總線母板的采樣輸出串口損壞時(shí)，可以把采樣輸出串口直接插在A機(jī)或B機(jī)的串口COM,或COM2上，但這種情況將不具有雙機(jī)功能。中央控制單元組成：倒機(jī)電路、采樣控制電路（CPU）、采樣板（SMP）采集板、采集量的計(jì)算采樣SMP電路板主要由89C51單片機(jī)、4K只讀存儲(chǔ)器(ROM)、128B隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、RS-485收發(fā)器、HD74HC244、SN75184，壓敏電阻、光電耦合管等元件組成。由于系統(tǒng)采樣程序小,只用89C51單片機(jī)作為主控部件。采樣SMP電路板的數(shù)目是根據(jù)采集信息的規(guī)模而定的。一塊SMP板最多可采集32個(gè)開關(guān)量信息,分機(jī)主機(jī)柜帶CPU板的采集層最多可以安裝12塊SMP板，因此采集層一層的最大采集量為12x32=384個(gè)開關(guān)量,當(dāng)采集對(duì)象超過384個(gè)時(shí),需要加擴(kuò)展層。繼電聯(lián)鎖車站的信息采集和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖車站的信息采集1.采集信息來源2.光電耦合原理：預(yù)習(xí)①繼電聯(lián)鎖車站的信息采集對(duì)于安裝繼電聯(lián)鎖,如6502電氣集中的車站，上述采集信息均為模擬開關(guān)量,需通過采樣電路來完成電氣隔離和模數(shù)轉(zhuǎn)換,獲得動(dòng)態(tài)數(shù)字行車信息,為TDCS提供基本信源。在采樣