车站TDCS网络结构课件

《车站TDCS网络结构》本节重点车站TDCS设备1.网络设备设备组成、功能2.网络连接方式光纤接入、细同轴电缆接入、实回线接入各自的特点3.分机采集设备设备组成*中央控制单元：采集系统结构、功能基础信息的采集

5车站TDCS车站TDCS是TDCS的基层部部分，主要负责各种行车信息的采集，是整个系统的动态信息源。主要功能有(1)采集列车到发点和各种设备运行状态及变换信息;(2)机车调度命令的无线传输;(3)接收调度所下达的调度命令信息。8车站TDCS设备组成三、车站TDCS设备组成车站TDCS由车站分机机柜、车站通信计算机、车务终端(车站值班员台)、网络设备(路由器、调制解调器、集线器、协议转换器)、电源(电源转换开关、配线盘、UPS)设备、防雷设备、联锁系统接口设备和无线系统接口设备(与无线调度命令、无线车次号校核设备)等组成。这些设备的组成和设备间的连接如图3-14所示。9车站TDCS设备组成三、车站TDCS设备组成按照功能车站TDCS设备主要由通信网络设备、车站分机采集处理设备、车站值班员终端|设备三部分组成。由于TDCS系统各生产厂家不同，设备略有差别,这里以铁道科学研究院通信信号所研制的车站TDCS为例进行介绍。10车站TDCS设备组成车站TDCS分机

负责接收本站采集的表示信息（包括来自本站采集设备和微机联锁的信息），对采集的信息进行加工和处理；接收处理邻站的信息，并将邻站信息中继转发；接收调度所下达的控制命令、计划，通过车站网络系统转发给车务终端；也称为通信计算机、数据传输单元，或数传控制机等。11车站采集设备

采集设备负责采集开关量信息，通常由采集电源板和若干个采集板组成。采集设备和TDCS车站分机都是由两套设备，交叉连接组成。122.车务终端设备设于运转室，由两台工控机、两台显示器、键盘/鼠标、音箱等组成。车务终端设两台显示器，一台显示本站和邻站场信息，另一台显示阶段计划、调度命令和运统二/三的有关内容。车务终端采用双机热备的工作方式，当正在工作的机器故障时，系统自动切换至另一台机器工作。133.网络设备组成通常也安装在采集机柜中1.通信计算机：作用2.交换式网络集线器：功能，设备结构特点3.路由器：功能，协议4.协议转换器：功能，代表5.HDSL：功能3.网络设备组成（教材）通常也安装在采集机柜中集线器集线器就是我们常说的HUB，主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备。集线器集线器各端口都标有端口号和对应的指示灯,用于指示端口的连接状态和带宽。在正常情下,如果主机的操作系统已经启动,连接有网络线的端口另一端插在主机的网卡端口上时,相应端口上的LINK指示灯应变亮,若其间有数据传送,指示灯ACT将变为持续闪烁,表明这条网线连接的两端接口工作正常。Power(电源指示灯)点绿灯表示有电源输入。数字对应的o指示灯点绿灯,表示交换机对应端口与外线设备相连。因此,设备正常工作时,电源指示灯点集线器绿灯,集线器与外线相连的对应端口的指示灯点绿灯。一般集线器(HUB)的特点是带宽共享,即集线器上所有端口共用一个带宽。因此每个端口网线的带宽只是实际网线带宽的几分之一,而本系统使用的交换式集线器特点是各端口各自独立、带宽独享,网线可插在集线器的任一端口上。路由器功能：路由：广域网路由器是构成广域网的必备通信设备,广域网的通信过程是通过寻找对象地址而到达目的地的路径,这个过程在广域网中称为“路由”。路由器负责在各段广域网和局域网间根据地址建立路由,并计算传输数据的最佳路径,同时将数据送到最终目的地。路由器相当于一台计算机,它有自己的操作系统一网络操作系统,内存以及周边组件。它能够连接多个独立的网络或子网,实现网间最佳寻径和数据报传送，可以进行流量管理,进行数|据压缩、加密等。路由器工作于OSI模型下三层中的第三层一网络层,它屏蔽了下两层物理网络的差异,从而实现各种网络的互联。路由器总是有多个LAN(局域网)和WAN(广域网)端口,用来实现不同网络的物理连接,要求每个端口所连接的网段是一个独立的网络或子网号。协议转换器2M数字通道接口协议：路由器接口协议：(4)(E1接口)协议转换器协议转换器是用来进行各种通信协议转换的设备,协议转换器设备有很多,最常用的是V.35到G.703的协议转换器。由于路由器要接广域网线路,在车站TDCS中,广域网的传输通道多数采用E1(即2Mbps)高容量数字通道,E1数字通道常用的接口模式标准是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,所以就涉及选用怎样的广域网通道接口与路由器接口进行连接的问题。为了使得参数保持一致,防止数据通道的不通、失步等情况,在路由器接口和广域网通道接口之间需要接口协议转换器,将数据转换为可以识别的模式,完成V.35-G.703模式之间的互相对接。HDSL：功能与协议转换器对比距离：150-5000(5)高速基带调制解调器(HDSL)当路由器与铁通2M光设备间的线路距离大于150m但小于5km时,因为信号衰耗过大,所以不能通过协议转换器直接与铁通的2M电缆连接,必须通过一对HDSL转换完成路由器与光设备的连接。HDSL设备之间采用一对普通铜芯通信电缆连接,在光设备一侧为C.703模块(两个BNC即同轴电缆插座),在路由器一侧为V.35接口模块(一个34芯插座)。三、车站网络接口连接方式光纤接入细同轴电缆接入实回线连接方式图3-20图3-21具体内容请翻看教材传输介质：结构组成三、车站网络接口的连接方式为了使车站TDCS与车站其他系统以及所属铁路局构成广域网,完成TDCS的数据传送和信源采集,车站路由器根据从车站信号机械室到通信机械室之间连接的不同传输介质,有以下三种可选用的连接方式:光纤连接方式、细同轴电缆连接方式实回线连接方式。连接方式原则上采用光纤通信,条件不具备时再采用同轴电缆连接方式或实回线连接方式。①光纤连接方式该方式适用于信号机械室到通信机械室的光传输设备之间有光缆,光设备至路由器采用2Mb/s数字通道,如图3-20所示,通过光纤收发器直接用光缆连接。②细同轴电缆线连接方式该方式适用于信号机械室到通信机械室的光传输设备之间无光缆,路由器至传输设备采用2Mb/s数字通道连接,且其距离小于150m时。如图3-21所示,一般采用一对细同轴电缆(一收一发)接入协议转换器(采用G.703协议),再由协议转换器将G.703协议转换为V.35协议接入路由器。传输介质：结构组成③实回线连接方式一该方式适用于信号机械室到通信机械室的光传输设备之间无光缆,路由器至传输设备采用2Mb/s数字通道连接,并且当其距离大于150m,小于5000m时。如图3-22所示,可采用一对同轴缆(一收一发)接入一台HDSL标有RX、TX的BNC插座中(采用G.703协议),再通过其他的方式(如RJ-45插头)接入路由器,采用一条实回线接入到另一端HDSL的RJ-45插头中，然后由这台HDSL用V.35接口34芯插座转换为V.35协议接入路由器。路由器,和HDSL相连时,路由器端是DTE端,而HDSL是DCE端。④实回线连接方式二该方式适用于信号机械室到通信机械室的光传输设备之间无光缆,路由器至传输设备采用2Mb/s数字通道连接,当其距离大于5000m时,连接方式如图3-23所示。车站分机采集处理设备组成和功能：补充整理车站采集设备组成：中央控制单元组成：倒机电路板(1)车站分机采集处理设备组成车站分机采集设备主要完成信息采集及信息处理发送功能,是车站分机的最基本功能,也是TDCS的一项重要处理功能。车站分机采集处理设备主要由中央采集控制单元、开关量采集设备及相应的机柜和机笼组成,采用通用的485串行总线技术,设计为积木式结构，中央采集控制单元由以单片机为主的电路板-采样控制板(CPU板)和采样板(SMP板)组成,放置在车站分机机柜的上半部分。主要用于继电联锁车站行车信息的开关量采集。每个中央采集控制单元由一块采样控制CPU板和若干块采样SMP板组成,CPU板和SMP板之间通过总线母板进行连接。为保证系统连续可靠的工作,分机采集及控制设备由两套互为热备的双机系统A机、B机构成，主备机共用一块主母板,通过主母板的采样输出串行口COM与车站通信计算机的COM3(P口)相连,而主备机的切换则由倒机电路板(DUAL板)完成。中央控制单元组成：倒机电路、采样控制电路（CPU）、采样板（SMP）倒机电路功能：组成：模式：状态指示灯含义：①倒机(DUAL)电路板倒机电路板主要完成双机采集系统的人工/自动主备机切换功能，由双机切换开关和采样系统母板上A机和B机的倒机继电器组成。车站分机采集系统的主备机切换设备为机柜面板上方的倒机切换开关,如图3-24(a)所示,有自动和人工两种方式,在切换开关上有一白色的标志指向选择的工作机,当白色标志线[对向A时表示A机处于工作状态,采样信息由A机输出,但不能在其故障时切换到B机。此时A机的工作指示灯显示绿灯。切换开关若指向自动位置,则自动指示灯显示绿色,A、B指示灯的其中一个也会显示绿色,表示采样信息由A(或B)机输出,故障时自动切换到B(或A)自动切换的时机：系统维护时：人工转换一般情况下将主备机切换开关置于自动转换的位置,即采用自动倒机方式,用来监视采样控制CPU板、采样SMP板、电源等设备的工作状态,使系统自动选择是将A机还是B机作为工作主机。当主机工作不正常或故障时,让热备机做工作机,并发出声、光报警,完成主备机的切换。倒机电路如图3-24(b)所示,主备机百动切换的时机是CPU板停正扫描时完成系统的自动切换。在进行系统维护时,可将主备机切换开关置于人工转换的位置,即采用人工倒机方式,目的是便于人工选择工作机,对备机的CPU板或SMP板进行维护和处理,人工倒机时，系统同样发出声、光报警,需由人工清除。需要注意的是，当双机系统共用的总线母板的采样输出串口损坏时，可以把采样输出串口直接插在A机或B机的串口COM,或COM2上，但这种情况将不具有双机功能。中央控制单元组成：倒机电路、采样控制电路（CPU）、采样板（SMP）采集板、采集量的计算采样SMP电路板主要由89C51单片机、4K只读存储器(ROM)、128B随机存储器(RAM)、RS-485收发器、HD74HC244、SN75184，压敏电阻、光电耦合管等元件组成。由于系统采样程序小,只用89C51单片机作为主控部件。采样SMP电路板的数目是根据采集信息的规模而定的。一块SMP板最多可采集32个开关量信息,分机主机柜带CPU板的采集层最多可以安装12块SMP板，因此采集层一层的最大采集量为12x32=384个开关量,当采集对象超过384个时,需要加扩展层。继电联锁车站的信息采集和计算机联锁车站的信息采集1.采集信息来源2.光电耦合原理：预习①继电联锁车站的信息采集对于安装继电联锁,如6502电气集中的车站，上述采集信息均为模拟开关量,需通过采样电路来完成电气隔离和模数转换,获得动态数字行车信息,为TDCS提供基本信源。在采样