计算机网络与通信ppt第7讲 高速列车网络技术
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《高速网络技术》课件
探索无线网络技术的发展和应用， 如Wi-Fi和蓝牙。
高速网络技术的分类和标准
宽带和窄带
介绍不同的带宽标准，如ADSL和VDSL，以及它们在高速网络中的应用。
千兆以太网
了解千兆以太网标准，以及它在现代数据中心和企业网络中的重要性。
无线通信标准
介绍4G、5G等无线通信标准，以及它们对高速网络的影响。
包交换技术及其应用
1
分组交换
பைடு நூலகம்
讲解分组交换的概念和工作原理，以及它在高速网络中的应用。
2
IP协议
深入探讨IP协议和路由选择算法，以及它们在分组交换中的重要性。
3
虚拟专用网络
了解虚拟专用网络的概念和使用场景，以及它在高速网络中的应用。
光纤通信技术及其特点
详细介绍光纤通信技术的原理和优势，包括高速传输、抗干扰能力强等特点。
《高速网络技术》PPT课 件
欢迎来到《高速网络技术》课件！本课程将向您介绍高速网络技术的背景、 意义以及相关知识，让您对现代网络的发展有更深入的了解。
网络传输技术的基础知识
传输介质
了解不同的传输介质，如光纤和 电缆，以及它们的优缺点。
以太网
深入研究以太网协议，以及它在 局域网中的应用和演变。
无线网络
现代数据中心网络架构
探索现代数据中心网络架构的设计原则和关键技术，包括软件定义网络（SDN） 和超融合基础架构（HCI）。
云计算网络的技术要求
介绍云计算网络的特点和技术要求，包括可扩展性、安全性、可靠性等方面。
超高速光纤技术和未来网络的 发展趋势
展望未来网络的发展趋势，包括超高速光纤技术、5G和物联网等的融合应用。
高速网络技术的分类和标准
宽带和窄带
介绍不同的带宽标准，如ADSL和VDSL，以及它们在高速网络中的应用。
千兆以太网
了解千兆以太网标准，以及它在现代数据中心和企业网络中的重要性。
无线通信标准
介绍4G、5G等无线通信标准，以及它们对高速网络的影响。
包交换技术及其应用
1
分组交换
பைடு நூலகம்
讲解分组交换的概念和工作原理，以及它在高速网络中的应用。
2
IP协议
深入探讨IP协议和路由选择算法，以及它们在分组交换中的重要性。
3
虚拟专用网络
了解虚拟专用网络的概念和使用场景，以及它在高速网络中的应用。
光纤通信技术及其特点
详细介绍光纤通信技术的原理和优势，包括高速传输、抗干扰能力强等特点。
《高速网络技术》PPT课 件
欢迎来到《高速网络技术》课件！本课程将向您介绍高速网络技术的背景、 意义以及相关知识，让您对现代网络的发展有更深入的了解。
网络传输技术的基础知识
传输介质
了解不同的传输介质，如光纤和 电缆，以及它们的优缺点。
以太网
深入研究以太网协议，以及它在 局域网中的应用和演变。
无线网络
现代数据中心网络架构
探索现代数据中心网络架构的设计原则和关键技术，包括软件定义网络（SDN） 和超融合基础架构（HCI）。
云计算网络的技术要求
介绍云计算网络的特点和技术要求，包括可扩展性、安全性、可靠性等方面。
超高速光纤技术和未来网络的 发展趋势
展望未来网络的发展趋势，包括超高速光纤技术、5G和物联网等的融合应用。
《高速网络技术》课件
TCP/IP协议族是互联网的基础协议，包括IP协议、TCP协议、UDP协议等，用于实现互联网通信。
TCP/IP协议族
IEEE 802.3协议是局域网的标准协议，定义了以太网的标准，包括10M、100M、1G等不同速率。
IEEE 802.3协议
IEEE 802.11协议是无线局域网的标准协议，定义了无线局域网的标准，包括WiFi等。
网状拓扑
树状拓扑是一种层次化的网络结构，其中节点按照层次进行组织和管理。
树状拓扑
高速网络的关键技术
总结词：路由交换技术是高速网络中的核心技术之一，用于实现网络数据包的快速转发和路由选择。
A
B
D
C
总结词：高速数据传输技术是实现高速网络中数据快速传输的关键技术。
详细描述：高速数据传输技术采用高效的数据传输协议和算法，实现高速数据流的可靠传输。它支持多种传输协议，如TCP/IP、UDP/IP等，能够满足不同业务的需求。
软件定义网络（SDN）技术通过将网络控制与数据转发分离，实现了网络的灵活控制和管理，为高速网络的发展提供了新的思路和方向。
SDN技术能够实现网络的集中管理和智能调度，提高了网络的效率和可靠性，为高速网络的部署和管理提供了更好的保障。
案例分析与实践
详细描述
分析大型数据中心高速网络架构的优势，如高带宽、低延迟、高可用性等，以及在构建和运营过程中所面临的挑战，如成本、扩展性、安全性等。
总结词
高速网络技术的发展历程
详细描述
高速网络技术的发展可以分为三个阶段。第一阶段是20世纪90年代初的快速以太网，其传输速率达到100Mbps。第二阶段是2000年代的光纤传输技术，其传输速率达到1Gbps。第三阶段是近年来的4G、5G移动通信技术和云计算技术，其传输速率达到10Gbps甚至更高。
计算机网络与通信第7讲高速列车网络技术
7.3.2 WTB总线拓扑
• 接入主干电缆的两种方式。
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
7.3.3 WTB物理介质
n WTB采用屏蔽双绞线，要求有较高的机械连接性 能。使用该种介质可以达到1Mbit/s通信速率，长 度为860m，对应22节26m长的UIC列车。
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5）主设备可以最多命名62个节点。
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
初运行完成后每个节点都知道：
n 自己的地址 n 线A和线B，分别命名为P 和 S. n 自己的地址是增序还是减序。 n 网络的拓扑，所有节点的位置，地址，类
型。
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
•由一台主设备完成
•由一台主设备完成
•主设备，强主设备或弱主设备
•总线管理器通过令牌传送成为主设备
•初运行后，主设备权传递给另一节点
•令牌传递自动进行主设备权转换冗余校验
•过程数据 •消息数据 •监督数据
循环 偶发 循环/偶发
源寻址广播数据
点对点或广播数计据算报机网络与通信第7讲高速列车网
用于总线管理的数据
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
TCN 体系结构
n 列车级， 车厢级，设备级
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
TCN的三种应用方式
n 1) 具有 WTB 但没有车辆总线 ,或者有其它的 车辆总线但不是 MVB ; n 2) 具有 MVB 但没有列车总线 ,或者有其它的 列车总线但不是 WTB ; n 3) 可以是其它形式的总线使用实时协议 ,而不 是 WTB 或者 MVB。
高速铁路通信系统 ppt课件
7.1.27.1高高速速铁铁路路通通信信系系统统基础知识
的类型
5.铁路数字移动通信系统
GSM-R是高铁通信系统参与控车的核心部分，它负 责完成RBC与车载设备之间的信息交换，从而使RBC生成 行车许可，使列车在RBC管辖范围内的线路上安全运行。
GSM-R由网络交换子系统（NSS）、基站子系统（ BSS）、操作维护子系统（OSS）等子系统构成。
7.1.27.1高高速速铁铁路路通通信信系系统统基础知识
的类型
8.应急通信系统
应急通信系统主要满足客运专线事故现场应急通信的需要，为事故 现场提供语音、图像应急救援指挥通信，并作为全路应急救援指挥通信 网的有机组成部分。应急通信系统由事故抢险现场设备和应急中心设备 构成。应急指挥中心设置接入设备，沿线结合维修机构的设置状况，配 置现场事故抢险设备。从事件现场采集到的语音、数据、图像等业务信 息先通过有线或无线方式（两种方式互为备用）传送到区间接入点，再 通过传输设备传送到应急指挥中心，建立应急指挥中心与事故现场间的 应急通信网络。
项目7 高速铁路通信系统
学习目标
第一节 ➢ （1）了解高速铁路通信业务的分类及高速铁路
通信系统的类型。 ➢ （2）掌握高速铁路调度通信系统的设备和网络
结构。 ➢ （3）掌握GSM-R网络结构和功能，以及它的主
要业务与应用。
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
项目7高速铁路通信系统学习目标学习目标71高速铁路通信系统基础知识72高速铁路调度通信系统的设备与组网73高速铁路数字移动通信系统项目7高速铁路通信系统精选ppt课件71近年来随着国内武广郑西京沪京石武等一批高铁的相继建成和运营我国成为世界上高速铁路发展最快系统技术最全集成能力最强的国家
网络与通信技术PPT课件
数字微波通信
利用微波传输数字信号，具有传输容 量大、抗干扰能力强、保密性好等优 点，常用于移动通信和卫星通信。
无线通信技术
无线局域网（WLAN）
通过无线方式连学校、医院等场所。
VS
蓝牙通信
一种短距离无线通信技术，可以实现设备 之间的数据传输和设备控制，如手机、耳 机、打印机等设备之间的连接。
1990年代
2000年代至今
万维网的普及和发展，使得互联网成为人 们获取信息、交流思想的重要平台。
移动互联网、物联网、云计算、大数据等 新兴技术的发展和应用，进一步推动了网 络与通信技术的进步和应用。
网络与通信技术的应用场景
社交网络
电子商务
通过社交媒体平台实现 信息发布、分享和交流，
如微信、微博等。
详细描述
无线广域网主要用于实现移动设备的无线接入，如移动电话网络、卫星通信网络等。这 种网络技术使得用户可以在任何地方都能接入网络，并且能够保持通信的连续性和稳定
性。
05 通信技术及其应用
有线通信技术
光纤通信
利用光波在光纤中传输信息，具有传 输速度快、容量大、抗干扰能力强等 优点，广泛应用于长距离通信和高速 网络。
通信技术的应用场景
电信业务
提供电话、短信、数据传输等电 信服务，满足人们的日常通信需
求。
物联网应用
实现设备之间的互联互通，如智能 家居、智能交通、智能工业等领域。
云计算服务
提供云存储、云计算等服务，满足 企业和个人对数据处理和存储的需 求。
06 网络与通信安全
网络与通信安全威胁
01
02
03
04
详细描述
OSI参考模型为不同系统之间的通信提供了统一的模型，使得不同厂商和不同操作系统之间的网络通 信变得可能。这七个层次各自承担着不同的功能，如应用层负责处理用户应用程序和网络之间的交互 ，传输层负责端到端的数据传输等。
利用微波传输数字信号，具有传输容 量大、抗干扰能力强、保密性好等优 点，常用于移动通信和卫星通信。
无线通信技术
无线局域网（WLAN）
通过无线方式连学校、医院等场所。
VS
蓝牙通信
一种短距离无线通信技术，可以实现设备 之间的数据传输和设备控制，如手机、耳 机、打印机等设备之间的连接。
1990年代
2000年代至今
万维网的普及和发展，使得互联网成为人 们获取信息、交流思想的重要平台。
移动互联网、物联网、云计算、大数据等 新兴技术的发展和应用，进一步推动了网 络与通信技术的进步和应用。
网络与通信技术的应用场景
社交网络
电子商务
通过社交媒体平台实现 信息发布、分享和交流，
如微信、微博等。
详细描述
无线广域网主要用于实现移动设备的无线接入，如移动电话网络、卫星通信网络等。这 种网络技术使得用户可以在任何地方都能接入网络，并且能够保持通信的连续性和稳定
性。
05 通信技术及其应用
有线通信技术
光纤通信
利用光波在光纤中传输信息，具有传 输速度快、容量大、抗干扰能力强等 优点，广泛应用于长距离通信和高速 网络。
通信技术的应用场景
电信业务
提供电话、短信、数据传输等电 信服务，满足人们的日常通信需
求。
物联网应用
实现设备之间的互联互通，如智能 家居、智能交通、智能工业等领域。
云计算服务
提供云存储、云计算等服务，满足 企业和个人对数据处理和存储的需 求。
06 网络与通信安全
网络与通信安全威胁
01
02
03
04
详细描述
OSI参考模型为不同系统之间的通信提供了统一的模型，使得不同厂商和不同操作系统之间的网络通 信变得可能。这七个层次各自承担着不同的功能，如应用层负责处理用户应用程序和网络之间的交互 ，传输层负责端到端的数据传输等。
计算机网络与通信7PPT课件
置安全性机制。 ④ 超级文件容量。⑤ 高执行效率。
第2页/共12页
7.2 Security and Reliability of Network
的网络安全性 ⒈ 用户帐户 用户帐户是Windows NT网络的基本安全措施，决定着用户对网络资源的
访问能力和权限。用户帐户包括： ① 用户名 ② 密码 ③ 用户权限 ④ 环境设置 ⒉ 访问权限 ⑴ 标准文件访问权限 ⑵ 特殊文件访问权限 ⑵ 特殊文件访问权限 ⑷ 特殊目录访问权限
Windows NT 的安装动画演示第Fra bibliotek1页/共12页
感谢您的观看。
第12页/共12页
集成子系统是完成重要操作系统功能的服务器包括安全子系统网络软件中的若干部件要操作系统功能的服务器包括安全子系统网络软件中的若干部件ntnt执行体执行体ntnt执行体基本上是一完整的操作系统它由一组部件构成这些部件形成执行体基本上是一完整的操作系统它由一组部件构成这些部件形成了层次结构
⒈ 保护子系统 Windows NT有两类保护子系统：环境子系统和集成子系统。每个环境子 系统是一个用户态服务器，为特定的操作系统提供一个API。集成子系统是完成重 要操作系统功能的服务器，包括安全子系统、网络软件中的若干部件 ⒉ NT执行体 NT执行体基本上是一完整的操作系统，它由一组部件构成，这些部件形成 了层次结构。
第1页/共12页
的网络协议
在 Windows NT网络中，提供了如下4个网络协议：
⒈ DLC协议
⒉ TCP/IP协议
⒊ NWLink协议
⒋ NetBEUI
的文件结构
Windows NT支持NTFS，FAT以及CDFS等多种文件系统。其中，NTFS是
Windows NT首选的文件系统。 ① 支持长文件名。 ② 高级容错特性。 ③ 内
计算机网络原理与应用PPT第7章 网络管理技术
2020/9/23
1. 系统的功能。即一个网络管理系统应具有哪些功能。 2. 网络资源的表示。网络管理很大一部分是对网络中资源 的管理。网络中的资源就是指网络中的硬件、软件以及所提供的 服务等。而一个网络管理系统必须在系统中将它们表示出来，才 能对其进行管理。 3. 网络管理信息的表示。网络管理系统对网络的管理主要 靠系统中网络管理信息的传递来实现。网络管理信息应如何表示、 怎样传递、传送的协议是什么?这都是一个网络管理系统必须考 虑的问题。 4. 系统的结构。即网络管理系统的结构是怎样的。
2020/9/23
一般，网络故障管理包括故障检测、隔离和纠正三方面，具体 应包括以下典型功能：
– 维护并检查错误日志； – 接受错误检测报告并做出响应； – 跟踪、辨认错误； – 执行诊断测试； – 纠正错误。 – 对网络故障的检测依据，是对网络组成部件状态的监测。不
严重的简单故障通常被记录在错误日志中，并不作特别处理； 而严重一些的故障则需要通知网络管理器，即所谓的“警 报”。 一般网络管理器应根据有关信息对警报进行处理，排 除故障。当故障比较复杂时，网络管理器应能执行一些诊断 测试来辨别故障原因。
– 创建、删除、控制安全服务和机制； – 与安全相关信息的分布； – 与安全相关事件的报告。
2020/9/23
7.3 网络管理的协议原理
要进行网络管理，网络管理器首先要获取网络中各被管设 备的运行状态数据。这些数据的获取与传输是通过网络管理协议 来实现的。网络管理协议是综合网络管理系统中最重要的部分， 它定义了网络管理器与被管设备间的通信方法。在网络管理协议 产生以前的相当长的时间里，管理者要学习各种从不同网络设备 获取数据的方法。因为各个生产厂家使用专用的方法收集数据， 相同功能的设备，不同的生产厂商提供的数据采集方法可能大相 径庭。因此，制定一个网络管理协议的行业标准非常重要。基于 这种需要，逐渐地形成如下几种常用的网络管理协议标准。
1. 系统的功能。即一个网络管理系统应具有哪些功能。 2. 网络资源的表示。网络管理很大一部分是对网络中资源 的管理。网络中的资源就是指网络中的硬件、软件以及所提供的 服务等。而一个网络管理系统必须在系统中将它们表示出来，才 能对其进行管理。 3. 网络管理信息的表示。网络管理系统对网络的管理主要 靠系统中网络管理信息的传递来实现。网络管理信息应如何表示、 怎样传递、传送的协议是什么?这都是一个网络管理系统必须考 虑的问题。 4. 系统的结构。即网络管理系统的结构是怎样的。
2020/9/23
一般，网络故障管理包括故障检测、隔离和纠正三方面，具体 应包括以下典型功能：
– 维护并检查错误日志； – 接受错误检测报告并做出响应； – 跟踪、辨认错误； – 执行诊断测试； – 纠正错误。 – 对网络故障的检测依据，是对网络组成部件状态的监测。不
严重的简单故障通常被记录在错误日志中，并不作特别处理； 而严重一些的故障则需要通知网络管理器，即所谓的“警 报”。 一般网络管理器应根据有关信息对警报进行处理，排 除故障。当故障比较复杂时，网络管理器应能执行一些诊断 测试来辨别故障原因。
– 创建、删除、控制安全服务和机制； – 与安全相关信息的分布； – 与安全相关事件的报告。
2020/9/23
7.3 网络管理的协议原理
要进行网络管理，网络管理器首先要获取网络中各被管设 备的运行状态数据。这些数据的获取与传输是通过网络管理协议 来实现的。网络管理协议是综合网络管理系统中最重要的部分， 它定义了网络管理器与被管设备间的通信方法。在网络管理协议 产生以前的相当长的时间里，管理者要学习各种从不同网络设备 获取数据的方法。因为各个生产厂家使用专用的方法收集数据， 相同功能的设备，不同的生产厂商提供的数据采集方法可能大相 径庭。因此，制定一个网络管理协议的行业标准非常重要。基于 这种需要，逐渐地形成如下几种常用的网络管理协议标准。
列车通信网络技术ppt课件
20米，每段32个设备； 200米，每段32个设备；
2000米；
备份的物理层介质（同步发送）
曼切斯特编码，9个比特源分界符
1.5Mbit/s
12 位设备地址；0..255留给带消息数据的设备 12 位逻辑地址用于过程数据（每个为16..256 位）
16
MVB传送三类数据： ● 过程数据（Process_Data）：源地址数据的周期性广播，
过程数据是由发行者设备发送至多个用户设备的广播数 据，并由他们的逻辑地址来标识，这种类型的传送称为源寻 址广播。
18
2、消息数据：
消息是冗长但不频繁传输的数据，消息的长度在几 个字节到几千个字节之间。为了传输较大的消息数据， 可以将消息分成小的包，这些包分别编号并由目的站确 认。
消息数据是从一个源设备发送到一个目标设备或是 同一总线上的所有设备的面向目标的数据。消息数据是 有需要时才传送的。
WTB 特性摘要表：
12
它有一个段是朝向列车中间，
WTB 采用屏另端蔽一节双段点绞是电朝气线向上，敞用开与信的它号端连传部接。的输速度１Mbit/s。采 用规定型号的电缆端，接器可来互终连止两最个多总线32不同车辆上的电缆节链连接接而两成个总。线
整个列车的组成可以灵活多样，一节车厢内可以
有一条或多条车辆总线，也可以没有;车辆总线也
可以在固定编组的情况下跨接几节车厢。如果整
列车是固定编组，则列车并不需要对节点进行连
续编号，这时车辆总线可以起到列车总线的作用。
5
列车总线和多功能车辆总线
• 列车总线（Wire Train Bus,简称WTB）贯 穿整列车，连接列车中的各个车辆总线； WTB总线能自己组态，传输速率可达 1.0Mbit/s，介质为双绞屏蔽线。
优选计算机网络与通信ppt(共25张PPT)
因特网体系结构委员会(Internet Architecture Board, IAB)。
(Optical Internetworking LAN和WAN都广泛应用到MAN领域中：千兆和万兆以太
RFC 编辑部(RFC Editor)，RFC (Request For Comments, 请求评注)文档。
1.3.1 标准化组织
国际标准化领域相关组织
国际标准化组织(International Standards Organization, ISO)。
电气电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics
Engineers, IEEE)。
电信界标准化组织
（图1-8）通信子网(Communication Subnet) ---公共数据网(Public Data Network-, PDN: 向社会提供数据传输服务)。
资源子网(Resource Subnet)
1.2.3 计算机网络体系结构的形成
计算机网络的层次结构及各层协议的集合统称计算机网络的体系结
Abilene主(干A（lUlCOAIDp的t高i速ca实验l 床N）etwork,
RFC 编辑部(RFC Editor)，RFC (Request For Comments, 请求评注)文档。
Abilene主干（UCAID的高速实验床）
AON)；光互联网论坛 1996年美国NGI (Next-Generation Internet)计划（IPv4地址不足）。
互联网
Internet网络结构
1.2 计算机网络的发展
1.2.1 早期的计算机网络
20世纪50年代中期
美国地面防空系统(SAGE)。 美国航空公司的飞机票预订系统(SABER)。 以单台计算机为中心的远程联机系统,终端不具备自主处理能力。
(Optical Internetworking LAN和WAN都广泛应用到MAN领域中：千兆和万兆以太
RFC 编辑部(RFC Editor)，RFC (Request For Comments, 请求评注)文档。
1.3.1 标准化组织
国际标准化领域相关组织
国际标准化组织(International Standards Organization, ISO)。
电气电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics
Engineers, IEEE)。
电信界标准化组织
（图1-8）通信子网(Communication Subnet) ---公共数据网(Public Data Network-, PDN: 向社会提供数据传输服务)。
资源子网(Resource Subnet)
1.2.3 计算机网络体系结构的形成
计算机网络的层次结构及各层协议的集合统称计算机网络的体系结
Abilene主(干A（lUlCOAIDp的t高i速ca实验l 床N）etwork,
RFC 编辑部(RFC Editor)，RFC (Request For Comments, 请求评注)文档。
Abilene主干（UCAID的高速实验床）
AON)；光互联网论坛 1996年美国NGI (Next-Generation Internet)计划（IPv4地址不足）。
互联网
Internet网络结构
1.2 计算机网络的发展
1.2.1 早期的计算机网络
20世纪50年代中期
美国地面防空系统(SAGE)。 美国航空公司的飞机票预订系统(SABER)。 以单台计算机为中心的远程联机系统,终端不具备自主处理能力。
高速铁路通信概论ppt课件
三、GSM-R系统介绍（一）系统结构
1、网络子系统（NSS）
（1）移动交换子系统（SSS） （2）移动智能网（IN）子系统 （3）通用分组无线业务（GPRS）子系统
2、基站子系统（BSS） 3、运行与支持子系统（OSS）
（1）网管 （2）SIM卡管理系统 （3）计费、结算、营帐、客服子系统
4、终端设备
二、为什么要建设GSM-R?
2、铁路发展出现许多新业务需求： （3）车地信息化数据传输的需要
列车与地面之间的无线通信一直是信息化发展中的最薄弱环节。随 着铁路的发展，铁路信息化要求的无线数据传输内容越来越多，一方 面，列车运行、列车安全监控、诊断以及承载货物等实时信息需要传 送到地面上来，为实现列车信息实时追踪、客票发售、货运计划、货 车追踪、集装箱追踪等提供基础信息，满足铁路路网移动体（机车、 车辆等）实时动态跟踪信息传输的需要；另一方面，以旅客为主体的 移动信息，需要在车地之间实时进行传送，为旅客提供多方位的综合 信息服务。
（1）无线列调 （2）模拟集群： SMRATZONE（广深试验）、MPT1327 （北京局、柳南）、UNIDEN（北京、成都、上海等） （3）数字集群：TETRA（秦沈）、GT800（重庆）、GOTA （长春） （4）GSM-R（欧洲）
二、为什么要建设GSM-R?
1、现有铁路无线通信系统存在许多问题 2、铁路发展出现许多新业务需求 3、欧洲选择GSM-R的原因和发展状况
安全性、可靠性、实时性、便捷程度提出了更高的 要求） 话音类：调度通信、区间通信 数据类：列控信息传送
调度指挥信息传送 行车安全监控信息的传送 旅客综合服务信息的传送
二、为什么要建设GSM-R?
2、铁路发展出现许多新业务需求： （1）客运专线的业务需求 列控信息传送需求
列车通信网络技术PPT课件
2021/7/23
6
6.2.2 TCN的通信协议及网络管理与组态
• TCN标准遵循实时协议（RTP），用于 TCN中的所有设备在MVB、WTB或其它总 线上进行数据通信。
• 实时协议RTP规定了TCN提供的应用接口， 它由两种基本的服务组成：变量群和消息 群。
• TCN标准可部分使用，也可整体使用。
2021/7/23
11
WTB 特性摘要表：
2021/7/23
12
它有一个段是朝向列车中间，
WTB 采用屏另端蔽一节双段点是电绞朝气线向上，敞用开与信的它号端连传部接。的输速度１Mbit/s。采 用规定型号的电缆端减，接少器反可来射互终。止连两最个多总线32节个以节点，长度最长至 860m。WTB 介质是由不同车辆上的电缆节链连接接而两成个总。线
TCN网络上层为绞线式列车总线(WTB)，下层为 多功能车辆总线(MVB)，在车辆总线下面还可设置 第三级，由安装在同一车辆上的传感器执行机构构 成，这一级不受列车控制网络的限制，可被认为是 车辆总线设备的一部分。
一列列车中只能有一条列车总线，但可以有多条
车辆总线。列车总线连接不同车辆(单元)中的网络 节点(网关);车辆总线连接同一车厢或固定车组内部 的各种可编程终端装置。
节（段）
主干电缆 跨接电缆及连接器 节点连接器
主干电缆
扩展电缆
端接器
端节点
中间节点
节点（多个）
端节点
端车辆
中间车辆（多个）
端车辆
2021/7/23
13
电缆规范
WTB 介质为屏蔽双绞线，为连接各个车辆，它需要有
较高的机械稳定性。规定的电缆允许速度1.0Mbit/s，860m
长。其中包括所有的干线电缆、扩展电缆和耦在合主电干缆电缆。中插入
计算机网络及通信高速列车网络技术71页PPT
计算机网络及通信高速列车网络技术
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——
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变量服务
消息服务
49
7.5.1 RTP概述
Real Time Protocol 它为一个应用与另外一个应用在列车通信 网络上提供协议和服务。
50
变量与消息
RTP 提供以下两种主要的应用通信服务: 1) 变量(分布式进程数据库) :传送具有确定传 输延时的短数据。 2) 消息(呼叫/应答及多播消息) :传送可能冗 长但不频繁的数据项。
9
列车通信网络的特点
工作环境恶劣，可靠性要求高； 控制操作实时性（时间确定性）要求高；
列车组成的动态性；
10
TCN的优缺点
优点：
TCN的功能齐全
已经成为铁标 有一定国内应用的前例
TCN的不足：
WTB协议复杂
TCN产品市场小，价格昂贵
11
7.2 TCN的发展历史
3
TCN 体系结构
列车级， 车厢级，设备级
4
5
TCN的三种应用方式
1) 具有 WTB 但没有车辆总线 ,或者有其它的 车辆总线但不是 MVB ; 2) 具有 MVB 但没有列车总线 ,或者有其它的 列车总线但不是 WTB ; 3) 可以是其它形式的总线使用实时协议 ,而不 是 WTB 或者 线式列车总线WTB
结构可变，构成改变时，具有自适应性 屏蔽双绞线（860米，32个节点，相当于 22个UIC车厢）
多功能车厢总线MVB
结构及设备的地址固定不变 双绞线，RS-485（20米32设备）； 变压器隔离屏蔽双绞线（200米32设备）； 星型光纤网（2000米，2个设备） 双份物理介质 带定界符的曼彻斯特编码 1.5Mbit/s 12 bit地址 点对点及广播 量化的：16，32，64，128或者256 bits IEC60870 校验序列及帧尺寸校验
38
初运行中的MAU单元
在末端：总线 开关打开，端 接器插入，主 辅通道接到相 反的方向上。 在中间： 总 线开关闭合， 端接器断开， 辅助通道断开。
39
命名的基本过程
40
给节点命名
41
主设备冲突
42
其他的相关知识
新增加节点 总线收缩
WTB总线主冗余
43
7.4 MVB
概述
13
（IEC 61375） 表1.3
14
TB
在2002年，我国制 定了铁道部标准 （TB/T3035-2002 ）
2002-02-09发布
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T 3035-2002
列车通信网络 Train Communication Network
2002-07-01实施 中华人民共和国铁道部发布
物理层
总线控制器
（信号表示，帧，端口，报文略） 介质访问 容错
44
7.4.1 MVB 概述
Multifunction Vehicle Bus 车厢总线用于将一个车厢内或不可分的车 厢组内的设备连接起来。
45
车厢总线允许设备的安装间距在200米以内； 车厢总线至少支持256个设备； 车厢总线在最差情况下的响应时间低于 16ms；
33
常规操作WTB帧（总结）
34
7.3.6 WTB 初运行
初运行目的：当列车的组成改变时，特别 是车厢被连挂或解挂时，主设备重新配置 总线。这个过程称为初运行。
总线需要重新组态。
35
节点地址分配
1）主设备地址为01； 2）主设备定义方向1为“底部” ，方向2为“顶 部” ； 3）在方向1上从地址63开始降序排列从设备节点地 址，该方向最后命名节点是底部节点； 4）在方向2上从地址02开始升序排列从设备节点地 址，该方向最后命名节点是顶部节点； 5）主设备可以最多命名62个节点。
53
这就决定了消息的传输需要发送方和接收 方建立连接。从而也就决定了消息要有网 络层、 传输层等变量没有的层。（表3.5）
6
7
特征
结构 介质
绞线式列车总线WTB
结构可变，构成改变时，具有自适应性 屏蔽双绞线（860米，32个节点，相当于 22个UIC车厢）
多功能车厢总线MVB
结构及设备的地址固定不变 双绞线，RS-485（20米32设备）； 变压器隔离屏蔽双绞线（200米32设备）； 星型光纤网（2000米，2个设备） 双份物理介质 带定界符的曼彻斯特编码 1.5Mbit/s 12 bit地址 点对点及广播 量化的：16，32，64，128或者256 bits IEC60870 校验序列及帧尺寸校验
总线管理器通过令牌传送成为主设备
主设备冗余
链路层服务
初运行后，主设备权传递给另一节点
过程数据 消息数据 监督数据 循环 偶发 循环/偶发
令牌传递自动进行主设备权转换冗余校验
8
源寻址广播数据 点对点或广播数据报 用于总线管理的数据
数据分类
列车通信网络将传输两类数据：
短而紧迫的过程变量 (Process_Variables) （如用于牵引控制）； 不太紧迫，但可能较长的消息变量（如用于 诊断）。
物理冗余
信号 信号速率 地址空间 物理地址 有效的帧长度 完整性
双份物理介质
带16..32位前同步码的曼彻斯特编码 1Mbit/s 8 bit地址 点对点及广播 在4-132个字节之间可变 帧FCS-16，帧校验以及曼彻斯特编码
介质分配
主设备权传送
由一台主设备完成
主设备，强主设备或弱主设备
由一台主设备完成
17
7.3 WTB
概述 拓扑 物理介质 信号表示 介质访问 初始运行 其他
18
7.3.1 绞线式列车总线 （Wire_Train_Bus，WTB）
WTB 是为互连车辆设计的串行数据通信总线。 对于频繁改变其组成的列车组(如国际联运列 车UIC或市郊列车) , WTB 被设计成通过手插式 跨接电缆或自动连接器来实现车辆之间的互连。
总线管理器通过令牌传送成为主设备
主设备冗余
链路层服务
初运行后，主设备权传递给另一节点
过程数据 消息数据 监督数据 循环 偶发 循环/偶发
令牌传递自动进行主设备权转换冗余校验
源寻址广播数据 点对点或广播数据报 用于总线管理的数据
47
7.4.2 MVB物理层
MVB提供三种不同的物理介质，它们以相同 速率运行：
2
TCN的本质
TCN是一种面向控制、 连接车载设备的数据通 信系统 ,是分布式列车控制系统的核心。它集列车 控制系统、 故障检测与诊断系统以及旅客信息服 务系统于一体 。 以车载微机为主要技术手段 ,并通过网络实现列 车各个系统之间的信息交换 ,最终达到对车载设备 的集散式监视、 控制和管理等目的 ,实现列车控 制系统的智能化、 网络化与信息化。
电气短距离介质（ESD）传送距离≤20米，使用
标准的RS-485收发器，每段最多支持32个设备。 电气中距离介质（EMD）传送距离≤200米，每 段最多支持32个设备，屏蔽双绞线，变压器隔离； 光学玻璃纤维介质（OGF），星型连接或点到点 方式下最大距离2000米。
48
7.5 RTP
概述
27
三种报文
1）过程数据报文，通常使用广播的方式发送，通常周 期性的报告。
2）消息数据报文，通常是一个设备发送到一个设备或 者是广播，通常是按需求才发送。 3）监督数据报文，相同总线内用于监视设备状态，检 测沉寂的设备，总线主权转换，总线初始化等数据。 可能是周期传送，也可能是按需传送。
从设备总是与它接受的主帧相同类型的帧来回答。
3）在 RTP的标准中定义了两种接口:链路层 接口(LPI和 LMI)和应用层接口(AVI 和 AMI) 。
51
RTP体系结构
LPI,LMI 分别定义从总线所期望得到的服务种类; 52 AVI,AMI 分别定义了提供给应用层的变量和消息服务。
消息与变量的基本区别
RTP之所以分为变量服务和消息服务两大部分 ,是由 变量和消息不同的传输方式与要求所决定的。 变量主要是列车运行的控制命令和运行状态。这些 信息对于列车的正常运行来说都是非常重要的。为 了保证变量在确定的较小的时延下能够被及时地发 送到相应的端口中 ,在 RTP中对变量的传输是周期 性的、 广播的 ,从而保证变量的实时性; 而消息则不同 ,消息是一些冗长但不频繁传输的数 据 ,消息是按需传输的 ,所以消息的传输是非周期性 的、 点对点的。
15
TCN标准的发展
核心芯片被几大厂商控制，价格很贵 IEC 2003，TAHG(Train Communication Network AD Hoc Group) 对TCN的开放性， 互操作性进行改进，并且评估各种新的总 线。 表1.3
16
TCN在我国的情况
表1.2
MVB在国内已先后用于 “先锋” 、 “奥星” 、 “熊猫” 、 “蓝箭” 、 “大白鲨” 、 “中原之 星” 、 “中华之星” 等动车组。 WTB 在DJ “熊猫” 号及 DJJ“蓝箭” 号上作为 列 车总线使用; DJ2 “奥星” 号列车总线也为 WTB ;正 在 研制的摆式列车也考虑采用 WTB。
28
WTB过程数据报文
29
WTB消息数据报文
通常消息报文只是被一个目标接受
30
WTB监督数据报文
可以没有从帧
31
7.3.5 WTB介质访问 （时分）
周期性数据与偶发性数据
32
访问的几点规则
当列车网络组成改变时，每个节点通知总 线主，以改变轮询的策略。 当车辆增加，周期相变长，而偶发相变短。 紧迫和非紧迫的数据 偶发性数据必须留有足够的时间。
消息服务
49
7.5.1 RTP概述
Real Time Protocol 它为一个应用与另外一个应用在列车通信 网络上提供协议和服务。
50
变量与消息
RTP 提供以下两种主要的应用通信服务: 1) 变量(分布式进程数据库) :传送具有确定传 输延时的短数据。 2) 消息(呼叫/应答及多播消息) :传送可能冗 长但不频繁的数据项。
9
列车通信网络的特点
工作环境恶劣，可靠性要求高； 控制操作实时性（时间确定性）要求高；
列车组成的动态性；
10
TCN的优缺点
优点：
TCN的功能齐全
已经成为铁标 有一定国内应用的前例
TCN的不足：
WTB协议复杂
TCN产品市场小，价格昂贵
11
7.2 TCN的发展历史
3
TCN 体系结构
列车级， 车厢级，设备级
4
5
TCN的三种应用方式
1) 具有 WTB 但没有车辆总线 ,或者有其它的 车辆总线但不是 MVB ; 2) 具有 MVB 但没有列车总线 ,或者有其它的 列车总线但不是 WTB ; 3) 可以是其它形式的总线使用实时协议 ,而不 是 WTB 或者 线式列车总线WTB
结构可变，构成改变时，具有自适应性 屏蔽双绞线（860米，32个节点，相当于 22个UIC车厢）
多功能车厢总线MVB
结构及设备的地址固定不变 双绞线，RS-485（20米32设备）； 变压器隔离屏蔽双绞线（200米32设备）； 星型光纤网（2000米，2个设备） 双份物理介质 带定界符的曼彻斯特编码 1.5Mbit/s 12 bit地址 点对点及广播 量化的：16，32，64，128或者256 bits IEC60870 校验序列及帧尺寸校验
38
初运行中的MAU单元
在末端：总线 开关打开，端 接器插入，主 辅通道接到相 反的方向上。 在中间： 总 线开关闭合， 端接器断开， 辅助通道断开。
39
命名的基本过程
40
给节点命名
41
主设备冲突
42
其他的相关知识
新增加节点 总线收缩
WTB总线主冗余
43
7.4 MVB
概述
13
（IEC 61375） 表1.3
14
TB
在2002年，我国制 定了铁道部标准 （TB/T3035-2002 ）
2002-02-09发布
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T 3035-2002
列车通信网络 Train Communication Network
2002-07-01实施 中华人民共和国铁道部发布
物理层
总线控制器
（信号表示，帧，端口，报文略） 介质访问 容错
44
7.4.1 MVB 概述
Multifunction Vehicle Bus 车厢总线用于将一个车厢内或不可分的车 厢组内的设备连接起来。
45
车厢总线允许设备的安装间距在200米以内； 车厢总线至少支持256个设备； 车厢总线在最差情况下的响应时间低于 16ms；
33
常规操作WTB帧（总结）
34
7.3.6 WTB 初运行
初运行目的：当列车的组成改变时，特别 是车厢被连挂或解挂时，主设备重新配置 总线。这个过程称为初运行。
总线需要重新组态。
35
节点地址分配
1）主设备地址为01； 2）主设备定义方向1为“底部” ，方向2为“顶 部” ； 3）在方向1上从地址63开始降序排列从设备节点地 址，该方向最后命名节点是底部节点； 4）在方向2上从地址02开始升序排列从设备节点地 址，该方向最后命名节点是顶部节点； 5）主设备可以最多命名62个节点。
53
这就决定了消息的传输需要发送方和接收 方建立连接。从而也就决定了消息要有网 络层、 传输层等变量没有的层。（表3.5）
6
7
特征
结构 介质
绞线式列车总线WTB
结构可变，构成改变时，具有自适应性 屏蔽双绞线（860米，32个节点，相当于 22个UIC车厢）
多功能车厢总线MVB
结构及设备的地址固定不变 双绞线，RS-485（20米32设备）； 变压器隔离屏蔽双绞线（200米32设备）； 星型光纤网（2000米，2个设备） 双份物理介质 带定界符的曼彻斯特编码 1.5Mbit/s 12 bit地址 点对点及广播 量化的：16，32，64，128或者256 bits IEC60870 校验序列及帧尺寸校验
总线管理器通过令牌传送成为主设备
主设备冗余
链路层服务
初运行后，主设备权传递给另一节点
过程数据 消息数据 监督数据 循环 偶发 循环/偶发
令牌传递自动进行主设备权转换冗余校验
8
源寻址广播数据 点对点或广播数据报 用于总线管理的数据
数据分类
列车通信网络将传输两类数据：
短而紧迫的过程变量 (Process_Variables) （如用于牵引控制）； 不太紧迫，但可能较长的消息变量（如用于 诊断）。
物理冗余
信号 信号速率 地址空间 物理地址 有效的帧长度 完整性
双份物理介质
带16..32位前同步码的曼彻斯特编码 1Mbit/s 8 bit地址 点对点及广播 在4-132个字节之间可变 帧FCS-16，帧校验以及曼彻斯特编码
介质分配
主设备权传送
由一台主设备完成
主设备，强主设备或弱主设备
由一台主设备完成
17
7.3 WTB
概述 拓扑 物理介质 信号表示 介质访问 初始运行 其他
18
7.3.1 绞线式列车总线 （Wire_Train_Bus，WTB）
WTB 是为互连车辆设计的串行数据通信总线。 对于频繁改变其组成的列车组(如国际联运列 车UIC或市郊列车) , WTB 被设计成通过手插式 跨接电缆或自动连接器来实现车辆之间的互连。
总线管理器通过令牌传送成为主设备
主设备冗余
链路层服务
初运行后，主设备权传递给另一节点
过程数据 消息数据 监督数据 循环 偶发 循环/偶发
令牌传递自动进行主设备权转换冗余校验
源寻址广播数据 点对点或广播数据报 用于总线管理的数据
47
7.4.2 MVB物理层
MVB提供三种不同的物理介质，它们以相同 速率运行：
2
TCN的本质
TCN是一种面向控制、 连接车载设备的数据通 信系统 ,是分布式列车控制系统的核心。它集列车 控制系统、 故障检测与诊断系统以及旅客信息服 务系统于一体 。 以车载微机为主要技术手段 ,并通过网络实现列 车各个系统之间的信息交换 ,最终达到对车载设备 的集散式监视、 控制和管理等目的 ,实现列车控 制系统的智能化、 网络化与信息化。
电气短距离介质（ESD）传送距离≤20米，使用
标准的RS-485收发器，每段最多支持32个设备。 电气中距离介质（EMD）传送距离≤200米，每 段最多支持32个设备，屏蔽双绞线，变压器隔离； 光学玻璃纤维介质（OGF），星型连接或点到点 方式下最大距离2000米。
48
7.5 RTP
概述
27
三种报文
1）过程数据报文，通常使用广播的方式发送，通常周 期性的报告。
2）消息数据报文，通常是一个设备发送到一个设备或 者是广播，通常是按需求才发送。 3）监督数据报文，相同总线内用于监视设备状态，检 测沉寂的设备，总线主权转换，总线初始化等数据。 可能是周期传送，也可能是按需传送。
从设备总是与它接受的主帧相同类型的帧来回答。
3）在 RTP的标准中定义了两种接口:链路层 接口(LPI和 LMI)和应用层接口(AVI 和 AMI) 。
51
RTP体系结构
LPI,LMI 分别定义从总线所期望得到的服务种类; 52 AVI,AMI 分别定义了提供给应用层的变量和消息服务。
消息与变量的基本区别
RTP之所以分为变量服务和消息服务两大部分 ,是由 变量和消息不同的传输方式与要求所决定的。 变量主要是列车运行的控制命令和运行状态。这些 信息对于列车的正常运行来说都是非常重要的。为 了保证变量在确定的较小的时延下能够被及时地发 送到相应的端口中 ,在 RTP中对变量的传输是周期 性的、 广播的 ,从而保证变量的实时性; 而消息则不同 ,消息是一些冗长但不频繁传输的数 据 ,消息是按需传输的 ,所以消息的传输是非周期性 的、 点对点的。
15
TCN标准的发展
核心芯片被几大厂商控制，价格很贵 IEC 2003，TAHG(Train Communication Network AD Hoc Group) 对TCN的开放性， 互操作性进行改进，并且评估各种新的总 线。 表1.3
16
TCN在我国的情况
表1.2
MVB在国内已先后用于 “先锋” 、 “奥星” 、 “熊猫” 、 “蓝箭” 、 “大白鲨” 、 “中原之 星” 、 “中华之星” 等动车组。 WTB 在DJ “熊猫” 号及 DJJ“蓝箭” 号上作为 列 车总线使用; DJ2 “奥星” 号列车总线也为 WTB ;正 在 研制的摆式列车也考虑采用 WTB。
28
WTB过程数据报文
29
WTB消息数据报文
通常消息报文只是被一个目标接受
30
WTB监督数据报文
可以没有从帧
31
7.3.5 WTB介质访问 （时分）
周期性数据与偶发性数据
32
访问的几点规则
当列车网络组成改变时，每个节点通知总 线主，以改变轮询的策略。 当车辆增加，周期相变长，而偶发相变短。 紧迫和非紧迫的数据 偶发性数据必须留有足够的时间。