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ECN (Ethernet Consist Network)

 

  • ECN逻辑拓扑如上图所示,ECN连接位于同一区域的终端设备,基于以太网交换数据。ECN主要包括两种设备:

    1)网络设备,ECN中主要使用的是Consist Switch (CS)

    2)End Device (ED)

  • ED和CS、CS和TBN之间的Ethernet接口需要符合3标准。

  • 一个Consist可能包含多个ECN网络。

  • ECN和Train Backbone通过TBN连接,TBN在ECN和Train之间转发数据,提供网关功能。

  • ECN连接的Train Backbone可能是WTB或者ETB。

 

ECN网络设备分类

  • Repeater:这种网络设备的主要特点是对所有协议,包括链路层及以上协议尽可能透明。

  • Consist Switch:ECN网络中的主要设备类型,实现链路层帧中继功能。包括如下两种类型:

Consist Switch class

Description

Unmanaged Consist Switch

只需要实现MAC转发功能,不需要实现在线管理和IP通信功能

Managed Consist Switch

需要实现MAC转发、在线管理、IP通信功能

  • Router:至少包括两个IP接口,可实现多个IP子网之间的通信。

 

ECN网络设备功能需求

IEC标准中详细定义了Repeater、Consist Switch、Router从物理层到应用层需要支持的功能,不同的网络设备类型需要支持的功能也不相同。涉及的功能主要包括:100BASE-TX、10BASE-T、Full Duplex Mode、Auto Negotiation、M12 D-coded connector(socket)、VLAN service、IPv4、ICMP、ARP、UDP、TCP、IGMP、DHCP、DNS、SNTP、NTP。

 

ED分类

ED可分为Temporary End Device和Standard End Device两大类。

  • Temporary End Device: 不固定在列车上的终端设备。(例如:临时连接用于维护的设备)

  • Standard End Device:固定在列车上的标准终端设备,可分为如下三类:

End Device class

Description

Consist Local End Device

仅与同一个ECN内的设备通信的终端设备。这种设备不总是需要知道列车的拓扑。

Train Communication End Device

利用Train Backbone和其它CNs中设备通信,或者直接连接到的TBNs的终端设备。这种设备需要知道列车拓扑已经发生变化,这样才能够保证和正确的设备通信。但是这种设备本身并不需要知道列车的拓扑。

Train Topology aware End Device

通过列车主干网络发起通信并需要了解列车拓扑的终端设备。例如:一个控制设备(Train Topology aware End Device)需要通过骨干网和远端ECN中的I/O设备(Train Communication End Device)通信。这种情况下,控制设备需要知道远端I/O设备的地址,因此需要使用列车的拓扑数据库。但是远端I/O设备并不需要知道。

 

IEC标准中详细定义了Temporary ED和Standard ED从物理层到应用层需要支持的功能,不同的网络设备类型需要支持的功能也不相同。涉及的功能主要包括:100BASE-TX、10BASE-T、Full Duplex Mode、Auto Negotiation、M12 D-coded connector(socket)、RJ45 connector(socket)、IPv4、ICMP、ARP、UDP、TCP、IGMP host、DHCP、DNS。