数据需求超出了传统技术的处理能力。了解为什么越来越多的火车制造商和系统集成商正在转向铁路工业以太网。

　　铁路行业对更高带宽要求的加速需求已经超过了现有列车通信网络 (TCN) 数据通信标准所能提供的能力。

　　TCN 标准专为实时应用而设计，是两个现场总线系统的分层组合：连接车辆内设备的有线列车总线 (WTB) 和连接车辆的多功能车辆总线 (MVB)。由于其低成本、极高的可靠性和简单性，该解决方案成为标准。使用 WTB 和 MVB，没有消息冲突的风险，而且当出现问题时，它可以快速修复。

　　即便如此，近年来，新传感器、车载处理设备和其他电子系统的激增已经充斥着轨道交通行业，导致带宽需求飙升，远远超出任何现场总线所能提供的水平。

　　作为回应，全球领先的火车制造商已开始使用以太网技术补充传统系统。目前，铁路工业以太网主要用于车载视频监控和信息或娱乐系统，而大多数其他系统仍然在单独的 TCN 现场总线互连网络上运行。

　　全铁路工业以太网正在路上

　　很快，以太网将完全取代 TCN。它将携带控制、安全和乘客信息所需的所有数据类型，从公告到推进和照明。

　　以太网技术提供无限的网络长度和可靠性，速度超过 1Gb/s(与 TCN 的 1Mb/s 相比)。这种高水平的性能也可以从现成的产品中获得，从而消除了铁路专用网络设备典型的较高的定制、维护和更换成本。

　　指定铁路工业以太网的五个关键考虑因素

　　有兴趣升级您的网络吗?请遵循以下五个步骤，以确保顺利、经济高效地过渡。

　　第 1 步：确定实施挑战

　　在车载环境中应用以太网技术在网络配置和组件性能方面提出了一些技术挑战。主要挑战是补偿容错。对一个或多个组件的故障具有弹性的网络对于适应列车架构和信息包沿网络路径传输所需的时间长度至关重要。

　　确保网络中部署的数据电缆和连接器满足铁路防火和防烟标准以及振动、密封和温度的机械和环境要求也很重要。对于车对车互连来说尤其如此，因为它们会受到更广泛的压力和气候变化的影响。

　　第 2 步：定义网络性能要求

　　下一步是以每秒兆比特或千兆比特来定义铁路工业以太网的性能要求。该规范将取决于所需车载系统的带宽要求。

　　第 3 步：选择铁路工业以太网应用程序

　　选择相应的以太网应用程序，以便您可以建立您需要的网络传输硬件和协议。应用程序的适当以太网等级将基于网络性能要求，以及影响网络所需通道长度的几个关键变量，例如列车拓扑。

　　第 4 步：考虑布线选项

　　当今使用的两种主要布线标准包括双绞铜缆和光缆。用于许多以太网的双绞线铜缆利用一对电线形成可以传输数据的电路。光纤电缆是一种更先进的选择，它通过薄而柔韧的玻璃管以光脉冲的形式传输数据。它更快、更安全，但用途更少且更昂贵。铜在物理上更坚固且更具成本效益，但它提供的速度较慢，并且在未屏蔽时有受到干扰的风险。

　　第 5 步：建立连接器要求

　　最后，最关键的考虑因素之一是车辆之间跨接电缆的互连。理想的解决方案是在恶劣的铁路环境中工作并满足标准 TCN 和高速以太网通信的所有要求，因为这有助于确保向全以太网列车的过渡顺利且具有成本效益。选择具有符合 RoHS 标准的坚固镀层的连接器有助于确保耐用性和性能。还有一些可用于预测试电缆组件的连接器解决方案。

　　付诸实践

　　一家主要的意大利高速铁路网络运营商在设计以太网时采用了这种方法。他们直接借鉴了最先进的数据中心设计，创建了一个复杂的网络架构，能够克服列车拓扑的挑战并实现高水平的容错。

　　在确定了网络性能要求后，他们使用了一种高度专业化的布线方案，该布线方案带有完全屏蔽的双绞线电缆和连接器，以实现远高于以太网要求的性能。然后，当他们意识到他们需要的触点比一些欧洲领先的火车制造商采用的 4 极 M12 触点具有更高的网络阈值时，他们与 ITT 签订合同以开发定制解决方案。

　　ITT Veam 在铁路连接器领域拥有悠久的历史，其 CIR M12 连接器提供行业领先的千兆每秒以太网 (GbE) 传输、最佳密封性以及极强的抗冲击和抗振性，专为当今恶劣环境的铁路通信应用而设计。CIR M12 连接器是卡口耦合圆形连接器，将可靠且坚固的 FRCIR 连接器与 M12 和同轴触点结合在一个外壳中，以支持高达 10GbE(即，高达 FA ISO/IEC 11801 通道性能)、MVB、WTB 和视频线。该系列提供 1 路、4 路和 7 路变体，具有 2 极、4 极和 8 极触点选项，具有最小的圆形占地面积，完全符合最新的最先进的铁路标准火和烟。

　　ITT 基于该系列为意大利高速列车定制的轨道车辆到车辆互连解决方案，提供 8 极 M12 触点，不仅满足目标性能水平，而且能够混合 WTB 和 MVB 现场总线和以太网通过在同一连接器主体中组合多个 M12 触点来提供服务。

　　走上未来的轨道

　　对更高铁路行业连通性的需求与日俱增。如果您想利用带宽密集型数据管理系统的优势并为运营商和乘客提供更好的体验，现在是时候加入了。

　　如果您彻底评估您的需求，遵循这五个步骤，并使用经过验证的、面向未来的组件构建您的网络，您可以轻松过渡到一个容错的铁路工业以太网网络，该网络遵循单个列车的独特拓扑结构并可靠地执行即使在最严重的机械和环境压力下。

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