專利名稱：鐵路車廂的傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路車廂(railway car)的傳輸裝置。
背景技術(shù)：
典型的應(yīng)用CSMA/CD(帶有沖突檢測(collision detection)的載波偵聽多路訪問)的網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用符合IEEE802.3的以太(注冊商標(biāo))網(wǎng)，如使用了雙絞線的10Base-T、100Base-TX和1000Base-T，使用了光纖的10Base-F、100Base-FX、1000Base-LX和1000Base-SX。這些CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)中的任何一種均能應(yīng)用于如圖1所示的具有傳輸線的總線的鐵路車廂?；贗EEE802.3的中繼器受到限制，只能處理10Mbps的四段和100Mbps的兩段。即，即使以10Mbps的低速也最大限度只允許四節(jié)車廂進(jìn)行訪問，因此，使用最廣泛的以太網(wǎng)是不能用于一長隊(duì)的鐵路車廂的。
CSMA/CD基本上是允許有數(shù)據(jù)沖突的，如果有數(shù)據(jù)沖突發(fā)生，則重新傳送數(shù)據(jù)。由于這個(gè)原因，所以CSMA/CD很難用來傳輸列車控制信息，因?yàn)樵撔畔Q不允許有傳輸延遲。為了傳輸這樣的控制信息，其必須使用例如低速和昂貴的令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)。
這樣，基于IEEE802.3并且如今最廣泛使用的以太網(wǎng)就不能可靠地用于一長列鐵路車廂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種鐵路車廂的傳輸裝置，能可靠地用于一長列鐵路車廂。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種鐵路車廂的傳輸裝置，采用CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)在鐵路車廂之間傳送數(shù)據(jù)。所述裝置包括一個(gè)中繼器，具有多個(gè)端口，根據(jù)給定的指令將在其中一個(gè)端口收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到各必要的端口，一個(gè)中繼器控制器，發(fā)出指令并控制轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的中繼器的端口，一個(gè)站點(diǎn)，相對于其中一個(gè)端口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；和一個(gè)傳輸線，將中繼器彼此相連接。根據(jù)來自中繼器控制器的指令，在中繼器間循環(huán)一個(gè)專用數(shù)據(jù)包，從而避免數(shù)據(jù)沖突。在每個(gè)中繼器中的中繼器控制器根據(jù)已收到數(shù)據(jù)的地址確定收到的數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)包還是要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，并且如果收到的數(shù)據(jù)是要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)發(fā)已收到的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方面是提供一種鐵路車廂的傳輸裝置，用CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)在鐵路車廂之間傳送數(shù)據(jù)，包括一個(gè)安裝在每節(jié)車廂中的中繼器，從另一個(gè)中繼器接收數(shù)據(jù)并將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)中繼器，將中繼器彼此相連的干線線路，為每個(gè)中繼器提供的相對于另一個(gè)中繼器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的干線發(fā)射器接收器，為每個(gè)中繼器提供的在中繼器之間交換專用數(shù)據(jù)包和形成網(wǎng)絡(luò)的中繼器控制器，為每個(gè)中繼器提供的相對于中繼器控制器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)發(fā)射器接收器，以及與站點(diǎn)發(fā)射器接收器相連接并相對于站點(diǎn)發(fā)射器接收器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)。在中繼器之間循環(huán)傳輸權(quán)，以便在給定時(shí)間內(nèi)將列車控制指令傳送到每個(gè)中繼器。
本發(fā)明還有另一個(gè)方面是提供一種鐵路車廂的傳輸裝置，包括一個(gè)安裝在每節(jié)車廂中的中繼器，接收從另一個(gè)車廂傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)車廂，將中繼器彼此相連的干線線路，在中繼器之間交換專用數(shù)據(jù)包和形成網(wǎng)絡(luò)的中繼器控制器，相對于中繼器控制器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)發(fā)射器接收器，以及與站點(diǎn)發(fā)射器接收器相連接并相對于站點(diǎn)發(fā)射器接收器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)。專用數(shù)據(jù)包用于通過中級(jí)器循環(huán)傳輸權(quán)。所述專用數(shù)據(jù)包嵌入有關(guān)必須傳輸數(shù)據(jù)的中繼器的信息，以便在給定時(shí)間內(nèi)將列車運(yùn)行指令傳送到其他中繼器。
根據(jù)本發(fā)明的任一方面的鐵路車廂的傳輸裝置均可以可靠地用于一長列鐵路車廂。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鐵路車廂的傳輸裝置和中繼器的方塊圖；圖2是表示根據(jù)第一實(shí)施例的中繼器的結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖3是表示根據(jù)第一實(shí)施例的控制數(shù)據(jù)包流的說明圖1；圖4是表示根據(jù)第一實(shí)施例的控制數(shù)據(jù)包流的說明圖2；圖5是表示根據(jù)第一實(shí)施例的控制數(shù)據(jù)包流的說明圖3；圖6是表示根據(jù)第一實(shí)施例的控制數(shù)據(jù)包流的說明圖4；圖7是表示根據(jù)第一實(shí)施例的控制數(shù)據(jù)包流的說明圖5；圖8是表示根據(jù)第一實(shí)施例的控制數(shù)據(jù)包流的說明圖6；圖9是表示根據(jù)第一實(shí)施例的控制數(shù)據(jù)包流的說明圖7；圖10是表示根據(jù)第一實(shí)施例在站點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)的傳輸控制操作的說明圖1；圖11是表示根據(jù)第一實(shí)施例在站點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)的傳輸控制操作的說明圖2；圖12是表示根據(jù)第一實(shí)施例在站點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)的傳輸控制操作的說明圖3；圖13是表示根據(jù)第一實(shí)施例在站點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)的傳輸控制操作的說明圖4；圖14是表示根據(jù)第一實(shí)施例在站點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)的傳輸控制操作的說明圖5；圖15是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置的中繼器和傳輸線的方塊圖；圖16是表示根據(jù)第二實(shí)施例的中繼器的結(jié)構(gòu)的方塊17是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖1；圖18是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖2；圖19是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖3；圖20是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖4；圖21是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖5；圖22是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖6；圖23是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖7；圖24是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的定時(shí)圖；圖25是表示根據(jù)第二實(shí)施例的傳輸控制(臨時(shí)得到傳輸權(quán))的定時(shí)圖；圖26是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖1；圖27是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖2；圖28是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖3；
圖29是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖4；圖30是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖5；圖31是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖6；圖32是表示根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二例子的定時(shí)圖；圖33是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置的中繼器和傳輸線的方塊圖；圖34是表示根據(jù)第三實(shí)施例的中繼器結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖35是表示根據(jù)第三實(shí)施例的傳輸線結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖36是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖1；圖37是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖2；圖38是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖3；圖39是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖4；圖40是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖1；圖41是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖2；圖42是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖3；圖43是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖4；圖44是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖5；圖45是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖6；圖46是表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖7；圖47是表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置的中繼器和傳輸線的方塊圖；圖48是表示根據(jù)第四實(shí)施例的中繼器結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖49是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖1；圖50是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖2；圖51是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖3；圖52是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖4；圖53是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖1；圖54是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第二個(gè)例子的說明圖2；圖55是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第三個(gè)例子的說明圖1；圖56是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第三個(gè)例子的說明圖2；
圖57是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第三個(gè)例子的說明圖3；圖58是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第三個(gè)例子的說明圖4；圖59是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第三個(gè)例子的說明圖5；圖60是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第三個(gè)例子的說明圖6；圖61是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第三個(gè)例子的說明圖7；圖62是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第三個(gè)例子的說明圖8；圖63是表示根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的第三個(gè)例子的說明圖9；圖64是表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置的中繼器和傳輸線的方塊圖；圖65是表示根據(jù)第五實(shí)施例的中繼器結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖66是根據(jù)第五實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖1；圖67是根據(jù)第五實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖2；圖68是根據(jù)第五實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖3；圖69是根據(jù)第五實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖4；圖70是根據(jù)第五實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖5；圖71是根據(jù)第五實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的說明圖6；圖72是根據(jù)第五實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的定時(shí)圖1；和圖73是根據(jù)第五實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸控制的定時(shí)圖2。
具體實(shí)施例方式
將針對附圖來對本發(fā)明的不同實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置中的傳輸線的結(jié)構(gòu)，圖2表示包括在傳輸裝置中的中繼器(repeater)的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)第一實(shí)施例，鐵路車廂傳輸裝置包括分別安裝在車廂中的多個(gè)中繼器1a到1n。每個(gè)中繼器有三個(gè)(如果沒有數(shù)據(jù)傳送到站點(diǎn)或是從站點(diǎn)接收數(shù)據(jù)則為兩個(gè))發(fā)射器接收器的發(fā)射器接收器端口4a、4b、4c或更多端口，還有一個(gè)中繼器控制器2用來控制在端口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)(repeat)和通過中繼器循環(huán)的專用數(shù)據(jù)包(exclusive packet)，和多個(gè)在車廂中傳輸和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)(station)5。中繼器1a到1n用傳輸線3a和3(n-1)的總線(bus)連接起來。
在每節(jié)車廂中，站點(diǎn)5安放在中繼器1內(nèi)部或中繼器1外部。即使站點(diǎn)5安放在中繼器1外部，發(fā)射器接收器端口4a、4b和4c也安放在中繼器1的內(nèi)部。在圖2中，站點(diǎn)5a在中繼器1的內(nèi)部，站點(diǎn)5b在中繼器1的外部。允許中繼器1有多個(gè)站點(diǎn)5和多個(gè)與站點(diǎn)5連接的發(fā)射器接收器端口4。
傳輸線3a和3(n-1)可以用雙絞線來制成，例如是10Base-T或100Base-T，或用光纖制成，例如是10Base-F或100Base-Fx。
雖然第一實(shí)施例中使用的是用總線連接傳輸線3a和3(n-1)的，但是也可以用具有在申請?zhí)枮?004-96159的日本未審專利申請中公開的控制技術(shù)的環(huán)路來連接傳輸線，以便增加冗余。
下面將解釋根據(jù)第一實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置的操作。圖3到9表示通過中繼器1a到1e的專用數(shù)據(jù)包流，圖10到14表示在中繼器1中的站點(diǎn)5上實(shí)現(xiàn)的傳輸控制。
將結(jié)合一列具有五節(jié)車廂的列車來解釋第一實(shí)施例，如n＝e。車廂1具有中繼器1a，其通過傳輸線3a連接到安在車廂2中的中繼器1b上。車廂2到5分別具有中繼器1b到1e，其通過安放在總線結(jié)構(gòu)中的傳輸線3b到3d互相連接。
最初，每個(gè)中繼器1a到1e根據(jù)符合IEEE802.3的連接脈沖來決定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。根據(jù)第一實(shí)施例，中繼器1a到1e以總線結(jié)構(gòu)連接從而組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。該實(shí)施例假定中繼器1a是網(wǎng)絡(luò)的上游端，中繼器1e是網(wǎng)絡(luò)的下游端。上游和下游的定義是可逆的。中繼器1a是最上游的中繼器而且是做為父中繼器的。中繼器1e是最下游的中繼器而且中繼器1b到1d是中間中繼器。
下面將針對圖3到9來解釋上述布置的網(wǎng)絡(luò)的操作。
(1)初始化在圖3中，最上游的中繼器1a將給傳輸線3a傳送一個(gè)重置數(shù)據(jù)包，作為開始傳輸控制的信號(hào)。接收到重置數(shù)據(jù)包后，中繼器1b到1e的中每個(gè)中繼器均認(rèn)可其沒有傳輸權(quán)，禁止數(shù)據(jù)傳輸，將重置數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到下游。
當(dāng)重置數(shù)據(jù)包達(dá)到最下游的中繼器1e時(shí)，最上游的中繼器1a是唯一有傳輸權(quán)的中繼器。
(2)數(shù)據(jù)傳輸(1a)在圖4中，有傳輸權(quán)的最上游的中繼器1a傳輸從現(xiàn)在存在于中繼器1a中的站點(diǎn)5傳來的DATA1。中繼器1b到1e中的每個(gè)沒有傳輸權(quán)的中繼器將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到下游側(cè)和存在于中繼器中的站點(diǎn)5。結(jié)果，所有站點(diǎn)幾乎同時(shí)接收到DATA1。
(3)傳輸權(quán)的傳遞(1a到1e)在圖5中，在完成DATA1的傳遞后，中繼器1a將具有令牌數(shù)據(jù)包的傳輸權(quán)傳遞到下游側(cè)。然后，中繼器1a就變?yōu)闆]有傳輸權(quán)的狀態(tài)。中繼器1b接收到令牌數(shù)據(jù)包并且持有傳輸權(quán)而不將令牌數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到下游側(cè)。
(4)數(shù)據(jù)傳輸(1b)在圖6中，有傳輸權(quán)的中繼器1b傳輸從現(xiàn)在存在于中繼器1b中的站點(diǎn)5傳來的DATA2。沒有傳輸權(quán)的中繼器1a和1c到1e將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到接下來的中繼器和存在于每個(gè)中繼器中的站點(diǎn)5。
(5)傳輸權(quán)的傳遞(1d到1e)在圖7中，傳輸權(quán)轉(zhuǎn)移和數(shù)據(jù)傳輸都向下游側(cè)轉(zhuǎn)發(fā)。中繼器1d將令牌數(shù)據(jù)包傳輸?shù)阶钕掠蔚闹欣^器1e以使中繼器1e可以擁有傳輸權(quán)。
(6)數(shù)據(jù)傳輸(1e)在圖8中，擁有傳輸權(quán)的最下游的中繼器1e對來自存在于中繼器1e的站點(diǎn)5的DATA3進(jìn)行傳輸。
(7)重置在圖9中，在完成數(shù)據(jù)傳輸后，由于中繼器1e是最下游的中繼器，所以中繼器1e將輸送一個(gè)返回?cái)?shù)據(jù)包到上游側(cè)。該返回?cái)?shù)據(jù)包表示傳輸權(quán)已經(jīng)進(jìn)行了循環(huán)。然后，中繼器1e將變?yōu)闆]有傳輸權(quán)的狀態(tài)。中間中繼器1b到1e繼續(xù)將返回?cái)?shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到上游側(cè)。接收到返回?cái)?shù)據(jù)包后，最上游的中繼器1a認(rèn)可到傳輸權(quán)已經(jīng)進(jìn)行了循環(huán)并且從步驟(1)重新開始傳輸權(quán)的控制。
如果最上游的中繼器1a在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有收到返回?cái)?shù)據(jù)包，則它將認(rèn)為在網(wǎng)絡(luò)中遇到了故障并且開始初始化步驟(1)以不間斷地持續(xù)傳輸權(quán)的循環(huán)。
中繼器1a到1e中的每個(gè)中繼器均有一個(gè)循環(huán)時(shí)間監(jiān)測定時(shí)器。如果這些中繼器中的任何一個(gè)有要從現(xiàn)在存在于該中繼器中的站點(diǎn)5傳輸?shù)拇罅繑?shù)據(jù)，并且如果確定由于大量的傳輸數(shù)據(jù)而不能在預(yù)定時(shí)間內(nèi)循環(huán)傳輸權(quán)，則根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級(jí)限制已給予在中繼器中的站點(diǎn)5的傳輸權(quán)，以保證傳輸權(quán)循環(huán)時(shí)間。該技術(shù)能確保必須實(shí)時(shí)傳輸?shù)娜缌熊嚳刂茢?shù)據(jù)的重要數(shù)據(jù)的循環(huán)時(shí)間。
下面針對圖10到14解釋限制從每個(gè)中繼器中的站點(diǎn)5的數(shù)據(jù)傳輸。
(1)傳輸限制在圖10中，如果已定的中繼器1沒有傳輸權(quán)，則在中繼器1中的中繼器控制器2持續(xù)傳輸一個(gè)PAUSE_A數(shù)據(jù)包(在IEEE802.3x中指定，“A”表示傳輸限制時(shí)間)來限制存在于中繼器1中的站點(diǎn)5a到5d的傳輸。PAUSE_A數(shù)據(jù)包的傳輸間隔設(shè)置的比暫停時(shí)間“A”短。
(2)允許從站點(diǎn)5a進(jìn)行傳輸在圖11中，當(dāng)中繼器1收到傳輸權(quán)時(shí)，例如，它就允許它自己的站點(diǎn)5a傳輸數(shù)據(jù)。然后，中繼器1中的中繼器控制器將PAUSE_B(時(shí)間B＝0以允許傳輸)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)秸军c(diǎn)5a。在收到PAUSE_B數(shù)據(jù)包后，站點(diǎn)5a就變?yōu)樵试S傳輸?shù)臓顟B(tài)。在中繼器1中的其它站點(diǎn)5b到5d沒有收到PAUSE_B數(shù)據(jù)包，因此，就維持具有PAUSE_A數(shù)據(jù)包的不允許傳輸?shù)臓顟B(tài)。
(3)從站點(diǎn)5a的數(shù)據(jù)傳輸在圖12中，允許傳輸?shù)恼军c(diǎn)5a傳輸DATA1。中繼器控制器2將DATA1從站點(diǎn)5a轉(zhuǎn)發(fā)到其它站點(diǎn)5b到5d和上游及下游的中繼器。如果允許傳輸?shù)恼军c(diǎn)5a沒有數(shù)據(jù)要傳輸，則不執(zhí)行任何傳輸并且在預(yù)定時(shí)間后執(zhí)行下個(gè)步驟(4)。
(4)禁止從站點(diǎn)5a進(jìn)行傳輸在圖13中，在收到從站點(diǎn)5a收到DARA1后，中繼器控制器2將PAUSE_A數(shù)據(jù)包傳輸?shù)秸军c(diǎn)5a，因此就禁止從站點(diǎn)5a的傳輸。然后，站點(diǎn)5a到5d均處于不能傳輸?shù)臓顟B(tài)。
(5)允許從站點(diǎn)5b進(jìn)行傳輸在圖14中，中繼器控制器2將PAUSE_B數(shù)據(jù)包傳輸?shù)秸军c(diǎn)5b以允許從站點(diǎn)5b進(jìn)行傳輸。在收到PAUSE_B數(shù)據(jù)包后，站點(diǎn)5b將變?yōu)樵试S傳輸?shù)臓顟B(tài)。
中繼器控制器2一個(gè)接一個(gè)地允許中繼器5a到5d進(jìn)行傳輸，以避免在CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。中繼器控制器2可以改變分配給站點(diǎn)5a到5d的傳輸數(shù)據(jù)包的數(shù)量以保證實(shí)時(shí)操作。
如上面所提到的，根據(jù)第一實(shí)施例的鐵路車廂的傳輸裝置將傳輸線3以總線結(jié)構(gòu)連接并且通過傳輸線3和多個(gè)中繼器1來傳輸專用數(shù)據(jù)包，以避免沖突。根據(jù)專用數(shù)據(jù)包，中繼器1的每個(gè)均能適當(dāng)?shù)乜刂贫丝谝赞D(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。這種結(jié)構(gòu)能避免在CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)沖突，消除對可連接級(jí)的數(shù)目的限制，幾乎不延遲地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。專用數(shù)據(jù)包用來將傳輸權(quán)從一個(gè)中繼器1傳輸?shù)搅硪粋€(gè)中繼器。中繼器控制器2通過中繼器1將專用數(shù)據(jù)包從上游側(cè)到下游側(cè)進(jìn)行循環(huán)。也就是，控制傳輸權(quán)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)通過所有中繼器1循環(huán)。
根據(jù)第一實(shí)施例，中繼器1中的每個(gè)均有多個(gè)站點(diǎn)5。當(dāng)已定的中繼器收到傳輸權(quán)時(shí)，已定的中繼器1的中繼器控制器2將傳輸權(quán)一個(gè)接一個(gè)地傳給站點(diǎn)5，以避免數(shù)據(jù)沖突并高速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。中繼器控制器2控制一個(gè)時(shí)間來在中繼器1內(nèi)循環(huán)傳輸權(quán)。如果預(yù)定時(shí)間已經(jīng)過完了，則中繼器控制器2停止除了特殊站點(diǎn)之外的在站點(diǎn)5中的傳輸權(quán)的循環(huán)并且將傳輸權(quán)傳送到接下來的下游中繼器1。該技術(shù)能很快地將傳輸權(quán)傳送到下游中繼器1并且保持傳輸權(quán)循環(huán)間隔。
第一實(shí)施例根據(jù)在IEEE802.3所限定的流控制限制從站點(diǎn)5a到5d的傳輸。當(dāng)應(yīng)用半雙工電路時(shí)，可以支持施加反壓(back pressure)來限制傳輸。
下面將解釋根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置。如圖15所示，根據(jù)第二實(shí)施例的傳輸裝置包括中繼器11a到11n和將中繼器彼此相連的傳輸線13a到13(n-1)。傳輸線是以總線結(jié)構(gòu)布置的。中繼器11a到11n的每一個(gè)中繼器均有干線發(fā)射器接收器、站點(diǎn)發(fā)射器接收器、用來傳輸和接收中繼器中數(shù)據(jù)的站點(diǎn)，還有一個(gè)用來控制在發(fā)射器接收器之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)并形成控制網(wǎng)絡(luò)的專用數(shù)據(jù)包的中繼器控制器。中繼器采用第一實(shí)施例的傳輸權(quán)循環(huán)和控制技術(shù)的延伸類型，以避免沖突和提高循環(huán)的規(guī)律性。
圖15表示根據(jù)第二實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置的傳輸線的布置。圖16表示傳輸裝置的一個(gè)中繼器的結(jié)構(gòu)。根據(jù)第二實(shí)施例中的中繼器11a到11n中的每一個(gè)均有兩個(gè)或多個(gè)干線發(fā)射器接收器的端口14a和14b、一個(gè)(如果在裝有中繼器的車廂中中繼器沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸或接收則為零個(gè))或者多個(gè)站點(diǎn)發(fā)射器接收器的端口15a和15b、控制在端口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和通過中繼器傳送的專用數(shù)據(jù)包(令牌數(shù)據(jù)包)的中繼器控制器12，還有用來在中繼器中傳輸和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)16a和16b。
站點(diǎn)16a和16可以安放在中繼器11內(nèi)部或中繼器11外部。如果站點(diǎn)安放在中繼器11外部，則站點(diǎn)發(fā)射器接收器15安放在中繼器11內(nèi)部。在圖16中，站點(diǎn)16a安放在中繼器內(nèi)部，站點(diǎn)16b安放在中繼器11外部。每個(gè)中繼器可以采用多個(gè)站點(diǎn)和與站點(diǎn)連接的站點(diǎn)發(fā)射器接收器。
根據(jù)第二實(shí)施例，用布置成總線結(jié)構(gòu)的干線傳輸線13a到13(n-1)將中繼器11a到11n彼此連接。
下面將針對圖17到24解釋根據(jù)第二實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置的操作。下面的解釋是基于六節(jié)車廂的列車，例如n＝f。
(1)重置在圖17中，假定中繼器11a是在網(wǎng)絡(luò)的上游，中繼器11f在它的下游。上游和下游的規(guī)定是可以互換的。在網(wǎng)絡(luò)的有效范圍之內(nèi)，最上游的中繼器11a是做為父中繼器的。
中繼器11a發(fā)出做為開始傳輸權(quán)循環(huán)的指示的重置數(shù)據(jù)包。當(dāng)收到重置數(shù)據(jù)包時(shí)，中繼器11a到11f中的每一個(gè)均進(jìn)行初始化并自己準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。當(dāng)傳輸(或接收)重置數(shù)據(jù)包時(shí)，中繼器11a到11f中的每一個(gè)均對內(nèi)部計(jì)時(shí)器進(jìn)行清零。如果有數(shù)據(jù)要傳輸則中繼器11a傳輸數(shù)據(jù)并且將傳輸權(quán)傳遞到下一個(gè)下游中繼器。
(2)傳輸權(quán)的傳遞(11a到11b)在圖18中，在傳輸必要的數(shù)據(jù)后，中繼器11a發(fā)出令牌數(shù)據(jù)包以將傳輸權(quán)傳遞到下一個(gè)中繼器。中繼器11b從中繼器11a接收令牌數(shù)據(jù)包并且持有傳輸權(quán)。如果有數(shù)據(jù)要傳輸則具有傳輸權(quán)的中繼器11b傳輸數(shù)據(jù)并向下游中繼器11c發(fā)出令牌數(shù)據(jù)包。這樣，對傳輸權(quán)進(jìn)行循環(huán)。
在從中繼器11c進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸期間，推想在發(fā)出重置數(shù)據(jù)包(t＝0)后已經(jīng)過去了時(shí)間“ta”。每個(gè)中繼器均在傳輸(接收)重置數(shù)據(jù)包后開始自己的定時(shí)器，因此，中繼器幾乎同時(shí)認(rèn)可時(shí)間ta已經(jīng)消逝。
(3)傳輸權(quán)的轉(zhuǎn)變(11c到11d)在圖19中，當(dāng)檢測到時(shí)間ta的消逝時(shí)，在完成現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸后，中繼器11c與令牌數(shù)據(jù)包一同將傳輸權(quán)傳遞給下游中繼器11d。
(4)通過(11d)在圖20中，中繼器11d從中繼器11c接收到令牌數(shù)據(jù)包。同時(shí)，時(shí)間ta已經(jīng)過去了，所以，中繼器11d沒有傳輸從中繼器11d站點(diǎn)來的數(shù)據(jù)并且立即與令牌數(shù)據(jù)包一同將傳輸權(quán)傳遞到下游的中繼器。
(5)通過(11e)
在圖21中，中繼器11e從中繼器11d接收到令牌數(shù)據(jù)包。同時(shí)，時(shí)間ta已經(jīng)過去了，所以，中繼器11e沒有傳輸從中繼器11e站點(diǎn)來的數(shù)據(jù)并且立即與令牌數(shù)據(jù)包一同將傳輸權(quán)傳遞到下游的中繼器。
(6)控制指令的傳輸(11f)在圖22中，中繼器11f是對控制指令進(jìn)行傳輸?shù)闹欣^器，因此，當(dāng)從中繼器11e接收到令牌數(shù)據(jù)包時(shí)就傳輸控制指令DATA1?？刂浦噶頓ATA1通過中繼器11e到11a來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
根據(jù)該實(shí)施例，中繼器11f是作為控制指令傳輸節(jié)點(diǎn)的。如果中繼器11f不是控制指令傳輸節(jié)點(diǎn)，則中繼器11f將不傳輸數(shù)據(jù)DATA1并且執(zhí)行下一步。
(7)返回在圖23中，在傳輸控制指令后，中繼器11f發(fā)出重置數(shù)據(jù)包。重置數(shù)據(jù)包經(jīng)過中繼器11e到11a，已循環(huán)過的傳輸權(quán)就返回到中繼器11a。
通過上述的步驟和如圖24所示的定時(shí)圖，在目標(biāo)時(shí)間內(nèi)對傳輸權(quán)進(jìn)行循環(huán)并且在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)將控制指令傳輸?shù)街欣^器。
在下一個(gè)循環(huán)中，可以通過在前一循環(huán)中已經(jīng)發(fā)送過數(shù)據(jù)的中繼器，在前述循環(huán)中已經(jīng)通過的中繼器可以接收到傳輸權(quán)，以平衡中繼器之間的負(fù)載并保持控制指令的傳輸間隔。
除了重置數(shù)據(jù)包外，控制指令也可以作為時(shí)間基準(zhǔn)。在這種情況下，就用在IP報(bào)頭中的服務(wù)狀態(tài)來提高控制指令的優(yōu)先級(jí)而降低其它數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)。除了IP報(bào)頭，數(shù)據(jù)字段也可以用來定義優(yōu)先級(jí)。
下面將針對圖25對臨時(shí)將傳輸權(quán)保留在傳輸控制指令的中繼器中以使控制指令能在預(yù)定間隔內(nèi)進(jìn)行傳輸?shù)牟僮鬟M(jìn)行解釋。在該解釋中，中繼器11a做為傳輸控制指令的中繼器。
在傳輸控制指令時(shí)，作為傳輸控制指令中繼器的中繼器11a對定時(shí)器進(jìn)行清零。中繼器11b到11f一個(gè)接一個(gè)地進(jìn)行傳輸權(quán)循環(huán)，只有擁有傳輸權(quán)的中繼器才被允許進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
如果在時(shí)間“ta”(設(shè)置得比目標(biāo)控制指令傳輸間隔要短)后中繼器11a收到傳輸權(quán)，則中繼器11a確定如果再一次循環(huán)不會(huì)滿足傳輸間隔，并且停止傳輸權(quán)的循環(huán)，直到經(jīng)過控制指令傳輸間隔。當(dāng)?shù)絺鬏斂刂浦噶畹臅r(shí)間到來時(shí)，中繼器11a保持傳輸權(quán)并且做好傳輸控制指令的準(zhǔn)備，因此，中繼器11a就能立即將控制指令傳輸?shù)街欣^器11b到11f。
如果傳輸方向倒過來，將中繼器11f做為控制指令傳輸中繼器，則中繼器11f保持傳輸權(quán)并且自己做好發(fā)出控制指令的準(zhǔn)備。
在這樣的方式中，分配用來傳輸控制指令的中繼器臨時(shí)保持傳輸權(quán)并且在預(yù)定間隔內(nèi)傳輸控制指令。
接下來，將針對圖26到32對臨時(shí)停止傳輸權(quán)并在預(yù)定間隔中傳輸控制指令而沒有將傳輸權(quán)返回到最上游中繼器的情況下的操作進(jìn)行解釋。在接下來的解釋中，每個(gè)中繼器中的干線發(fā)射器接收器14a和14b進(jìn)行全雙工通信。全雙工通信中所用的線可以是四根或兩根。通過使用回波消除器，可以用兩根線獲得全雙工通信。中繼器11a做為控制指令傳輸中繼器，重置數(shù)據(jù)包用作時(shí)間基準(zhǔn)。
(1)從中繼器11d進(jìn)行的傳輸在圖26中，假定在從中繼器11d傳輸數(shù)據(jù)期間，中繼器11d擁有傳輸權(quán)并且已經(jīng)過了限制時(shí)間“ta”。
(2)超時(shí)(傳輸臨時(shí)停止數(shù)據(jù)包)在圖27中，當(dāng)限制時(shí)間ta(控制指令傳輸間隔-一個(gè)數(shù)據(jù)包最大時(shí)間)已經(jīng)消逝時(shí)，必須傳輸控制指令的中繼器11a將一個(gè)暫掛(suspend)傳輸權(quán)的停止數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浆F(xiàn)在保持著傳輸權(quán)的中繼器11d。從中繼器11d來的DATA1通過上游路徑轉(zhuǎn)發(fā)，所以，數(shù)據(jù)不會(huì)與由中繼器11a發(fā)出的停止數(shù)據(jù)包沖突。即使中繼器11f做為控制指令傳輸中繼器，由于路徑不同，停止數(shù)據(jù)包也不會(huì)與從中繼器11d來的數(shù)據(jù)沖突。
在收到停止數(shù)據(jù)包后，在完成現(xiàn)有的傳輸數(shù)據(jù)包后，中繼器11d暫掛傳輸權(quán)。然后，因?yàn)槠渌欣^器沒有傳輸權(quán)，所以也不會(huì)有數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)。
(3)傳輸控制指令(11a)在圖28中，中繼器11a確定網(wǎng)絡(luò)是空閑的，則在預(yù)定的傳輸間隔它傳輸控制指令DATA2。其它中繼器11b到11f幾乎同時(shí)收到DATA2。
(4)恢復(fù)在圖29中，在完成對控制指令DATA2的傳輸后，中繼器11a發(fā)出恢復(fù)傳輸權(quán)循環(huán)到下游側(cè)的釋放數(shù)據(jù)包。只有對擁有傳輸權(quán)的中繼器，釋放數(shù)據(jù)包才有效，沒有傳輸權(quán)的中繼器對釋放數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。在收到釋放數(shù)據(jù)包后，持有傳輸權(quán)的中繼器11d從傳輸權(quán)保留狀態(tài)回到傳輸權(quán)持有狀態(tài)。
(5)從中繼器11d傳輸數(shù)據(jù)在圖30中，在回到傳輸權(quán)持有狀態(tài)后，中繼器11d傳輸DATA3。如果中繼器11d沒有數(shù)據(jù)要傳輸，則進(jìn)行下一個(gè)步驟。
(6)傳輸權(quán)的傳遞在圖31中，在傳輸DATA3后，中繼器11d發(fā)出令牌數(shù)據(jù)包以將傳輸權(quán)傳遞到中繼器11e。
根據(jù)以上的解釋和如圖32所示，將暫時(shí)掛起傳輸權(quán)，并在規(guī)則時(shí)間間隔中傳輸控制指令，而沒有一次將傳輸權(quán)返回到最上游的中繼器。
根據(jù)第二實(shí)施例，在傳輸現(xiàn)有數(shù)據(jù)后，停止數(shù)據(jù)包要傳送到的中繼器必須變?yōu)閭鬏敊?quán)暫掛狀態(tài)。而當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸可以在收到停止數(shù)據(jù)包后中止，以開始傳輸權(quán)中止?fàn)顟B(tài)。在這種情況下，可以使限制時(shí)間“ta”與做為“傳輸間隔-轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間”的傳輸間隔更接近。在恢復(fù)傳輸權(quán)后，必須再次傳輸中止傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
下面將解釋根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置。第三實(shí)施例采用了主要和輔助干線線路以將安裝在車廂上的中繼器彼此相連，并有安放在每節(jié)車廂中的干線到干線線路以將車廂中的主要和輔助干線線路互相連接。主要、輔助和干線到干線線路形成類似梯形的傳輸線網(wǎng)絡(luò)，其中主要和輔助干線線路水平延伸，干線到干線線路垂直延伸。通過中繼器用這些傳輸線將數(shù)據(jù)從一個(gè)中繼器轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)中繼器。每個(gè)中繼器均執(zhí)行從第一實(shí)施例的傳輸權(quán)循環(huán)延伸出的傳輸控制以避免沖突和用最小的延遲來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
圖33表示了根據(jù)第三實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置的傳輸線的結(jié)構(gòu)，圖34表示傳輸裝置的一個(gè)中繼器的結(jié)構(gòu)。中繼器包括主要中繼器21a到21n和輔助中繼器21a′到21n′。這些中繼器中的每一個(gè)均有兩個(gè)干線發(fā)射器接收器的端口24a和24b、一個(gè)干線到干線發(fā)射器接收器端口24c、一個(gè)(如果在安裝有中繼器的車廂中中繼器沒有數(shù)據(jù)傳輸或接收則為零)或多個(gè)發(fā)射器接收器站點(diǎn)的端口25a和25b、一個(gè)用來控制在端口間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和通過中繼器傳輸?shù)膶Ｓ脭?shù)據(jù)包(令牌數(shù)據(jù)包)的中繼器控制器22，還有多個(gè)站點(diǎn)26a和26b以在車廂中傳輸和接收數(shù)據(jù)。在每節(jié)車廂中，站點(diǎn)26a和26b可以安放在中繼器內(nèi)部或中繼器外部。如圖34所示當(dāng)站點(diǎn)26b在中繼器的外面，則站點(diǎn)發(fā)射器接收器26a則安裝在中繼器內(nèi)部。如圖34所示，可以安放多個(gè)站點(diǎn)和與站點(diǎn)相連的站點(diǎn)發(fā)射器接收器。
根據(jù)第三實(shí)施例的傳輸裝置，主要中繼器21a到21n通過初線干線線路23a到23(n-1)互相連接，輔助中繼器21a′到21n′通過輔助干線線路23a′到23(n-1)′互相連接。主要中繼器21a到21n用干線到干線線路23a″到23n″分別與輔助中繼器21a′到21n′相連接。這種結(jié)構(gòu)做為一個(gè)整體構(gòu)成了類似梯形的傳輸線網(wǎng)絡(luò)。
將針對圖35到46對具有上述結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的操作進(jìn)行解釋。圖35到39表示根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)流，圖40到42表示根據(jù)第三實(shí)施例的專用數(shù)據(jù)包流。下面的解釋是基于有六節(jié)車廂的列車的，如n＝f。
首先，將針對圖35到39對根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解釋。
將解釋傳輸線的結(jié)構(gòu)。在圖35中，車廂1包括主要中繼器21a和輔助中繼器21a′，其通過主要干線線路23a和輔助干線線路23a′分別與車廂2的主要中繼器21b和輔助中繼器21b′相連接。主要中繼器21a和輔助中繼器21a′通過干線到干線線路23a″相互連接。車廂2到6包括中繼器21b和21b′到21f和21f′。這些中繼器以具有干線線路23b和23b′到23e和23e′及干線到干線線路23a″到23f″的類似梯形的網(wǎng)絡(luò)彼此相連接。
本實(shí)施例假定中繼器21a在網(wǎng)絡(luò)的上游，中繼器21f在網(wǎng)絡(luò)的下游。上下游的定義是可以交換的。在網(wǎng)絡(luò)的有效范圍內(nèi)，最上游的中繼器21a做為父中繼器。主要中繼器21a到21f的優(yōu)先級(jí)高于輔助中繼器21a′到21f′。舉個(gè)例子，當(dāng)主要中繼器21a正常工作時(shí)，主要中繼器21a做為父中繼器，當(dāng)主要中繼器21a不能正常工作時(shí)，輔助中繼器21a′做為父中繼器。
(1)正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)流(從21a傳輸數(shù)據(jù))在圖36中，網(wǎng)絡(luò)是正常工作的并且主要中繼器21a具有傳輸權(quán)。主要中繼器21a通過主要干線23a將DATA1傳到下游主要中繼器21b，同時(shí)通過干線到干線線路23a″將DATA1傳到下游輔助中繼器21a′?；旧?，每個(gè)中繼器將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到所有的端口(主要或輔助干線線路和站點(diǎn))除非該端口已經(jīng)收到了數(shù)據(jù)。這就使每個(gè)中繼器均從干線線路和干線到干線線路接收到DATA1以得到多份DATA1。為了避免這種情況，如果從干線線路和干線到干線線路接收到了相同的數(shù)據(jù)，每個(gè)中繼器均為給予先收到的數(shù)據(jù)優(yōu)先基并對先收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。
可以根據(jù)包括在IP報(bào)頭中的標(biāo)識(shí)符(通常是無論何時(shí)傳輸了IP數(shù)據(jù)包，便遞增一)來決定收到的數(shù)據(jù)是否與先前收到的數(shù)據(jù)相同。第三實(shí)施例就采用了這種技術(shù)。但是，也可能采用將順序更新的序號(hào)嵌入數(shù)據(jù)幀的技術(shù)。
下面將解釋每個(gè)中繼器的操作。
主要中繼器21a將DATA1傳輸?shù)街饕欣^器21b和輔助中繼器21a′。
輔助中繼器21a′通過干線到干線線路23a″接收到DATA1并將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到下游的輔助中繼器21b′。
主要中繼器21b通過主要于線23a接收到DATA1并且通過主要干線線路23b將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到下游主要中繼器21c和通過干線到干線線路23b″將其發(fā)到輔助中繼器21b′。
輔助中繼器21b′通過輔助干線線路23a′從上游的輔助中繼器21a′和通過干線到干線線路23b″從主要中繼器21b接收DATA1，選擇最先接收到的DATA1，并將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到下游的輔助中繼器21c′。
這里，由于輔助中繼器21b′已經(jīng)從干線到干線線路23b″接收到了DATA1，所以，不會(huì)將DATA1傳輸?shù)礁删€到干線線路23b″?；蛘撸o助中繼器21b′可以將DATA1傳輸?shù)礁删€到干線線路23b″，主要中繼器21b可以放棄從干線到干線線路23b″接收到的DATA1。
主要中繼器21c通過主要干線23b接收DATA1并且通過主要干線線路23c將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到下游的主要中繼器21d和通過干線到干線線路23c″將其發(fā)到輔助中繼器21c′。
輔助中繼器21c′從輔助干線線路23b′和通過干線到干線線路23c″從主要中繼器21c來接收DATA1，選擇最先收到的DATA1，并將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到下游的輔助中繼器21d′。
重復(fù)這些操作直到所有的中繼器都接收到了DATA1。
(2)主要中繼器21c故障時(shí)的數(shù)據(jù)流(從21a進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸)下面將針對圖37對主要中繼器21c故障時(shí)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解釋。
主要中繼器21a將DATA1傳輸?shù)街饕欣^器21b和輔助中繼器21a′。
輔助中繼器21a′通過干線到干線線路23a″接收到DATA1并將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到下游的輔助中繼器21b′。
主要中繼器21b從主要干線23a接收到DATA1并且通過主要干線線路23b將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到下游的主要中繼器21c和通過干線到干線線路23b″將其發(fā)到輔助中繼器21b′。
輔助中繼器21b′通過輔助干線線路23a′從上游的輔助中繼器21a′和通過干線到干線線路23b″來接收DATA1，選擇最先收到的DATA1，并將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到下游的輔助中繼器21c′。
這里，輔助中繼器21b′已經(jīng)從干線到干線線路23b″接收到了DATA1，所以，不會(huì)再將DATA1傳輸?shù)礁删€到干線線路23b″。輔助中繼器21b′可以將DATA1傳輸?shù)礁删€到干線線路23b″，主要中繼器21b可以放棄從干線到干線線路23b″接收到的DATA1。
由于主要中繼器21c故障，所以不能接收或者傳輸數(shù)據(jù)。
由于沒有從干線到干線線路23c″來的數(shù)據(jù)，所以輔助中繼器21c′從輔助干線線路23b′接收到DATA1并且將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到輔助中繼器21d′和主要中繼器21c。
主要中繼器21d沒有從發(fā)生故障的主要中繼器21c接收到數(shù)據(jù)，而從輔助中繼器21d′接收到DATA1，并且將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到下游側(cè)。
由于沒有從干線到干線線路23d″來的數(shù)據(jù)，所以輔助中繼器21d′從輔助干線線路23c′接收到DATA1并將DATA1轉(zhuǎn)發(fā)到輔助中繼器21e′和主要中繼器21d。
這樣，即使主要中繼器21c故障，所有的中繼器也都能接收到DATA1。
(3)正常狀態(tài)的數(shù)據(jù)流(從21c進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸)下面將針對圖38解釋對具有傳輸權(quán)的主要中繼器21c的操作。
主要中繼器21c將DATA2傳輸?shù)缴嫌蔚闹饕欣^器21b、下游的主要中繼器21d和輔助中繼器21c′。
輔助中繼器21c′從主要中繼器21c接收到DATA2并將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到下游的輔助中繼器21d′和上游的輔助中繼器21b′。
主要中繼器21d從上游主要中繼器21c接收到DATA2并將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到下游的主要中繼器21e和輔助中繼器21d′。
輔助中繼器21d′從上游的輔助中繼器21c′和主要中繼器21d接收到DATA2，選擇最先接收到的DATA2，并將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到下游的輔助中繼器21e′。
主要中繼器21b從下游主要中繼器21c接收到DATA2并將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到上游的主要中繼器21a和輔助中繼器21b′。
輔助中繼器21b′從下游的輔助中繼器21c′和主要中繼器21b接收到DATA2，選擇最先接收到的DATA2，并將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到上游的輔助中繼器21a′。
主要中繼器21a從下游主要中繼器21b接收到DATA2并將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到輔助中繼器21a′。
輔助中繼器21a′從下游的輔助中繼器21b′和主要中繼器21a接收到DATA2并且選擇最先接收到的DATA2。
重復(fù)這些操作直到所有的中繼器都接收到了DATA2。
(4)主要中繼器21b故障時(shí)的數(shù)據(jù)流(從21c開始的數(shù)據(jù)傳輸)下面將針對圖39對主要主要中繼器21b故障時(shí)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解釋(從21c進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸)。
主要中繼器21c將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到上游的主要中繼器21b、下游的主要中繼器21d和輔助中繼器21c′。
輔助中繼器21c′從主要中繼器21c接收到DATA2并將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到下游的輔助中繼器21d′和上游的輔助中繼器21b′。
主要中繼器21d從上游主要中繼器21c接收到DATA2并將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到下游的主要中繼器21e和輔助中繼器21d′。
輔助中繼器21d′從上游的輔助中繼器21c′和主要中繼器21d接收到DATA2，選擇首先收到的DATA2，并將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到下游的輔助中繼器21e′。
由于主要中繼器21b故障，所以，不能接收或傳輸數(shù)據(jù)。
由于沒有從主要中繼器21b來的數(shù)據(jù)，所以輔助中繼器21b′從下游的輔助中繼器21c′接收到DATA2并且將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到上游的輔助中繼器21a′和主要中繼器21b。
由于沒有從主要中繼器21a來的數(shù)據(jù)，所以輔助中繼器21a′從下游輔助中繼器21b′接收到DATA2，并且將DATA2轉(zhuǎn)發(fā)到主要中繼器21a。
由于沒有從故障的主要中繼器21b來的數(shù)據(jù)，所以主要中繼器21a只從輔助中繼器21a′接收到DATA2。
這樣，即使主要中繼器21b故障，所有的中繼器也都能接收到DATA2。
接下來，將針對圖40到46解釋根據(jù)本實(shí)施例的專用數(shù)據(jù)包流。
(1)重置如圖40所示，最上游的主要中繼器21a發(fā)出重置數(shù)據(jù)包作為開始循環(huán)傳輸權(quán)的信號(hào)。在收到重置數(shù)據(jù)包后，每個(gè)中繼器均停止正在執(zhí)行的操作并改變?yōu)榱钆频却隣顟B(tài)。這是網(wǎng)絡(luò)的初始化。
如果沒有來自同樣車廂中的中繼器的重置數(shù)據(jù)包，則任何一個(gè)接收到重置數(shù)據(jù)包的中繼器將重置數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到下游側(cè)和在同一車廂中的中繼器。
主要中繼器21a將重置數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到下游主要中繼器21b和輔助中繼器21a′。
輔助中繼器21a′從主要中繼器21a接收到重置數(shù)據(jù)包并將其轉(zhuǎn)發(fā)到下游側(cè)。
主要中繼器21b從上游的主要中繼器21a接收到重置數(shù)據(jù)包并且將其轉(zhuǎn)發(fā)到下游主要中繼器21c和輔助中繼器21b′。
輔助中繼器21b′從上游的輔助中繼器21a′和主要中繼器21b接收到重置數(shù)據(jù)包并將其轉(zhuǎn)發(fā)到下游側(cè)。如果沒有來自主要中繼器21b的專用數(shù)據(jù)包，則輔助中繼器21b′將重置數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到主要中繼器21b。
重復(fù)這些操作，所有的中繼器都能接收從主要中繼器21a發(fā)送的重置數(shù)據(jù)包。
(2)令牌(21a到21b)令牌數(shù)據(jù)包是將傳輸權(quán)從一個(gè)中繼器傳遞到另一個(gè)中繼器的數(shù)據(jù)包，從上游側(cè)傳遞到下游側(cè)。在接下來針對圖41解釋的例子中，傳輸權(quán)從主要中繼器21a傳遞到主要中繼器21b。
主要中繼器21a將令牌數(shù)據(jù)包傳輸?shù)较掠蔚闹饕欣^器21b。主要中繼器21b接收到令牌數(shù)據(jù)包并返回令牌ACK數(shù)據(jù)包。當(dāng)主要中繼器21a接收到令牌ACK數(shù)據(jù)包時(shí)，傳輸權(quán)的傳遞就完成了。在這種方式中，循環(huán)傳輸權(quán)一直到最下游的主要中繼器21f。
主要中繼器21a可以通過檢測在預(yù)定間隔內(nèi)是否有數(shù)據(jù)從主要中繼器21b傳輸過來，而不是采用令牌ACK數(shù)據(jù)包，來確定是否傳輸權(quán)已經(jīng)傳遞到了主要中繼器21b。這種代替是可能的，因?yàn)槿绻麄鬏敊?quán)已經(jīng)傳遞到了主要中繼器21b，則主要中繼器21a必須在預(yù)定時(shí)間內(nèi)接收來自主要中繼器21b的數(shù)據(jù)。
(3)令牌(21b故障)在圖42中，主要中繼器21a向主要中繼器21b發(fā)出令牌數(shù)據(jù)包，而在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有從主要中繼器21b返回令牌ACK數(shù)據(jù)包。在這種情況下，主要中繼器21a確定主要中繼器21b故障或傳輸線故障的，并為令牌數(shù)據(jù)包選擇另一條路由。
也就是說，主要中繼器21a通過干線到干線線路23a″發(fā)出令牌數(shù)據(jù)包到輔助中繼器21a′。由于輔助中繼器21a′是輔助的，所以即使它接收到了從主要中繼器21a來的令牌數(shù)據(jù)包也不允許其保持傳輸權(quán)。因此，輔助中繼器21a′將令牌數(shù)據(jù)包傳遞到輔助中繼器21b′。由于輔助中繼器21b′也是輔助的，所以就將從上游側(cè)接收的令牌數(shù)據(jù)包通過干線到干線線路23b″轉(zhuǎn)發(fā)到主要中繼器21b并且監(jiān)視是否主要中繼器21b收到了令牌數(shù)據(jù)包。
如果從主要中繼器21b返回令牌ACK數(shù)據(jù)包，則確定主要中繼器21b是正常的并且主要干線23a斷開，傳輸權(quán)就被傳遞到主要中繼器21b。即，通過經(jīng)由主要中繼器21a、輔助中繼器21a′、輔助中繼器21b′、主要中繼器21b、主要中繼器21c的路由將傳輸權(quán)從主要中繼器21a傳遞到主要中繼器21b和主要中繼器21c。
如果沒有從主要中繼器21b返回令牌ACK數(shù)據(jù)包，則主要中繼器21c就持有傳輸權(quán)并且發(fā)出令牌ACK數(shù)據(jù)包。輔助中繼器21a′將令牌ACK數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到主要中繼器21a，以完成傳輸權(quán)從主要中繼器21a到主要中繼器21c的傳遞。
在該例子中，沒有給輔助中繼器21a′的傳輸權(quán)。也可以給輔助中繼器21a′傳輸權(quán)。在這種情況下，車廂1中的主要和輔助中繼器21a和21a′將數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌欣^器，所以，較高的應(yīng)用必須確定哪塊數(shù)據(jù)被啟用。如果主要中繼器21b響應(yīng)于令牌數(shù)據(jù)包返回令牌NAK數(shù)據(jù)包，就放棄該令牌以防止產(chǎn)生多個(gè)令牌。當(dāng)只有從主要中繼器21b到主要中繼器21a的傳輸線是斷的時(shí)候就有可能發(fā)生這種情況。在這種情況下，很長時(shí)間都接收不到來自下游側(cè)的數(shù)據(jù)，所以，主要中繼器21a就確定主要中繼器21b是壞的而且必須斷開該循環(huán)。
(4)令牌(恢復(fù)到主要系統(tǒng))在圖43中，有傳輸權(quán)的輔助中繼器21b′傳輸數(shù)據(jù)，其后，將傳輸權(quán)傳遞到下游側(cè)。即，輔助中繼器21b′給下游側(cè)的輔助中繼器21c′發(fā)出令牌數(shù)據(jù)包。由于收到令牌的輔助中繼器21c′是輔助的，所以要檢測其是否能返回傳輸權(quán)到主要中繼器21c。為此，輔助中繼器21c′就發(fā)送令牌數(shù)據(jù)包給主要中繼器21c。如果從主要中繼器21c收到了令牌ACK數(shù)據(jù)包，則輔助中繼器21c′就將傳輸權(quán)傳遞到主要中繼器21c。
(5)令牌流(21b故障)圖44總結(jié)了上述的操作。如果主要中繼器21b故障，則令牌數(shù)據(jù)包通過經(jīng)由中繼器21a、21a′、21b′、21c′、21c、21d、21e和21f的路由傳遞。在這些中繼器之間，輔助中繼器21a′和21c′不持有傳輸權(quán)，以將網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增加最小化。
(6)返回在圖45中，令牌數(shù)據(jù)包到達(dá)最下游的主要中繼器21f。在完成數(shù)據(jù)傳輸后，主要中繼器21f發(fā)出返回?cái)?shù)據(jù)包以告知傳輸權(quán)已經(jīng)進(jìn)行了循環(huán)。與重置數(shù)據(jù)包類似，返回?cái)?shù)據(jù)包將相繼地轉(zhuǎn)發(fā)到上游側(cè)并且最后到達(dá)最上游的中繼器21a。
(7)返回(21c故障)在圖46中，中間中繼器(如本例中的中繼器21c)是故障的。甚至在這種情況下，返回?cái)?shù)據(jù)包可以用干線到干線線路到達(dá)主要中繼器21a。
下面將解釋根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的鐵路車廂的傳輸裝置。第四實(shí)施例采用主要和輔助干線線路以將安裝在車廂中的中繼器彼此相連，還有一個(gè)安故在每節(jié)車廂中的干線到干線線路以將車廂中的主要和輔助干線線路彼此相連接。主要、輔助以及干線到干線線路形成了類似梯形的傳輸線網(wǎng)絡(luò)，其中主要和輔助干線線路水平延伸，干線到干線線路垂直延伸。主要和輔助干線線路在正常狀態(tài)下使用并且形成類似總線的傳輸線。在正常狀態(tài)下，中繼器采用主要和輔助干線線路來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。當(dāng)在中繼器或干線線路中發(fā)生故障時(shí)，中繼器用干線到干線線路轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。每個(gè)中繼器象第一實(shí)施例一樣傳導(dǎo)傳輸權(quán)循環(huán)控制以避免沖突并且基本無延遲地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
下面將針對圖47到63解釋第四實(shí)施例。圖47表示根據(jù)第四實(shí)施例的鐵路車廂傳輸裝置的傳輸線的結(jié)構(gòu)，圖48表示傳輸裝置的一個(gè)中繼器的結(jié)構(gòu)。
中繼器包括主要中繼器31a到31n和輔助中繼器31a′到31n′。這些中繼器中的每一個(gè)均有兩個(gè)干線發(fā)射器接收器的端口34a和34b，一個(gè)干線到干線發(fā)射器接收器端口34c，一個(gè)(如果在安裝有中繼器的車廂中的中繼器沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸或接收則為零)或多個(gè)站點(diǎn)發(fā)射器接收器的端口35a和35b，一個(gè)用來控制在端口間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制通過中繼器傳輸?shù)膶Ｓ脭?shù)據(jù)包(令牌數(shù)據(jù)包)的中繼器控制器32，還有多個(gè)站點(diǎn)36a和36b以在車廂中傳輸和接收數(shù)據(jù)。在每節(jié)車廂中，站點(diǎn)36a和36b可以安放在中繼器內(nèi)部或中繼器外部。如圖46所示當(dāng)站點(diǎn)36b在中繼器的外面，則站點(diǎn)發(fā)射器接收器35b則安裝在中繼器內(nèi)部。在圖48中，站點(diǎn)36b在中繼器31的內(nèi)部，站點(diǎn)36b在中繼器外面?？梢园卜哦鄠€(gè)站點(diǎn)36a和36b及與站點(diǎn)相連的發(fā)射器接收器站點(diǎn)35a和35b。
根據(jù)第四實(shí)施例的傳輸裝置，主要中繼器31a到31n通過初線干線線路33a到33(n-1)互相連接，輔助中繼器31a′到31n′通過輔助干線線路33a′到33(n-1)′互相連接。主要中繼器31a到31n用干線到干線線路33a″到33n″分別與輔助中繼器31a′到31n′相連接。這種結(jié)構(gòu)整體構(gòu)成了類似梯形的傳輸線網(wǎng)絡(luò)。
下面將針對圖49到63對具有上述結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例的操作進(jìn)行解釋。圖49表示正常操作的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖49所示的是基于有七節(jié)車廂的列車的，如n＝g。
車廂1包括主要中繼器31a和輔助中繼器31a′，其通過主要干線線路33a和輔助干線線路33a′分別與車廂2的主要中繼器31b和輔助中繼器31b′相連接。主要中繼器31a和輔助中繼器31a′通過干線到干線線路33a″互相連接。車廂2到7容納了中繼器31b和11b′到31f和31f′。這些中繼器通過梯形結(jié)構(gòu)的干線線路33b和33b′到33f和33f′及干線到干線線路33b″到33g″彼此相連。
本實(shí)施例假定中繼器31a在網(wǎng)絡(luò)的上游，中繼器31g在網(wǎng)絡(luò)的下游。上下游的定義是可以交換的。在網(wǎng)絡(luò)的有效范圍內(nèi)，最上游的中繼器31a做為父中繼器。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，做為父中繼器的中繼器也會(huì)變化。
將解釋第四實(shí)施例的操作。
(1)正常操作將針對圖49解釋在正常狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在正常狀態(tài)中，主要中繼器31a到31g形成主要網(wǎng)絡(luò)(1)，輔助中繼器31a′到31g′形成輔助網(wǎng)絡(luò)(2)。網(wǎng)絡(luò)(1)和(2)彼此是獨(dú)立的。所以主要網(wǎng)絡(luò)(1)能夠傳送列車控制數(shù)據(jù)，輔助網(wǎng)絡(luò)(2)能夠傳送IT服務(wù)數(shù)據(jù)以增加網(wǎng)絡(luò)的容量。自然，網(wǎng)絡(luò)(1)和(2)也能夠傳送同類數(shù)據(jù)。
通過主要網(wǎng)絡(luò)(1)，主要中繼器31a、31b、31c、31d、31e、31f和31g傳輸專用令牌數(shù)據(jù)包和用于主要中繼器的數(shù)據(jù)。專用令牌數(shù)據(jù)包是如第一實(shí)施例所解釋的傳輸權(quán)循環(huán)數(shù)據(jù)包。
(2)主要中繼器31c故障在圖50中，主要中繼器31c故障。在這種情況下，在主要中繼器31c兩側(cè)的主要中繼器31b和31d檢測到主要中繼器31c的故障。同時(shí)，主要網(wǎng)絡(luò)(1)就分為包括主要中繼器31a和31b的網(wǎng)絡(luò)(1)′和包括主要中繼器31d、31e、31f和31g的網(wǎng)絡(luò)(1)″。為重構(gòu)主要網(wǎng)絡(luò)(1)，主要中繼器31b和31d將數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)發(fā)到干線到干線線路33b″和33d″。
(3)重構(gòu)主要網(wǎng)絡(luò)(1)在圖51中，輔助中繼器31b′和31d′從干線到干線線路接收數(shù)據(jù)，確定主要網(wǎng)絡(luò)(1)是故障的，并且劃分輔助網(wǎng)絡(luò)(2)以重構(gòu)主要網(wǎng)絡(luò)(1)。
為此，輔助中繼器31b′將檢驗(yàn)接收數(shù)據(jù)的地址(IP地址)。如果地址表示是輔助中繼器31b′的上游，也就是，如果地址是主要中繼器31a的地址，則輔助中繼器31b′確定網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生在主要中繼器31b的下游側(cè)，啟用下游的輔助傳輸線，并且轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
輔助中繼器31d′將檢查接收數(shù)據(jù)的地址(IP地址)。如果地址表示是輔助中繼器31d′的下游側(cè)，也就是，如果地址是主要中繼器31e、31f和31g中的一個(gè)，則輔助中繼器31d′確定網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生在主要中繼器31d的上游側(cè)，啟用上游的輔助傳輸線，并且轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
因此，通過包括中繼器31a、31b、31b′、31c′、31d′、31e、31f和31g來重構(gòu)劃分成網(wǎng)絡(luò)(1)′和(1)″的主要網(wǎng)絡(luò)(1)。在這種情況下，輔助網(wǎng)絡(luò)(2)分成包括輔助中繼器31e′、31f′和31g′的網(wǎng)絡(luò)(2)′和只包括輔助中繼器31a′的網(wǎng)絡(luò)(2)″。
(4)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)在圖52中，由于主要中繼器31c故障而被重構(gòu)成包括中繼器31a、31b、31b′、31c′、31d′、31e、31f和31g的網(wǎng)絡(luò)將被恢復(fù)。為此，主要中繼器31b和31d中的每個(gè)將有規(guī)律地向主要中繼器31c傳輸檢查數(shù)據(jù)包。
如果接收到了來自主要中繼器31c的響應(yīng)，則就確定主要中繼器31c已經(jīng)準(zhǔn)備好了，并且原始網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)恢復(fù)。
根據(jù)本實(shí)施例，每個(gè)主要中繼器均傳輸檢查數(shù)據(jù)包。但是，檢查數(shù)據(jù)包可以只從網(wǎng)絡(luò)的上游端進(jìn)行傳輸。在這種情況下，雙絞線就足夠了。
根據(jù)本實(shí)施例，在主要網(wǎng)絡(luò)(1)中的故障點(diǎn)是從包含在已接收到的數(shù)據(jù)中的地址而檢測到的。但是，主要中繼器31b和輔助中繼器31b′之間可以直接傳遞數(shù)據(jù)，或者故障信息也可以通過使用特殊通信裝置或數(shù)字信號(hào)來傳輸。
下面將針對圖53到54解釋根據(jù)第四實(shí)施例的傳送令牌數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。圖53的例子是基于有七節(jié)車廂的列車的，如n＝g。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)正常時(shí)的操作以及主要中繼器31c故障時(shí)的操作與針對圖48和49的解釋相同，所以，就不再解釋了。
(1)主要網(wǎng)絡(luò)(1)的重構(gòu)在圖53中，輔助中繼器31b′和31d′中的每一個(gè)均從干線到干線線路接收數(shù)據(jù)，確定主要網(wǎng)絡(luò)(1)是有故障的，劃分輔助網(wǎng)絡(luò)(2)，并且設(shè)法重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(1)。
輔助中繼器31b′檢測接收到的數(shù)據(jù)的地址(IP地址)。如果地址是表示輔助中繼器31b′上游側(cè)，也就是，如果地址是主要中繼器31a的地址，則輔助中繼器31b′就確定網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生在主要中繼器31b的下游側(cè)，啟用下游的輔助傳輸線，并且轉(zhuǎn)發(fā)收到的數(shù)據(jù)。
輔助中繼器31d′檢測接收到的數(shù)據(jù)的地址(IP地址)。如果地址是表示輔助中繼器31d′下游側(cè)，也就是，如果地址是主要中繼器31e、31f和31g中的一個(gè)，則確定網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生在主要中繼器31d的上游側(cè)，啟動(dòng)下游的輔助傳輸線，并且轉(zhuǎn)發(fā)收到的數(shù)據(jù)。
因此，劃分成網(wǎng)絡(luò)(1)′和(1)″的主要網(wǎng)絡(luò)(1)被重構(gòu)成包括中繼器31a、31b、31b′、31c′、31d′、31d、31e、31f和31g。
根據(jù)本實(shí)施例，在主要網(wǎng)絡(luò)(1)中的故障點(diǎn)是從包含在已接收到的數(shù)據(jù)中的地址而檢測到的。但是，主要中繼器31b和輔助中繼器31b′之間可以直接傳遞數(shù)據(jù)，或者故障信息也可以通過使用特殊通信裝置或數(shù)字信號(hào)來傳輸。
根據(jù)本實(shí)施例，輔助中繼器31b′也將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到上游側(cè)，輔助中繼器31d′也將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到下游側(cè)。因此，在上述的傳輸控制中斷開的輔助中繼器31a′、31e′、31f′和31g′也通過主要網(wǎng)絡(luò)(1)接收傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
(2)當(dāng)主要中繼器31c故障時(shí)的控制數(shù)據(jù)包流在圖54中，主要中繼器31c故障。在這種情況下，令牌數(shù)據(jù)包以中繼器31a、31b、31b′、31c′、31d′、31d、31e、31f和31g的順序通過中繼器。輔助中繼器31b′沒有給上游的輔助中繼器31a′傳輸令牌數(shù)據(jù)包，只是給它傳送了重置數(shù)據(jù)包。輔助中繼器31d′沒有給上游的輔助中繼器31e′傳輸令牌數(shù)據(jù)包，只是給它傳送了重置數(shù)據(jù)包。在收到重置數(shù)據(jù)包后，輔助中繼器31e′自動(dòng)將其轉(zhuǎn)發(fā)給輔助中繼器31f′。因此，輔助中繼器31a′、31e′、31f′和31g′沒有接收到傳輸權(quán)但能夠共享流經(jīng)主要中繼器的數(shù)據(jù)。
將針對圖55到63解釋根據(jù)第四實(shí)施例的傳遞令牌數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施例。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)正常時(shí)的操作和主要中繼器31c故障時(shí)的操作與針對圖48到49的解釋相同，因此，就不再解釋了。
(1)主要網(wǎng)絡(luò)(1)的重構(gòu)在圖55中，輔助中繼器31b′和31d′中的每個(gè)收到來自干線到干線線路的數(shù)據(jù)，確定主要網(wǎng)絡(luò)(1)有故障，劃分輔助網(wǎng)絡(luò)(2)，并設(shè)法重構(gòu)主要網(wǎng)絡(luò)(1)。
輔助中繼器31b′檢測接收到的數(shù)據(jù)的地址(IP地址)。如果地址是表示輔助中繼器31b′上游側(cè)，也就是，如果地址是主要中繼器31a的地址，則輔助中繼器31b′就確定網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生在主要中繼器31b的下游側(cè)，啟用上游的輔助傳輸線，并且轉(zhuǎn)發(fā)收到的數(shù)據(jù)。
輔助中繼器31d′檢測接收到的數(shù)據(jù)的地址(IP地址)。如果地址是表示輔助中繼器31d′下游側(cè)，也就是，如果是主要中繼器31e、31f和31g中的一個(gè)的地址，則確定網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生在主要中繼器31d的上游側(cè)，啟用下游的輔助傳輸線，并且轉(zhuǎn)發(fā)收到的數(shù)據(jù)。
因此，劃分成網(wǎng)絡(luò)(1)′和(1)″的主要網(wǎng)絡(luò)(1)就重構(gòu)成包括中繼器31a、31b、31b′、31c′、31d′、31d、31e、31f和31g。
根據(jù)本實(shí)施例，在主要網(wǎng)絡(luò)(1)中的故障點(diǎn)是從包含在已接收到的數(shù)據(jù)中的地址而檢測到的。但是，主要中繼器31b和輔助中繼器31b′之間可以直接傳遞數(shù)據(jù)，或者故障信息也可以通過使用特殊通信裝置或數(shù)字信號(hào)來傳輸。
根據(jù)本實(shí)施例，輔助中繼器31b′也循環(huán)令牌并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到上游側(cè)。類似地，輔助中繼器31d′也循環(huán)令牌并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到上游側(cè)。因此，在圖49到52的控制中斷開的輔助中繼器31a′、31e′、31f′和31g′也包括在主要網(wǎng)絡(luò)(1)中。
(2)當(dāng)主要中繼器31c故障時(shí)的控制數(shù)據(jù)包(重置)流在圖56中，主要中繼器31a發(fā)出重置數(shù)據(jù)包，其通過中繼器31a、31b、31b′、31c′、31d′、31d、31e、31f和31g轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí)，將重置數(shù)據(jù)包從輔助中繼器31b′轉(zhuǎn)發(fā)到上游的輔助中繼器31a′，從輔助中繼器31d′轉(zhuǎn)發(fā)到下游的輔助中繼器31e′。
(3)當(dāng)主要中繼器31c故障時(shí)的控制數(shù)據(jù)包(令牌)流在圖57中，通過以中繼器31a、31b、31b′、31c′、31d′、31d、31e、31f和31g的順序通過中繼器轉(zhuǎn)發(fā)令牌數(shù)據(jù)包。
(4)當(dāng)主要中繼器31c故障時(shí)的控制數(shù)據(jù)包(返回)流在圖58中，主要中繼器31g是一端中繼器，因此，主要中繼器31g在傳輸數(shù)據(jù)后發(fā)送返回?cái)?shù)據(jù)包。通過中繼器31g、31f、31e、31d和31d′轉(zhuǎn)發(fā)返回?cái)?shù)據(jù)包。輔助中繼器31d′能夠識(shí)別網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)行了劃分，所以，暫時(shí)停止對收到的返回?cái)?shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。
(5)當(dāng)主要中繼器31c故障時(shí)控制數(shù)據(jù)包(令牌2)流在圖59中，收到返回?cái)?shù)據(jù)包后，輔助中繼器31d′發(fā)送令牌數(shù)據(jù)包到下游側(cè)而不是將返回?cái)?shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到上游側(cè)。由輔助中繼器31d′發(fā)送的令牌數(shù)據(jù)包通過中繼器31d′、31e′、31f′和31g′進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
(6)主要中繼器31c故障時(shí)控制數(shù)據(jù)包(返回2)流在圖60中，已經(jīng)收到令牌數(shù)據(jù)包的輔助中繼器31g′是一端中繼器，所以，在傳輸數(shù)據(jù)后發(fā)送返回?cái)?shù)據(jù)包。通過中繼器31g′、31f′、31e′、31d′、31c′和31b′轉(zhuǎn)發(fā)返回?cái)?shù)據(jù)包。由于輔助中繼器31d′已經(jīng)發(fā)出令牌到中繼器31d和31e′，所以，將返回?cái)?shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到上游側(cè)而不是停止它。輔助中繼器31b′能確定網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)行了劃分，所以，暫時(shí)停止已收到的返回?cái)?shù)據(jù)包，而不將其轉(zhuǎn)發(fā)到上游。
(7)主要中繼器31c故障時(shí)的控制數(shù)據(jù)包(令牌3)流在圖61中，已經(jīng)收到令牌數(shù)據(jù)包的輔助中繼器31b′發(fā)出令牌數(shù)據(jù)包到輔助上游側(cè)而不是將返回?cái)?shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到主要中繼器31b。將由輔助中繼器31b′發(fā)出的令牌數(shù)據(jù)包傳輸?shù)捷o助中繼器31a′。
(8)主要中繼器31c故障時(shí)的控制數(shù)據(jù)包(返回3)流在圖61中，已經(jīng)收到令牌數(shù)據(jù)包的輔助中繼器31a′是一端中繼器，所以，在傳輸數(shù)據(jù)后發(fā)出返回?cái)?shù)據(jù)包。通過中繼器31a′、31b′、31b和31a轉(zhuǎn)發(fā)返回?cái)?shù)據(jù)包。由于輔助中繼器31b′已經(jīng)發(fā)出令牌數(shù)據(jù)包到輔助中繼器31c′和31a′，所以，將返回?cái)?shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到上游側(cè)，而不是停止它。當(dāng)返回?cái)?shù)據(jù)包到達(dá)主要中繼器31a時(shí)，就已經(jīng)完成了傳輸權(quán)的循環(huán)。
(9)主要中繼器31c故障時(shí)每個(gè)中繼器的狀態(tài)在圖63中，當(dāng)主要中繼器31c故障時(shí)，主要中繼器31a是最上游的中繼器，中繼器31a′、31g和31g′是最下游的中繼器，其它中繼器是中間中繼器。
因此，即使網(wǎng)絡(luò)被分開了也能將令牌數(shù)據(jù)包循環(huán)通過所有中繼器。
下面將解釋根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的鐵路車廂的傳輸裝置。如圖64所示，根據(jù)第五實(shí)施例的傳輸裝置包括中繼器41a到41n和將中繼器彼此相連的傳輸線43a和43(n-1)。中繼器41a到41n中的每一個(gè)均有干線發(fā)射器接收器、站點(diǎn)發(fā)射器接收器、在中繼器中傳輸和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)、還有控制在發(fā)射器接收器之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和形成控制網(wǎng)絡(luò)的專用數(shù)據(jù)包的中繼器控制器。中繼器采用第一實(shí)施例的傳輸權(quán)循環(huán)和控制技術(shù)的延伸類型，以避免沖突和確保有規(guī)則的循環(huán)。
中繼器41a到41n的每一個(gè)均有如圖65所示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。即，每個(gè)中繼器均有兩個(gè)或更多干線發(fā)射器接收器的端口44a和44b、一個(gè)(如果在安裝有中繼器的車廂中的中繼器沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸或接收則為零)或多個(gè)站點(diǎn)發(fā)射器接收器的端口45a和45b、用來控制在端口間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和通過中繼器的專用數(shù)據(jù)包(令牌數(shù)據(jù)包)的中繼器控制器42、還有站點(diǎn)46a和46b以在中繼器中傳輸和接收數(shù)據(jù)。
站點(diǎn)46a和46b可以安放在中繼器41內(nèi)部或中繼器41外部。如果站點(diǎn)3在中繼器41的外面，則站點(diǎn)發(fā)射器接收器45則安裝在中繼器41內(nèi)部。在圖65中，站點(diǎn)46a在中繼器41的內(nèi)部，站點(diǎn)46b在中繼器41外面。每個(gè)中繼器可以安放多個(gè)站點(diǎn)及與站點(diǎn)相連的站點(diǎn)發(fā)射器接收器。
根據(jù)第五實(shí)施例，中繼器41a到41n通過總線結(jié)構(gòu)的干線傳輸線43a和43(n-1)彼此相連。雖然本實(shí)施例的中繼器用類似總線的網(wǎng)絡(luò)來彼此相連，但是中繼器也可以用第三或第四實(shí)施例所述的類似梯形的傳輸線網(wǎng)絡(luò)來與彼此相連。
將解釋根據(jù)第五實(shí)施例的鐵路車廂的傳輸裝置的操作。下面的解釋是基于有八節(jié)車廂的列車，如n＝h。
(1)重置在圖66中，中繼器41a是網(wǎng)絡(luò)的上游端，中繼器41h是它的下游端。對上游和下游的定義是可逆的。在網(wǎng)絡(luò)的有效范圍內(nèi)，最上游的中繼器41a是做為父中繼器的。
中繼器41a到41n都提前帶有中繼器號(hào)碼。在該實(shí)施例中，分配給中繼器41a到41h的中繼器號(hào)碼是41a＝00h，41b＝01h，41c＝02h，41d＝03h，41e＝04h，41f＝05h，41g＝06h和41h＝07h。中繼器號(hào)碼可以是任何唯一的數(shù)據(jù)，如，中繼器的IP地址。
中繼器41a發(fā)送作為開始傳輸權(quán)循環(huán)的指令的重置數(shù)據(jù)包。當(dāng)收到重置數(shù)據(jù)包后，中繼器41b到41h的每一個(gè)均進(jìn)行初始化并且自己準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。中繼器41a到41h中每一個(gè)均將包含在重置數(shù)據(jù)包中的中繼器號(hào)碼與它自己的中繼器號(hào)碼相比較。無論何時(shí)發(fā)出重置數(shù)據(jù)包，均可以對傳輸中繼器號(hào)碼進(jìn)行更新。在該例中，傳輸中繼器號(hào)碼為02h。
(2)列車運(yùn)行指令傳輸(41a)在圖67中，由于中繼器41a發(fā)現(xiàn)傳輸中繼器號(hào)碼與它自己的中繼器號(hào)碼不同，所以，只傳輸對火車運(yùn)行所必需的列車運(yùn)行指令。
(3)傳輸權(quán)(從41a到41b)在圖68中，中繼器41a完成列車運(yùn)行指令的傳輸，然后，發(fā)送令牌數(shù)據(jù)包以將傳輸權(quán)傳送到下游側(cè)。
(4)傳輸權(quán)(從41b到41c)在圖69中，由于中繼器41b發(fā)現(xiàn)傳輸中繼器號(hào)碼與它自己的中繼器號(hào)碼不同，所以，只傳輸對列車運(yùn)行所必需的控制響應(yīng)并將傳輸權(quán)傳送到下游側(cè)。
(5)運(yùn)行指令、監(jiān)視數(shù)據(jù)和服務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸(41c)在圖70中，中繼器41c發(fā)現(xiàn)傳輸中繼器號(hào)碼與它自己的中繼器號(hào)碼相同，因此，其除傳輸對列車運(yùn)行所必需的控制響應(yīng)外，還傳輸監(jiān)視數(shù)據(jù)、服務(wù)數(shù)據(jù)等等。
(6)傳輸權(quán)(從41c到41d)在圖71中，中繼器41c完成了所有數(shù)據(jù)的傳輸并且發(fā)送令牌數(shù)據(jù)包以將傳輸權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)到下游側(cè)。
如圖72的定時(shí)表所示重復(fù)上述所提到的操作，以分發(fā)除了列車運(yùn)行指令(指令和響應(yīng))之外的數(shù)據(jù)的傳輸，這樣可以在預(yù)定時(shí)間內(nèi)循環(huán)傳輸權(quán)并且可以在預(yù)定時(shí)間“t”，內(nèi)將列車運(yùn)行指令傳輸?shù)剿械闹欣^器。
第五實(shí)施例將給定的傳輸中繼器號(hào)碼與已收到傳輸中繼器號(hào)碼的中繼器的中繼器號(hào)碼相比較，以發(fā)現(xiàn)它們是否完全相同。但是，可以將掩碼(mask)用于傳輸來自多個(gè)中繼器的不是列車運(yùn)行指令的數(shù)據(jù)。例如，掩蔽中繼器號(hào)碼的第2位，將它的第0位和第1位與給定的傳輸中繼器號(hào)碼相比較。在這種情況下，例如，02h的傳輸中繼器號(hào)碼能使具有中繼器號(hào)碼02h的中繼器41c和具有中繼器號(hào)碼06h的中繼器41g傳輸監(jiān)視數(shù)據(jù)和服務(wù)數(shù)據(jù)。
可以多次循環(huán)傳輸權(quán)來調(diào)節(jié)列車運(yùn)行指令的傳輸和優(yōu)化分配給除了列車運(yùn)行指令之外數(shù)據(jù)的帶寬。下面將針對圖73來解釋。中繼器41a發(fā)出重置數(shù)據(jù)包(在該例中第7位＝0)以詢問列車運(yùn)行數(shù)據(jù)的傳輸。當(dāng)中繼器41a到41h中的所有中繼器都完成了列車運(yùn)行數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)，中繼器41a發(fā)送重置數(shù)據(jù)包(在該例中第7位＝1)以詢問在剩余時(shí)間內(nèi)除列車運(yùn)行數(shù)據(jù)外的數(shù)據(jù)的傳輸。每個(gè)中繼器均有一個(gè)計(jì)時(shí)器來監(jiān)視時(shí)間，如第二實(shí)施例，當(dāng)時(shí)間結(jié)束時(shí)，很快將傳輸權(quán)返回到父中繼器41a。該操作與第二實(shí)施例的操作相同。
在圖73中，將監(jiān)視數(shù)據(jù)與列車運(yùn)行數(shù)據(jù)分開傳輸。如果必須在規(guī)則間隔內(nèi)傳輸監(jiān)視數(shù)據(jù)，就能將其包含在周期性傳輸?shù)牧熊囘\(yùn)行數(shù)據(jù)中。即，通過在重置數(shù)據(jù)包中包括傳輸中繼器號(hào)碼，將能在規(guī)則間隔中傳輸監(jiān)視數(shù)據(jù)。如上面所提及的，循環(huán)傳輸權(quán)以便在多余時(shí)間內(nèi)傳輸除列車運(yùn)行數(shù)據(jù)之外的數(shù)據(jù)，這樣就可以擴(kuò)展在短的鐵路車廂中傳輸除列車運(yùn)行數(shù)據(jù)之外數(shù)據(jù)的帶寬，并確保列車運(yùn)行指令傳遞的規(guī)律性。
雖然該實(shí)施例循環(huán)多個(gè)傳輸權(quán)，但是當(dāng)傳輸返回?cái)?shù)據(jù)包時(shí)，也有可能傳輸除列車運(yùn)行數(shù)據(jù)外的數(shù)據(jù)。
如上所解釋的，本發(fā)明提供一種鐵路車廂的傳輸裝置，采用CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)并且使專用數(shù)據(jù)包通過用總線彼此連接的中繼器，來避免數(shù)據(jù)沖突，消除對可連接級(jí)數(shù)目的限制，無延遲地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供一種鐵路車廂的傳輸裝置，能夠采用CSMA/CD方法，以低成本制造，并且具有良好的通用性。
本發(fā)明還提供一種鐵路車廂的傳輸裝置，采用CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)，用主要和輔助干線線路和干線到干線線路(安放于每節(jié)車廂)將中繼器彼此相連以形成類似梯形的傳輸線網(wǎng)絡(luò)，干線到干線線路改善了冗余性。
權(quán)利要求
1.一種鐵路車廂的傳輸裝置，采用CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)在鐵路車廂之間傳送數(shù)據(jù)，包括一個(gè)中繼器，安裝在每節(jié)鐵路車廂中并具有多個(gè)端口，被配置為根據(jù)給定的指令將在其中一個(gè)端口收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到各必要的端口，一個(gè)中繼器控制器，被配置為發(fā)出指令并控制端口，以及一個(gè)站點(diǎn)，被配置為相對于其中一個(gè)端口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；和一個(gè)傳輸線，被配置為將中繼器被此相連接，其中每個(gè)中繼器被配置為發(fā)出指令，以在中繼器間循環(huán)一個(gè)專用數(shù)據(jù)包，從而避免數(shù)據(jù)沖突，在每個(gè)中繼器中的中繼器控制器根據(jù)已收到的數(shù)據(jù)的地址確定收到的數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)包還是要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，并且如果收到的數(shù)據(jù)是要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)發(fā)已收到的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中中繼器以總線結(jié)構(gòu)彼此相連接；和中繼器控制器將專用數(shù)據(jù)包從一個(gè)上游中繼器循環(huán)到一個(gè)下游中繼器，所述專用數(shù)據(jù)包用于將傳輸權(quán)從一個(gè)中繼器傳送到另一個(gè)中繼器，所述傳輸權(quán)允許持有傳輸權(quán)的中繼器傳輸數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳輸裝置，其中每個(gè)中繼器均有多個(gè)站點(diǎn)；和任何一個(gè)擁有傳輸權(quán)的中繼器的中繼器控制器均在中繼器中的站點(diǎn)間相繼地循環(huán)傳輸權(quán)。
4.如權(quán)利要求3所述的傳輸裝置，其中在每個(gè)中繼器中的中繼器控制器對在中繼器中的站點(diǎn)間進(jìn)行傳輸權(quán)循環(huán)的時(shí)間進(jìn)行監(jiān)視，并且如果監(jiān)視的時(shí)間達(dá)到了預(yù)定時(shí)間，則停止在中繼器中除特殊站點(diǎn)外的站點(diǎn)間的傳輸權(quán)的循環(huán)并且將傳輸權(quán)傳送到下一個(gè)下游中繼器。
5.如權(quán)利要求3所述的傳輸裝置，其中在每個(gè)中繼器中的中繼器控制器采用IEEE802.3x來控制從中繼器中的站點(diǎn)的傳輸，在沒有傳輸權(quán)時(shí)持續(xù)向中繼器中的站點(diǎn)發(fā)送PAUSE指令，并且在擁有傳輸權(quán)時(shí)取消PAUSE指令并允許站點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求3所述的傳輸裝置，其中，當(dāng)每個(gè)中繼器中的站點(diǎn)處于半雙工模式時(shí)，如果中繼器沒有傳輸權(quán)，則中繼器的中繼器控制器通過持續(xù)給站點(diǎn)施加反壓來限制站點(diǎn)進(jìn)行傳輸，并且如果中繼器擁有傳輸權(quán)，則釋放反壓并且允許站點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求3所述的傳輸裝置，其中當(dāng)任何一個(gè)擁有傳輸權(quán)的中繼器中的中繼器控制器將傳輸權(quán)分配給中繼器中的站點(diǎn)時(shí)，中繼器控制器檢查從站點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并且如果該數(shù)據(jù)是用于中繼器之間的專用數(shù)據(jù)包地址，則停止轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中將傳輸線布置在一個(gè)環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中，從而即使傳輸線斷開了，也能在不將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的情況下，使得使用該傳輸線進(jìn)行傳輸是持續(xù)可控制的。
9.一種鐵路車廂的傳輸裝置，用CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)在鐵路車廂之間傳送數(shù)據(jù)，包括一個(gè)安裝在每節(jié)車廂中的中繼器，被配置為從另一個(gè)中繼器接收數(shù)據(jù)并將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)中繼器，其具有被配置為相對于另一個(gè)中繼器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的干線發(fā)射器接收器、被配置為在中繼器之間交換專用數(shù)據(jù)包和形成網(wǎng)絡(luò)的中繼器控制器、被配置為相對于中繼器控制器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)發(fā)射器接收器、以及與站點(diǎn)發(fā)射器接收器相連接并被配置為相對于站點(diǎn)發(fā)射器接收器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)；和一個(gè)被配置為將中繼器彼此相連的干線線路，其中在中繼器之間循環(huán)傳輸權(quán)，以便在固定時(shí)間內(nèi)將列車控制指令傳送到每個(gè)中繼器。
10.如權(quán)利要求9所述的傳輸裝置，其中在開始循環(huán)傳輸權(quán)后，每個(gè)中繼器對經(jīng)過的時(shí)間進(jìn)行監(jiān)視，如果經(jīng)過的時(shí)間達(dá)到了預(yù)定時(shí)間，則將傳輸權(quán)快速返回到第一個(gè)中繼器，以便在固定時(shí)間內(nèi)將列車控制指令傳送到每個(gè)中繼器。
11.如權(quán)利要求9所述的傳輸裝置，其中每個(gè)中繼器根據(jù)包括在已傳輸數(shù)據(jù)中的優(yōu)先級(jí)信息對從傳輸控制數(shù)據(jù)開始經(jīng)過的時(shí)間進(jìn)行監(jiān)視，如果經(jīng)過的時(shí)間達(dá)到了預(yù)定時(shí)間，則快速返回傳輸權(quán)，以便在固定時(shí)間內(nèi)將列車控制指令傳送到每個(gè)中繼器。
12.如權(quán)利要求9所述的傳輸裝置，其中傳輸列車控制指令的一個(gè)中繼器監(jiān)視從前次傳輸控制數(shù)據(jù)后經(jīng)過的時(shí)間，如果傳輸權(quán)被傳送到傳輸權(quán)的下一傳輸周期附近的那個(gè)中繼器，則保持傳輸權(quán)一段給定時(shí)間并等待要傳輸?shù)目刂茢?shù)據(jù)，以便在固定時(shí)間內(nèi)將列車控制指令傳送到每個(gè)中繼器。
13.如權(quán)利要求9所述的傳輸裝置，其中每個(gè)中繼器總是準(zhǔn)備好從中繼器中的站點(diǎn)接收控制數(shù)據(jù)，如果收到了，則臨時(shí)持有控制數(shù)據(jù)，并在接收到傳輸權(quán)時(shí)傳輸持有控制數(shù)據(jù)，以便在固定時(shí)間內(nèi)將列車控制指令傳送到每個(gè)中繼器。
14.如權(quán)利要求9所述的傳輸裝置，其中傳輸控制數(shù)據(jù)的一個(gè)中繼器監(jiān)視從前次傳輸控制數(shù)據(jù)后經(jīng)過的時(shí)間，傳送一個(gè)數(shù)據(jù)包，以在下一控制數(shù)據(jù)傳輸之前臨時(shí)停止傳輸權(quán)循環(huán)一段預(yù)定時(shí)間，將網(wǎng)絡(luò)從其他中繼器中釋放出來，以便在固定時(shí)間內(nèi)將列車控制指令傳送到每個(gè)中繼器。
15.如權(quán)利要求14所述的傳輸裝置，其中在傳輸控制數(shù)據(jù)后，已傳輸了控制數(shù)據(jù)的中繼器發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，以從傳輸權(quán)被停止的那個(gè)中繼器重新開始傳輸權(quán)的循環(huán)。
16.一種鐵路車廂的傳輸裝置，包括安裝在每節(jié)鐵路車廂中的一個(gè)主要中繼器和一個(gè)輔助中繼器，每個(gè)被配置為接收從另一個(gè)中繼器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)中繼器；一個(gè)用來將主要中繼器彼此相連接的主要干線線路；一個(gè)用來將輔助中繼器彼此相連接的輔助干線線路；一個(gè)用來在每節(jié)鐵路車廂中將主要中繼器與輔助中繼器相彼此連接的干線到干線線路；一個(gè)安裝在每個(gè)中繼器中的干線發(fā)射器接收器，被配置為相對于在另一節(jié)鐵路車廂中的另一個(gè)中繼器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；一個(gè)安裝在每個(gè)中繼器中的干線到干線發(fā)射器接收器，被配置為相對于在同一節(jié)鐵路車廂中的另一個(gè)中繼器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；一個(gè)安裝在每個(gè)中繼器中的中繼器控制器，被配置為控制干線發(fā)射器接收器和干線到干線發(fā)射器接收器并形成網(wǎng)絡(luò)；一個(gè)安裝在每個(gè)中繼器中的站點(diǎn)發(fā)射器接收器，被配置為相對于中繼器控制器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；和一個(gè)與站點(diǎn)發(fā)射器接收器連接的站點(diǎn)，被配置為相對于站點(diǎn)發(fā)射器接收器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；其中主要干線線路、輔助干線線路和干線到干線線路形成了類似梯狀的傳輸線網(wǎng)絡(luò)。
17.如權(quán)利要求16所述的傳輸裝置，其中任何一個(gè)從另一個(gè)中繼器接收數(shù)據(jù)的中繼器將收到的數(shù)據(jù)通過干線到干線線路轉(zhuǎn)發(fā)到在同一節(jié)鐵路車廂中的另一個(gè)中繼器，通過干線線路轉(zhuǎn)發(fā)到相鄰鐵路車廂中的另一個(gè)中繼器。
18.如權(quán)利要求17所述的傳輸裝置，其中任何一個(gè)通過干線線路和通過干線到干線線路接收到同樣數(shù)據(jù)的中繼器轉(zhuǎn)發(fā)首先接收到的數(shù)據(jù)。
19.如權(quán)利要求17所述的傳輸裝置，其中任何一個(gè)通過干線線路和通過干線到干線線路接收到同樣數(shù)據(jù)的中繼器測試數(shù)據(jù)幀尾端的檢查碼并且根據(jù)測試轉(zhuǎn)發(fā)首先被發(fā)現(xiàn)正確的數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求16所述的傳輸裝置，其中傳輸權(quán)的專用數(shù)據(jù)包流經(jīng)主要中繼器。
21.如權(quán)利要求16所述的傳輸裝置，其中如果在主要中繼器和主要干線線路的任何一個(gè)中發(fā)生故障，則傳輸權(quán)的專用數(shù)據(jù)包就通過輔助中繼器，以形成能避免數(shù)據(jù)沖突的網(wǎng)絡(luò)。
22.一種鐵路車廂的傳輸裝置，包括安裝在每節(jié)鐵路車廂中的一個(gè)主要中繼器和一個(gè)輔助中繼器，被配置為接收從另一個(gè)中繼器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)中繼器；一個(gè)用來將主要中繼器彼此相連接的主要干線線路；一個(gè)用來將輔助中繼器彼此相連接的輔助干線線路；一個(gè)用來在每節(jié)鐵路車廂中將主要中繼器與輔助中繼器彼此相連接的干線到干線線路；一個(gè)安裝在每個(gè)中繼器中的干線發(fā)射器接收器，被配置為相對于在另一節(jié)鐵路車廂中的另一個(gè)中繼器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；一個(gè)安裝在每個(gè)中繼器中的干線到干線發(fā)射器接收器，被配置為相對于在同一節(jié)鐵路車廂中的另一個(gè)中繼器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；一個(gè)安裝在每個(gè)中繼器中的中繼器控制器，被配置為在干線發(fā)射器接收器和干線到干線發(fā)射器接收器之間切換并形成網(wǎng)絡(luò)；一個(gè)安裝在每個(gè)中繼器中的站點(diǎn)發(fā)射器接收器，被配置為相對于中繼器控制器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；和一個(gè)與站點(diǎn)發(fā)射器接收器連接的站點(diǎn)，被配置為相對于站點(diǎn)發(fā)射器接收器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；其中主要干線線路、輔助干線線路和干線到干線線路形成了類似梯狀的傳輸線網(wǎng)絡(luò)。
23.如權(quán)利要求22所述的傳輸裝置，其中如果中繼器、干線線路、干線到干線線路是正常的，則中繼器只采用干線線路來形成互相獨(dú)立的主要網(wǎng)絡(luò)和輔助網(wǎng)絡(luò)。
24.如權(quán)利要求22所述的傳輸裝置，其中如果主要中繼器和主要干線線路的任何一個(gè)導(dǎo)致了故障，則啟用在故障中繼器或干線線路之前和之后的干線到干線線路，以劃分輔助網(wǎng)絡(luò)并形成旁路網(wǎng)絡(luò)，以便優(yōu)先于輔助網(wǎng)絡(luò)而使用主要網(wǎng)絡(luò)。
25.如權(quán)利要求24所述的傳輸裝置，其中在形成旁路網(wǎng)絡(luò)之后，啟用了干線到干線線路的主要中繼器以規(guī)則的間隔向由于故障而與主要網(wǎng)絡(luò)斷開連接的主要中繼器發(fā)出專用檢查數(shù)據(jù)包，以查看斷開連接的主要中繼器是否已經(jīng)修復(fù)，并且如果斷開連接的主要中繼器已經(jīng)修復(fù)，則恢復(fù)原始的主要網(wǎng)絡(luò)和輔助網(wǎng)絡(luò)。
26.如權(quán)利要求22所述的傳輸裝置，其中如果主要中繼器和主要干線線路的任何一個(gè)導(dǎo)致了故障，則啟用在故障中繼器或干線線路之前和之后的干線到干線線路，以劃分輔助網(wǎng)絡(luò)并形成旁路網(wǎng)絡(luò)，以便優(yōu)先于輔助網(wǎng)絡(luò)而使用主要網(wǎng)絡(luò)，通過主要網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)還通過劃分的輔助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而輔助中繼器也接收數(shù)據(jù)。
27.如權(quán)利要求22所述的傳輸裝置，其中如果主要中繼器和主要干線線路的任何一個(gè)導(dǎo)致了故障，則啟用在故障中繼器或干線線路之前和之后的干線到干線線路，以劃分輔助網(wǎng)絡(luò)并形成旁路網(wǎng)絡(luò)，以便優(yōu)先于輔助網(wǎng)絡(luò)而使用主要網(wǎng)絡(luò)，通過主要網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)還通過劃分的輔助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)并且用于傳輸權(quán)的專用數(shù)據(jù)包將通過輔助網(wǎng)絡(luò)，從而輔助中繼器包括在主要網(wǎng)絡(luò)中。
28.一種鐵路車廂傳輸裝置，包括一個(gè)安裝在每節(jié)車廂中的中繼器，被配置為從另一個(gè)中繼器接收數(shù)據(jù)并將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)中繼器，其具有被配置為相對于另一個(gè)中繼器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的干線發(fā)射器接收器、被配置為在中繼器之間交換專用數(shù)據(jù)包和形成網(wǎng)絡(luò)的中繼器控制器、被配置為相對于中繼器控制器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)發(fā)射器接收器、以及與站點(diǎn)發(fā)射器接收器相連接并被配置為相對于站點(diǎn)發(fā)射器接收器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)；和一個(gè)被配置為將中繼器彼此相連的干線線路，其中在中繼器之間交換的專用數(shù)據(jù)包納入有關(guān)必須傳輸數(shù)據(jù)的中繼器的信息，以便在固定時(shí)間內(nèi)將列車運(yùn)行指令傳送到每個(gè)中繼器。
29.如權(quán)利要求28所示的傳輸裝置，其中任何一個(gè)接收到專用數(shù)據(jù)包的中繼器將查看包括在專用數(shù)據(jù)包中的中繼器信息是否與它自己的中繼器信息一致；如果信息是一致的，則中繼器接收傳輸權(quán)并且傳輸列車運(yùn)行指令和除列車運(yùn)行指令外的數(shù)據(jù)；和如果信息不一致，則中繼器接收傳輸權(quán)并且只傳輸列車運(yùn)行指令，由此分布必須傳輸除列車運(yùn)行指令外的數(shù)據(jù)的中繼器，并在固定時(shí)間內(nèi)將列車運(yùn)行指令傳輸?shù)矫總€(gè)中繼器。
30.如權(quán)利要求28所示的傳輸裝置，其中任何一個(gè)在傳輸權(quán)的第一次循環(huán)中收到傳輸權(quán)的中繼器傳輸列車運(yùn)行指令，并在傳輸權(quán)的第二次或稍后循環(huán)中傳輸除列車運(yùn)行指令外的數(shù)據(jù)，以便在固定時(shí)間內(nèi)將列車運(yùn)行指令傳輸?shù)狡渌欣^器，并且根據(jù)中繼器的數(shù)目優(yōu)化分配用于除列車運(yùn)行指令外的數(shù)據(jù)的傳輸帶寬。
31.如權(quán)利要求30所示的傳輸裝置，其中每個(gè)中繼器對在傳輸權(quán)的第一次循環(huán)開始后經(jīng)過的時(shí)間進(jìn)行監(jiān)視，并且持續(xù)循環(huán)傳輸除列車運(yùn)行指令外的數(shù)據(jù)的傳輸權(quán)，直到經(jīng)過的時(shí)間達(dá)到了預(yù)定時(shí)間，以便在固定時(shí)間內(nèi)將列車運(yùn)行指令傳輸?shù)矫總€(gè)中繼器，并且在預(yù)定時(shí)間內(nèi)盡可能多地傳輸列車運(yùn)行指令。
全文摘要
提供一種具有改善了的可靠性并適用于長列車的鐵路車廂傳輸裝置。該傳輸裝置有多個(gè)中繼器(1a到1n)。每個(gè)中繼器有根據(jù)指令將在一個(gè)端口接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)端口的多個(gè)端口(4)。該傳輸裝置還包括一個(gè)控制端口和提供指令的中繼器控制器(2)和相對于端口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的站點(diǎn)(5a和5b)。中繼器通過傳輸線(3a到3(n－1))彼此相連接。根據(jù)從中繼器控制器發(fā)出的指令，避免數(shù)據(jù)沖突的專用數(shù)據(jù)包在中繼器之間進(jìn)行交換。中繼器控制器根據(jù)已收到數(shù)據(jù)的地址區(qū)別控制數(shù)據(jù)包和要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04L12/413GK1617520SQ20041010230
公開日2005年5月18日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者高橋秀之 申請人:株式會(huì)社東芝