列车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。

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