Réseau Intelligent paramétrable

Lütze Transportation GmbH propose une nouvelle gamme de produits innovante de switch Ethernet, qui peut couvrir tous les niveaux de complexité et de hiérarchie des réseaux des véhicules ferroviaires et qui rassemble les facteurs clés de compacité, solidité, prix et flexibilité.

L'ethernet comme bus de communication sur les véhicules ferroviaires, une réalité depuis longtemps

C'est maintenant une réalité ! L'Ethernet a fait une apparition généralisée dans le secteur ferroviaire, après le secteur de l'information des passagers et du divertissement, il est également présent sur les aspects liés au contrôle. Selon la définition du Train Communication Network (TCN) conformément aux normes CEI61375-2-5 et CEI61375-3-4, le système "Ethernet Train Backbone" (ETB) remplace le bus bientôt obsolète WTB. De plus le système "Ethernet Consist Network" remplace quant à lui le célèbre MVB ou réseau de bus de terrain CAN. Le protocole de communication entre les éléments de bus est mis en oeuvre via le Train Real Time Data Protocol (TRDP). Ce protocole réseau est basé sur IP et permet une communication directe entre les éléments du réseau grâce à la nouvelle structure. Ce développement entraîne cependant un changement de paradigme : une nouvelle topologie réseau.

Quelle est la spécificité de cette nouvelle topologie ?

Des switchs Ethernet gérés sont nécessaires pour la mise en oeuvre et doivent remplir les exigences de l'industrie ferroviaires en plus de l'automatisation des fonctionnalités connues.

Sur une section de train, des éléments de bus (End Devices [ED]) sont connectés à l'ECN via des switch Ethernet gérés (Consist Switches [CS]), qui garantissent la communication de tous les éléments entre eux, comme les appareils de commandes ou les noeuds E/S décentralisés. La topologie d'un réseau Ethernet Consist n'est pas définie par une norme, la topologie est généralement annulaire. Étant donné qu'un train peut comprendre plusieurs segments (ECN), ils sont également connectés via l'ETB global du véhicule à l'aide d'un switch 3 couches intelligent.

Comment les différents segments du véhicule (ECN) séparés peuvent-ils communiquer ?

Grâce à une conversion d'adresse réseau (NAT), les éléments du réseau Consist sont invisibles à l'extérieur. Pour cela, les adresses IP entrantes sont masquées et transférées vers l'intérieur. Les données proviennent donc du véhicule (ETB) avec l'adresse IP 10.10.1.0 et 255.255.255.0 ; le routeur NAT la traduit en adresse IP locale par ex. 192.168.10.0/ 255.255.255.0, qui est associée à un appareil de commande du véhicule par exemple. Dès que les données traitées dans la commande sont disponibles, elles sont envoyées au routeur NAT. Le routeur convertit l'adresse réseau de la commande et envoie les données avec l'adresse IP 10.10.1.0 au terminal correspondant, par exemple par un noeud E/S décentralisé.

La conversion permanente des adresses IP rend les éléments du réseau ECN invisibles pour les éléments en-dehors de l'ECN. Les tiers extérieurs ne peuvent donc pas accéder aux commandes.

La caractéristique de conversion des adresses à des effets positifs sur la disponibilité et la configuration des adresses IP. En cas de véhicules en plusieurs parties avec un double ECN, les configurations réseaux doivent être effectuées manuellement sans NAT 1:1. Cela coûte du temps et de l'argent. Si tous les réseaux sont gérés de façon centralisée, il faut veiller à ce que des adresses IP uniques soient attribuées. Pour configurer le réseau, la connectivité et la convivialité sont des critères essentiels pour une installation économique.

Quelles sont les exigences pour un switch Ethernet pour les véhicules ferroviaires ?

Compatibilité avec les trains
Un switch Ethernet qui doit être utilisé dans le réseau d'un véhicule ferroviaire doit remplir toutes les exigences de la norme EN50155 et prouver sa résistance dans un environnement difficile.

Fiabilité
Une caractéristique essentielle d'un switch Ethernet est sa fiabilité exceptionnelle. Les travaux de maintenance imprévus et une mauvaise disponibilité peuvent rapidement être très coûteux pour les exploitants ferroviaires.

Disponibilité
Si certains segments du réseau sont indisponibles, par ex. à cause d'un défaut, il est important de maintenir le réseau fonctionnel via un chemin redondant, par ex; par des redondances annulaires de type RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol).

Manipulation facile
Le montage, l'intégration, l'entrtien des réseaux ethernet doivent être rapides, faibles et sûrs. Pendant la phase de mise en service ou en cas de maintenance prévue, il est important que la configuration soit possible sans logiciel spécial, dans l'idéal qu'elle puisse être clonée depuis un autre appareil.

Sécurité réseau
Un pare-feu peut protéger le réseau contre les influences extérieures, en cas d'installation erronée par erreur et de connexion au niveau d'Infodivertissement ou en cas de cyber-attaque. La protection du niveau de commande d'un véhicule est indispensable.