一種異構型的FC-AE-1553網絡系統及交換方法技術方案

本發明專利技術涉及一種異構型的FC-AE-1553網絡系統及交換方法，能夠同時兼容交換型普通FC端口，也可以兼容總線型PON端口，并且提供對MIL-STD-1553B遠程終端的接入支持。本發明專利技術提出了邏輯組的概念，支持多個NC的并存，針對復雜系統的應用可以劃分成多個邏輯組，不僅實現了邏輯組內的高效通信，還降低了系統的復雜度，保證了系統的可靠性；支持異構系統端口地址與服務參數的自動配置，便于設備的維護與管理。

【技術實現步驟摘要】
一種異構型的FC-AE-1553網絡系統及交換方法
本專利技術涉及數據總線
，尤其涉及一種異構型的FC-AE-1553網絡系統及交換方法。
技術介紹
隨著航空航天電子數據總線的發展，MIL-STD-1553B因其速率只有1Mbps,越來越不能滿足高速率應用的場合，而光纖通道協議(FiberChannel,FC)是目前廣泛應用于美國第四代戰機的一種串行通信協議，集合了通道與網絡兩者的優點。FC是美國國家標準協會(ANSI)的X3T11小組于1988年開始制定的一種高速串行通信協議，目前已形成一個龐大的網絡協議簇。FC是一種完全開放的商業標準，有專門針對航空電子應用環境的FC-AE協議子集，如FC-AE-1553，FC-AE-ASM，FC-AE-RDMA等。FC-AE標準所涉及的應用協議具有實時性、高帶寬、低延遲、低誤碼率的特點，應用到了F-18E/F、AH-64D、B-1B、MV22、JSF等航空器的航電系統中。其中FC-AE-1553協議因其能夠兼容傳統的MIL-STD-1553B協議，受到大家的廣泛關注。目前，國內軍用航空領域也開始部署采用FC-AE網絡。目前FC-AE網絡分為交換型的FC-AE-1553系統與基于無源光網絡的總線型FC-AE-1553系統.前者支持的節點個數多，還可兼容其它FC-4層協議；后者適合應用于節點個數較少，總線帶寬10Gbps以下，功耗要求苛刻的場合。但實際上現在的艦載、星載等應用場景都比較復雜，往往對兩種結構都有需求。目前尚無支持兩種拓撲結構的混合型FC-AE-1553總線系統。
技術實現思路
鑒于上述的分析，本專利技術旨在提供一種異構型的FC-AE-1553網絡系統。一種異構型的FC-AE-1553網絡系統，包括：交換型FC-AE-1553網絡系統、總線型FC-AE-1553網絡系統、以及MIL-STD-1553B總線網絡系統。進一步的，所述交換型FC-AE-1553網絡系統通過交換機互聯,包括：網絡控制器(NC)、網絡終端NTFi、交換機(SW)，其中：所述網絡控制器(NC)用于實現異構FC-AE-1553網絡的控制與管理。NC通過交換機直接調度NTFi，通過PON橋實現對NTPi的管理與調度，并且，通過1553橋實現對遠程終端RT的控制與管理。網絡終端NTFi：交換型FC-AE-1553網絡系統中的網絡終端標識為NTFi，同一個網絡終端可以屬于不同的FC-AE-1553邏輯組，只有屬于同一FC-AE-1553邏輯組的網絡終端之間可以實現互相直接通信。交換機(SW)：用于支持NC，NTFi，1553橋，PON橋的接入。進一步的，所述總線型FC-AE-1553網絡系統通過PON橋(實現交換式FC-AE-1553與PON型FC-AE-1553設備互連，簡稱PON橋)互連,包括：無源光分配網(ODN)、PON橋、網絡終端NTPi，其中：無源光分配網(ODN)：用于實現PON橋與NTPi設備之間的互連。PON橋：用于上聯交換式FC-AE-1553設備與下聯總線型FC-AE-1553設備，實現交換式拓撲與總線型拓撲有機互連。。進一步的，PON橋的模塊組成如圖2所示，包括FC光模塊，上聯光接口，下聯光接口，PON光模塊，路由轉發，配置與管理等模塊，FC光模塊與交換機直接相連，實現連續模式的光電與電光轉換，PON模塊與ODN直接相連，實現突發模式的光電電光轉換，上聯光接口實現FC端口功能，包括serdes(SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)),流量控制，端口狀態機等，實現與上聯交換機端口的實時連接。下聯光接口實現PON端口功能，包括Serdes，突發控制等，實現與總線型設備的分時通信。路由轉發模塊，要根據配置信息，實現FC-AE-1553協議幀的快速轉發。NTPi：連接在ODN上的網絡終端標識為NTPi。進一步的，所述MIL-STD-1553B總線網絡系統通過1553橋(FC-AE-1553與MIL-STD-1553B的轉換設備，以下簡稱1553橋)互連，包括：1553橋、遠程終端RT。進一步的，所述1553橋包括上聯接口和下聯接口，其中，上聯接口包括，FC接口和PON接口，FC接口由FC光模塊與上聯FC端口組成，實現與交換機的通信與連接；PON接口由PON光模塊與PON端口組成，實現與總線型FC-AE-1553設備的通信。下聯接口包括隔離變壓器，1553B總線接口電路，實現曼徹斯特編碼與電壓轉換。協議幀轉換實現FC-AE-1553協議幀與MIL-STD-1553B協議字之間的透明轉換。RT：RT屬于非控制設備，主要功能是數據的傳輸、采集、接收控制命令等。進一步的，PON橋包括FC光模塊，上聯NT光接口，下聯NC光接口，PON光模塊，數據共享模塊，配置與管理等模塊，其中，FC光模塊與交換機直接相連，實現連續模式的光電與電光轉換，PON模塊與ODN直接相連，實現突發模式的光電電光轉換，上聯NT光接口實現FC端口功能以及NT協議控制器的功能，FC端口功能包括serdes,流量控制，端口狀態機等，實現與上聯交換機端口的實時連接。下聯NC光接口實現PON端口功能以及NC協議控制器的功能，PON端口功能包括Serdes，突發控制等，實現與總線型設備的分時通信。數據共享模塊，要根據配置信息實現兩網用戶數據的通信與共享。本專利技術還公開了一種應用于上述異構型的FC-AE-1553網絡系統中的網絡交換方法，所述方法包括：交換型FC-AE網絡系統中的交換機通過與總線型FC-AE-1553網絡系統中的PON橋的接入實現交換型FC-AE-1553網絡系統與總線型FC-AE-1553網絡系統的互聯；交換型FC-AE網絡系統中的交換機通過與MIL-STD-1553B總線網絡系統中的1553橋的接入實現交換型FC-AE-1553網絡系統與MIL-STD-1553B總線網絡系統的互聯；總線型FC-AE網絡系統中的PON橋通過與交換型FC-AE網絡系統中的交換機及MIL-STD-1553B總線網絡系統中的1553橋的接入實現總線型FC-AE-1553網絡系統與MIL-STD-1553B總線網絡系統的互聯。進一步的，所述交換型FC-AE-1553網絡系統與總線型FC-AE-1553網絡系統之間的互聯進一步包括：通過配置NTPi2NC的消息實現NC與NTPi的數據通信；1)NC向NTPi發送命令幀，所述命令幀的目的端口標識為NTPi的端口地址，交換機收到命令幀后轉發PON橋，PON橋將收到命令幀廣播至NTPi；2)NTPi收到正確的命令幀后打開激光器回復狀態幀與數據幀給PON橋，所述狀態幀與數據幀的目的地址為NC的端口地址，PON橋將收到的狀態幀與數據幀轉發至交換機，交換機再根據目的地址轉發至NC，至此完成一個交換的全過程。進一步的，所述交換型FC-AE-1553網絡系統與總線型FC-AE-1553網絡系統之間的互聯進一步包括：通過NC配置NTFi2NTPi或NTPi2NTFi的消息實現NTFi與NTPi的數據通信；1)NC通過交換機向NTFi(NTPi)發送命令幀；2)NTFi(NTPi)收到命令幀后，解析該命令幀，提取有關信息,組織新的命令幀發送到NTPi(NTFi)，中間通本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種異構型的FC?AE?1553網絡系統，包括：相互連接的交換型FC?AE?1553網絡系統、總線型FC?AE?1553網絡系統、以及MIL?STD?1553B總線網絡系統。

【技術特征摘要】
1.一種異構型的FC-AE-1553網絡系統，包括：相互連接的交換型FC-AE-1553網絡系統、總線型FC-AE-1553網絡系統、以及MIL-STD-1553B總線網絡系統；所述總線型FC-AE-1553網絡系統包括：PON橋、通過PON橋互連的無源光分配網ODN和網絡終端NTPi，其中：所述無源光分配網ODN用于實現PON橋與NTPi設備之間的互連；所述PON橋用于上聯交換式FC-AE-1553設備與下聯總線型FC-AE-1553設備，實現交換式拓撲與總線型拓撲有機互連；所述網絡終端NTPi可以屬于不同的FC-AE-1553邏輯組，只有屬于同一FC-AE-1553邏輯組的網絡終端之間可以實現互相直接通信；所述MIL-STD-1553B總線網絡系統包括1553橋和通過1553橋互連的遠程終端RT，所述遠程終端RT屬于非控制設備，主要功能是數據的傳輸、采集和接收控制命令；所述交換型FC-AE-1553網絡系統包括交換機SW、通過交換機互聯的網絡控制器NC和網絡終端NTFi，其中：所述網絡控制器NC通過交換機直接調度NTFi，通過PON橋實現對NTPi的管理與調度，并且通過1553橋實現對遠程終端RT的控制與管理；所述交換機用于支持NC，NTFi，實現交換型FC-AE-1553網絡系統的互聯，通過PON橋的接入實現交換型FC-AE-1553網絡系統與總線型FC-AE-1553網絡系統的互聯；通過1553橋的接入實現交換型FC-AE-1553網絡系統與MIL-STD-1553B總線網絡系統的互聯；所述網絡終端NTFi可以屬于不同的FC-AE-1553邏輯組，只有屬于同一FC-AE-1553邏輯組的網絡終端之間可以實現互相直接通信。2.根據權利要求1所述的異構型的FC-AE-1553網絡系統，其中，所述PON橋包括FC光模塊、上聯光接口、下聯光接口、PON光模塊、路由轉發模塊和配置與管理模塊，FC光模塊與交換機直接相連，實現連續模式的光電與電光轉換，PON模塊與ODN直接相連，實現突發模式的光電電光轉換，上聯光接口實現FC端口功能，包括serdes串并并串轉換、流量控制和端口狀態機，實現與上聯交換機端口的實時連接；下聯光接口實現PON端口功能，包括Serdes和突發控制，實現與總線型設備的分時通信；路由轉發模塊，要根據配置信息，實現FC-AE-1553協議幀的快速轉發。3.根據權利要求1所述的異構型的FC-AE-1553網絡系統，其中，所述1553橋包括上聯接口和下聯接口，其中，上聯接口包括，FC接口和PON接口，FC接口由FC光模塊與上聯FC端口組成，實現與交換機的通信與連接；PON接口由PON光模塊與PON端口組成，實現與總線型FC-AE-1553設備的通信；下聯接口包括隔離變壓器，1553B總線接口電路，實現曼徹斯特編碼與電壓轉換；協議幀轉換實現FC-AE-1553協議幀與MIL-STD-1553B協議字之間的透明轉換。4.根據權利要求1所述的異構型的FC-AE-1553網絡系統，其中，所述總線型FC-AE-1553網絡系統包括：PON橋、通過PON橋互連的無源光分配網ODN、網絡控制器NC和網絡終端NTPi，其中：所述無源光分配網ODN用于實現PON橋與NTPi設備之間的互連；所述PON橋用于上聯交換式FC-AE-1553設備與下聯總線型FC-AE-1553設備，實現交換式拓撲與總線型拓撲有機互連；所述網絡終端NTPi可以屬于不同的FC-AE-1553邏輯組，只有屬于同一FC-AE-1553邏輯組的網絡終端之間可以實現互相直接通信。5.根據權利要求4所述的異構型的FC-AE-1553網絡系統，其中，所述PON橋包括FC光模塊、上聯NT光接口、下聯NC光接口、PON光模塊、數據共享模塊和配置與管理模塊，其中，FC光模塊與交換機直接相連，實現連續模式的光電與電光轉換，PON模塊與ODN直接相連，實現突發模式的光電電光轉換，上聯NT光接口實現FC端口功能以及NT協議控制器的功能，FC端口包括serdes、流量控制和端口狀態機，實現與上聯交換機端口的實時連接功能；下聯NC光接口實現PON端口功能以及NC協議控制器的功能，PON端口包括Serdes和突發控制，實現與總線型設備的分時通信功能；數據共享模塊，根據配置信息實現兩網用戶數據的通信與共享。6.一種應用于根據權利要求1-5任一所述的異構型的FC-AE-1553網絡系統中的網絡交換方法，所述方法包括：交換型FC-AE網絡系統中的交換機通過與總線型FC-AE-1553網絡系統中的PON橋的接入實現交換型FC-AE-1553網絡系統與總線型FC-AE-1553網絡系統的互聯；交換型FC-AE網絡系統中的交換機通過與MIL-STD-1553B總線網絡系統中的1553橋的接入實現交換型FC-AE-1553網絡系統與MIL-STD-1553B總線網絡系統的互聯；總線型FC-AE-1553網絡系統中的PON橋通過與交換型FC-AE-1553網絡系統中的交換機及MIL-STD-1553B總線網絡系統中的1553橋的接入實現總線型FC-AE-1553網絡系統與MIL-STD-1553B總線網絡系統的互聯。7.根據權利要求6所述的網絡交換方法，其中所述交換型FC-AE-1553網...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹素芝，房亮，吳少俊，張善從，史巖華，曹麗劍，
申請(專利權)人：中國科學院空間應用工程與技術中心，
類型：發明
國別省市：北京;11