CN101547148B - 一种航空电子通信网络的终端系统 - Google Patents

Abstract

一种航空电子通信网络的终端系统，由处理部分，存储部分和接口部分组成，处理部分对通信数据进行分层组装或拆卸，与外部设备进行数据交互，存储部分使用AFDX的VL保证链路层进行有效传输，与不同光波w进行有效匹配，使电信号与光信号相互关联，接口部分将电信号转化成光信号，并对不同光波进行复用，形成VL光波通信数据流，通过光纤在网络中进行通信。本发明的终端系统使航空电子通信网络使用VL和光波w对通信数据进行双重匹配，能够同时保证实时性和高带宽，并且完全支持交换式网络，使系统升级更容易。采用分区对外设的不同应用以进行分割，直接进行采集输入与控制输出，减小了处理时间，提高了对所属外设的管理效率。

Description

一种航空电子通信网络的终端系统

技术领域

本发明属于通信网络领域，涉及通信网络终端系统，具体涉及航空电子通信网络终端系统。

背景技术

随着军事技术、计算机技术、电子技术和网络技术的发展，航空电子系统逐渐趋向于先进的综合式体系结构，航空电子通信网络为了适应这种先进的综合化趋势，在保证原有的实时、可靠的基础上，对于带宽提出了更高的要求。同时，为了便于航空电子系统的升级和扩展，航空电子通信网络倾向于使用交换式拓扑结构进行互联。

航空电子通信网络，按照物理设备可以分为两类：网络终端和交换机。而嵌入到网络终端的系统，称为网络终端系统；嵌入到交换机的系统称为交换系统。其中，网络终端系统负责发送和接收网络通信报文，并且按照一定的流量控制和分配规则确保发送或接收功能的实施；交换系统负责转发和交换网络通信报文，并且遵守一定的调度和管理机制确保交换功能的实施。

在民用电信网络的骨干网，目前国内外均趋向于使用WDM技术(Wavelength DivisionMultiplexing，波分复用技术)的终端系统来进行物理层的传输，提供非常高的网络带宽。WDM概念的核心是使不同频率的光波w在同一根光纤中传输，每路光波w之间互相独立，充分扩展了网络的带宽。但是由于光波w的独立性，在物理层无法保证每路光波的实时性。

航空电子通信网络终端系统的通信协议层次一般比典型的OSI七层网络协议简单，通常简化为四层。由上及下分别为：应用层，负责约束实际航空通信中的具体应用；网络层，负责为航空设备提供因特网服务；链路层，负责对网络应用提供路径选择；物理层，负责实现物理线路上的数据传输。这四层结构去除了民用通信协议领域中繁多而又不必要的服务，使得在网络终端上的数据处理和网络交换结构中的转发过程得到大大简化，精简的数据协议层次减小了通信数据包的长度，减小了通信处理数据包的时间，进而减少了网络的传输延迟。

对于航空电子通信网络的终端系统，在国外，民用客机趋向使用符合AFDX协议(Avionics Full Duplex Switched Ethernet，航空电子全双工交换式以太网)的系统(ES，End System)作为航空电子通信网络的终端系统，如美国波音公司的B787，欧洲空客公司的A380。在国内，自主研发的民用客机处于起始阶段，目前也倾向于使用AFDX的ES作为仍然使用航空电子通信网络的终端系统。AFDX的特点是在终端系统对网络的业务进行流量控制，主要是通过VL(Virtual Link，虚拟链路)来保证网络的实时特性。VL概念的核心思想是将源相同的网络通信报文合并为一个虚拟的通道，该通道是单向传输，保证由源终端到目的终端的确定网络延迟。但是VL在同一链路上传输同样要进行排队和等待，网络带宽有限，不能提供网络很高的带宽保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种航空电子通信网络的网络终端系统，其中的处理部分对通信数据进行分层组装或拆卸，与外部设备进行数据交互，而存储部分则使用AFDX的VL保证链路层进行有效传输，与不同光波w进行有效匹配，使电信号与光信号相互关联，接口部分将电信号转化成光信号，并对不同光波进行复用，形成VL光波通信数据流，通过光纤在网络中进行通信。本发明的终端系统使航空电子通信网络能够同时保证实时性和高带宽，并且完全支持交换式网络，使系统升级更容易。

一种航空电子通信网络的终端系统，包括接口部分，其特征在于，还包括处理部分和存储部分。处理部分对通信数据进行分层组装或拆卸，使终端系统和外部设备进行数据交互，存储部分对VL与光波w进行有效配置，使电信号与光信号相互关联。外部设备与处理部分连接，处理部分与存储部分连接，存储部分与接口部分连接，再由光纤将接口部分和交换系统连接。

在发送模式下，处理部分与所属的传感器、控制器或显示器交互，进行采集操作，并将输入的数据信息转化为VL至存储部分，在存储部分中进行波长匹配、分波长排队和一致性修正后，形成通信数据报文分组信息发送至接口部分，接口部分将通信数据信息转化为对应光波上的光信息，并将这些光波进行复用，最后将复用的波长输出到全双工光纤中进行网络通信；

在接收模式下，从全双工光纤中得到的复用波长信息进入接口部分，在接口部分分离出各个波长信息，再将不同波长信息转换成电信息至存储部分，存储部分将分组的数据包规整为基本VL数据信息传送给处理部分，处理部分将这些VL数据信息层层解包，控制所属的传感器、控制器或显示器进行相应的反馈。

所述处理部分由应用分区模块、网络服务模块和VL处理模块组成。应用分区模块使终端系统与外部设备进行交互，网络服务模块进行TCP/IP服务的处理，VL处理模块对VL进行组帧/解帧的相关操作。在发送模式下，在应用分区模块从外部设备获取输入的控制要求或采集的数据信息，并将此信息加入分区端口标识，形成分区数据包传送至网络服务模块，网络服务模块将得到的分区数据包加入IP包头和服务信息，构成网络数据包传送至VL处理模块中，VL处理模块将得到的网络数据包进行组帧，构成VL信息传送至存储部分；在接收模式下，VL处理模块把从存储部分获得的VL基本信息进行解帧的操作，将得到的网络数据包传送给网络服务模块，网络服务模块从得到的网络数据包中获取服务信息，再将除去IP包头的分区数据包传送给应用分区模块，应用分区模块按照从得到的分区数据包中得到的航空电子具体应用信息，控制外部设备进行相应的反馈。

所述应用分区模块，由应用接口单元、应用读取单元、分区加载单元、应用写入单元、分区卸载单元和分区接口单元组成。发送模式下，应用接口单元将外部设备的控制指令或采集数据发送到应用读取单元，应用读取单元读取相关应用信息给分区加载单元，分区加载单元把应用划分到不同分区，并加上分区头标签形成分区信息发送到分区接口单元，分区接口单元将分区信息发送至网络服务模块中；接收模式下，分区信息经过分区接口单元发送到分区卸载单元，分区卸载单元除去分区信息的分区头，将应用数据发送到应用写入单元，应用写入单元将应用信息整合为控制信息经应用接口单元发送至外部设备。

所述的存储部分由配置模块、排队模块和修正模块组成。配置模块将VL与各波长进行关联，排队模块将每路波长上的VL信息进行有效排队，修正模块对数据进行一致性的修正操作。在发送模式下，由处理部分传送来的VL基本信息，在配置模块中将对应的VL分配到不同的波长上，并将VL分波信息发送至排队模块，排队模块对每路波长上的VL信息进行重组，形成VL波长分组信息发送至修正模块中，修正模块对VL波长分组信息进行一致性检查，并将不符合约束的信息进行修正，然后将修正后的VL波长分组信息传送至接口部分；在接收模式下，由接口部分传来的修正后的VL波长分组信息传送至排队模块中，将修正后的VL波长分组信息按照波长进行解析，得到的VL分波信息传送给配置模块，配置模块把VL波长分组信息进行筛选，还原出VL基本信息发送至处理部分。

所述配置模块，由VL波长上层接口单元、选取波长单元、匹配波长单元、卸载波长单元和VL波长下层接口单元组成。发送模式下，VL波长上层接口单元将VL数据发送至选取波长单元中，选取波长单元并指定通信使用的波长范围；将得到的范围信息连同VL信息发送至匹配波长单元；在匹配波长单元中加入波长头标识，然后将VL波长信息发送至VL波长下层接口单元，输出到排队模块中。接收模式下，配置模块的VL波长下层接口单元将由排队模块发送来的VL波长数据传送至卸载波长单元，去除VL上的波长信息，将VL信息经过VL波长上层接口单元发送至VL处理模块中。

所述排队模块，由VL波长接口单元、VL波长匹配读取单元、分波长VL排队单元和波长卸载单元组成。发送模式下，VL波长接口单元将VL波长数据发送至VL波长匹配读取单元，读取VL信息及所属波长信息，得到VL波长匹配对发送至分波长VL排队单元中，为每路波长进行VL的排队，分波长VL排队单元遵守FIFO规则，发送VL时间间隔比以2的幂次进行，并将得到的规整化的VL波长分组信息发送至修正模块中，进行数据的一致性修正。接收模式下，排队模块的波长卸载单元初步将这些VL波长分组信息进行卸载，得到只含有波长头的VL信息，并经过波长接口单元发送至配置模块。

本发明一种航空电子通信网络的终端系统，有益效果在于：

1.本发明采用存储部分的排队模块，使每路波长上的VL信息进一步有效配置，充分利用每路光波带宽，再进行波分复用机制，更高效地利用整个网络的带宽资源，使网络带宽得到了显著的提高。

2.本发明采用存储部分的配置模块，按照波长分配VL，将所有的VL队列被波长切分，有效地从网络终端缩短队列长度，减小排队延迟，保证通信的实时性。

3.本发明简化了网络终端的通信协议层次，进而使航电通信网络数据结构更加简单，减少了网络通信数据在网络中的处理解析时间，减小了通信网络延迟。

4.本发明采用应用分区与所属的外部航空电子设备直接交互信息，并采用分区对外设的不同应用用来进行分割，并且每个分区与外设进行一一对应，进行采集输入与控制输出，缩小了应用管理的范围，提高了对所属外设的管理效率。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的终端网络层次图；

图3为本发明的数据结构图。

图4为本发明的应用分区模块框图；

图5为本发明的网络服务模块框图；

图6为本发明的VL处理模块框图；

图7为本发明的配置模块框图；

图8为本发明的排队模块框图；

图9为本发明的每路波长VL分配图；

图10为本发明的修正模块流程图；

图11为本发明的终端通信端口线路图。

图中：1.处理部分 101.应用分区模块 101a.应用接口单元 101b.应用读取单元

101c.分区加载单元 101d.应用写入单元 101e.分区卸载单元 101f.分区接口单元

102.网络服务模块 102a.服务上层接口单元 102b.分区读取单元 102c.服务加载单元

102d.分区写入单元 102e.服务加载单元 102f.服务下层接口单元 103.VL处理模块

103a.VL上层接口单元 103b.服务读取单元 103c.VL组帧单元 103d.服务写入单元

103e.VL解帧单元 103f.VL下层接口单元 2.存储部分 201.配置模块

201a.VL波长上层接口单元 201b.选取波长单元 201c.匹配波长单元

201d.卸载波长单元 201e.VL波长下层接口单元 202.排队模块

202a.VL波长接口单元 202b.VL波长匹配读取单元 202c.分波长VL排队单元

202d.卸载波长单元 203.修正模块 3.接口部分 301.光电转换模块

302.光波控制模块 303.光放大模块 304.收发网口模块

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明一种航空电子通信网络的终端系统，如图1所示，本发明处理部分1、存储部分2和接口部分3组成，处理部分包括应用分区模块101、网络服务模块102和VL处理模块103；存储部分包括配置模块201、排队模块202和修正模块203；接口部分包括光电转换模块301、光波控制模块302、光放大模块303和收发网口模块304。

一种航空电子通信网络的终端系统，如图1所示，包括接口部分3、处理部分1和存储部分2。处理部分1主要负责终端系统和外部设备的交互，和网络通信数据的分层组装或拆卸；存储部分2负责VL与光波w的有效配置，和电信号与光信号的相互关联。本系统包括发送和接收两个工作模式，在发送模式下，处理部分1与所属的传感器、控制器或显示器交互，进行采集操作，并将输入的数据信息转化为VL至存储部分，在存储部分2中进行波长匹配、分波长排队和一致性修正后，这些电子通信数据报文分组信息发送至接口部分3，接口部分3将这些电子通信信息转化为对应光波上的光信息，并将这些光波进行复用，最后将复用的波长输出到全双工光纤中进行网络通信。在接收模式下，从全双工光纤中得到的复用波长信息进入接口部分3，在接口部分3进行解复用，分离出各个波长信息，再将不同波长信息转换成电信息至存储部分2，存储部分2将分组的数据包规整为基本VL信息传送给处理部分1，处理部分1将这些VL数据层层解包，控制所属的传感器、控制器或显示器完成相应的工作。

所述处理部分1由应用分区模块101、网络服务模块102和VL处理模块103组成。其中，应用分区模块101负责终端系统与外部设备的交互，网络服务模块102负责TCP/IP服务的处理，VL处理模块103负责VL的组帧/解帧操作。在发送模式下，在应用分区模块101首先从外部器件中获取输入的控制要求或采集的数据信息，并将此信息加入分区端口标识，形成分区数据包传送至网络服务模块102中，网络服务模块102给应用数据包加入IP包头和服务信息，构成网络数据包传送至VL处理模块103中，VL处理模块103进一步把网络数据包进行组帧，构成VL信息传送至存储部分2；在接收模式下，VL处理模块103把从存储部分2获得的VL基本信息进行解帧操作，得到的网络数据包进一步传送给网络服务模块102，网络服务模块102从网络数据包中获取服务信息，再将除去IP包头的分区数据包传送给应用分区模块101，应用分区模块101按照从分区数据包中得到的航空电子具体应用信息，控制外部设备进行相关的信息反馈。

所述的存储部分2由配置模块201、排队模块202和修正模块203组成。其中，配置模块201负责将VL关联各个波长，排队模块202负责将每路波长上的VL信息进行有效排队，修正模块203负责对数据一致性的修正操作。在发送模式下，由处理部分1传送来的VL基本信息，在配置模块201中将对应的VL分配到不同的波长上，并将规整化的VL分波信息发送至排队模块202，排队模块202对每路波长上的VL信息进行配置，形成规整化的VL波长分组信息送至修正模块203中，修正模块203对VL波长分组信息进行一致性检查，并将不符合约束的信息进行修正，并将修正后的VL波长分组信息传送至接口部分3；在接收模式下，由接口部分3传来的修正后的VL波长分组信息跳过修正模块203，直接传送至排队模块202中，将修正后的VL波长分组信息按照波长进行解析，得到的VL分波信息传送给配置模块201，配置模块201把VL波长分组信息进行筛选，还原出VL基本信息发送至处理部分1。

所述接口部分3由光电转换模块301、光波控制模块302、光放大模块303和收发网口模块304组成。在发送模式下，光电转换模块301首先将存储部分传来的修正后的VL波长分组信息转换成不同波长的光信号至光波控制模块302，光波控制模块302将这些波长进行复用，形成波分复用光信号至光放大模块303，光放大模块303将波分复用光信号进行放大至适合在光纤中传送的光信号至收发网口模块304，收发网口模块304将放大的波分复用光信号发送到全双工光纤中进行网络通信；在接收模式下，收发网口模块304接收全双工光纤中的波分复用光信号跳过光放大模块303直接传送至光波控制模块302中，光波控制模块302将波分复用光信号进行分波操作，并将分离的多个波长信息发送至光电转换模块301，光电转换模块301将这些波长信息转化为VL波长分组信息的电信号至存储部分2。

如图2所示，本发明所述的航空电子通信网络终端系统的通信协议层次分为四层，下面将其与典型的OSI七层网络协议层次进行对比，自底向上分别描述。航电通信网络终端的最下面的一层是光层，对应于OSI的物理层，负责将通信信息以不同的波长(即光路)进行传输；由图1中的接口部分3的光电转换模块301、光波控制模块302、光放大模块303负责。光层上面的是AFDX MAC层，对应于OSI的链路层，负责将通信信息以VL(虚拟链路)形式进行传输；由图1中存储部分2的配置模块201、排队模块202、修正模块203和处理部分1的VL处理模块103负责。再上面是TCP/IP网络层，对应于OSI的网络层，负责各种因特网服务，由图1中处理部分1的网络服务模块102负责；最上面的应用服务层，对应于OSI的传输层、会话层、表示层和应用层，负责将航空电子的各种应用以分区形式进行管理，由图1中处理部分1的应用分区模块101负责。

下面结合一个具体工程实例，分别描述本发明在发送工作模式下和接收工作模式下的具体执行步骤，并说明每个模块内部的设计思想和技术特点，给出使用本发明的全部操作。

本实施例中，最终在全双工光纤中的通信信号是波分复用的光信号，由不同的波长组成，w1、w2、w3和w4表示不同波长的光波；在每路光波上承载不同的VL信息，w1承载VL1、VL2和VL3；w2承载VL5和VL6；w3承载VL4；w4承载VL7和VL8。每条VL上包含处理部分1的上层通信数据，即为图3中的第3层和第4层数据。

航空电子通信网络终端系统在发送工作模式下，首先由外部设备与终端系统的应用分区模块101进行交互，如图4中左半边所示，应用接口单元101a将外部设备的控制指令或采集数据发送到应用读取单元101b中，应用读取单元101b读取相关应用信息。本实例中，将显示应用、传感器应用和控制器应用传送给分区加载单元101c，如图3中的第四层所示，分区加载单元101c把应用划分到不同分区中，并且打上分区头标签。本实例中，显示应用被分割为：显示应用分区A、显示应用分区B、显示应用分区C；传感器应用被分割为：传感器应用分区A、传感器应用分区B；控制器应用被分割为：控制器应用分区A、控制器应用分区B、控制器应用分区C和控制器应用分区D，再将这些分区信息发送到分区接口单元101f中。分区接口单元101f负责把分区信息数据发送至网络服务模块102中。在网络服务模块102中，如图5所示，在服务上层接口单元102a将分区信息发送到分区读取单元102b中进行读入操作，读入相应的显示应用分区、传感器应用分区和控制器应用分区的信息。然后将获得的分区信息给服务加载单元102c，如图3中的第三层所示，进行TCP/IP服务内容加载和打入IP头标识，再将TCP/IP网络数据发送到服务下层接口单元102f中，服务下层接口单元102f将TCP/IP网络数据传送给VL处理模块103中。在VL处理模块103中，如图6所示，由VL上层接口单元103a将TCP/IP网络数据发送至服务读取单元103b中进行读入，在将获取的TCP/IP网络数据发送至VL组帧单元103c，如图3中的第二层所示，加入VL头标识形成VL信息，然后将VL信息发送至VL下层接口单元103f，输出到存储部分2的配置模块201中。如图7所示，配置模块201的VL波长上层接口单元201a将VL数据发送至选取波长单元201b中，选取波长单元201b并指定本次通信使用的波长范围，本实例中，选取1550nm波段的4路波长，w1为1540nm，w2为1540.8nm，w3为1541.6nm，w4为1542.4nm。然后将范围信息连同VL信息发送至匹配波长单元201c。在匹配波长单元201c中，如图3中的第一层所示，加入波长头标识，本实例中，为w1-VL1、w1-VL2、w1-VL3、w2-VL5、w2-VL6、w3-VL4、w4-VL7和w4-VL8，将这些VL波长信息发送至VL波长下层接口单元201e，输出到排队模块202中。

在排队模块202中，如图8所示，VL波长接口单元202a将VL波长数据发送至VL波长匹配读取单元202b，读取VL及所属波长信息，得到VL波长匹配对，将w1-VL1、w1-VL2、w1-VL3、w2-VL5、w2-VL6、w3-VL4、w4-VL7和w4-VL8发送至分波长VL排队单元202c中，为每路波长进行VL的排队，此处排队机制是遵守FIFO(先入先出)规则，并且发送VL时间间隔比是以2的幂次进行的，如图9所示，在存储部分2的排队模块202中的分波长VL排队单元202c中，并行分配各路波长承载的VL信息。以w1来描述，VL1取2个时间单位，VL2取4个时间单位，VL3取8个时间单位。本实施例中，在发送时选用图9中光波w1进行描述，以其前9个时隙为例，第1、3、5、7、9时隙用来发送VL1数据；VL2同时发送，判断第1个时隙已经被VL1占用，则从第2个时隙开始，由于发送VL时间间隔比是以2的幂次进行，则VL2每隔2²个时隙进行发送，前9个时隙中还有第2+2²＝6个时隙发送VL2；同理，VL3判断前3个时隙已经被占用后，从第4个时隙开始发送数据，每隔23个时隙进行发送，应为第4+2³＝12个时隙时，再次发送VL3。这样在前9个时隙中，只有第8个时隙未被使用，如果再有其他波长则第8个时隙也将被使用，这样就可以同时发送VL1、VL2和VL3，并且最大程度的利用光波w1的带宽，增大了发送效率。

接着，将这些规整化的VL波长分组信息发送至修正模块203中，进行数据的一致性修正，流程如图10所示，修正时，首先进行通信数据格式的检查，如果不正确，则对数据格式进行修改；然后对每路波长上分配的VL信息进行检查，如果某路波长上的VL不在允许范围内，则将该VL转移到其它波长上或直接提示修正；最后进行所有VL的最大帧长度检查，如果超过允许范围本实例中为1024字节，如果超过这个值，则修正为最大帧长度1024字节。

然后，将这些电的经过一致性修正的规整化VL波长分组信息发送至接口部分3，在接口部分3的光电转换模块301，将对应的电信号转化为光波信号，这些光波信号再经过光波控制模块302，加入图3中的源终端头，形成波分复用光信号，这些复用的光信号再经过光放大模块303，放大成适合在光纤中传输的信号，最后发送至收发网口模块304，收发网口模块304判断为输出信号，则将复用的光信号发送至全双工光纤中进行通信，最终的复用光信号如图11所示，在全双工光纤中，通信的是波分复用信号，即由不同波长组成，此处是w1、w2、w3和w4组成；在每个波长上承载着不同的VL信息，此处w1承载VL1、VL2和VL3，w2承载VL5和VL6，w3承载VL4，w4承载VL7和VL8；每条VL上包含了处理部分1的上层通信数据。

航空电子通信网络终端系统在接收工作模式下是发送模式的逆过程，只是不用经过接口部分3的光放大模块303和存储部分2的修正模块203。不用经过光放大模块3是因为在源终端系统已经将信号放大，而且在飞机上距离较短，可以不用考虑衰减的影响。不用经过修正模块203是因为在源终端系统已经做了修正，网络传输过程中，不会修改数据字，所以在目的终端系统中不必经过该项处理。

本实施例中，描述接收端完全接收发送端发出的光信号的情况，首先，收发网口模块304接收全双工光纤中的波分复用光信号，判断是输入信号后，则跳过光放大模块303直接将波分复用光信号传送至光波控制模块302中，光波控制模块302首先去除图3中的源终端头，然后将波分复用光信号进行分波操作，并将分离的多个波长信息发送至光电转换模块301，光电转换模块301将w1、w2、w3和w4波长信息转化为VL波长分组信息的电信号至存储部分2的排队模块202，这些信息为w1承载VL1、VL2和VL3，w2承载VL5和VL6，w3承载VL4，w4承载VL7和VL8。

如图8所示，存储部分2的排队模块202接收到电信号后，排队模块202的波长卸载单元202d初步将这些VL波长分组信息进行卸载，得到只含有波长头而无排队信息的VL，本实施例中为w1-VL1、w1-VL2、w1-VL3、w2-VL5、w2-VL6、w3-VL4、w4-VL7和w4-VL8，经过VL波长接口单元202a发送至配置模块201。如图7所示，配置模块201的VL波长下层接口单元201e将这些数据发送至卸载波长单元201d，完全去除VL上的波长信息，去除图3中的波长头，形成基本的VL信息，并经过VL波长上层接口单元201a发送至处理部分1的VL处理模块103中。

如图6所示，处理部分1的VL处理模块103通过VL下层接口单元103f接收到VL信息后，在VL解帧单元103e中去除图3中的VL头，得到网络数据包传送至服务写入单元103d，服务写入单元103d在网络数据包中提取相关的网络服务内容经VL上层接口单元103a传输给网络服务模块102。如图5所示，网络服务模块102的服务下层接口单元102f将网络服务数据发送至服务卸载单元102e，服务卸载单元102e根据网络服务数据信息去除图3中的IP头，将分区信息发送给分区写入单元102d，本实施例中，为显示应用分区1、显示应用分区2、显示应用分区3；传感器应用分区1、传感器应用分区2；控制器应用分区1、控制器应用分区2、控制器应用分区3和控制器应用分区4。这些分区信息写入后将分区信息经过服务上层接口单元102a发送给应用分区模块101。如图4所示，应用分区模块101中，分区信息经过分区接口单元101f发送到分区卸载单元101e中，除去图3中的分区头，形成显示应用A、显示应用B、显示应用C；传感器应用A、传感器应用B；控制器应用A、控制器应用B、控制器应用C和控制器应用D。将零碎的应用数据信息发送至应用写入单元101d，应用写入单元101d对应用信息进行整合处理，形成显示器、传感器、控制器的应用数据或指令，发送控制信息经应用接口单元101a至外部设备，进行显示、接收、控制等操作。

通过本实例表明，本装置能够为航空电子通信网络提供高吞吐量，本实例中四个波长可达10GB；提供VL分波方法，使每路光波都能充分利用，显著提高了网络带宽利用率；提供实时性保障，使网络延迟在允许的范围内，微秒量级；提供发送一致性修正机制，从源头上减少了通信时的出错概率；简化了通信网络层次，使通信数据简单实用。总之，本发明给出了一种航空电子通信网络的终端系统，在接收和发送时保证了航空电子通信网络的先进综合化特性。

Claims (4)

1.一种航空电子通信网络的终端系统，包括接口部分，其特征在于，还包括处理部分和存储部分；处理部分对通信数据进行分层组装或拆卸，使终端系统和外部设备进行数据交互，存储部分对虚拟链路VL与光波w进行有效配置，使电信号与光信号相互关联；外部设备与处理部分连接，处理部分与存储部分连接，存储部分与接口部分连接，再由光纤将接口部分和交换系统连接；

在发送模式下，处理部分与所属的传感器、控制器或显示器交互，进行采集操作，并将输入的数据信息转化为虚拟链路VL至存储部分，在存储部分中进行波长匹配、分波长排队和一致性修正后，形成通信数据报文分组信息发送至接口部分，接口部分将通信数据信息转化为对应光波上的光信息，并将这些光波进行复用，最后将复用的波长输出到全双工光纤中进行网络通信；

在接收模式下，从全双工光纤中得到的复用波长信息进入接口部分，在接口部分分离出各个波长信息，再将不同波长信息转换成电信息至存储部分，存储部分将分组的数据包规整为基本虚拟链路VL数据信息传送给处理部分，处理部分将这些虚拟链路VL数据信息层层解包，控制所属的传感器、控制器或显示器进行相应的反馈；

所述处理部分由应用分区模块、网络服务模块和虚拟链路VL处理模块组成；应用分区模块使终端系统与外部设备进行交互，网络服务模块进行TCP/IP服务的处理，虚拟链路VL处理模块对虚拟链路VL进行组帧/解帧的相关操作；在发送模式下，在应用分区模块从外部设备获取输入的控制要求或采集的数据信息，并将此信息加入分区端口标识，形成分区数据包传送至网络服务模块，网络服务模块将得到的分区数据包加入IP包头和服务信息，构成网络数据包传送至虚拟链路VL处理模块中，虚拟链路VL处理模块将得到的网络数据包进行组帧，构成虚拟链路VL信息传送至存储部分；在接收模式下，虚拟链路VL处理模块把从存储部分获得的虚拟链路VL基本信息进行解帧的操作，将得到的网络数据包传送给网络服务模块，网络服务模块从得到的网络数据包中获取服务信息，再将除去IP包头的分区数据包传送给应用分区模块，应用分区模块按照从得到的分区数据包中得到的航空电子具体应用信息，控制外部设备进行相应的反馈；

所述存储部分由配置模块、排队模块和修正模块组成；配置模块将虚拟链路VL与各波长进行关联，排队模块将每路波长上的虚拟链路VL信息进行有效排队，修正模块对数据进行一致性的修正操作；在发送模式下，由处理部分传送来的虚拟链路VL基本信息，在配置模块中将对应的虚拟链路VL分配到不同的波长上，并将虚拟链路VL分波信息发送至排队模块，排队模块对每路波长上的虚拟链路VL信息进行重组，形成虚拟链路VL波长分组信息发送至修正模块中，修正模块对虚拟链路VL波长分组信息进行一致性检查，并将不符合约束的信息进行修正，然后将修正后的虚拟链路VL波长分组信息传送至接口部分；在接收模式下，由接口部分传来的修正后的虚拟链路VL波长分组信息传送至排队模块中，将修正后的虚拟链路VL波长分组信息按照波长进行解析，得到的虚拟链路VL分波信息传送给配置模块，配置模块把虚拟链路VL波长分组信息进行筛选，还原出虚拟链路VL基本信息发送至处理部分。

2.根据权利要求1所述一种航空电子通信网络的终端系统，其特征在于：所述应用分区模块，由应用接口单元、应用读取单元、分区加载单元、应用写入单元、分区卸载单元和分区接口单元组成；发送模式下，应用接口单元将外部设备的控制指令或采集数据发送到应用读取单元，应用读取单元读取相关应用信息给分区加载单元，分区加载单元把应用划分到不同分区，并加上分区头标签形成分区信息发送到分区接口单元，分区接口单元将分区信息发送至网络服务模块中；接收模式下，分区信息经过分区接口单元发送到分区卸载单元，分区卸载单元除去分区信息的分区头，将应用数据发送到应用写入单元，应用写入单元将应用信息整合为控制信息经应用接口单元发送至外部设备。

3.根据权利要求1所述一种航空电子通信网络的终端系统，其特征在于：所述配置模块，由虚拟链路VL波长上层接口单元、选取波长单元、匹配波长单元、卸载波长单元和虚拟链路VL波长下层接口单元组成；发送模式下，虚拟链路VL波长上层接口单元将虚拟链路VL数据发送至选取波长单元中，选取波长单元并指定通信使用的波长范围；将得到的范围信息连同虚拟链路VL信息发送至匹配波长单元；在匹配波长单元中加入波长头标识，然后将虚拟链路VL波长信息发送至虚拟链路VL波长下层接口单元，输出到排队模块中；接收模式下，配置模块的虚拟链路VL波长下层接口单元将由排队模块发送来的虚拟链路VL波长数据传送至卸载波长单元，去除虚拟链路VL上的波长信息，将虚拟链路VL信息经过虚拟链路VL波长上层接口单元发送至虚拟链路VL处理模块中。

4.根据权利要求1所述一种航空电子通信网络的终端系统，其特征在于：所述排队模块，由虚拟链路VL波长接口单元、虚拟链路VL波长匹配读取单元、分波长虚拟链路VL排队单元和波长卸载单元组成；发送模式下，虚拟链路VL波长接口单元将虚拟链路VL波长数据发送至虚拟链路VL波长匹配读取单元，读取虚拟链路VL信息及所属波长信息，得到虚拟链路VL波长匹配对发送至分波长虚拟链路VL排队单元中，为每路波长进行虚拟链路VL的排队，分波长虚拟链路VL排队单元遵守FIFO规则，发送虚拟链路VL时间间隔比以2的幂次进行，并将得到的规整化的虚拟链路VL波长分组信息发送至修正模块中，进行数据的一致性修正；接收模式下，排队模块的波长卸载单元初步将这些虚拟链路VL波长分组信息进行卸载，得到只含有波长头的虚拟链路VL信息，并经过波长接口单元发送至配置模块。 

Images