CN104618207B - 一种异构型的fc-ae-1553网络系统及交换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种异构型的FC‑AE‑1553网络系统及交换方法，能够同时兼容交换型普通FC端口，也可以兼容总线型PON端口，并且提供对MIL‑STD‑1553B远程终端的接入支持。本发明提出了逻辑组的概念，支持多个NC的并存，针对复杂系统的应用可以划分成多个逻辑组，不仅实现了逻辑组内的高效通信，还降低了系统的复杂度，保证了系统的可靠性；支持异构系统端口地址与服务参数的自动配置，便于设备的维护与管理。
Description
技术领域
本发明涉及数据总线技术领域，尤其涉及一种异构型的FC-AE-1553网络系统及交换方法。
背景技术
随着航空航天电子数据总线的发展，MIL-STD-1553B因其速率只有1Mbps,越来越不能满足高速率应用的场合，而光纤通道协议(FiberChannel,FC)是目前广泛应用于美国第四代战机的一种串行通信协议，集合了通道与网络两者的优点。FC是美国国家标准协会(ANSI)的X3T11小组于1988年开始制定的一种高速串行通信协议，目前已形成一个庞大的网络协议簇。FC是一种完全开放的商业标准，有专门针对航空电子应用环境的FC-AE协议子集，如FC-AE-1553，FC-AE-ASM，FC-AE-RDMA等。FC-AE标准所涉及的应用协议具有实时性、高带宽、低延迟、低误码率的特点，应用到了F-18E/F、AH-64D、B-1B、MV22、JSF等航空器的航电系统中。其中FC-AE-1553协议因其能够兼容传统的MIL-STD-1553B协议，受到大家的广泛关注。目前，国内军用航空领域也开始部署采用FC-AE网络。
目前FC-AE网络分为交换型的FC-AE-1553系统与基于无源光网络的总线型FC-AE-1553系统.前者支持的节点个数多，还可兼容其它FC-4层协议；后者适合应用于节点个数较少，总线带宽10Gbps以下，功耗要求苛刻的场合。但实际上现在的舰载、星载等应用场景都比较复杂，往往对两种结构都有需求。目前尚无支持两种拓扑结构的混合型FC-AE-1553总线系统。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种异构型的FC-AE-1553网络系统。
一种异构型的FC-AE-1553网络系统，包括：
交换型FC-AE-1553网络系统、总线型FC-AE-1553网络系统、以及MIL-STD-1553B总线网络系统。
进一步的，所述交换型FC-AE-1553网络系统通过交换机互联,包括：网络控制器(NC)、网络终端NTFi、交换机(SW)，其中：
所述网络控制器(NC)用于实现异构FC-AE-1553网络的控制与管理。NC通过交换机直接调度NTFi，通过PON桥实现对NTPi的管理与调度，并且，通过1553桥实现对远程终端RT的控制与管理。
网络终端NTFi：交换型FC-AE-1553网络系统中的网络终端标识为NTFi，同一个网络终端可以属于不同的FC-AE-1553逻辑组，只有属于同一FC-AE-1553逻辑组的网络终端之间可以实现互相直接通信。
交换机(SW)：用于支持NC，NTFi，1553桥，PON桥的接入。
进一步的，所述总线型FC-AE-1553网络系统通过PON桥(实现交换式FC-AE-1553与PON型FC-AE-1553设备互连，简称PON桥)互连,包括：无源光分配网(ODN)、PON桥、网络终端NTPi，其中：
无源光分配网(ODN)：用于实现PON桥与NTPi设备之间的互连。
PON桥：用于上联交换式FC-AE-1553设备与下联总线型FC-AE-1553设备，实现交换式拓扑与总线型拓扑有机互连。。
进一步的，PON桥的模块组成如图2所示，包括FC光模块，上联光接口，下联光接口，PON光模块，路由转发，配置与管理等模块，FC光模块与交换机直接相连，实现连续模式的光电与电光转换，PON模块与ODN直接相连，实现突发模式的光电电光转换，上联光接口实现FC端口功能，包括serdes(SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)),流量控制，端口状态机等，实现与上联交换机端口的实时连接。下联光接口实现PON端口功能，包括Serdes，突发控制等，实现与总线型设备的分时通信。路由转发模块，要根据配置信息，实现FC-AE-1553协议帧的快速转发。
NTPi：连接在ODN上的网络终端标识为NTPi。
进一步的，所述MIL-STD-1553B总线网络系统通过1553桥(FC-AE-1553与MIL-STD-1553B的转换设备，以下简称1553桥)互连，包括：1553桥、远程终端RT。
进一步的，所述1553桥包括上联接口和下联接口，其中，上联接口包括，FC接口和PON接口，FC接口由FC光模块与上联FC端口组成，实现与交换机的通信与连接；PON接口由PON光模块与PON端口组成，实现与总线型FC-AE-1553设备的通信。下联接口包括隔离变压器，1553B总线接口电路，实现曼彻斯特编码与电压转换。协议帧转换实现FC-AE-1553协议帧与MIL-STD-1553B协议字之间的透明转换。
RT：RT属于非控制设备，主要功能是数据的传输、采集、接收控制命令等。
进一步的，PON桥包括FC光模块，上联NT光接口，下联NC光接口，PON光模块，数据共享模块，配置与管理等模块，其中，FC光模块与交换机直接相连，实现连续模式的光电与电光转换，PON模块与ODN直接相连，实现突发模式的光电电光转换，上联NT光接口实现FC端口功能以及NT协议控制器的功能，FC端口功能包括serdes,流量控制，端口状态机等，实现与上联交换机端口的实时连接。下联NC光接口实现PON端口功能以及NC协议控制器的功能，PON端口功能包括Serdes，突发控制等，实现与总线型设备的分时通信。数据共享模块，要根据配置信息实现两网用户数据的通信与共享。
本发明还公开了一种应用于上述异构型的FC-AE-1553网络系统中的网络交换方法，所述方法包括：
交换型FC-AE网络系统中的交换机通过与总线型FC-AE-1553网络系统中的PON桥的接入实现交换型FC-AE-1553网络系统与总线型FC-AE-1553网络系统的互联；交换型FC-AE网络系统中的交换机通过与MIL-STD-1553B总线网络系统中的1553桥的接入实现交换型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线网络系统的互联；总线型FC-AE网络系统中的PON桥通过与交换型FC-AE网络系统中的交换机及MIL-STD-1553B总线网络系统中的1553桥的接入实现总线型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线网络系统的互联。
进一步的，所述交换型FC-AE-1553网络系统与总线型FC-AE-1553网络系统之间的互联进一步包括：
通过配置NTPi2NC的消息实现NC与NTPi的数据通信；
1)NC向NTPi发送命令帧，所述命令帧的目的端口标识为NTPi的端口地址，交换机收到命令帧后转发PON桥，PON桥将收到命令帧广播至NTPi；
2)NTPi收到正确的命令帧后打开激光器回复状态帧与数据帧给PON桥，所述状态帧与数据帧的目的地址为NC的端口地址，PON桥将收到的状态帧与数据帧转发至交换机，交换机再根据目的地址转发至NC，至此完成一个交换的全过程。
进一步的，所述交换型FC-AE-1553网络系统与总线型FC-AE-1553网络系统之间的互联进一步包括：
通过NC配置NTFi2NTPi或NTPi2NTFi的消息实现NTFi与NTPi的数据通信；
1)NC通过交换机向NTFi(NTPi)发送命令帧；
2)NTFi(NTPi)收到命令帧后，解析该命令帧，提取有关信息,组织新的命令帧
发送到NTPi(NTFi)，中间通过交换机与PON桥转发；
3)NTFi(NTPi)发送完命令帧后，组织1个或多个数据帧发送至NTPi(NTFi)，中
间通过交换机与PON桥转发；
4)NTPi(NTFi)收到1个或多个数据帧。NTPi(NTFi)回复状态帧至NTFi(NTPi),
中间交换机与PON桥转发；
5)NTFi(NTPi)收到状态帧后,合并自己的状态生成新的状态帧回复给NC；
6)NC收到状态帧后,标记该数据通信过程结束.
进一步的，所述交换型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线系统之间的互联进一步包括：
通过配置NC2RT的消息实现NC与RT的数据通信；1)NC向1553桥发送命令帧(含数据字)，中间通过交换机转发；2)1553桥收到命令帧后，解析命令帧，根据子地址的信息，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数据字，广播至RT；3)RT收完命令字与状态字后，回复状态字；4)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NC，中间通过交换机转发；5)NC收到状态帧后，标记该数据通信过程结束，至此完成NC2RT这个交换的全过程；
进一步的，所述交换型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线之间的互联进一步包括：
通过NC配置NTFi2RT的消息实现NTFi与RT的数据通信；
1)NC发送命令帧给NTFi，通过交换机与PON桥转发；
2)NTFi收到命令帧后，解析命令帧，根据other port_ID以及子地址或其他子地址的信息，组织新的命令帧带数据通过SW转发至1553桥；
3)1553桥收到命令帧后，根据命令帧的信息，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数据字，广播至RT；
4)RT收完命令字与数据字后，回复状态字；
5)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NTPi，中间通过交换机与PON桥的转发；
6)NTFi收到状态帧后再与自己的状态合并生成新的状态帧，回复给NC，中间通过交换机与PON桥的转发。
7)NC收到状态帧后，标记该通信过程结束。
进一步的，所述总线型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线网络系统之间的互联进一步包括：
在NC的调度下直接进行数据交换,通过NC配置NTPi2RT的消息，
1)NC发送命令帧给NTPi，通过交换机与PON桥转发；
2)NTPi收到命令帧后，解析命令帧，根据other port_ID以及子地址或其他子
地址的信息，组织新的命令帧带数据通过SW转发至1553桥；
3)1553桥收到命令帧后，根据命令帧的信息，转换成符合MIL-STD-1553B总线
格式的命令字与多个数据字，广播至RT；
4)RT收完命令字与数据字后，回复状态字；
5)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NTPi，中间通过
交换机与PON桥的转发；
6)NTPi收到状态帧后再与自己的状态合并生成新的状态帧，回复给NC，中间通
过交换机与PON桥的转发。
进一步的，所述总线型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线网络系统之间的互联进一步包括：
通过NC转发，NC通过NTPi2NC消息先将数据采集到NC，然后NC再通过NC2RT的消息将数据下发给RT，1)NC发送命令帧给NTPi，通过交换机与PON桥转发；2)NTPi收到命令帧后，解析命令帧，准备数据，组织状态帧并将NC采集的数据放在状态帧的数据区，给NC回复状态帧，中间通过交换机与PON桥转发；
3)NC收到NTPi的数据后存到缓存区；
4)NC生成命令帧，将缓存区中的数据放在命令帧的数据区，然后发送命令帧，通过交换机转发给1553桥；
5)1553桥收到命令帧，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数据字，广播至RT；
6)RT收完命令字与数据字后，回复状态字；
7)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NC，中间通过交换机转发；8)NC收到状态帧确认后，标记该数据通信过程结束。
本发明有益效果如下：
该系统能够同时兼容交换型普通FC端口，也可以兼容PON端口，并且提供对MIL-STD-1553B远程终端RT设备的接入支持。提出了逻辑分组的概念，支持多个NC的并存，针对复杂系统的应用可以划分成多个逻辑组，不仅实现逻辑组内的高效通信，还降低系统的复杂度，保证了系统的可靠性。支持异构系统端口地址与服务参数的自动配置，便于设备的维护与管理。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚的了解本发明的技术手段,可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的\特征和有点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式.
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制.在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件.
图1是本发明的第一实施例的系统结构图；
图2是本发明的第一实施例的PON桥的模块结构图；
图3是本发明的第一实施例的1553桥的模块结构图；
图4是本发明的第一实施例的NTPi与RT在NC的调度下直接通信的方法流程图；
图5是本发明的第一实施例的NTPi与RT通过NC转发进行通信的方法流程图。
图6是本发明的第二实施例的PON桥的模块结构图；
具体实施方式
本发明中缩略语和关键术语定义如下：
FC:Fiber Channel，光纤通道协议；
FC-AE:Fiber Channel-Avionics Environment，针对航空环境应用的光纤通道协议；
NT：network terminal(网络终端)；
NC：network controller(网络控制器)；
RT:remote terminal(远程终端)；
PON：passive optical network(无源光网络)；
ODN：无源光分配网络；
Serdes：串并并串转换；
ELS：Extended Link Service，扩展链路协议，用于实现节点卡与节点卡、节点卡与交换机之间的参数协商等功能；
节点卡：FC网络中的终端设备；
SW：switch(交换机)；
1553桥：连接FC-AE-1553与MIL-STD-1553B的协议转换设备，简称1553桥；
PON桥：连接交换式FC-AE-1553网络与总线型FC-AE-1553网络的转换设备，简称PON桥。
下面将参照附图来更具体描述本发明的优选实施例，虽然附图中显示了本发明的优选实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应该被下述实施例所限制.相反,提供这些实施例是为了能够更透彻的理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域技术人员。
根据本发明的实施例,提供了一种异构型FC-AE-1553网络系统，图1是本发明实施例的异构型的FC-AE-1553网络系统的结构示意图,如图1所示,根据本发明实施例一的异构型的FC-AE-1553网络系统包括：
交换型FC-AE-1553网络系统；
总线型FC-AE-1553网络系统；
以及MIL-STD-1553B总线网络系统。
所述交换型FC-AE-1553网络系统通过交换机互联,包括：网络控制器(NC)、网络终端NTFi、交换机(SW)，其中，
所述网络控制器(NC)用于实现异构FC-AE-1553网络的控制与管理。NC通过交换机直接调度NTFi，通过PON桥实现对NTPi的管理与调度，并且，通过1553桥实现对远程终端RT的控制与管理。NC可以有1个或多个，每个NC与多个NT构成一个逻辑组，但每个NC只能属于一个FC-AE-1553逻辑组。这样就避免系统庞大时，仅有一个NC来调度所造成的复杂度高可靠性低。对于复杂的星载或机载等电子系统，可以根据需求将其划分成多个逻辑域，对每个逻辑域实现独立的控制与通信，便于统一网络下的分层控制。不同的逻辑组之间有通信需求时，可以通过共享的NT节点转发。一个逻辑组中的NT可以既包括交换型FC-AE-1553网络系统中的网络终端，也可以包括总线型FC-AE-1553网络系统中的网络终端。
网络终端NTFi：交换型FC-AE-1553网络系统中的网络终端标识为NTFi，同一个网络终端可以属于不同的FC-AE-1553逻辑组，只有属于同一FC-AE-1553逻辑组的网络终端之间可以实现互相直接通信。
交换机(SW)：用于支持NC，NTFi，1553桥，PON桥的接入。交换式拓扑中，设备连接在交换机上，通过交换机实现设备间的互连互通，通过交换机的路由转发实现介质访问控制。交换式系统的各个端口在设备上电后可以通过登录协议请求交换机为其分配端口地址，也可以通过节点登录，相互获悉对方的服务参数。所述交换机支持交换机与交换机之间的级联以进行扩展。
所述总线型FC-AE-1553网络系统通过PON桥(实现交换式FC-AE-1553与PON型FC-AE-1553设备互连，简称PON桥)互连,包括：无源光分配网(ODN)、PON桥、网络终端NTPi，其中，
无源光分配网(ODN)：用于实现PON桥与NTPi设备之间的互连。总线型拓扑中，设备连接到ODN上，ODN连接到PON桥。PON桥至NTPi方向采用广播机制，NTPi至PON桥采用分时复用机制，需要点对多点的控制协议分时复用总线。总线型FC-AE-1553的介质访问控制协议采用FC-AE-1553的命令响应式协议实现。NTPi根据所在的FC-AE-1553逻辑组不同，接受所在组的NC的管理与控制，只有收到与自己有关的命令且需要发送数据时，才将激光器打开占用上行总线。为避免上行冲突，一条总线上的PON型网络终端NTPi属于同一个逻辑组。
PON桥：用于作为上联交换式FC-AE-1553设备与下联总线型FC-AE-1553设备的关键设备，上联部分支持2路交换式FC-AE-1553端口，下联部分支持4路PON端口，每个PON端口通过1个或多个分光器构成的ODN，支持32个总线型FC-AE-1553的NT端口。
PON桥是实现交换式拓扑与总线型拓扑有机互连的关键性设备。
图2是本发明的第一实施例的PON桥的模块结构图，PON桥的模块组成如图2所示，包括FC光模块，上联光接口，下联光接口，PON光模块，路由转发，配置与管理等模块，FC光模块与交换机直接相连，实现连续模式的光电与电光转换，PON模块与ODN直接相连，实现突发模式的光电电光转换，上联光接口实现FC端口功能，包括serdes(SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)),流量控制，端口状态机等，实现与上联交换机端口的实时连接。下联光接口实现PON端口功能，包括Serdes，突发控制等，实现与总线型设备的分时通信。路由转发模块，要根据配置信息，实现FC-AE-1553协议帧的快速转发。
NTPi：连接在ODN上的网络终端标识为NTPi，同一个网络终端可以属于不同的FC-AE-1553逻辑组，属于同一FC-AE-1553逻辑组的网络终端之间可以实现通信。只有同一逻辑组的设备之间可以互相直接通信。每个NC与多个NT构成一个逻辑组。
MIL-STD-1553B总线网络系统通过1553桥(FC-AE-1553与MIL-STD-1553B的转换设备，以下简称1553桥)互连，包括：1553桥、远程终端RT。
图3是本发明的1553桥的模块结构图，1553桥的模块结构如图3所示。1553桥用于作为上联交换型FC-AE-1553网络系统/总线型FC-AE-1553网络系统，下联MIL-STD-1553B总线的协议转换的设备，实现FC-AE-1553与MIL-STD-1553B协议的转换，实现MIL-STD-1553B远程终端(RT)的无缝接入光网络。FC-AE-1553协议里规定了FC-AE-1553网络支持桥接现存的MIL-STD-1553B RT。为了完成所述桥接功能，FC-AE-1553的命令帧帧头和状态帧帧头包括了对连接的MIL-STD-1553B远程终端属性的定义。通过1553桥，FC-AE-1553的帧能够转换成MIL-STD-1443B总线能支持的字，MIL-STD-1443B字能转换成FC-AE-1553帧。1553桥上联接口包括，FC接口和PON接口，FC接口由FC光模块与上联FC端口组成，实现与交换机的通信与连接；PON接口由PON光模块与PON端口组成，实现与总线型FC-AE-1553设备的通信。下联接口包括隔离变压器，1553B总线接口电路，实现曼彻斯特编码与电压转换。协议帧转换实现FC-AE-1553协议帧与MIL-STD-1553B协议字之间的透明转换。
RT：RT属于非控制设备，主要功能是数据的传输、采集、接收控制命令等。
第一实施例中交换型FC-AE-1553网络系统与总线型FC-AE-1553网络系统之间的通信过程如下：
NC与NTPi的数据通信通过配置NTPi2NC的消息实现；
1)NC向NTPi发送命令帧，命令帧的目的端口标识为NTPi的端口地址，首先交换机收到命令帧后转发PON桥，PON桥将收到命令帧广播至NTPi；
2)NTPi收到正确的命令帧后打开激光器回复状态帧与数据帧给PON桥，状态帧与数据帧的目的地址为NC的端口地址，PON桥将收到的状态帧与数据帧转发至交换机，交换机再根据目的地址转发至NC，至此完成一个交换的全过程。
所述交换型FC-AE-1553网络系统与总线型FC-AE-1553网络系统之间的互联进一步包括：
NTFi与NTPi的数据通信通过NC配置NTFi2NTPi或NTPi2NTFi的消息实现,
1)NC通过交换机向NTFi(NTPi)发送命令帧；
2)NTFi(NTPi)收到命令帧后，解析该命令帧，提取有关信息,组织新的命令帧发送到NTPi(NTFi)，中间通过交换机与PON桥转发；
3)NTFi(NTPi)发送完命令帧后，组织1个或多个数据帧发送至NTPi(NTFi)，中间通过交换机与PON桥转发；
4)NTPi(NTFi)收到1个或多个数据帧。NTPi(NTFi)回复状态帧至NTFi(NTPi),
中间交换机与PON桥转发；
5)NTFi(NTPi)收到状态帧后,合并自己的状态生成新的状态帧回复给NC；
6)NC收到状态帧后,标记该数据通信过程结束.
所述交换型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线系统之间的互联进一步包括：
NC与RT的数据通信通过配置NC2RT的消息实现；
1)NC向1553桥发送命令帧(含数据字)，中间通过交换机转发；
2)1553桥收到命令帧后，解析命令帧，根据子地址的信息，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数据字，广播至RT；
3)RT收完命令字与状态字后，回复状态字；
4)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NC，中间通过交换机转发；
5)NC收到状态帧后，标记该数据通信过程结束，至此完成NC2RT这个交换的全过程。
所述交换型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线之间的互联进一步包括：
NTFi与RT的数据通信，通过NC配置NTFi2RT的消息实现；
1)NC发送命令帧给NTFi，通过交换机与PON桥转发；
2)NTFi收到命令帧后，解析命令帧，根据other port_ID以及子地址或其他子地址的信息，组织新的命令帧带数据通过SW转发至1553桥；
3)1553桥收到命令帧后，根据命令帧的信息，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数据字，广播至RT；
4)RT收完命令字与数据字后，回复状态字；
5)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NTPi，中间通过交换机与PON桥的转发；
6)NTFi收到状态帧后再与自己的状态合并生成新的状态帧，回复给NC，中间通过交换机与PON桥的转发。
7)NC收到状态帧后，标记该通信过程结束。
总线型FC-AE-1553网络系统中的NTPi与MIL-STD-1553B总线网络系统中的RT通信的方法如下：
一种是在NC的调度下直接进行数据交换,通过NC配置NTPi2RT的消息实现；另一种是通过NC转发，NC通过NTPi2NC消息先将数据采集到NC，然后NC再通过NC2RT的消息将数据下发给RT。
如图4所示，在NC的调度下直接进行数据交换具体如下(以NTPi到RT的消息为例)：
1)NC发送命令帧给NTPi，通过交换机与PON桥转发；
2)NTPi收到命令帧后，解析命令帧，根据other port_ID以及子地址或其他子地址的信息，组织新的命令帧带数据通过SW转发至1553桥；
3)1553桥收到命令帧后，根据命令帧的信息，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数据字，广播至RT；
4)RT收完命令字与数据字后，回复状态字；
5)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NTPi，中间通过交换机与PON桥的转发；
6)NTPi收到状态帧后再与自己的状态合并生成新的状态帧，回复给NC，中间通过交换机与PON桥的转发；
7)NC收到状态帧后，标记该通信过程结束。
如图5所示，通过NC中转进行通信的具体过程如下(NTPi2NC+NC2RT)：
NTPi2NC:
1)NC发送命令帧给NTPi，通过交换机于PON桥转发；
2)NTPi收到命令帧后，解析命令帧，准备数据，组织状态帧并将NC采集的数据放在状态帧的数据区，给NC回复状态帧，中间通过交换机与PON桥转发；
3)NC收到NTPi的数据后存到缓存区。
NC2RT：
4)NC生成命令帧，将缓存区中的数据放在命令帧的数据区，然后发送命令帧，
通过交换机转发给1553桥，；
5)1553桥收到命令帧，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数
据字，广播至RT；
6)RT收完命令字与数据字后，回复状态字；
7)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NC，中间通过交
换机转发；
8)NC收到状态帧确认后，标记该数据通信过程结束。
本发明的第二实施例与第一实施例的区别在于，NC位于总线型FC-AE-1553网络系统。此处NC仅用于控制PON系统的NTPi。
图6是本发明的第二实施例的PON桥的模块结构图，PON桥模块结构如图3所示，主要包括FC光模块，上联NT光接口，下联NC光接口，PON光模块，数据共享模块，配置与管理等模块，FC光模块与交换机直接相连，实现连续模式的光电与电光转换，PON模块与ODN直接相连，实现突发模式的光电电光转换，上联NT光接口实现FC端口功能以及NT协议控制器的功能，FC端口功能包括serdes,流量控制，端口状态机等，实现与上联交换机端口的实时连接。下联NC光接口实现PON端口功能以及NC协议控制器的功能，PON端口功能包括Serdes，突发控制等，实现与总线型设备的分时通信。数据共享模块，要根据配置信息实现两网用户数据的通信与共享。
通过采用本发明所公开的异构型的FC-AE网络系统及互联方法，能够同时兼容交换型普通FC端口，也可以兼容PON端口，并且提供对MIL-STD-1553B远程终端RT设备的接入支持。提出了逻辑分组的概念，支持多个NC的并存，针对复杂系统的应用可以划分成多个逻辑组，不仅实现逻辑组内的高效通信，还降低系统的复杂度，保证了系统的可靠性。支持异构系统端口地址与服务参数的自动配置，便于设备的维护与管理。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种异构型的FC-AE-1553网络系统，包括：
相互连接的交换型FC-AE-1553网络系统、总线型FC-AE-1553网络系统、以及MIL-STD-1553B总线网络系统；
所述总线型FC-AE-1553网络系统包括：PON桥、通过PON桥互连的无源光分配网ODN和网络终端NTPi，其中：
所述无源光分配网ODN用于实现PON桥与NTPi设备之间的互连；
所述PON桥用于上联交换式FC-AE-1553设备与下联总线型FC-AE-1553设备，实现交换式拓扑与总线型拓扑有机互连；
所述网络终端NTPi可以属于不同的FC-AE-1553逻辑组，只有属于同一FC-AE-1553逻辑组的网络终端之间可以实现互相直接通信；
所述MIL-STD-1553B总线网络系统包括1553桥和通过1553桥互连的远程终端RT，所述远程终端RT属于非控制设备，主要功能是数据的传输、采集和接收控制命令；
所述交换型FC-AE-1553网络系统包括交换机SW、通过交换机互联的网络控制器NC和网络终端NTFi，其中：
所述网络控制器NC通过交换机直接调度NTFi，通过PON桥实现对NTPi的管理与调度，并且通过1553桥实现对远程终端RT的控制与管理；
所述交换机用于支持NC，NTFi，实现交换型FC-AE-1553网络系统的互联，通过PON桥的接入实现交换型FC-AE-1553网络系统与总线型FC-AE-1553网络系统的互联；通过1553桥的接入实现交换型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线网络系统的互联；
所述网络终端NTFi可以属于不同的FC-AE-1553逻辑组，只有属于同一FC-AE-1553逻辑组的网络终端之间可以实现互相直接通信。
2.根据权利要求1所述的异构型的FC-AE-1553网络系统，其中，所述PON桥包括FC光模块、上联光接口、下联光接口、PON光模块、路由转发模块和配置与管理模块，FC光模块与交换机直接相连，实现连续模式的光电与电光转换，PON模块与ODN直接相连，实现突发模式的光电电光转换，上联光接口实现FC端口功能，包括serdes串并并串转换、流量控制和端口状态机，实现与上联交换机端口的实时连接；下联光接口实现PON端口功能，包括Serdes和突发控制，实现与总线型设备的分时 通信；路由转发模块，要根据配置信息，实现FC-AE-1553协议帧的快速转发。
3.根据权利要求1所述的异构型的FC-AE-1553网络系统，其中，所述1553桥包括上联接口和下联接口，其中，上联接口包括，FC接口和PON接口，FC接口由FC光模块与上联FC端口组成，实现与交换机的通信与连接；PON接口由PON光模块与PON端口组成，实现与总线型FC-AE-1553设备的通信；下联接口包括隔离变压器，1553B总线接口电路，实现曼彻斯特编码与电压转换；协议帧转换实现FC-AE-1553协议帧与MIL-STD-1553B协议字之间的透明转换。
4.根据权利要求1所述的异构型的FC-AE-1553网络系统，其中，所述总线型FC-AE-1553网络系统包括：PON桥、通过PON桥互连的无源光分配网ODN、网络控制器NC和网络终端NTPi，其中：
所述无源光分配网ODN用于实现PON桥与NTPi设备之间的互连；
所述PON桥用于上联交换式FC-AE-1553设备与下联总线型FC-AE-1553设备，实现交换式拓扑与总线型拓扑有机互连；
所述网络终端NTPi可以属于不同的FC-AE-1553逻辑组，只有属于同一FC-AE-1553逻辑组的网络终端之间可以实现互相直接通信。
5.根据权利要求4所述的异构型的FC-AE-1553网络系统，其中，所述PON桥包括FC光模块、上联NT光接口、下联NC光接口、PON光模块、数据共享模块和配置与管理模块，其中，FC光模块与交换机直接相连，实现连续模式的光电与电光转换，PON模块与ODN直接相连，实现突发模式的光电电光转换，上联NT光接口实现FC端口功能以及NT协议控制器的功能，FC端口包括serdes、流量控制和端口状态机，实现与上联交换机端口的实时连接功能；下联NC光接口实现PON端口功能以及NC协议控制器的功能，PON端口包括Serdes和突发控制，实现与总线型设备的分时通信功能；数据共享模块，根据配置信息实现两网用户数据的通信与共享。
6.一种应用于根据权利要求1-5任一所述的异构型的FC-AE-1553网络系统中的网络交换方法，所述方法包括：
交换型FC-AE网络系统中的交换机通过与总线型FC-AE-1553网络系统中的PON桥的接入实现交换型FC-AE-1553网络系统与总线型FC-AE-1553网络系统的互联；交换型FC-AE网络系统中的交换机通过与MIL-STD-1553B总线网络系统中的1553桥的接入实现交换型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线网络系统的互联；总线 型FC-AE-1553网络系统中的PON桥通过与交换型FC-AE-1553网络系统中的交换机及MIL-STD-1553B总线网络系统中的1553桥的接入实现总线型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线网络系统的互联。
7.根据权利要求6所述的网络交换方法，其中所述交换型FC-AE-1553网络系统与总线型FC-AE-1553网络系统之间的互联进一步包括：
通过配置NTPi2NC的消息实现NC与NTPi的数据通信；
1)NC向NTPi发送命令帧，所述命令帧的目的端口标识为NTPi的端口地址，交换机收到命令帧后转发PON桥，PON桥将收到命令帧广播至NTPi；
2)NTPi收到正确的命令帧后打开激光器回复状态帧与数据帧给PON桥，所述状态帧与数据帧的目的地址为NC的端口地址，PON桥将收到的状态帧与数据帧转发至交换机，交换机再根据目的地址转发至NC，至此完成一个交换的全过程。
8.根据权利要求6所述的网络交换方法，其中所述交换型FC-AE-1553网络系统与总线型FC-AE-1553网络系统之间的互联进一步包括：
通过NC配置NTFi2NTPi或NTPi2NTFi的消息实现NTFi与NTPi的数据通信,
1)NC通过交换机向NTFi或NTPi发送命令帧；
2)NTFi或NTPi收到命令帧后，解析该命令帧，提取有关信息,组织新的命令帧发送到NTPi或NTFi，中间通过交换机与PON桥转发；
3)NTFi或NTPi发送完命令帧后，组织1个或多个数据帧发送至NTPi或NTFi，中间通过交换机与PON桥转发；
4)NTPi或NTFi收到1个或多个数据帧，NTPi或NTFi回复状态帧至NTFi或NTPi,中间交换机与PON桥转发；
5)NTFi或NTPi收到状态帧后,合并自己的状态生成新的状态帧回复给NC；
6)NC收到状态帧后,标记该数据通信过程结束。
9.根据权利要求6所述的网络交换方法，其中所述交换型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线系统之间的互联进一步包括：
通过配置NC2RT的消息实现NC与RT的数据通信；
1)NC向1553桥发送命令帧，中间通过交换机转发；
2)1553桥收到命令帧后，解析命令帧，根据子地址的信息，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数据字，广播至RT；
3)RT收完命令字与状态字后，回复状态字；
4)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NC，中间通过交换机转发；
5)NC收到状态帧后，标记该数据通信过程结束，至此完成NC2RT这个交换的全过程。
10.根据权利要求6所述的网络交换方法，其中所述交换型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线之间的互联进一步包括：
通过NC配置NTFi2RT的消息实现NTFi与RT的数据通信；
1)NC发送命令帧给NTFi，通过交换机与PON桥转发；
2)NTFi收到命令帧后，解析命令帧，根据other port_ID以及子地址或其他子地址的信息，组织新的命令帧带数据通过SW转发至1553桥；
3)1553桥收到命令帧后，根据命令帧的信息，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数据字，广播至RT；
4)RT收完命令字与数据字后，回复状态字；
5)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NTPi，中间通过交换机与PON桥的转发；
6)NTFi收到状态帧后再与自己的状态合并生成新的状态帧，回复给NC，中间通过交换机与PON桥的转发；
7)NC收到状态帧后，标记该通信过程结束。
11.根据权利要求6所述的网络交换方法，其中所述总线型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线网络系统之间的互联进一步包括：
NTPi与RT的数据通信，在NC的调度下直接进行数据交换,通过NC配置NTPi2RT的消息，1)NC发送命令帧给NTPi，通过交换机与PON桥转发；2)NTPi收到命令帧后，解析命令帧，根据other port_ID以及子地址或其他子地址的信息，组织新的命令帧带数据通过SW转发至1553桥；3)1553桥收到命令帧后，根据命令帧的信息，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数据字，广播至RT；4)RT收完命令字与数据字后，回复状态字；5)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NTPi，中间通过交换机与PON桥的转发；6)NTPi收到状态帧后再与自己的状态合并生成新的状态帧，回复给NC，中间通过交换机与PON桥的转发；7)NC收到状 态帧后，标记该通信过程结束。
12.根据权利要求6所述的网络交换方法，其中所述总线型FC-AE-1553网络系统与MIL-STD-1553B总线网络系统之间的互联进一步包括：
NTPi与RT的数据通信，通过NC转发，NC通过NTPi2NC消息先将数据采集到NC，然后NC再通过NC2RT的消息将数据下发给RT，
1)NC发送命令帧给NTPi，通过交换机与PON桥转发；
2)NTPi收到命令帧后，解析命令帧，准备数据，组织状态帧并将NC采集的数据放在状态帧的数据区，给NC回复状态帧，中间通过交换机与PON桥转发；
3)NC收到NTPi的数据后存到缓存区；
4)NC生成命令帧，将缓存区中的数据放在命令帧的数据区，然后发送命令帧，通过交换机转发给1553桥；
5)1553桥收到命令帧，转换成符合MIL-STD-1553B总线格式的命令字与多个数据字，广播至RT；
6)RT收完命令字与数据字后，回复状态字；
7)1553桥收到状态字后转换成符合FC帧格式的状态帧回复至NC，中间通过交换机转发；
8)NC收到状态帧确认后，标记该数据通信过程结束。
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