CN108476148A - 通信网络 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通信网络，该通信网络包括至少两个模块和首先连接至这两个模块并其次连接至各个不同的用户终端的共用开关，该开关具有和连接至该开关的用户终端和模块一样多的配置，每个用户终端和每个模块与特定的专用配置相关联。

Description

通信网络
本发明涉及通信网络，并且尤其但不排他性地涉及用于飞行器的通信网络。
发明技术背景
在航空领域中，通信网络用于传递飞机内部的通信，该通信主要用于在航空电子设备的各个元件之间或者甚至在航空电子设备的单个元件内部交换数据。
通常，通信网络具有模块(计算机、处理器、……)，这些模块经由开关被置于与用户终端的通信中，以便在给定模块内或者在模块与用户终端之间交换数据，这些开关被配置成基于包含因每个逻辑信道以及与讨论中的开关相关联的每一输出端口而异的特性的配置表来监视和分发网络的各种逻辑信道的各种数据帧。
图1是现有技术的通信网络的图示。在该通信网络中，第一开关1控制给定第一模块2的各个部分之间的数据交换以及所述第一模块2与第二开关3之间的数据交换两者(用实线绘出)。第二开关3用于控制第一开关1与用户终端(未示出)之间的数据交换(用粗体实线绘出)。以相同的方式，第三开关4控制给定第二模块5的各个部分之间的数据交换以及所述第二模块5与第二开关3之间的数据交换两者(用实线绘出)。第二开关3因此还控制第三开关4与用户终端之间的数据交换(用粗体实线绘出)。
每个模块2、5因此需要存在专用开关1、4以将其置于与可能与其它模块共同分享的另一开关3的通信中。每个模块的存在级联的两个开关是必要的，特别用于确保首先在给定模块内交换的数据(图1中使用虚线绘出的数据部分)的独立性，并且其次确保在模块外部与用户终端交换的数据(由虚线表示的一部分数据)的独立性。
此种通信网络因此呈现出相对繁重并尤其包括大量开关的架构。
发明目的
本发明的目标是提出一种呈现简化架构的通信网络。
发明的简要概述
为了达成该目标，提供了一种通信网络，该通信网络包括至少两个模块和首先连接至这两个模块并其次连接至各个不同的用户终端的共用开关，该开关具有和连接至该开关的用户终端和模块一样多的配置，每个用户终端和每个模块与特定的专用配置相关联，每个配置与用户终端相关联，包括：
第一配置表，第一配置表表征第一模块与开关之间的私有交换并且对于与用户终端相关联的所有配置以及与第一模块相关联的配置而言是共用的；
第二配置表，第二配置表表征第二模块与开关之间的私有交换并且对于与用户终端相关联的所有配置以及与第二模块相关联的配置而言是共用的；以及
至少一个第三配置表，第三配置表表征开关与关联于考虑中的配置的用户终端之间的交换并且因所述配置而异；
与第一模块相关联的配置具有第一配置表而与第二模块相关联的配置具有第二配置表。
因此，由于开关根据不同配置的特定结构(每一配置与模块之一或者与用户终端之一相关联)，并且由于各种不同的配置表被集成在所述配置中的每一者中，单个共享开关使数据能在给定模块内交换(将该数据应用于每个模块)，并且还在模块的每一者和用户终端之间交换，同时仍然确保所交换数据的独立性。以此方式构造的开关可同时容纳多个配置，而在数据流之间没有干扰(或者可能有一些干扰，但是该干扰在控制之下)。
有利地，开关的特定结构使每个用户能在不涉及重配置整个开关的情况下修改该用户自己的终端特性和参数。具体地，它仅足以修改与该用户相关联的配置，这不会导致对其它配置的任何修改。
在特定实施例中，开关被安排成使得用户终端的每个配置由子配置构成。
在另一特定实施例中，开关被安排成使得给定配置的每个子配置与该开关同相关联的用户终端之间的特定标准化类型的通信相关联。
在特定实施例中，对于至少一个给定配置而言，至少一个子配置与以太网通信相关联并且至少其它子配置与A664通信相关联。
在特定实施例中，开关的至少一个给定输出端口对于各个不同的用户终端而言是共用的。
在特定实施例中，开关以如下方式被安排：输出端口连接至开关内与连接至所述输出端口的用户终端一样多的虚拟端口，每个虚拟端口与相应的用户终端相关联，每个虚拟端口由在所述虚拟端口上输出的数据帧的本地关系来管控，该开关还具有控制构件，该控制构件用于控制该虚拟端口首先连接至各个不同的虚拟端口并且其次连接至输出端口以及借助于总体输出关系来对在输出端口上输出数据帧进行管理。
在特定实施例中，总体输出关系至少通过分配给每个虚拟端口的预算来定义。
在特定实施例中，总体输出关系还通过分配给每个虚拟端口的最大等待时间来定义。
在特定实施例中，开关被安排成在个体操作模式的应用以及还在管理员操作模式的应用两者中都是可控的，其中每个个体操作模式与单个用户相关联。
附图简述
图1在以上描述并且是示出现有技术的用于飞行器的通信网络的示图。
参照附图，依照本发明的非限定实施例的如下描述，本发明将被更好地理解，附图中：
图2是在本发明的特定实施例中用于飞行器的通信网络的示图；以及
图3是示出在图2中示意性示出的通信网络中的开关的一部分的示图。
具体实施方式
参照图2，本发明的特定实施例中的通信网络是用于飞行器的通信网络。
在该示例中，通信网络包括第一模块101和第二模块102，每一者与飞行器的航空电子元件(未示出)相关联。作为示例，每个模块101、102是计算机或处理器或计算机和/或处理器的集合。每个模块主存要被执行的多个航空电子应用/功能103，这些应用/功能103是因与所述模块相关联的航空电子元件而异的。每个模块还包括连接单元104，每个连接单元与所述模块的一个或多个应用/功能103相关联。在该示例中，连接单元104是ARINC664P7端系统类型的。
通信网络还包括首先在各个模块101、102之间共享并且其次在各个用户终端(未示出)之间共享的开关105。开关105因此首先被连接至各模块的连接单元104并且其次被连接至用户终端。模块101、102、开关105以及用户终端之间的连接同样可以是有线或无线的。
开关105具有多个配置。开关105因此具有与连接至开关105的用户终端和模块一样多的配置，每个用户终端和每个模块与专用于此的特定配置相关联。
与第一模块101相关联的配置具有表征所述第一模块101与开关105之间的交换(以实线绘出)的单个配置表106。与第二模块102相关联的配置也具表征所述第二模块102与开关105之间的交换(以实线绘出)的单个配置表107。
这些交换因此是私有的。术语“私有的”被用于意指在所考虑的模块的各个连接单元之间在所述模块内部。
相反，与用户终端之一相关联的每个配置具有多个配置表，即：
第一配置表106，其表征第一模块101与开关105之间的交换(它因此对于与用户终端相关联的所有配置以及与第一模块101相关联的配置是相同的)；
第二配置表107，其表征第二模块102与开关105之间的交换(这因此对于与用户终端相关联的所有配置以及与第二模块102相关联的配置是相同的)；以及
至少一个附加配置表108，它是因该配置而异的并且其表征开关105与关联于考虑中的配置的用户终端之间的交换，这些交换因此是公共的(其中术语“公共的”被用于意指在包括与模块之一相关联的至少一个航空电子元件的飞行器的各个不同航空电子元件之间)。
作为示例，第一配置表106包含开关105的逻辑通信信道的特性和参数以及启用与第一模块101的连接单元104的连接的特性和参数。作为示例，第二配置表107包含开关105的逻辑通信信道的特性和参数以及启用与第二模块102的连接单元104的连接的特性和参数。作为示例，因每个配置而异的附加配置表108包含开关105的逻辑通信信道的特性和参数以及开关105的输出端口的特性和参数。
开关105因此被安排成呈现彼此独立地处理的不同配置。特别是，开关105因此适于以独立方式加载各种配置，因此使得以独立方式更新每个配置而不修改开关105的整个架构和所有配置成为可能。开关105还被安排成同时管理各种配置。
作为示例，此种开关105是所谓的A664开关结构(即，依赖于ARINC664标准)，其已经被适配成使得开关105能包括各种上述配置。
以特定方式，每个用户终端配置还被细分为子配置，开关105因此被安排成独立且同时地处理给定配置内的各种子配置。在该示例中，每个子配置与特定类型的通信相关联。例如，对于给定配置而言，一个子配置与以太网通信相关联而另一个子配置与A664标准通信相关联。
子配置中的分布通过将每个子配置与以下相关联来提供：
与表征第一模块101与开关105之间的交换的第一配置表106相关联；
与表征第二模块102与开关105之间的交换的第二配置表107相关联；以及
与附加配置表相关联，该附加配置表因讨论中的子配置而异并且表征开关105与相关联的用户终端之间的所述子配置的给定通信类型(以太网A664)的交换。
在优选实施例中，开关105的至少一个单个输出端口109对于各个不同的用户终端而言是共用的。
这使得可能限定开关105的输出端口109的数量并且由此限定其大小。
参照图3，在特定方式中，开关105的单个(物理)输出端口109对于各个不同的用户终端是共用的。例如，所述输出端口109是四个不同的用户终端所共用的。
开关105以如下方式被安排：所述输出端口109与开关105内部与连接至所述输出端口109的用户终端一样多的虚拟端口110相关联，每个虚拟端口110与相应一个用户终端相关联。
尤其是，每个虚拟端口110由虚拟端口110的本地输出关系(诸如先进先出关系，或者实际上是尽力型关系)来管控。优选地，每个虚拟端口110是可经由与所述虚拟端口110相关联的用户终端的配置或子配置来独立重配置的。
对于每个用户终端而言，与所述用户终端相关联的开关105的至少一些逻辑信道连接至所述用户终端的虚拟端口110。因此，对于每个用户终端而言，存在与所述用户终端相关联的虚拟端口110的逻辑信道集，每个集因单个用户终端而异。
开关105还具有用于控制虚拟端口110的控制构件111。控制构件111被安排成根据针对输出端口108上的输出的总体关系来组织在与四个虚拟端口110相关联的输出端口109上的数据流的输出。总体输出关系由分配给每个虚拟端口110的预算(其中术语“预算”在本申请中用于意指可在输出端口109上输出的最大数据率)以及每个虚拟端口110的最大可接受等待时间来表征。优选地，控制构件是可重配置的，从而各个所分配的预算和所分配的最大可接受等待时间可被修改。
结果，通过在两个连贯独立层级处管理帧传输来一致地执行输出端口109的共享：第一层级，对于虚拟端口110是本地的，用于使用与每个虚拟端口110相关联的本地关系来管理帧传输；以及第二层级，在控制构件111的层级处是通用的，借助于通用关系来管理来自各个虚拟端口110并且去往同一输出端口的帧传输。
每个用户终端因此可以表现为如同它是与开关处于通信的唯一终端一样。
优选地，开关105被安排成以各种操作模式可控：个体操作模式(每个操作模式与单个用户相关联，这使得该用户能修改用户自己的配置或子配置)；以及管理员操作模式(使得开关105的通用配置能被修改)。
在单个输出端口109被各个不同的用户终端使用的特定情况下，个体操作模式使每个用户能修改虚拟端口110的分配给该虚拟端口110的资源，诸如所述虚拟端口110的本地输出关系。管理员操作模式使管理员能管理控制构件111并且因此修改总体关系(特别是分配给每个用户的预算以及分配给每个用户的最大等待时间)。
本发明不限于以上所述内容，而是相反地涵盖进入由权利要求定义的范围的任何变体。
特别是，通信网络可具有一些其它数量的模块。
出于冗余的原因，网络可具有与通信网络的第一开关并联的第二开关或与其处于并联的多个开关。
此外，尽管本文中描述的通信网络是用于飞行器的通信网络，但该通信网络可被用于任何其它应用。例如，通信网络可被应用于除了飞行器以外的车辆，并且因此可能是用于自治车辆或者实际上用于轮船的通信网络。以更为一般的方式，通信网络可被用于需要不同安全等级的通信的任何应用。

Claims (10)

1.一种通信网络，所述通信网络包括至少两个模块(101、102)和共用开关(105)，所述共用开关首先连接至所述两个模块并且其次连接至各个不同的用户终端，所述开关具有和连接至所述开关的用户终端和模块一样多的配置，每个用户终端和每个模块与特定的专用配置相关联，每个配置与用户终端相关联，在所述开关中包括：
第一配置表(106)，所述第一配置表表征所述第一模块与所述开关之间的私有交换并且对于与所述用户终端相关联的所有配置以及与所述第一模块相关联的配置而言是共用的；
第二配置表(107)，所述第二配置表表征所述第二模块与所述开关之间的私有交换并且对于与所述用户终端相关联的所有配置以及与所述第二模块相关联的配置而言是共用的；以及
至少一个第三配置表(108)，所述第三配置表表征所述开关与所述用户终端之间的、与考虑中的配置相关联的交换并且因所述配置而异；
与所述第一模块相关联的配置具有所述第一配置表而与所述第二模块相关联的配置具有所述第二配置表。
2.如权利要求1所述的通信网络，其特征在于，所述开关(105)被安排成使得所述用户终端的每个配置由子配置构成。
3.如权利要求2所述的通信网络，其特征在于，所述开关(105)被安排成使得给定配置的每个子配置与所述开关(105)同相关联的用户终端之间的特定标准化类型的通信相关联。
4.如权利要求3所述的通信网络，其特征在于，对于至少一个给定配置而言，至少一个子配置与以太网通信相关联并且至少其它子配置与A664通信相关联。
5.如任何前述权利要求所述的通信网络，其特征在于，所述开关(105)的至少一个给定输出端口(109)对于各个不同的用户终端而言是共用的。
6.如权利要求5所述的通信网络，其特征在于，所述开关(105)以如下方式被安排：所述输出端口(109)连接至所述开关内与连接至所述输出端口的用户终端一样多的虚拟端口(110)，每个虚拟端口与相应的用户终端相关联，每个虚拟端口由在所述虚拟端口上输出的数据帧的本地关系来管控，所述开关还具有控制构件(111)，所述控制构件(111)用于控制所述虚拟端口首先连接至各个不同的虚拟端口并且其次连接至所述输出端口以及借助于总体输出关系来对在所述输出端口上输出数据帧进行管理。
7.如权利要求6所述的通信网络，其特征在于，所述总体输出关系至少通过分配给每个虚拟端口(110)的预算来定义。
8.如权利要求7所述的通信网络，其特征在于，所述总体输出关系还通过分配给每个虚拟端口(110)的最大等待时间来定义。
9.如任何前述权利要求所述的通信网络，其特征在于，所述开关(105)被安排成在个体操作模式的应用以及还在管理员操作模式的应用两者中都是可控的，其中每个个体操作模式与单个用户相关联。
10.如任何前述权利要求所述的通信网络，其特征在于，所述通信网络是飞行器通信网络。
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