CN114205159B - 一种跨网光转盘隔离摆渡机及跨网自动数据摆渡的方法 - Google Patents

一种跨网光转盘隔离摆渡机及跨网自动数据摆渡的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种跨网光转盘隔离摆渡机及跨网自动数据摆渡的方法，包括：同轴隔离光转盘、易失性存储、光收与光发通讯模块、步进电机和伺服控制器；同轴隔离光转盘包括两个同轴的圆盘：接收光路控制盘A和发送光路控制盘B；A和B同轴的圆盘中均包括“通”、“断”、“停”部分；A和B中“通”部分成互斥状态。利用同轴隔离光转盘控制数据收发；包括：接收外网数据缓存到易失性存储中；将缓存数据摆渡到内网；摆渡缓存数据清除。本发明跨网使用易失性存储实现存储摆渡数据的光单向摆渡隔离，能够实现纯粹物理隔离的内外网自动数据交换，实现数据摆渡的自动化，零耗材，并可随时由人工进行监控及紧急的数据中断。

Description

一种跨网光转盘隔离摆渡机及跨网自动数据摆渡的方法
技术领域
本发明属于信息传输技术领域，涉及跨网使用易失性存储(RAM)的光单向摆渡隔离的跨网数据传输技术，尤其涉及一种光转盘隔离摆渡的跨网自动数据传输摆渡(交换)装置及其数据摆渡方法。
背景技术
跨网数据摆渡传输技术领域目前大多使用的技术包括：1、物理隔离式的光盘摆渡方案；2、物理隔离式的RAM电子盘数据摆渡方案；3、物理隔离式的静态存储(U盘、移动硬盘等)摆渡方案。现有几种物理隔离式的摆渡技术存在的不足包括：
使用物理隔离式的光盘摆渡方案，也叫光盘摆渡机，是半自动的数据摆渡方案，定期需要人工补充及销毁光盘，且摆渡效率较低；
使用物理隔离式的RAM电子盘数据摆渡能够有效解决数据单向存储及光盘的损耗销毁问题，但是需要人工在外网将数据拷入RAM电子盘，再进入内网人工将数据拷入内网计算机，适合桌面应用，在跨网的大量数据交换环节效率不足。
使用静态存储方案做内外网数据摆渡时不能保证数据单向传输，不能有效控制病毒及木马对存储设备的非授权使用及攻击，容易造成敏感数据泄露。
发明内容
为了克服上述现有技术缺陷，本发明提供一种跨网光转盘隔离摆渡机及跨网自动数据摆渡方法，核心是一个通过同轴双光转盘旋转完成收发互斥的物理隔离通信，是一种跨网使用易失性存储(RAM)存储摆渡数据的光单向摆渡隔离技术方案，能够实现纯粹物理隔离的内外网自动数据交换。
本发明采用光转盘隔离跨网数据传输应用方案，通过使用伺服电机自动控制光路收发、易失性存储(RAM)技术、非接触光传输技术，提供了一种物理隔离的安全高效内外网数据摆渡的解决方案。本发明通过光单向传输同轴光隔离盘置于易失性存储的收发两侧，通过时分互斥控制分别通断发送和接收光路让发送和接收不在同一时间段内，只能通过存储摆渡分别接通内外两个网段转发数据，而实现了纯粹物理隔离的内外网自动数据交换。
本发明提供的技术方案是：
一种跨网光转盘隔离摆渡机，包括：同轴隔离光转盘、易失性存储R、光收通讯模块、光发通讯模块、步进电机和伺服控制器M(图1)。易失性存储R是跨网光转盘隔离摆渡机的核心部件，两侧分别接光收通讯模块和光发通讯模块，光收通讯模块和光发通讯模块的两端均由同轴隔离光转盘做光隔离开关，而同轴隔离光转盘由步进电机驱动旋转，步进电机则有伺服控制器M进行控制。
同轴隔离光转盘包括两个同轴的圆盘：接收光路控制盘A和发送光路控制盘B。接收光路控制盘和发送光路控制盘的转盘均包括三部分，分别为“通”、“断”、“停”，每部分可120°三等分。其中，“通”部分是透明的，表示正常通信状态；“断”或“停”部分是不透明的，光通信被阻隔切断状态；两个同轴的圆盘，每个圆盘“通”的位置设计成互斥状态，当接收光路控制盘A的转盘转到“通”的位置时，位于转盘A侧的光收模块正常接收数据；当转盘转过“通”的位置，到达“断”或“停”的位置时，光路被不透明的转盘切断，通信被阻隔。而A盘断时，B盘处于“通”的位置，位于转盘B侧的光发模块正常发送数据。
易失性存储R置于同轴隔离光转盘两个同轴的圆盘之间；易失性存储R采用动态刷新存储RAM作为数据摆渡存储转发的介质，用于每次从A侧接收数据后，再从B侧转发出去，完成数据摆渡后断电来清除所有的数据，然后进入下次数据摆渡周期。易失性存储R的两端采用非接触的光收发通讯模块与外界通信。
光收通讯模块及光发通讯模块采用现有的光端机，位于易失性存储R的两侧，采用非接触的点对点光通讯分别完成数据的接收和发送，通信速率>＝1Gbps，波长在780nm～1550nm，含有驱动及调制解调。
伺服控制器控制步进电机带动同轴光隔离盘转动，来完成对光路通断的转换；每转动一圈即完成一个数据的收发摆渡周期。
本发明中，光转盘A、光转盘B的形态不一，光转盘A、光转盘B也可分别采用其它类型的光遮挡工具进行协同控制，加二选一互斥开关，通过CPU/FPGA定时来控制文件发送、接收。从而设计成一体化的隔离摆渡设备。
使用上述跨网光转盘隔离摆渡机，本发明还提供一种光转盘隔离摆渡的跨网自动数据交换摆渡方法，包括如下步骤：
1)接收外网数据缓存到易失性存储R中；
跨网光转盘隔离摆渡机收发状态由光转盘控制，此时连通外网，跨网光转盘隔离摆渡机接收外网数据存储于易失性存储R的RAM中；
2)将缓存的数据摆渡到内网；
易失性存储R接收数据完毕后，光转盘A转到“断”的状态，切断光通路，此时，光转盘B转到“通”的状态，接通发送光通路，易失性存储R向内网发送摆渡数据；
3)摆渡缓存数据清除。
摆渡周期完成，光转盘A、光转盘B转到“停”的状态，进行复位，此时易失性存储R掉电清除数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过提供一种光转盘隔离安全高效的跨网数据摆渡机及数据自动摆渡方法，是一种跨网使用易失性存储(RAM)存储摆渡数据的光单向摆渡隔离技术方案，能够实现纯粹物理隔离的内外网自动数据交换。在保证物理隔离的同时，实现了数据摆渡的自动化，零耗材，并且可以随时由人工进行监控及紧急的数据中断。
附图说明
图1为本发明提供的跨网光转盘隔离数据摆渡机的逻辑图。
图2为跨网光转盘隔离数据摆渡机的应用场景图。
图3为跨网物理隔离自动数据摆渡的方法逻辑图。
图4为本发明实施例中接收外网数据缓存到易失性存储RAM中的过程示意图。
图5为本发明实施例中缓存的数据摆渡到内网的过程示意图。
图6为本发明实施例中摆渡缓存数据清除的过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例进一步描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。
本发明提供一种跨网光转盘隔离摆渡机及光转盘隔离摆渡的跨网自动数据交换方法，基于光的非接触物理隔离属性，利用转盘互斥收发通断，以及RAM电子盘的数据一次性使用的优势，研制了一种跨网光转盘隔离摆渡机以及适用于跨网大数据量交换场景的数据摆渡方法，通过将光单向传输同轴光隔离盘置于易失性存储的收发两侧，通过时分互斥控制分别通断发送和接收光路，使得发送和接收不在同一时间段内，数据只能通过存储摆渡分别接通内外两个网段转发，由此解决了使用静态存储方案、光盘摆渡方案以及离线数据摆渡方案的问题。
本发明提供的跨网光转盘隔离摆渡机包括：同轴光隔离盘、易失性存储R、光收光发通讯模块和伺服控制器；其中，同轴光隔离盘包括接收光路控制盘和发送光路控制盘。具体地，如图1所示，同轴光隔离盘是由两个同轴的圆盘构成，每个圆盘分为收、发、停三部分。A盘为接收光路控制盘，B盘为发送光路控制盘。易失性存储R采用RAM作为数据存储转发的介质，每次完成数据摆渡后断电清除所有数据，进入下次数据摆渡周期。易失性存储R两端采用非接触的光收发通讯模块。伺服控制器控制步进电机带动同轴光隔离盘转动来完成对光路通断的转换；每转动一圈完成一个数据的收发摆渡周期。上述跨网光转盘隔离摆渡机可以用于实现全自动的数据摆渡。
本发明中，光转盘A、光转盘B的形态不一，光转盘A、光转盘B也可分别采用其它类型的光遮挡工具进行协同控制，加二选一互斥开关，通过CPU/FPGA定时来控制文件发送、接收。从而设计成一体化的隔离摆渡设备。
图2为跨网光转盘隔离数据摆渡机的应用跨网传输的场景。使用上述跨网光转盘隔离摆渡机实现跨网自动数据摆渡/交换时，包括如下过程：
1)外网数据向内网发送时，将跨网光转盘隔离摆渡机的接收光路控制盘(光转盘A)转到“通”的状态；此时，发送光路控制盘(光转盘B)处于“断”的状态；
2)跨网光转盘隔离摆渡机收发状态由光转盘控制，此时连通外网，跨网光转盘隔离摆渡机接收数据存储于易失性存储R中；图4示意了具体实施中接收外网数据缓存到易失性存储RAM中的过程。
3)易失性存储R接收数据完毕后，光转盘A转到“断”的状态，切断光通路，此时，光转盘B转到“通”的状态，接通发送光通路，易失性存储R向内网发送摆渡数据；图5示意了具体实施中缓存的数据摆渡到内网的过程。
4)摆渡周期完成，光转盘A、光转盘B转到“停”的状态，进行复位，此时易失性存储R掉电清除数据。图6示意了具体实施中摆渡缓存数据清除的过程。
本发明通过提供一种光转盘隔离安全高效的跨网数据摆渡方案，在保证物理隔离的同时，实现了数据摆渡的自动化，零耗材，并且可以随时由人工进行监控及紧急的数据中断。本发明经测试，如表1所示，其测试效果达到预期目标。跨网光转盘隔离摆渡机单词摆渡容量取决于易失性存储(R)的容量，分别为4G,8G,16G。光转盘旋转一周完成一次完整的从外网到内网数据的摆渡周期，单圈周期设计预期时间小于2秒。
表1跨网光转盘隔离摆渡机测试相关指标
具体实施时数据传输的具体流程如下：
A.伺服控制器(M)有手动控制和自动控制两种模式，在自动控制下，由前面的外网数据发送主机判断根据隔离光转盘位置传感器的来得知是否可以发送；易失性存储(R)通过位置传感器确定光转盘A到接收位置(通状态)后开始接收，判断接收结束后，伺服控制器M转至发送位置，检测转盘在发送位置就绪后开始发送；
B.易失性存储(R)根据位置传感器发现光转盘A盘到“通”状态时等待接收，数据中判断本次数据完整性，收到结束标记后，伺服控制器M将B盘转到“通”位置，就绪后开始发送，直到发送结束。
C.发送结束后易失性存储R掉电，清空缓存数据；
需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：本发明不限于上述所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍属于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种跨网光转盘隔离摆渡机，其特征是，包括：同轴隔离光转盘、易失性存储R、光收通讯模块、光发通讯模块、步进电机和伺服控制器；其中：
易失性存储R的两侧分别接光收通讯模块和光发通讯模块；光收通讯模块和光发通讯模块的两端均由同轴隔离光转盘做光隔离开关；同轴隔离光转盘由步进电机驱动旋转；步进电机由伺服控制器进行控制；
所述同轴隔离光转盘包括两个同轴的圆盘：接收光路控制盘A和发送光路控制盘B；接收光路控制盘A和发送光路控制盘B的转盘均包括 “通”、“断”、“停”三部分；接收光路控制盘A和发送光路控制盘B同轴的圆盘中的“通”部分的位置成互斥状态；当接收光路控制盘A的转盘转到“通”的位置时，位于接收光路控制盘A侧的光收通讯模块正常接收数据；当接收光路控制盘A的转盘为断时，发送光路控制盘B的转盘处于“通”的位置，位于发送光路控制盘B侧的光发通讯模块正常发送数据；
易失性存储R置于接收光路控制盘A和发送光路控制盘B同轴的圆盘之间；易失性存储R采用动态刷新存储RAM作为数据摆渡存储转发的介质，用于每次从接收光路控制盘A侧接收数据后，再从发送光路控制盘B侧转发出去，完成数据摆渡后断电来清除所有的数据，然后进入下次数据摆渡周期；易失性存储R的两端采用非接触的光收通讯模块和光发通讯模块与外界通信；
光收通讯模块及光发通讯模块位于易失性存储R的两侧，采用非接触的点对点光通讯分别完成数据的接收和发送；
伺服控制器控制步进电机带动同轴隔离光转盘转动，用于对光路通断进行转换；每转动一圈即完成一个数据的收发摆渡周期。
2.如权利要求1所述的跨网光转盘隔离摆渡机，其特征是，接收光路控制盘A和发送光路控制盘B的转盘包括的三部分中，每部分120°三等分；其中，“通”部分为透明，表示正常通信状态；“断”或“停”部分为不透明，表示光通信被阻隔切断状态。
3.如权利要求1所述的跨网光转盘隔离摆渡机，其特征是，当接收光路控制盘A的转盘转到“通”的位置时，位于接收光路控制盘A侧的光收通讯模块正常接收数据；当接收光路控制盘A的转盘转过“通”的位置，到达“断”或“停”的位置时，光路被不透明的转盘切断，通信被阻隔；当接收光路控制盘A的转盘为断时，发送光路控制盘B的转盘处于“通”的位置，位于发送光路控制盘B侧的光发通讯模块正常发送数据。
4.如权利要求1所述的跨网光转盘隔离摆渡机，其特征是，光收通讯模块及光发通讯模块均采用现有的光端机；通信速率为>=1Gbps，波长为780nm~1550nm，含有驱动及调制解调。
5.如权利要求1所述的跨网光转盘隔离摆渡机，其特征是，接收光路控制盘A和发送光路控制盘B的形态不同。
6.如权利要求1所述的跨网光转盘隔离摆渡机，其特征是，接收光路控制盘A和发送光路控制盘B分别采用不同的光遮挡工具进行协同控制，加二选一互斥开关，通过CPU/FPGA定时来控制文件收发。
7.一种基于光转盘隔离摆渡的跨网自动数据摆渡方法，包括：
1）利用同轴隔离光转盘控制数据收发状态；
所述同轴隔离光转盘包括两个同轴的圆盘：接收光路控制盘A和发送光路控制盘B；接收光路控制盘A和发送光路控制盘B的转盘均包括 “通”、“断”、“停”三部分；接收光路控制盘A和发送光路控制盘B同轴的圆盘中的“通”部分的位置成互斥状态；
2）连通外网，接收外网数据缓存到易失性存储R中；
易失性存储R置于接收光路控制盘A和发送光路控制盘B同轴的圆盘之间；易失性存储R采用动态刷新存储RAM作为数据摆渡存储转发的介质，用于每次从接收光路控制盘A侧接收数据后，再从发送光路控制盘B侧转发出去，完成数据摆渡后断电来清除所有的数据，然后进入下次数据摆渡周期；易失性存储R的两端采用非接触的光收通讯模块和光发通讯模块与外界通信；
将接收光路控制盘A的转盘转到“通”的位置，位于接收光路控制盘A侧的光收通讯模块正常接收数据；
3）将缓存的数据摆渡到内网；
易失性存储R接收数据完毕后，将接收光路控制盘A转到“断”的状态，切断光通路，此时发送光路控制盘B转到“通”的状态，接通发送光通路，位于发送光路控制盘B侧的光发通讯模块正常发送数据，易失性存储R即向内网发送摆渡数据；
4）摆渡缓存数据清除；
摆渡周期完成，将接收光路控制盘A和发送光路控制盘B转到“停”的状态，进行复位，此时易失性存储R掉电清除数据。
8.如权利要求7所述基于光转盘隔离摆渡的跨网自动数据摆渡方法，其特征是，接收光路控制盘A和发送光路控制盘B同轴的圆盘包括的三部分中，每部分120°三等分；其中，“通”部分是透明的，表示正常通信状态；“断”或“停”部分是不透明的，表示光通信被阻隔切断状态。
9.如权利要求7所述基于光转盘隔离摆渡的跨网自动数据摆渡方法，其特征是，光收通讯模块及光发通讯模块均采用现有的光端机；通信速率为>=1Gbps，波长为780nm~1550nm，含有驱动及调制解调。
10.如权利要求7所述基于光转盘隔离摆渡的跨网自动数据摆渡方法，其特征是，接收光路控制盘A和发送光路控制盘B由步进电机驱动旋转；步进电机由伺服控制器进行控制；或接收光路控制盘A和发送光路控制盘B分别采用不同的光遮挡工具进行协同控制，加二选一互斥开关，通过CPU/FPGA定时来控制文件发送、接收。
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