RU2694137C1 - Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотнённой бортовой сети реального времени - Google Patents

Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотнённой бортовой сети реального времени Download PDF

Info

Publication number
RU2694137C1
RU2694137C1 RU2018143467A RU2018143467A RU2694137C1 RU 2694137 C1 RU2694137 C1 RU 2694137C1 RU 2018143467 A RU2018143467 A RU 2018143467A RU 2018143467 A RU2018143467 A RU 2018143467A RU 2694137 C1 RU2694137 C1 RU 2694137C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
multiplexer
network
real
output
Prior art date
Application number
RU2018143467A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2694137C9 (ru
Inventor
Валерий Михайлович Новиков
Владислав Викторович Косьянчук
Геннадий Алексеевич Чуянов
Георгий Александрович Платошин
Степан Владимирович Стецюк
Сергей Сергеевич Пенкин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС")
Priority to RU2018143467A priority Critical patent/RU2694137C9/ru
Publication of RU2694137C1 publication Critical patent/RU2694137C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2694137C9 publication Critical patent/RU2694137C9/ru
Priority to PCT/RU2019/000837 priority patent/WO2020117094A2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0241—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths
    • H04J14/0242—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON
    • H04J14/0249—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for upstream transmission, e.g. ONU-to-OLT or ONU-to-ONU
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0278—WDM optical network architectures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области передачи информации. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности при выполнении обмена информации между бортовыми системами в режиме реального времени, а также при реализации процедуры реконфигурации комплекса бортового оборудования при отказах. Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотненной бортовой сети реального времени содержит линию оптической связи, бортовые системы (1), входящие в комплекс бортового оборудования (КБО) и включающие по меньшей мере два вычислительных модуля бортовых систем (2), соединенные по системной интерфейсной шине со спектральным сетевым оконечником (3), который содержит принимающий и передающий оптические модули. Передающий оптический модуль (10) состоит из передающего контроллера (11), по меньшей мере одного оптического передатчика (12), оптического мультиплексора (13), а принимающий оптический модуль (6) состоит из принимающего контроллера (7), по меньшей мере одного оптического приемника (8) и оптического демультиплексора (9). Также система передачи информации в реальном времени содержит сетевой спектральный мультиплексор (5), состоящий из оптических усилителей (14), сетевого оптического мультиплексора (15) и оптического разветвителя (16). 3 ил.

Description

Изобретение относится к области передачи информации в виде пакетов, без коммутации каналов, с организацией между оконечными системами распределенной памяти, возможностью проведения динамической реконфигурации и может быть использовано в различных областях науки и техники для передачи информационных сообщений между электронными устройствами различной степени интеллекта для обеспечения гарантированного времени доставки и повышенной надежности условиях динамически изменяющегося трафика в особо ответственных системах управления, работающих в режиме реального времени, в частности, предлагаемое изобретение может быть использовано на борту летательного аппарата.
Так известен «Способ передачи информации в реальном времени с использованием локальных сетей ограниченного размера на базе модификации протокола FC-AE-ASM» (патент РФ №2536659, дата приоритета от 01.07.2013). При реализации способа определяют количество необходимых оконечных станций и коммутаторов с определением необходимой топологии связи между ними, определяют количество и приоритеты виртуальных каналов и их топологии, накладываемых на физическую топологию сети, с относительно равномерным потоком сообщений по каждому виртуальному каналу. Интенсивность и равномерность передачи по каждому виртуальному каналу задают в терминах максимального размера сообщения, идущего по каналу, и длительности скользящего интервала времени, в течение которого допускается либо одно, либо два сообщения, с предварительным расчетом времени доставки сообщений по различным виртуальным каналам, сформированным с возможностью удовлетворять заданным требованиям по своей величине. Конфигурируют сеть, сообщая узлам перечень и характеристики затрагивающих их виртуальных каналов, а коммутаторам сообщая дополнительно таблицы маршрутизации. Дополнительно используют физическое удвоение числа коммутаторов и линий связи и синхронизацию при приеме на оконечных станциях дубликатов сообщений, приходящих по дублирующим физическим каналам за счет нумерации сообщений индивидуально на каждом виртуальном канале.
К недостаткам известного способа относятся:
- необходимость заблаговременного определения приоритетов виртуальных каналов и их топологии, накладываемых на физическую топологию сети;
- вычисление, по специальному алгоритму, обеспечиваемого времени доставки сообщений по различным виртуальным каналам и сравнение его с требованиями по этим параметрам. При неудовлетворении требований должен происходить либо пересмотр проектируемой сети, либо понижение требований;
- выравнивание по времени (или сглаживание) исходящих потоков, т.е. их приведение к требуемому равномерному виду;
- планирование отправки сообщения, состоящее в арбитраже между конкурирующими виртуальными каналами, у которых есть сообщения, подготовленные соответствующими регуляторами к отправке, для помещения выбранного сообщения в передатчик;
- применение коммутатора, работа которого вносит задержки в передачу данных:
- на входном порту коммутатора сообщения подвергают контролю по целостности, принадлежности к числу сконфигурированных каналов, а также по соблюдению зарезервированной за виртуальным каналом интенсивности, а при обнаружении ошибки или нарушении квоты интенсивности в случае неисправности подключенного к входному порту узла осуществляют прореживание потока, все это приводит к потере времени и потере информации;
- маршрутизация сообщения на выходной порт (или выходные порты в случае наличия нескольких приемников у виртуального канала) приводит потеря времени.
Известна «Двунаправленная линия передачи данных между несколькими источниками данных и узлом обработки данных на платформе авионики» (патент США №8032032 В2 от 14.11.2008), содержащая массив пар оптических передатчиков/приемников соединенных с интегрирующей сетью платформы. Модули данных соединены с некоторыми из источников данных и включают в себя приемник для обнаружения управляющих данных и модулятор для модуляции светового сигнала в соответствии с сигналами из источников данных модуля. По меньшей мере одно оптическое волокно соединяет пару оптических передатчиков/приемников массива и соответствующим модулем данных. Источник излучения, связанный с каждым передатчиком, подает световой сигнал с данными управления в соответствующий модуль данных ниже по потоку по оптическому волокну. Световой сигнал модулируется сигналами от модуля данных, при этом смодулированный световой сигнал возвращается в массив приемников выше по потоку по оптическому волокну.
К недостаткам указанного аналога можно отнести применение коммутатора, что приводит к временным задержкам, а в некоторых случаях и потери информации, а также то, что указанная в аналоге линия передачи данных может работать в одном или нескольких диапазонах, выбранных из числа 850 Нм, 980 Нм, 1300 Нм и 1500 Нм.
Известен Международный стандарт SAE AS5659-2, в котором определены требования к организации бортовой сети базе технологии WDM и задач их применения в оборонных и аэрокосмических приложениях.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности при выполнении обмена информации между бортовыми системами в режиме реального времени с гарантированной доставкой сообщений, а также при реализации процедуры реконфигурации комплекса бортового оборудования при отказах, что приводит к повышению безопасности полета.
Указанный технический результат достигается за счет того, что система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотненной бортовой сети реального времени содержит по меньшей мере два вычислительных модуля, в которых функционируют программные приложения, оптическую линию связи, оптический мультиплексор и оптический демультиплексор и отличается тем, что вычислительный модуль, связан по системной интерфейсной шине со спектральным сетевым оконечником, содержащим передающий и принимающий оптические модули. Передающий оптический модуль состоит из передающего контроллера, по меньшей мере одного оптического приемника, оптического мультиплексора, а принимающий оптический модуль состоит из принимающего контроллера, по меньшей мере одного оптического приемника и оптического демультиплексора, также система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотненной бортовой сети реального времени содержит сетевой спектральный мультиплексор, состоящий из оптических усилителей, сетевого оптического мультиплексора и оптического разветвителя, причем передающий контроллер, в котором организована выходная область памяти и выходной кольцевой буфер, своим выходом последовательно связан с каждым оптическим передатчиком и оптическим мультиплексором. Выход оптического мультиплексора последовательно связан с первым оптическим усилителем, сетевым оптическим мультиплексором, оптическим разветвителем и вторым оптическим усилителем сетевого спектрального мультиплексора, а выход второго оптического усилителя сетевого спектрального мультиплексора связан с оптическим демультиплексором принимающего оптического модуля, выход которого связан последовательно с по меньшей мере одним оптическим приемником, принимающим контроллером, причем принимающий контроллер связан с вычислительным модулем, в котором организована входная область памяти и входной кольцевой буфер.
На вход каждого принимающего и передающего контроллера поступают сигналы управления от вычислительного модуля по системной интерфейсной шине, причем выход каждого передающего контроллера соединен с входами оптического передатчика и оптического мультиплексора линией связи, по которой передаются сигналы управления, а выход каждого принимающего контроллера соединен с входами оптического приемника и оптического демультиплексора линией связи, по которой передаются сигналы управления.
Изобретение поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - Структурная схема системы передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотненной бортовой сети реального времени.
На фиг. 1 представлены:
1 - бортовые системы, входящие в комплекс бортового оборудования (КБО);
2 - вычислительные модули бортовых систем (количество определяется структурой бортового комплекса), в рамках которого функционируют программные приложения;
3 - спектральные сетевые оконечники;
4 - датчики, представляющие множество элементов бортового комплекса, реализующие отдельные функциональные задачи по управлению или/и контролю за самолетными системами, в отличии от бортовых систем имеет только одну оптическую длину волны λД для связи с другими бортовыми системами или датчиками;
5 - сетевой спектральный мультиплексор, формирующий общий информационный оптический спектрально-уплотненный поток данных λО из множества отдельных частных информационный оптический спектрально-уплотненный потоков данных, сформированных каждой бортовой системой.
Фиг. 2 - Структурная схема спектрального сетевого оконечника.
На фиг. 2 представлены:
6 - принимающий оптический модуль;
7 - принимающий контроллер;
8 - оптический приемник;
9 - оптический демультиплексор;
10 - передающий оптический модуль;
11 - передающий контроллер;
12 - оптический передатчик;
13 - оптический мультиплексор.
Фиг. 3 - Структурная схема реализации спектрального сетевого мультиплексора.
На фиг. 3 представлены:
14 - оптический усилитель;
15 - сетевой оптический мультиплексор;
16 - оптический разветвитель (сплиттер).
При проектировании системы передачи информации в реальном времени для летательного аппарата необходимо заранее сформировать перечень всех бортовых систем 1 комплекса бортового оборудования (КБО), участвующих в обменных операциях и подключаемых к системе передачи информации в режиме реального времени.
Далее формируют перечень программных приложений, функционирующих в каждом из вычислительных модулей 2 бортовых систем из состава КБО, участвующих в обмене информации, с разделением их на две группы: первая группа включает общее количество программных приложений передающих информацию
Figure 00000001
, вторая группа включает общее количество программных приложений, принимающих информацию
Figure 00000002
(в общем случае
Figure 00000003
).
После формируют общий перечень программных приложений, передающих информацию по всему КБО - Lout.
На основании сформированных ранее перечней устанавливают истинность соотношения Lout≤λ, где λ - максимальное число спектрально-уплотненных каналов в оптической сети системы передачи информации в режиме реального времени. В случае, если соотношение Lout≤λО истинно, то переходят к установлению соответствия (распределению) между конкретными
Figure 00000001
(отдельных систем) и λ. Если соотношение Lout≤λО ложно, то переходят к временному уплотнению, которое заключается в сборке сообщений от различных программных приложений, функционирующих в вычислительных модулях бортовых систем из состава, КБО в последовательность передаваемых данных по одному λ-каналу.
В спектральном сетевом оконечнике (ССО) 3 каждой бортовой системы КБО определяют суммарное количество выходных λ-каналов. Например, для бортовой системы А спектрально-уплотненная группа каналов определяется как:
Figure 00000004
,
со своим набором длин волн, свойственному только для данного ССО, данной бортовой системы КБО и данному перечню программных приложений. Возможны два подхода к формированию λout.
Первый подход базируется на заранее подобранной готовой компонентной базе системы передачи информации в реальном времени, а именно на подобранных передающих оптических модулях соответствующих, например, спектрально-уплотненной группе каналов λA out, а также на оптических мультиплексорах, формирующих спектрально-уплотненный поток как для каждой бортовой системы например λA out, так и объединяющих в общий канал, со спектрально уплотнением всех выходных каналов от каждой бортовой системы:
Figure 00000005
.
Второй подход базируется на возможности программной настройки каждой группы оптических компонент в каждой составной части КБО на собственную выходную группу длин волн (например, λN out). Это значит, что для реализации необходимо, чтобы на уровне устройства, отвечающего за формирование оптического сигнала (трансмиттера), имелась возможность программного управления значением выходной оптической длины волны.
Первый подход имеет реальную технологическую, компонентную базу. Второй подход, более перспективный, но на данном этапе существенно ограничен из-за невозможности произвести настройки по всем диапазонам длин волн требуемого для покрытия всего множества выходных каналов λout, при больших количествах λout.
Далее определяют в ССО каждой бортовой системы КБО суммарное количество входных
Figure 00000006
, со своим набором длин волн, свойственному только для данной оконечной системе, данной составной части КБО и данному перечню программных приложений. Возможны три подхода определению λinp-каналов:
- первый подход базируется на приеме всего множества λ-каналов каждого ССО и в этом случае
Figure 00000007
, но данный подход требует больших затрат по компонентной базе;
- второй подход базируется на заранее подобранной готовой компонентной базе оптической сети, а именно оптического демультиплексора, принимающего и демультиплексирующего спектрально-уплотненный канал λO out с получением на своем выходе группы отдельных оптических λinp каналов, необходимых для работы данной системы (например, λH inp);
- третий подход базируется на возможности программной настройки каждой группы оптических компонент, в каждой составной части КБО, на собственную входную группу длин волн (например, λA inp). Что обеспечивается возможностью программного управления приема значением входной оптической длины волны, на уровне приемника оптического сигнала (ресивера).
Готовым для реализации является второй подход.
На физическом уровне в предлагаемом изобретении используется полностью оптическая бортовая информационная сеть обмена на базе технологии спектрального уплотнения оптических каналов (WDM - wavelength-division multiplexing), а на информационном уровне - распределенная общая память (DSM - Distributed Shared Memory), при использовании которой каждому вычислителю системы предоставляются копии памяти всех остальных вычислителей.
Спектральное мультиплексирование с разделением по длинам волны (WDM) позволяет передавать информацию по множества независимых каналов, на оптических волнах разной длины, по одному оптическому волокну.
Общая логика работы системы передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотненной бортовой сети реального времени поясняется далее (фиг. 1).
Предлагаемая система передачи информации в реальном времени обладает суммарным количеством длин оптических волн λi, способных мультиплексироваться в единый канал λO=Uλn. Каждому из множеств программных приложений бортовых систем 1, формирующих выходные данные Pout ставится в соответствие одна фиксированная длина волны λi по которой данное программное приложение будет передавать информацию, и область памяти
Figure 00000008
передающего контроллера 11 (фиг. 2) ССО 3 для данного программного приложения, то есть
Figure 00000009
. Любое программное приложение любого вычислительного модуля 2 бортовой системы 1, готовое к передаче информации, осуществляет передачу сформированных сообщений в область памяти
Figure 00000010
передающего контроллера 11 ССО 3.
Каждый ССО 3 представляет собой спектральное сетевое устройство и обеспечивает доступ КБО к системе передачи информации по принципу распределенной памяти (DSM - памяти) и состоит из передающего оптического модуля (ПОМ) 10, включающего в себя: передающий контроллер 11, оптический передатчик 12, оптический мультиплексор 13, а также из принимающего оптического модуля (ПрОМ) 6, включающего в себя: принимающий контроллер 7, оптический приемник 8, оптический демультиплексор 9. Каждый ССО 3 по системной интерфейсной шине связан с вычислительным модулем 2.
Каждый передающий контроллер 11 осуществляет формирование пакета данных для передачи, кодирование пакета данных, передачу пакета данных в выходную область памяти, построенную по принципу кольцевого буфера FIFO (англ. first in - first out, «первым пришел -первым вышел»).
Передающий оптический модуль 10 спектрального сетевого оконечника 3 осуществляет разбивку сообщения на кадры, производит необходимую кодировку выходного сообщения и последовательно передает полученные кадры в выходной кольцевой буфер на базе FIFO
Figure 00000011
, установленный в контроллере 11 ПОМ 10. Кольцевой буфер на базе FIFO
Figure 00000012
на фиг. не представлен.
Последовательный код с выхода кольцевого буфера
Figure 00000013
передающего контроллера 11 передается на оптический передатчик 12, формирующий оптический сигнал λi, и через него осуществляет циклическую передачу данных по соответствующему выходному оптическому λout каналу.
Данный оптический сигнал поступает на оптический мультиплексор 13, который включает λi в формируемый им частный спектрально-уплотненный оптический канал λC данной бортовой системы. Кольцевой буфер
Figure 00000014
циклически передает полученное сообщение в оптический канал λC, до момента смены информации.
Оптический канал λC с выхода оптического мультиплексора 13 поступает на вход оптического усилителя 14 спектрального сетевого мультиплексора (ССМ) 5. ССМ 5 состоит из: оптических усилителей 14, сетевого оптического мультиплексора 15, оптического разветвителя (сплиттера) 16. ССМ 5 из всех приходящих ему на вход частных оптических каналов формирует общий информационный оптический спектрально-уплотненный поток данных - λO. В составе λO данные канала λi поступают на все оптические демультиплексоры 9 всех бортовых систем 1 КБО. Оптический демультиплексор 9, входящий в состав ПрОМ 6 спектрального сетевого оконечника 3, в зависимости от настроек может либо формировать на своем выходе полный набор оптических сигналов, входящих в единый канал λO=Uλn, то есть все n-длин волн, либо производить выборочный прием группы λ, на которые настроен данный оптический демультиплексор 9. Далее в случае прохождения λi через демультиплексор 9 происходит преобразование оптического сигнала в цифровой, его декодирование, формирование кадра и ввод кадра во входной кольцевой буфер FIFO -
Figure 00000015
принимающего контроллера 7.
Каждый принимающий контроллер 7 осуществляет декодирование входного пакета данных, контроль правильности принятой информации, формирование пакета принятых данных, который укладывается в область памяти принимающего контроллера 7 для передачи в программное приложение вычислительного модуля 2. Для программного приложения принимаемый пакет данных определяется как сообщение
Figure 00000016
.
Пример функционирования ССМ 5 представлен на примере ниже (фиг. 3). ССМ 5 осуществляет прием частных спектрально-уплотненных оптических выходных каналов от каждого ССО 3, каждой бортовой системы 1. На фиг. 3 представлены каналы, начиная с
Figure 00000017
по
Figure 00000018
. Далее входные оптические каналы проходят через оптические усилители 14 и поступают на оптический мультиплексор 15. На выходе последнего формируется общий информационный оптический спектрально-уплотненный поток данных - λO (1…64). Далее посредством оптического разветвителя 16 происходит размножение потока λO (1…64) на восемь линий (частный случай, количество выходных оптических каналов разветвителя 16 определяется структурой системы передачи информации в реальном времени), по которым информация передается в ССО 3 вычислительных модулей 2 бортовых систем 1 КБО.
В добавление к описанной логике работы ССО 3 ниже приведено назначение управляющих сигналов Сλ. Данные сигналы обеспечивают возможность настройки работы оптических приемников 8, оптических передатчиков 11, оптического мультиплексора 12 и оптического демультиплексора 9 на работу с различными длинами волн λi, циркулирующих в системе передачи информации в реальном времени. Необходимость настройки оптических компонент ССО 3 на различные длины волн определяется:
- ограниченным количеством длин волн, используемых при спектральном уплотнении (эта цифра колеблется от 96 до 128, хотя есть публикации, где сообщается о работе с 256 длинами волн);
- особенностями режима динамической реконфигурации бортовых систем КБО при отказах.
Каждый ПОМ 10 каждого ССО 3 в зависимости от состояния управляется вектором:
Cт CCO = {CλT1 out, CλT2 out, CλT3 out… CλTn out},
где: СλT1 out - сигнал управления первым оптическим передатчиком 12;
CλTn out - сигнал управления n-оптическим передатчиком 12.
Так как каждый компонент вектора управления ССО 3 определяет выходную длину волны λi для данного одного из выходного λ-канала, то для данного вектора недопустимо равенство значений его компонент. Также необходимо соблюдать требование, чтобы пересечение (логическое «И») множеств векторов управления, передающих компонент различных ССО 3, было пустым:
Figure 00000019
где g - количество ССО.
Несоблюдение данного требования приведет нарушению режима работы спектрального уплотнения.
Допустимое множество управляющих векторов CCCO образуют матрицу управления формирования выходными каналами оптических передатчиков 8 (трансмиттеров), каждая строка которой определяет один из возможных наборов оптических длин волн для одного из ССО 3 вычислительного модуля бортовой системы, входящей в КБО.
Соответственно для передающего оптического модуля дополнительно вводится вектор управления передающего оптического модуля:
CR CCO = {CλR1 out, CλR2 out, CλR3 out… .CλRn out},
где CλR1 out - сигнал управления оптическим первым оптическим приемником 8;
CλRnout - сигнал управления оптическим n оптическим приемником 8.
На данный вектор распространяются те же ограничения:
Figure 00000020
где g - количество ССО.
Логика работы ССО 3 будет следующей (фиг. 3). Количество оптических передатчиков 12 в каждом ССО 3 складывается из двух групп:
Figure 00000021
где:
Tcco - общее число оптических передатчиков в каждом ССО;
Figure 00000022
- базовый набор оптических передатчиков в каждом ССО;
Figure 00000023
- избыточные (redundancy) оптические передатчики в каждом ССО.
Суммарное количество оптических передатчиков 12 в рассматриваемом комплексе соответственно равно:
Figure 00000024
где s - число бортовых систем 1 в КБО.
Общее число каналов λк в системе передачи информации в реальном времени может быть сформировано как:
С избыточностью:
Figure 00000025
- в этом случае к необходимому количеству каналов прибавляется дополнительная группа
Figure 00000026
.
Без избыточности:
Figure 00000027
- в этом случае число каналов равно базовому, существующему, заложенному количеству оптических каналов.
Соблюдение принципа открытости архитектуры КБО требует, чтобы значение S бралось с запасом для возможности наращивания компонент КБО.
Благодаря предложенной архитектуре системы передачи информации в реальном времени в полностью оптической спектрально-уплотненной бортовой сети реального времени с избыточностью становится возможной динамическая реконфигурация по сетевым каналам
Figure 00000028
, которая осуществляется следующим образом:
1. По определенному перечню отказавшего оборудования формируется список λ, привязанных к отказавшему оборудованию.
2. Формируется перечень избыточных оптических передатчиков 12, которые должны компенсировать отказавшие каналы.
3. Формируется вектор Cт CCO = {CλT1 out, CλT2 out, CλT3 out… CλTn out} и происходит:
- блокировка оптических передатчиков 12 в отказном оборудовании;
- перенастройка оптических передатчиков 12.
4. Формируется вектор CR CCO = {CλR1 out, СλR2 out, СλR3 out…. СλRn out}, и происходит:
- блокировка оптических приемников 8 в отказном оборудовании;
- перенастройка оптических приемников 8.
Соответствующим образом происходит реконфигурация программных приложений и DSM памяти, с которыми работают соответствующие программные приложения.
Логика динамической реконфигурации бортового оборудования с формально отсутствующей избыточностью
Figure 00000029
возможна, если допускается работа с «условной» избыточностью. Под «условной» избыточностью понимается тот ресурс КБО (вычислительные, сетевые и пр.), которые могут быть освобождены от выполнения своих функций без ущерба жизненно важным функциям управления летательного аппарата (ЛА). Логика динамической реконфигурации бортового оборудования в сети со спектральным уплотнением с избыточностью по сетевым каналам
Figure 00000030
, проходит следующим образом:
1. По определенному перечню отказавшего оборудования формируется список λ, привязанных к отказавшему оборудованию.
2. Формируется перечень условно избыточных оптических передатчиков 12, которые должны компенсировать отказавшие каналы.
3. Формируется вектор Cт CCO = {CλT1 out, CλT2 out, CλT3 out… CλTn out} и происходит:
- блокировка оптических передатчиков 12 в отказном оборудовании;
- перенастройка выходных оптических передатчиков 12.
4. Формируется вектор CR CCO = {CXR1 out, CλR2 out, CλR3 out… CλRn out}, и происходит:
- блокировка ресиверов в отказном оборудовании;
- перенастройка оптических приемников 8.
5. Соответствующим образом происходит реконфигурация программных приложений и областей памяти контроллеров, образующих DSM память, с которыми работают соответствующие программные приложения.
Как видно из приведенного выше описания, сформированная таким образом система передачи информации в режиме реального времени свободна от ряда недостатков:
- обмен информацией между бортовыми системами осуществляется в режиме реального времени с гарантированной доставкой сообщений благодаря использованию в предлагаемом изобретении спектральных сетевых оконечников и спектрального сетевого мультиплексора, формирующих спектрально-уплотненный поток, объединяющий λ-каналы;
- становится возможной реконфигурация комплекса бортового оборудования при отказах за счет использования в предлагаемой системе спектральных сетевых оконечников, реализующих управление формированием λ-каналов как на выдаче так и на приеме.

Claims (1)

1. Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотненной бортовой сети реального времени содержит по меньшей мере два вычислительных модуля с функционирующими в них программными приложениями, оптическую линию связи, мультиплексор и демультиплексор и отличается тем, что вычислительный модуль, связан по системной интерфейсной шине со спектральным сетевым оконечником, содержащим передающий и принимающий оптические модули, причем передающий оптический модуль состоит из передающего контроллера, по меньшей мере одного оптического передатчика, оптического мультиплексора, а принимающий оптический модуль состоит из принимающего контроллера, по меньшей мере одного оптического приемника и оптического демультиплексора, также система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотненной бортовой сети реального времени содержит сетевой спектральный мультиплексор, состоящий из оптических усилителей, сетевого оптического мультиплексора и оптического разветвителя, причем передающий контроллер, в котором организована выходная область памяти и выходной кольцевой буфер, своим выходом последовательно связан с каждым оптическим передатчиком и оптическим мультиплексором, при этом выход мультиплексора последовательно связан с первым оптическим усилителем, сетевым оптическим мультиплексором, оптическим разветвителем и вторым оптическим усилителем сетевого спектрального мультиплексора, а выход второго оптического усилителя сетевого спектрального мультиплексора связан с оптическим демультиплексором принимающего оптического модуля, причем выход демультиплексора связан последовательно с по меньшей мере одним оптическим приемником, принимающим контроллером, причем принимающий контроллер связан с вычислительным модулем, в котором организована входная область памяти и входной кольцевой буфер, при этом на вход каждого принимающего и передающего контроллера поступают сигналы управления от вычислительного модуля по системной интерфейсной шине, причем выход каждого передающего контроллера соединен с входами оптического передатчика и мультиплексора линией связи, по которой передаются сигналы управления, а выход каждого принимающего контроллера соединен с входами оптического приемника и оптического демультиплексора линией связи, по которой передаются сигналы управления.
RU2018143467A 2018-12-07 2018-12-07 Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотнённой бортовой сети реального времени RU2694137C9 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143467A RU2694137C9 (ru) 2018-12-07 2018-12-07 Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотнённой бортовой сети реального времени
PCT/RU2019/000837 WO2020117094A2 (ru) 2018-12-07 2019-11-21 Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотнённой бортовой сети реального времени

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143467A RU2694137C9 (ru) 2018-12-07 2018-12-07 Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотнённой бортовой сети реального времени

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2694137C1 true RU2694137C1 (ru) 2019-07-09
RU2694137C9 RU2694137C9 (ru) 2019-08-22

Family

ID=67252368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018143467A RU2694137C9 (ru) 2018-12-07 2018-12-07 Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотнённой бортовой сети реального времени

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2694137C9 (ru)
WO (1) WO2020117094A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771792C1 (ru) * 2021-03-23 2022-05-12 Федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФАУ "ГосНИИАС") Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотненной бортовой сети

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2744517C1 (ru) * 2020-03-27 2021-03-11 Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС») Двухконтурная система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотнённой бортовой сети

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050123300A1 (en) * 2003-10-18 2005-06-09 Kim Byoung W. WDM-PON system based on wavelength-tunable external cavity laser light source
US20090257749A1 (en) * 2008-04-07 2009-10-15 Nokia Siemens Networks Oy Upgradeable Passive Optical Network
RU2380837C1 (ru) * 2005-11-29 2010-01-27 Вячеслав Константинович Сахаров Многоканальный оптический мультиплексор ввода/вывода с динамической функциональностью
US20100124421A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration, Inc. (Delaware Corp.) Bi-directional optical link between multiple data sources and a processing node in an avionics platform
RU110578U1 (ru) * 2011-02-01 2011-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Оптоволоконные мультиплексоры" Система оптической связи

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6956998B2 (en) * 2002-08-22 2005-10-18 Prima Luci, Inc. Compact optical delay lines
CN1745529B (zh) * 2003-02-13 2015-08-19 日本电信电话株式会社 光通信网络系统
US8238750B2 (en) * 2009-08-04 2012-08-07 Cisco Technology, Inc. Split/smart channel allocated WDM-PON architecture
KR101545728B1 (ko) * 2013-07-24 2015-11-23 (주) 인텍이앤씨 보호 절체 기능을 갖는 광송수신 장치, 광송신 장치 및 광수신 장치
US9660757B2 (en) * 2014-06-17 2017-05-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Low latency fiber optic local area network

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050123300A1 (en) * 2003-10-18 2005-06-09 Kim Byoung W. WDM-PON system based on wavelength-tunable external cavity laser light source
RU2380837C1 (ru) * 2005-11-29 2010-01-27 Вячеслав Константинович Сахаров Многоканальный оптический мультиплексор ввода/вывода с динамической функциональностью
US20090257749A1 (en) * 2008-04-07 2009-10-15 Nokia Siemens Networks Oy Upgradeable Passive Optical Network
US20100124421A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration, Inc. (Delaware Corp.) Bi-directional optical link between multiple data sources and a processing node in an avionics platform
RU110578U1 (ru) * 2011-02-01 2011-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Оптоволоконные мультиплексоры" Система оптической связи

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771792C1 (ru) * 2021-03-23 2022-05-12 Федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФАУ "ГосНИИАС") Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотненной бортовой сети

Also Published As

Publication number Publication date
RU2694137C9 (ru) 2019-08-22
WO2020117094A3 (ru) 2020-07-30
WO2020117094A2 (ru) 2020-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7526203B2 (en) Apparatus and method for optical switching at an optical switch fabric
CA2010393C (en) Communication switching system
CA2357939A1 (en) Master-slave communications system and method for a network element
JP2015130663A (ja) ネットワークデバイスおよび情報送信方法
EP0806100B1 (en) Grooming device for streamlining telecommunication signals
US7233590B2 (en) Switched channel-band network
US20230030158A1 (en) Optical communication apparatus, optical communication system and optical communication method
US7209477B2 (en) Multi-subshelf control system and method for a network element
US7536103B2 (en) Reconfigurable optical switching system
RU2694137C1 (ru) Система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотнённой бортовой сети реального времени
US4775210A (en) Voice and data distribution system with fiber optic multinode star network
CN110062303B (zh) 基于mesh网络的自适应大容量交叉光通信设备架构
US20060274736A1 (en) System and method for a control services link for a multi-shelf node in a communication switch
US20220070114A1 (en) System and method for enabling tsn-stream configuration
US7054555B2 (en) Communication network, wavelength division multiplex transmission equipment, optical switch equipment, and optical attribute/state administering method for them
US20030053176A1 (en) Passive optical network system for effectively utilizing communication bandwidth
US5612958A (en) Method and device for the asynchronous transmission of data by means of a synchronous bus
CN110518978B (zh) 基于光纤链路的混合数据传输组件
US8014671B1 (en) Wavelength division multiplexed optical channel switching
US20070230429A1 (en) On-board cdma communication networkforecast
RU2744517C1 (ru) Двухконтурная система передачи информации в реальном времени на базе полностью оптической спектрально-уплотнённой бортовой сети
JP2001509334A (ja) フォーマットとプロトコルが異なるメッセージの接続方法および装置
US20060127088A1 (en) Path protection method for a wdm network and according node
US10594607B2 (en) Switching apparatus, switching apparatus group, data transmission method, and computer system
US20030058846A1 (en) System and method for a control services link for a multi-shelf node in a communication switch

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification