RU64456U1 - FIBER OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM - Google Patents

FIBER OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU64456U1
RU64456U1 RU2006146488/22U RU2006146488U RU64456U1 RU 64456 U1 RU64456 U1 RU 64456U1 RU 2006146488/22 U RU2006146488/22 U RU 2006146488/22U RU 2006146488 U RU2006146488 U RU 2006146488U RU 64456 U1 RU64456 U1 RU 64456U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switch
optical
distribution station
output
input
Prior art date
Application number
RU2006146488/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Кейстович
Николай Алексеевич Матюшечкин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет"
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 "Научно-производственное предприятие "Полет" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority to RU2006146488/22U priority Critical patent/RU64456U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU64456U1 publication Critical patent/RU64456U1/en

Links

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к технике связи и может быть использована для организации обмена цифровой информацией в системах автоматизированного обмена данными по волоконно-оптическим каналам, например, в бортовых объектах. Повышение надежности обмена данными и снижение потерь информации в процессе обмена обеспечивается за счет введения дополнительных, резервных контроллеров, коммутаторов и процессоров, причем каждый из двух последних узлов соединен с аналогичными узлами двусторонними связями по принципу «каждый с каждым».The utility model relates to communication technology and can be used to organize the exchange of digital information in automated data exchange systems via fiber-optic channels, for example, in on-board facilities. Improving the reliability of data exchange and reducing information loss during the exchange is ensured by the introduction of additional, redundant controllers, switches and processors, with each of the last two nodes connected to similar nodes by two-way communication on the principle of "each with each".

Description

Полезная модель относится к технике связи и может быть использована для организации обмена цифровой информацией в системах автоматизированного обмена данными по волоконно-оптическим каналам, например, в бортовых объектах.The utility model relates to communication technology and can be used to organize the exchange of digital information in automated data exchange systems via fiber-optic channels, for example, in on-board facilities.

Известна кольцевая волоконно-оптическая система передачи информации (ВОСПИ), содержащая N приемопередающих станций и магистральный световод [1]. Каждая из N приемопередающих станций выполнена в виде N резонансных оптических колец, N управляющих электродов, N оптических приемопередающих блоков, приемного регистра, передающего регистра, управляющего регистра и терминала. В кольцевой ВОСПИ информация передается на нескольких оптических несущих, количество которых не менее числа терминалов в системе. Кольцевая ВОСПИ работает в двух режимах. В первом режиме станции находятся в состоянии ожидания сигналов из магистрального световода. Во втором режиме обеспечивается операция приема-передачи сигналов для обмена информацией между станциями и терминалами.Known annular fiber-optic information transmission system (VOSPI), containing N transceiver stations and the main fiber [1]. Each of the N transceiver stations is made in the form of N resonant optical rings, N control electrodes, N optical transceiver blocks, a receive register, a transmit register, a control register, and a terminal. In the ring FOSEP, information is transmitted on several optical carriers, the number of which is not less than the number of terminals in the system. Ring FULLY works in two modes. In the first mode, the stations are in a standby state of signals from the trunk fiber. In the second mode, the operation of receiving and transmitting signals for the exchange of information between stations and terminals is provided.

К недостаткам данной системы следует отнести низкую надежность работы резонансных оптических колец в условиях механических и климатических воздействий.The disadvantages of this system include the low reliability of the resonant optical rings under mechanical and climatic conditions.

Известны методы повышения надежности оборудования за счет резервирования аппаратуры, например, в бортовой системе цифровой связи, обеспечивающей обмен данными между пилотажно-навигационными системами интегрированного комплекса бортового оборудования (ИКБО) [2]. В ИКБО обеспечивается как аппаратное, так и функциональное резервирование систем, в том числе и проводных линий связи. Каждая система имеет двойное горячее резервирование. Резервирование реализуется на основе согласованных «Протоколов информационного взаимодействия систем» в строгом соответствии с международными нормативными документами (ARINC, DO, ED, документами SITA/ARINC и другими).Known methods for improving the reliability of equipment due to redundancy of equipment, for example, in an on-board digital communication system that provides data exchange between flight-navigation systems of an integrated complex of on-board equipment (IKBO) [2]. IKBO provides both hardware and functional redundancy of systems, including wired communication lines. Each system has double hot standby. Reservation is implemented on the basis of agreed “Protocols for the information interaction of systems” in strict accordance with international regulatory documents (ARINC, DO, ED, SITA / ARINC documents and others).

К недостаткам данной системы следует отнести:The disadvantages of this system include:

- низкая помехозащищенность проводных каналов связи от электромагнитного излучения бортовых источников мощных помех (радиостанций, ключевых источников питания, радиолокатора и других);- low noise immunity of wired communication channels from electromagnetic radiation of on-board sources of powerful interference (radio stations, key power sources, radar and others);

- отсутствие возможности наращивания функций бортовых систем из-за ограничений по пропускной способности бортовых проводных каналов связи;- the lack of the possibility of increasing the functions of on-board systems due to restrictions on the throughput of on-board wired communication channels;

- низкая скорость передачи информации по проводным каналам связи из-за особенностей их амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик.- low speed of information transfer through wired communication channels due to the characteristics of their amplitude-frequency and phase-frequency characteristics.

Известно устройство, содержащее N станций, соединенные между собой через оптические приемопередатчики, связанные соответствующими волоконными световодами с оптическими коммутаторами, шины управления, шины адреса, блоки элементов И, блоки элементов ИЛИ, элементы И, элементы ИЛИ, дешифраторы, триггеры, инверторы, блок формирования сигнала окончания информационного обмена [3].A device is known that contains N stations interconnected via optical transceivers connected by respective optical fibers to optical switches, control buses, address buses, blocks of AND elements, blocks of OR elements, AND elements, OR elements, decoders, triggers, inverters, forming unit signal end information exchange [3].

К недостаткам устройства следует отнести то, что в нем определяется направление, в котором расположена запрашиваемая станция и при посылке оптического сигнала в этом направлении блокируется на это время передача-прием сообщений для других станций.The disadvantages of the device include the fact that it determines the direction in which the requested station is located and when sending an optical signal in this direction, the transmission and reception of messages for other stations is blocked at this time.

Наиболее близкой к заявляемой модели является волоконно-оптическая система связи, содержащая распределительную станцию (PC), соединенную с N приемопередающими абонентскими станциями (системами) (АС) посредством волоконно-оптических линий связи [4]. Распределительная станция выполнена из N цепей по числу абонентских станций. Каждая цепь содержит анализатор сигнала запроса, оптический ответвитель, фотоприемник, коммутатор, дешифратор сигнала «Стоп», дешифратор сигнала запрос, элемент ИЛИ, одновибратор, оптический передатчик, оптический сумматор, формирователь сигнала «Аварийный сброс», оптический коммутатор. Выход соответствующей АС через соответствующую ВОЛС соединен с соответствующим входом PC. Соответствующий выход PC через соответствующую ВОЛС соединен с входом соответствующей AC. PC выполнена в виде N цепей и анализатора сигналов запроса. Каждая цепь, например первая, состоит из последовательно соединенных оптического ответвителя, фотоприемника, коммутатора. Выходы коммутатора соединены соответственно с входом дешифратора сигнала «стоп» и дешифратора сигнала «запрос». Выходы последнего соединены с канальными входами анализатора сигналов запроса, выходы которого через последовательно соединенные элемент ИЛИ, одновибратор и оптический передатчик соединены с входом оптического сумматора. Выход одновибратора через формирователь сигнала «аварийный сброс» соединен с соответствующим входом «сброс» анализатора сигналов запроса. Выход дешифратоpa Closest to the claimed model is a fiber-optic communication system containing a distribution station (PC) connected to N transceiver subscriber stations (systems) (AC) via fiber-optic communication lines [4]. The distribution station is made of N circuits according to the number of subscriber stations. Each circuit contains a request signal analyzer, an optical coupler, a photodetector, a switch, a Stop signal decoder, a request signal decoder, an OR element, a single vibrator, an optical transmitter, an optical adder, an Emergency Reset signal generator, an optical switch. The output of the corresponding speaker through the corresponding FOCL is connected to the corresponding input of the PC. The corresponding PC output through the corresponding FOCL is connected to the input of the corresponding AC. PC is made in the form of N circuits and a request signal analyzer. Each circuit, for example the first, consists of a series-connected optical coupler, photodetector, switch. The outputs of the switch are connected respectively to the input of the stop signal decoder and the request signal decoder. The outputs of the latter are connected to the channel inputs of the request signal analyzer, the outputs of which are connected via a series-connected OR element, the one-shot and the optical transmitter are connected to the input of the optical adder. The output of the single-vibrator through the “emergency reset” signal conditioner is connected to the corresponding “reset” input of the request signal analyzer. Decoder output

сигнала «стоп» соединен с другим входом формирователя сигнала «аварийный сброс». Выходы анализатора сигналов запроса соединены с управляющими входами оптического коммутатора. Сигнальный вход оптического коммутатора соединен с другим выходом оптического ответвителя, а выходы оптического коммутатора соединены с соответствующими входами N-1 оптических сумматоров. N-й выход элемента ИЛИ соединен с другим входом коммутатора. Выход каждого оптического сумматора является соответствующим выходом PC. Вход каждого оптического ответвителя является соответствующим входом PC. К недостаткам прототипа следует отнести:the stop signal is connected to another input of the emergency reset signal former. The outputs of the request signal analyzer are connected to the control inputs of the optical switch. The signal input of the optical switch is connected to another output of the optical coupler, and the outputs of the optical switch are connected to the corresponding inputs of the N-1 optical adders. The nth output of the OR element is connected to another input of the switch. The output of each optical adder is the corresponding output of the PC. The input of each optical coupler is the corresponding input of the PC. The disadvantages of the prototype include:

- прототип рассчитан на работу только с N приемопередающими абонентскими станциями (системами) без обеспечения резервирования;- the prototype is designed to work only with N transceiver subscriber stations (systems) without redundancy;

- снижается скорость обмена информацией из-за блокирования запросов, которые вступают в конфликт с ранее принятыми к обслуживанию запросами, обслуживание по которым не завершено. Поэтому наблюдается потеря передаваемой информации.- the speed of information exchange is reduced due to the blocking of requests that come into conflict with requests previously accepted for servicing for which service has not been completed. Therefore, there is a loss of transmitted information.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности обмена данными и снижение потерь информации в процессе обмена.The main task to be solved by the claimed invention is directed is to increase the reliability of data exchange and reduce information loss during the exchange process.

Указанный технический результат достигается тем, в волоконно-оптическую систему связи, содержащую распределительную станцию (PC), N основных приемопередающих блоков и волоконно-оптические кабели (ВОК), причем распределительная станция состоит из N цепей по числу приемопередающих блоков, коммутатора, а каждая цепь содержит фотоприемник распределительной станции, дешифратор сигнала, оптический передатчик распределительной станции, введены (n-1)·N резервных приемопередающих блоков, аналогичных основному, (n-1)·N контроллеров, каждый из которых соединен двухсторонними связями с соответствующими приемопередающим блоком и оптическим приемопередатчиком, n резервных распределительных станций, (n-1)·N оптических приемопередатчиков, каждый из которых состоит из фотоприемника и оптического передатчика, соединенных соответственно с оптическим передатчиком соответствующей распределительной станции и фотоприемником соответствующей распределительной станции через два соответствующих ВОК, в каждую из N цепей введен дополнительно шифратор, вход которого подключен к одному из N выходов коммутатора, а выход - к входу соответствующего оптического передатчика распределительной The specified technical result is achieved by the fiber optic communication system containing a distribution station (PC), N main transceiver units and fiber optic cables (FOC), and the distribution station consists of N circuits according to the number of transceiver units, a switch, and each circuit contains a photodetector of a distribution station, a signal decoder, an optical transmitter of a distribution station, (n-1) · N redundant transceiver units similar to the main one, (n-1) · N controllers, each of which connected by two-way communications with the corresponding transceiver unit and the optical transceiver, n redundant distribution stations, (n-1) · N optical transceivers, each of which consists of a photodetector and an optical transmitter connected respectively to an optical transmitter of the corresponding distribution station and a photodetector of the corresponding distribution station via two corresponding woks, an encoder is added to each of the N circuits, the input of which is connected to one of the N outputs in the switch, and an output - to the input of the distributor corresponding optical transmitter

станции, а в каждую из n распределительных станций введен процессор, выход управления которого подключен к (N+1)-y управляющему входу коммутатора, а первый вход/выход - двухсторонними связями соответственно к входу/выходу коммутатора, вторые входы/выходы каждого из процессоров каждой из n распределительных станций соединены между собой двусторонними межпроцессорными связями по принципу «каждый с каждым», входы/выходы каждого из n коммутаторов соединены между собой двусторонними межкоммутаторными связями по принципу «каждый с каждым», (n-1) - число резервируемых коммутаторов, при этом выход фотоприемника соответствующей распределительной станции через дешифратор сигнала подключен к соответствующему управляющему входу коммутатора, а также к одному из N входов данных коммутатора.stations, and each of n distribution stations has a processor whose control output is connected to the (N + 1) -y control input of the switch, and the first input / output - by two-way communications, respectively, to the input / output of the switch, the second inputs / outputs of each processor each of n distribution stations are interconnected by two-way interprocessor communications on a one-to-one basis, the inputs / outputs of each of n switches are interconnected by two-way inter-processor communications on a one-to-one basis, (n-1) - the number of redundant switches, while the output of the photodetector of the corresponding distribution station through a signal decoder is connected to the corresponding control input of the switch, as well as to one of the N data inputs of the switch.

На фигуре приведена структурная схема и введены обозначения:The figure shows the structural diagram and the notation:

1 - N основных приемопередающих блоков;1 - N main transceiver blocks;

2 - (n-1)-N резервных приемопередающих блоков;2 - (n-1) -N redundant transceiver blocks;

3 - контроллер;3 - controller;

4 - оптический приемопередатчик, состоящий из фотоприемника 8 и оптического передатчика 7;4 - an optical transceiver, consisting of a photodetector 8 and an optical transmitter 7;

5 - волоконно-оптические кабели (ВОК);5 - fiber optic cables (FOC);

6 - одна из цепей распределительной станции 18;6 - one of the circuits of the distribution station 18;

7 - оптический передатчик;7 - optical transmitter;

8 - фотоприемник;8 - photodetector;

9 - дешифратор сигнала;9 - signal decoder;

10 - шифратор;10 - encoder;

11 - N входов данных коммутатора;11 - N inputs of the data switch;

12 - коммутатор;12 - switch;

13 - процессор;13 - processor;

14 - выход управления процессора 13;14 - control output of the processor 13;

15 - первый вход/выход процессора 13;15 - the first input / output of the processor 13;

16 - второй вход/выход процессора 13 для двусторонней межпроцессорной связи по принципу «каждый с каждым»;16 - the second input / output of the processor 13 for two-way interprocess communication according to the principle of "each with each";

17 - вход/выход коммутатора 12 для двусторонней межкоммутаторной связи по принципу «каждый с каждым».17 - input / output of the switch 12 for two-way inter-switch communication according to the principle of "each with each".

Волоконно-оптическая система связи, называемой далее по тексту система, работает следующим образом.Fiber optic communication system, hereinafter referred to as the system, works as follows.

Система осуществляет обмен данными между основными равнозначными n приемопередающими блоками 1 объекта, например, между информационно-управляющей подсистемой воздушного судна, и другими его вспомогательными (N-1) подсистемами, а также между всеми N блоками 1 по принципу «каждый с каждым». Все N блоков 1 объекта имеют n-кратное резервирование для повышения надежности работы при эксплуатации. Поэтому один из N блоков 1 классифицируется как основной, а остальные, как резервные.The system exchanges data between the main equivalent n transceiver blocks 1 of the object, for example, between the information and control subsystem of the aircraft and its other auxiliary (N-1) subsystems, as well as between all N blocks 1 according to the “each with each” principle. All N blocks of 1 object have n-fold redundancy to increase operational reliability. Therefore, one of the N blocks 1 is classified as primary, and the rest as backup.

При работоспособном состоянии всех N блоков 1 обмен данными между ними обеспечивается в следующем порядке. Информационное сообщение, сформированное в блоке 1 или 2, поступает в соответствующий контроллер 3. В контроллере 3 к информации добавляется служебная часть, например, адрес получателя сообщения, адрес источника информации и другие данные. Затем видеоимпульсы с выхода контроллера 3 в оптическом передатчике 7 оптического приемопередатчика 4 преобразуются в оптические сигналы и по ВОК 5 подаются на фотоприемник 8 одной из N цепей 6 распределительной станции 18. В фотоприемнике 8 оптические сигналы преобразуются в видеоимпульсы, которые поступают одновременно на дешифратор 9 сигнала, информационные входы 11 коммутатора 12 и процессора 13. В дешифраторе 9 сигнала в зависимости от адреса получателя сообщения формируется соответствующая команда, которая подается на один из N управляющих входов коммутатора 12. Эта команда определяет путь прохождения сообщения в коммутаторе 12 и его выход, с которого будет сниматься сообщение. С выхода коммутатора 12 сообщение преобразуется в шифраторе 10 соответствующей цепи 6. Затем видеоимпульсы с выхода шифратора 10 преобразуются в оптические сигналы в оптическом передатчике 7 одной из N цепей 6 распределительной станции 18 и по ВОК 5 подаются на фотоприемник 8 оптического приемопередатчика 4. В фотоприемнике 8 оптического приемопередатчика 4 оптические сигналы преобразуются в видеоимпульсы, которые поступают на вход контроллера 3. В контроллере 3 сообщения проверяются, например, на достоверность, правильность адресации данных или с ними проводятся другие операции. После обработки в контроллере 3 сообщения поступают на соответствующий приемопередающий блок 1. В зависимости от типа сообщения информация может поступать одновременно на несколько приемопередающих блоков 1.With a healthy state of all N blocks 1, data exchange between them is provided in the following order. The information message generated in block 1 or 2 is sent to the corresponding controller 3. In controller 3, the service part is added to the information, for example, the address of the message recipient, the address of the information source, and other data. Then, the video pulses from the output of the controller 3 in the optical transmitter 7 of the optical transceiver 4 are converted into optical signals and transmitted via the FOC 5 to the photodetector 8 of one of the N circuits 6 of the distribution station 18. In the photodetector 8, the optical signals are converted to video pulses that are simultaneously transmitted to the signal decoder 9 , information inputs 11 of the switch 12 and the processor 13. In the signal decoder 9, depending on the address of the message recipient, a corresponding command is generated, which is fed to one of N control x input switch 12. This command determines the path of the messages in the switch 12 and its output, which will be filmed message. From the output of the switch 12, the message is converted in the encoder 10 of the corresponding circuit 6. Then, the video pulses from the output of the encoder 10 are converted into optical signals in the optical transmitter 7 of one of the N circuits 6 of the distribution station 18 and are fed to the photodetector 8 of the optical transceiver 4 in the photodetector 8. In the photodetector 8 optical transceiver 4, the optical signals are converted into video pulses that are fed to the input of the controller 3. In the controller 3 messages are checked, for example, for reliability, correctness of data addressing and and other operations are carried out with them. After processing in the controller 3, the messages are received on the corresponding transceiver unit 1. Depending on the type of message, information can be received simultaneously on several transceiver units 1.

Высокая скорость обмена информацией (Гбит/с), малое (оптимизированное для системы в заданном объекте) позволяют практически исключить наложение данных в коммутаторе 12 от нескольких приемо-передающих блоков 1. Но, если информационные сообщения сформируются одновременно в нескольких блоках 1, то, чтобы исключить коллизии и связанную с ними потерю информации, управление коммутатором 12 осуществляется с помощью процессора 13. На время, равное длительности таких сообщений, коммутатор 12 блокируется. Эти сообщения записываются в процессоре 13 и обрабатываются для определения их степени приоритетности (важности). Наиболее приоритетное сообщение с первого входа/выхода 15 процессора 13 при наличии команды на выходе 14 управления процессора 13 через коммутатор 12, последовательно соединенные шифратор 10, оптический передатчик 7 одной из N цепей 6 распределительной станции 18, ВОК 5, фотоприемник 8 оптического приемопередатчика 4, контроллер 3 подаются на соответствующий приемо-передающий блок 1. После выполнения этой операции аналогично, но по другому адресу, передается менее приоритетное сообщение.High speed of information exchange (Gbit / s), low (optimized for the system in a given object) make it possible to virtually eliminate data overlapping in switch 12 from several transceiver blocks 1. But, if information messages are generated simultaneously in several blocks 1, then to eliminate collisions and related loss of information, the switch 12 is controlled by the processor 13. For a time equal to the duration of such messages, the switch 12 is blocked. These messages are recorded in the processor 13 and processed to determine their degree of priority (importance). The most priority message from the first input / output 15 of the processor 13 in the presence of a command on the output 14 of the control of the processor 13 through the switch 12, the encoder 10 connected in series, the optical transmitter 7 of one of the N circuits 6 of the distribution station 18, wok 5, the photodetector 8 of the optical transceiver 4, the controller 3 is fed to the corresponding transceiver unit 1. After performing this operation, similarly, but to a different address, a lower priority message is transmitted.

Чтобы повысить надежность обмена данными, снизить потери информации в процессе обмена и сохранить циркулирующую между блоками 1 информацию, все n процессоров 13 объединены между собой через вторые входы/выходы 16 процессоров 13 двусторонними межпроцессорными связями по принципу «каждый с каждым». Этим обеспечивается надежность хранения информации оперативная замена вышедшего из строя процессора 13. Аналогичным образом для выполнения указанной выше цели двусторонними связями по принципу «каждый с каждым» через входы/выходы 17 коммутаторов 12 объединяются и коммутаторы 12.In order to increase the reliability of data exchange, reduce information loss during the exchange and keep the information circulating between units 1, all n processors 13 are interconnected via second inputs / outputs 16 of the processors 13 with two-way interprocessor communications according to the “each with each” principle. This ensures the reliability of information storage, the operational replacement of a failed processor 13. Similarly, to achieve the above goals, two-way communications through the inputs / outputs 17 of the switches 12 are combined and the switches 12.

В коммутаторе 12 осуществляются операции, которые позволяют управлять ресурсами и поведением всего объекта на уровне приемо-передающих блоков 1. Функциональные возможности, предоставляемые коммутатором 12, являются универсальными, и поэтому данная функция постоянно находится в составе уровня операционной системы процессора 13, который, в свою очередь, обеспечивает:In the switch 12, operations are performed that allow you to control the resources and behavior of the entire object at the level of the transceiver blocks 1. The functionalities provided by the switch 12 are universal, and therefore this function is constantly included in the operating system level of the processor 13, which, in its The queue provides:

- контроль состояния работоспособности системы для обнаружения места возникновения неисправностей;- monitoring the state of health of the system to detect the place of occurrence of malfunctions;

- выявление неисправностей и их автоматического устранения для идентификации, локализации и фиксации любых неисправностей, которые происходят в процессе работы, а также регистрации данных в целях выполнения технического обслуживания;- identification of malfunctions and their automatic elimination for identification, localization and fixing of any malfunctions that occur during operation, as well as data recording in order to perform maintenance;

- управление конфигурацией системы для инициализации и выключения системы, а также для выполнения реконфигурации при получении указаний на изменение режима функционирования или при возникновении неисправности;- control of the system configuration for initializing and shutting down the system, as well as for performing reconfiguration upon receipt of instructions to change the operating mode or in the event of a malfunction;

- обеспечение безопасности работы системы для сохранения целостности данных, их пригодности к работе и поддержания конфиденциальности данных, отмеченных в качестве защищаемых.- ensuring the security of the system to maintain data integrity, their suitability for work and maintaining the confidentiality of data marked as protected.

Данные по реконфигурации, формируемые контроллерами 3 совместно с процессором 13, в процессе работы (например, адрес, определение вида операции, информация по маршрутизации, данные по неисправностям и другие), необходимы для конфигурирования и управления ресурсами системы. Конфигурация системы описывается состояниями и переходами между ними. Состояние конфигурации характеризуется как каждое устойчивое состояние узла системы. В конечном счете, именно данные, выполняемые в процессе реконфигурации, описывают эти состояния и переходы между ними. В состав этих данных входят:The reconfiguration data generated by the controllers 3 in conjunction with the processor 13 during operation (for example, address, determination of the type of operation, routing information, fault data, and others) are necessary for configuring and managing system resources. The system configuration is described by states and transitions between them. The configuration state is characterized as each steady state of a system node. Ultimately, it is the data that is executed during the reconfiguration that describes these states and the transitions between them. These data include:

- состояние конфигурации;- configuration status;

- необходимость перехода - последовательности действий, которые будут выполнены для того, чтобы перевести соответствующий узел системы из одного состояния конфигурации в другое состояние;- the need for transition - the sequence of actions that will be performed in order to transfer the corresponding system node from one configuration state to another state;

- описание элементов конфигурации компонентов;- a description of the configuration elements of the components;

- описание неисправностей, методов их устранения и корректирующих воздействий по их исправлению;- a description of the malfunctions, methods for their elimination and corrective actions for their correction;

- стратегия управления для обеспечения безопасности работы системы. - management strategy to ensure the security of the system.

В базе данных процессора 13 содержится детальное определение архитектуры аппаратной части системы. На уровне поддержки функционирования процессора 13 содержится детальное описание используемого оборудования системы и предоставляется универсальный, независимый от технологии доступ к ресурсам контроллеров 3, подключенных к приемо-передающим блокам 1.The processor database 13 contains a detailed definition of the hardware architecture of the system. At the level of support for the functioning of the processor 13 contains a detailed description of the used system equipment and provides universal, technology-independent access to the resources of the controllers 3 connected to the transceiver units 1.

Операционной системой процессора 13 предоставляются следующие сервисные функции:The operating system of the processor 13 provides the following service functions:

- виртуальные каналы между i-ми приемо-передающими блоками 1;- virtual channels between the i-th transmit-receive units 1;

- синхронизация;- synchronization;

- управление через последовательно соединенные элементы 12, 10, 7, 5, 4 и 3 работой контроллеров 3, подключенных к приемо-передающим блокам 1;- control through series-connected elements 12, 10, 7, 5, 4 and 3 of the operation of the controllers 3 connected to the transceiver units 1;

- формирование сообщений о возникновении неисправностей;- formation of messages about the occurrence of malfunctions;

- обработка принимаемых и передаваемых файлов;- processing of received and transmitted files;

- управление режимами работы по питанию.- management of nutrition modes.

Таким образом, процессор 13 постоянно устанавливает средства, необходимые для того, чтобы подсоединять приложения к приемо-передающим блокам 1, и тем самым позволять им совместно пользоваться всеми свойствами системы, предоставляемыми архитектурой программного обеспечения.Thus, the processor 13 constantly establishes the means necessary to connect the applications to the transceiver units 1, and thereby allow them to share all the system properties provided by the software architecture.

Архитектура программного обеспечения процессора 13 обеспечивает поддержку виртуальных каналов для обеспечения всех линий коммуникации между приемо-передающими блоками 1. Поскольку все взаимодействия между процессором 13 и приемо-передающими блоками 1 ограничиваются рамками логического интерфейса i-го контроллера 3, все сервисные функции предоставляются исключительно операционной системой процессора 13:The software architecture of the processor 13 provides virtual channel support to ensure all communication lines between the transceiver units 1. Since all interactions between the processor 13 and the transceiver units 1 are limited by the logical interface of the i-th controller 3, all service functions are provided exclusively by the operating system CPU 13:

- для использования виртуальных каналов и данных реконфигурации, доступа к файлам, содержащимся в массиве базы данных;- to use virtual channels and reconfiguration data, access to files contained in the database array;

- для увеличения уровня модульности, взаимозаменяемости и возможности многократного использования прикладных функций;- to increase the level of modularity, interchangeability and the possibility of reuse of application functions;

- для предоставления простой и прозрачной коммуникации совместно с обеспечивающими ресурсами;- to provide simple and transparent communication together with providing resources;

- для предоставления эталонных (глобальных) меток времени для конкретных модулей, всей системы в целом;- to provide reference (global) timestamps for specific modules, the entire system as a whole;

- для управления работой малых программных модулей, распределения по приоритетам процесса обработки данных и поддержки выполнение многопоточных алгоритмов.- to control the operation of small software modules, prioritize the data processing process and support the implementation of multi-threaded algorithms.

Процессор 13 необходим для выполнения функций установки системы, ее инициализации и контроля функционирования блоков 1 в соответствии с поддерживаемой конфигурацией. В базе данных процессора 13 хранится специфическое для данного момента времени данные реконфигурации.The processor 13 is necessary to perform the functions of the installation of the system, its initialization and monitoring the functioning of units 1 in accordance with the supported configuration. In the database of the processor 13 is stored specific for a given point in time reconfiguration data.

Резервные процессоры 13 введены в состав системы для дублирования сервисных функций, поскольку с операциями контекстного переключения функций, составления расписания выполнения операций и управления правами доступа приходится иметь дело в границах используемой операционной системы.Redundant processors 13 were introduced into the system to duplicate service functions, since operations of context switching functions, scheduling operations, and managing access rights have to be dealt with within the boundaries of the operating system used.

Операционная система организует адресацию взаимодействий между различными приемо-передающими блоками 1 и процессором 13. Она определяет необходимые аспекты взаимодействия и протоколы, необходимые для обеспечения The operating system organizes the addressing of interactions between various transceiver units 1 and processor 13. It determines the necessary aspects of the interaction and the protocols necessary to ensure

взаимозаменяемости друг с другом блоков 1, и предоставления доступа к локализованным архивным файлам массива базы данных.interchangeability with each other of blocks 1, and providing access to localized archive files of the database array.

Функции переключения с неисправного блока 1 на исправный и синхронизации обеспечиваются процессором 13 с помощью виртуальных каналов. Поскольку алгоритмы, предназначенные для обработки конфигураций и оценки неполадок, возникающих в блоках 1, имеют природу, зависимую от объекта, в состав которого входит система, то на операционную систему процессора 13 возложено исполнение следующих функций:The switching functions from the faulty unit 1 to the operational one and synchronization are provided by the processor 13 using virtual channels. Since the algorithms designed to process configurations and evaluate problems that occur in blocks 1 are of a nature that depends on the object the system is part of, the processor 13 is assigned the following functions:

- изменение логических конфигураций обеспечивается прикладными функциями процессора 13 или запрашивается соответствующим контроллером 3;- a change in logical configurations is provided by the application functions of the processor 13 or requested by the corresponding controller 3;

- сигнализация о возникновении неполадок в блоках 1 требует определенной реакции со стороны процессора 13.- the alarm about the occurrence of malfunctions in blocks 1 requires a certain reaction from the processor 13.

Операционная система процессора 13 определяет способы логического взаимодействия между оконечными устройствами таким образом, чтобы удовлетворять требованиям обеспечения их взаимозаменяемости. Она предоставляет возможность осуществления взаимозаменяемости модулей.The operating system of the processor 13 determines the methods of logical interaction between terminal devices in such a way as to satisfy the requirements of ensuring their interchangeability. It provides the ability to interchange modules.

Сервисные функции операционной системы процессора 13 распределяются по следующим группам:Service functions of the operating system of the processor 13 are divided into the following groups:

- сервисные функции контроллера 3 необходимы для того, чтобы предоставить возможность получения информации о состоянии этого блока 1, например, по результатам тестирования;- the service functions of the controller 3 are necessary in order to provide the opportunity to obtain information about the status of this unit 1, for example, according to the test results;

- сервисные функции процессора 13 предоставляют средства для передачи данных конфигурации из массива базы данных по сети во все процессоры 13, распределения эталонных значений времени и обеспечения синхронизации между контроллерами 3.- the service functions of the processor 13 provide means for transmitting configuration data from the database array over the network to all processors 13, distributing the reference time values and providing synchronization between the controllers 3.

Виртуальные каналы, которые являются средствами связи, основанными на сообщениях между процессами, которые являются независимыми от состояния системы. Конфигурация системы в динамике определяется сведениями о текущем состоянии, которые обрабатываются в процессоре 13.Virtual channels, which are means of communication based on messages between processes that are independent of the state of the system. The system configuration in dynamics is determined by information about the current state, which is processed in the processor 13.

Гибкие свойства системы обеспечивают возможность использования различных конфигураций в зависимости от имеющихся ресурсов или требуемой функциональности. Процесс перехода между такими конфигурациями известен как реконфигурация системы.The flexible properties of the system provide the ability to use various configurations depending on available resources or required functionality. The transition process between such configurations is known as system reconfiguration.

Конфигурации/реконфигурации системы могут возникнуть в результате:System configurations / reconfigurations may result from:

- изменения системного режима;- changes in system mode;

- устранения отказов;- elimination of failures;

- действий по техническому обслуживанию;- maintenance activities;

- системной инициализации и выключения.- system initialization and shutdown.

В системе постоянно определяется состояния различных узлов для обеспечения того, чтобы собщения были направлены по правильному маршруту.The state of the various nodes is constantly determined in the system to ensure that messages are routed along the correct route.

Для ВОК 5 в зависимости от объекта установки системы определяются: конструктивное исполнение [4], интерфейс разъема модуля, геометрия оптического волокна и режим работы (многомодовый или одномодовый), что определяется размером внутреннего световода, шириной спектр осигнала и профилем распределения показателя преломления, чувствительностью оптических входов, выходными оптическими мощностями и максимальными потерями на отражение.For VOK 5, depending on the system installation object, the following are determined: design [4], interface of the module connector, optical fiber geometry and operation mode (multimode or single mode), which is determined by the size of the internal fiber, the width of the signal spectrum and the distribution profile of the refractive index, and the optical sensitivity inputs, output optical powers and maximum reflection losses.

Блоки 1-9 по назначению и структуре одинаковые с прототипом. Они могут быть реализованы на известных серийных элементах и узлах. Введенные блоки 10, 12, 13, 18 могут быть реализованы на известных микросхемах и серийной аппаратуре. Функции блоков 10, 12 могут быть выполнены программно с помощью ЭВМ microPC марки Octagon или ей подобной. На этой ЭВМ может быть реализован процессор 13. Большинство операций, выполняемых операционной системой процессора 13, аналогичны выполняемым в коммутаторе AFDX [5].Blocks 1-9 in purpose and structure are the same with the prototype. They can be implemented on known serial elements and components. The introduced blocks 10, 12, 13, 18 can be implemented on known microcircuits and serial equipment. The functions of blocks 10, 12 can be performed programmatically using a Octagon microPC computer or the like. The processor 13 can be implemented on this computer. Most of the operations performed by the operating system of the processor 13 are similar to those performed in the AFDX switch [5].

К преимуществам заявляемой системы следует отнести:The advantages of the claimed system include:

- повышение надежности обмена данными обеспечено за счет резервирования узлов оборудования, обеспечивающего передачу сообщений между блоками системы;- improving the reliability of data exchange is ensured by redundant equipment nodes that ensure the transmission of messages between system units;

- снижение потерь информации в системе обеспечено за счет использования процедур межпроцессорного и межкомутаторного процессов обмена данными;- reduction of information losses in the system is ensured through the use of interprocessor and inter-commutator data exchange processes;

- высокая скорость обмена информацией (Гбит/с), малое (оптимизированное для системы в заданном объекте) время переключения позволяют практически исключить наложение данных в коммутаторе 12 от нескольких приемопередающих блоков 1.- high speed of information exchange (Gbit / s), short (optimized for the system in a given object) switching time allows you to virtually eliminate the overlap of data in the switch 12 from several transceiver units 1.

ЛИТЕРАТУРА:LITERATURE:

1. AC №1510689 М. кл. Н04В 9/00. БИ №41, 1992.1. AC No. 1510689 M. cl. HB04 9/00. BI No. 41, 1992.

2. Б.И. Кузьмин «Сети и системы цифровой электросвязи», часть 1 «Концепция ИКАО CNS/ATM. Москва - Санкт-Петербург: - ОАО «НИИЭР», 1999. - 206 с.2. B.I. Kuzmin, Digital Telecommunication Networks and Systems, Part 1, ICAO CNS / ATM Concept. Moscow - St. Petersburg: - NIIER OJSC, 1999. - 206 p.

3. АС СССР №1688427 М. кл. Н04В 10/00. БИ №40 1991.3. AS of the USSR No. 1688427 M. cl. Н04В 10/00. BI No. 40 1991.

4. АС СССР №1823141 М. кл. Н04В 10/20. БИ №23 1993 (прототип).4. AS of the USSR No. 1823141 M. cl. HB04 10/20. BI No. 23 1993 (prototype).

5. CES White Paper on AFDX. DOC 8854\W Version 1/0б, 2005, 20 С.5. CES White Paper on AFDX. DOC 8854 \ W Version 1 / 0b, 2005, 20 C.

Claims (1)

Волоконно-оптическая система связи, содержащая распределительную станцию (PC), N основных приемопередающих блоков и волоконно-оптические кабели (ВОК), причем распределительная станция состоит из N цепей по числу приемопередающих блоков, коммутатора, а каждая цепь содержит фотоприемник распределительной станции, дешифратор сигнала, оптический передатчик распределительной станции, отличающаяся тем, что в нее введены (n-1)·N резервных приемопередающих блоков, аналогичных основному, (n-1)·N контроллеров, каждый из которых соединен двухсторонними связями с соответствующими приемопередающим "блоком и оптическим приемопередатчиком, n резервных распределительных станций, (n-1)·N оптических приемопередатчиков, каждый из которых состоит из фотоприемника и оптического передатчика, соединенных соответственно с оптическим передатчиком соответствующей распределительной станции и фотоприемником соответствующей распределительной станции через два соответствующих ВОК, в каждую из N цепей введен дополнительно шифратор, вход которого подключен к одному из N выходов коммутатора, а выход - к входу соответствующего оптического передатчика распределительной станции, а в каждую из n распределительных станций введен процессор, выход управления которого подключен к (N+1)-y управляющему входу коммутатора, а первый вход/выход - двухсторонними связями соответственно к входу/выходу коммутатора, вторые входы/выходы каждого из процессоров каждой из n распределительных станций соединены между собой двусторонними межпроцессорными связями по принципу «каждый с каждым», входы/выходы каждого из n коммутаторов соединены между собой двусторонними межкоммутаторными связями по принципу «каждый с каждым», (n-1) - число резервируемых коммутаторов, при этом выход фотоприемника соответствующей распределительной станции через дешифратор сигнала подключен к соответствующему управляющему входу коммутатора, а также к одному из N входов данных коммутатора.
Figure 00000001
A fiber optic communication system comprising a distribution station (PC), N main transceiver units and fiber optic cables (FOC), the distribution station consisting of N circuits in the number of transceiver units, a switch, and each circuit contains a photodetector of the distribution station, a signal decoder , an optical transmitter of a distribution station, characterized in that (n-1) · N redundant transceiver units are introduced into it, similar to the main, (n-1) · N controllers, each of which is connected by a two-way and communications with the corresponding transceiver unit and the optical transceiver, n redundant distribution stations, (n-1) · N optical transceivers, each of which consists of a photodetector and an optical transmitter connected respectively to an optical transmitter of the corresponding distribution station and a photodetector of the corresponding distribution station via two corresponding woks, an encoder is added to each of the N circuits, the input of which is connected to one of the N outputs of the switch, and the output is to the input of the corresponding optical transmitter of the distribution station, and a processor is inserted into each of the n distribution stations, the control output of which is connected to the (N + 1) -y control input of the switch, and the first input / output - by two-way communications, respectively, to the input / output of the switch, the second the inputs / outputs of each of the processors of each of the n distribution stations are interconnected by two-way interprocessor communications according to the principle “each with each”, the inputs / outputs of each of the n switches are interconnected in two by external interconnect communications according to the “each with each” principle, (n-1) is the number of redundant switches, while the output of the photodetector of the corresponding distribution station through a signal decoder is connected to the corresponding control input of the switch, as well as to one of the N data inputs of the switch.
Figure 00000001
RU2006146488/22U 2006-12-25 2006-12-25 FIBER OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM RU64456U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146488/22U RU64456U1 (en) 2006-12-25 2006-12-25 FIBER OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146488/22U RU64456U1 (en) 2006-12-25 2006-12-25 FIBER OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU64456U1 true RU64456U1 (en) 2007-06-27

Family

ID=38316136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006146488/22U RU64456U1 (en) 2006-12-25 2006-12-25 FIBER OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU64456U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517373C2 (en) * 2009-08-20 2014-05-27 ЗетТиИ Корпорейшн Method for switching node main/standby controllers based on content delivery network and corresponding content delivery network

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517373C2 (en) * 2009-08-20 2014-05-27 ЗетТиИ Корпорейшн Method for switching node main/standby controllers based on content delivery network and corresponding content delivery network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2500988B2 (en) Data processing and transmission network, method for transmitting data, and device for transmitting data
CN106605213B (en) System for supporting with intermittent connectivity, corresponding local device and corresponding cloud computing platform
CN115148013B (en) Optical fiber sensing monitoring method, device, system, electronic equipment and storage medium
Li et al. Scaling star-coupler-based optical networks for avionics applications
RU64456U1 (en) FIBER OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM
WO2016108627A1 (en) Dual controller system
Glick et al. Dynamically reconfigurable optical links for high-bandwidth data center networks
WO2019033220A1 (en) Methods and systems for reconfigurable network topologies
RU2538314C1 (en) Method of improving fault-tolerance of distributed optical switching and conflict-free wireless retroreflection switch therefor
CN110708254B (en) Service processing method, control equipment and storage medium
US8644709B2 (en) Multiport passive device for sharing optical signals
CN114944697A (en) Power supply device and method and cabinet-level server
CN109525315A (en) Fiber channel network end system based on time trigger
Collinson Avionics systems integration
US9432752B2 (en) Optical transmission system
KR100564758B1 (en) The duplicating unit of communication channel and the method for operating the duplicated communication channel
KR100250660B1 (en) Duplexing apparatus that solve the problem on ipc path
RU2547216C1 (en) Digital computer
Kosyanchuk et al. Analysis of the Requirements to Information Exchange Protocol for an All-Optical Onboard Network
RU2115162C1 (en) Message routing network
CN113709603B (en) Packet rerouting with zero added latency through silicon photonics
Juszczyk et al. Management and protection system for superconducting tokamak
KR20120070969A (en) Application processing module device
Voloshin et al. Analysis and implementation of parallel redundancy protocol IEC 62439-3 with the use of DPDK framework
RU104803U1 (en) FIBER OPTICAL INFORMATION TRANSMISSION SYSTEM

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20101226