总线型FC‑AE‑1553网络系统及网络终端之间的数据发送和获取方法与流程

本发明涉及总线型FC-AE-1553网络的拓扑结构的技术领域，尤其涉及一种总线型FC-AE-1553网络系统及网络终端之间的数据发送和获取方法。

背景技术：

FC-AE-1553总线是一种新兴的高可靠、高速光纤总线，其协议由美国国家标准协会(ANSI)制定，并定义了MIL-STD-1553B协议到光纤通道(FC)高层协议的映射，它为光纤1553总线控制器的开发提供了协议支撑。与传统1553B总线一样，FC-AE-1553定义了一个命令/响应式的总线标准，但是在总线容量、传输速率、可靠性等方面均有很大的提高。同时，FC-AE-1553总线采用光纤传输介质和网络拓扑结构，抗干扰能力、扩展能力强，十分适合复杂航天器的电子系统组网和多终端通信。此外，FC-AE-1553总线的一个十分重要的特性就是支持通过桥接的方式将现有传统1553B总线接入光纤1553网络，从而最大限度保留现存1553B设备，节约资源，实现传统1553B总线的平滑升级。因此，FC-AE-1553总线是航天领域高速、高可靠数据总线的发展方向。

目前基于无源光网络的总线型FC-AE-1553网络，适合应用于节点个数较少，总线带宽10Gbps以下，功耗要求苛刻的场合。这种网络要求FC-AE-1553网络总线控制器的接入位置位于总线的最前端，对FC-AE-1553网络各个节点设备的布局有一定限制，存在空间布局方面的局限性。因此，本发明采用一种网络终端之间的数据发送和获取方法，能够解决网络总线控制器的接入位置必须位于总线的最前端的问题，实现网络控制设备和网络终端的节点位置的灵活切换。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种总线型FC-AE-1553网络中网络终端之间的数据发送和获取方法，用以解决现有网络总线控制器的接入位置必须位于总线的最前端的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

提供了一种总线型FC-AE-1553网络系统，具体包括：网络控制器、网络终端、总线型光纤网络、分光器、网络匹配装置。

总线型光纤网络连接FC-AE-1553网络中的各个节点，包含网络匹配节点和网络普通节点；

网络控制器连接于总线型光纤网络的网络普通节点，用于管理整个总线型FC-AE-1553网络系统的通信过程；

网络终端连接于总线型光纤网络的网络普通节点，用于被动接收FC-AE-1553网络系统中网络控制器的指令，并针对网络控制器的指令完成操作；

分光器实现光纤信号的分路；

网络匹配装置的接入位置位于总线型FC-AE-1553网络系统的最前端，用于总线型光纤网络的终端匹配，实现序列转发。

其中，所述总线型FC-AE-1553网络系统采用双路光纤总线设计。

本发明还提供了一种基于上述总线型FC-AE-1553网络系统进行网络终端之间数据发送的方法，具体包括以下步骤：

步骤S1.网络终端A接收网络控制器通过网络匹配装置发送过来的数据发送命令序列；

步骤S2.网络终端A接收数据发送命令序列后，与网络匹配装置建立通信，在建立通信后，网络终端A发送数据序列给网络匹配装置；

步骤S3.网络匹配装置接收到数据序列后，将数据序列转发至网络终端B；

步骤S4.接收数据的网络终端B与网络匹配装置建立通信，在建立通信后，网络终端B发送状态序列给网络匹配装置；

步骤S5.网络匹配装置接收到状态序列后，将状态序列转发至网络控制器；

步骤S6.网络控制器接收并处理状态序列之后，网络控制器结束当前网络终端A的数据发送过程。

优选的，步骤S1中的数据发送命令序列包含数据发送端的网络终端地址A、数据接收端的网络终端地址B、数据内容标识；网络终端地址A和B分别用于指示作为数据发送源的网络终端A和数据接收端的网络终端B；数据内容标识用于指示数据发送的内容；只有与数据发送命令序列中包含的地址A匹配的网络终端接收并执行该数据发送命令序列；只有与数据发送命令序列中包含的地址B匹配的网络终端接收数据序列。

优选的，所述建立通信的过程为：网络终端通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送前导码，并等待上行链路接收状态稳定。

优选的，从所述网络终端A/网络终端B发送数据序列或状态序列到所述网络匹配装置的过程为：在上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号进行发送；

从所述网络匹配装置发送数据序列或状态序列到网络终端A/网络终端B的过程为：在下行链路上采用波长为λ₂的光纤信号进行发送。

本发明还提供了一种基于上述总线型FC-AE-1553网络系统，网络终端A获取网络终端B数据的方法，包括以下步骤：

步骤S1.网络终端A接收网络控制器通过网络匹配装置发送过来的数据获取命令序列；

步骤S2.网络终端A接收到数据获取命令序列后，与网络匹配装置建立通信，在建立通信后，网络终端A发送命令序列给网络匹配装置；

步骤S3.网络匹配装置接收到命令序列后，将该命令序列转发至网络终端B；

步骤S4.网络终端B接收到命令序列后，与网络匹配装置建立通信，在建立通信后，网络终端B发送状态序列给网络匹配装置；

步骤S5.网络匹配装置接收到状态序列后，将该状态序列转发至网络终端A；

步骤S6.网络终端B再次与网络匹配装置建立通信，在建立通信后，网络终端B发送数据序列给网络匹配装置；

步骤S7.网络匹配装置接收到数据序列后，将该数据序列转发至网络终端A；

步骤S8.网络终端A接收到数据序列之后，与网络匹配装置建立通信，再通过网络匹配装置向网络控制器发送状态序列，网络控制器接收到状态序列后，结束当前的数据获取过程。

其中，所述数据获取命令序列包含数据需求端的网络终端地址A、数据获取源的网络终端地址B、数据内容标识；网络终端地址A和B分别用于指示作为数据需求方和数据发送方的网络终端A、B；数据内容标识用于指示数据发送的内容；只有与数据获取命令序列中包含的地址A匹配的网络终端A接收并发送数据获取命令序列；只有与数据获取命令序列中包含的地址B匹配的网络终端发送网络终端A所需的数据序列。

优选的，所述建立通信的过程为：网络终端通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送前导码，并等待上行链路接收状态稳定。

优选的，从所述网络终端A/网络终端B发送数据序列或状态序列到所述网络匹配装置的过程为：在上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号进行发送；

从所述网络匹配装置发送数据序列或状态序列到网络终端A/网络终端B的过程为：在下行链路上采用波长为λ₂的光纤信号进行发送。

本发明有益效果如下：

本发明提供了一种总线型FC-AE-1553网络中网络终端之间的数据发送和获取方法，通过设置网络匹配终端，让网络终端之间数据发送和获取过程通过网络匹配终端来进行，网络控制器和网络终端之间的命令交互也通过网络匹配终端来进行，能够解决网络总线控制器的接入位置必须位于总线的最前端的问题，使得网络控制器可以连接在总线型网络中的任何一个节点，便于系统的光纤布线设计。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为总线型FC-AE-1553网络系统的互联关系图；

图2为总线型FC-AE-1553网络的双路热备份设计图

图3为网络终端A向网络终端B发送数据的示意图；

图4为网络终端A获取网络终端B的数据的示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

本发明提供了一种总线型FC-AE-1553网络系统及该网络系统中网络终端之间的数据发送和获取方法。

总线型的FC-AE-1553网络系统(如图1)，包括：FC-AE-1553协议网络控制器(NC)、FC-AE-1553协议网络终端(NT)、总线型光纤网络(ODN)、分光器、总线型网络的网络匹配装置。FC-AE-1553协议网络终端至少包括网络终端A、B。

网络控制器(NC)用于管理整个总线型FC-AE-1553网络系统的通信过程，网络控制器连接于总线型光纤网络的网络普通节点，只有网络控制器能发起不同节点之间的通信。每个FC-AE-1553网络系统中只能有一个网络控制器。

网络终端(NT)用于被动接收FC-AE-1553网络系统中网络控制器的指令，并针对网络控制器的指令完成相应的操作。网络终端连接于总线型光纤网络的网络普通节点。每个FC-AE-1553网络系统中根据需要可以设置多个网络终端。

总线型光纤网络(ODN)连接FC-AE-1553网络中的各个节点，接口类型包括网络普通节点和网络匹配节点，每个网络普通节点的光功率分配应该能满足各个网络节点的光电转换模块的要求。总线型光纤网络包含1个网络匹配节点和多个网络普通节点。

分光器实现光纤信号的分路；用于将光纤信号均匀地从进口均分地输入多个出口，或反向工作将出口的光纤信号汇入光纤信号入口。网络控制器和网络终端之间的数据交换均通过分光器进行光纤信号的分路。

总线型网络的网络匹配装置的接入位置位于总线型FC-AE-1553网络系统的最前端，用于总线型光纤网络的终端匹配，实现序列转发。每个FC-AE-1553网络系统中只有1个网络匹配装置，该装置通过总线型光纤网络连接于的网络匹配节点。

总线型FC-AE-1553网络中网络控制器(NC)和网络终端(NT)可以通过总线型光纤网络(ODN)中的任何一个网络普通节接入，网络控制器(NC)和网络终端(NT)发送的光纤信号的波长为λ₁，占用上行链路，且为突发方式；接收的光纤信号波长为λ₂，占用下行链路，为连续方式。网络匹配装置通过总线型光纤网络中的网络匹配节点接入网络，接收的光纤信号波长为λ₁，为突发方式，发送的光纤信号的波长为λ₂，为连续方式。

总线型FC-AE-1553网络中各个节点之间的通信过程以交换为基本单位，每个交换可以包括单个序列，也可以包括多个序列，常见的序列包括命令序列、数据序列和状态序列。每个交换由命令序列、可能存在的数据序列、可能存在的状态序列组成，具体发送的序列由执行的通信任务决定。

优选的(如图2)，总线型FC-AE-1553网络包括至少一个分光器A和与分光器A具有相同数量的分光器B；网络控制器和网络终端之间的数据交换分别通过分光器A或B进行光纤信号的分路。n个网络控制器、n个网络终端和n个分光器A组成一总线型FC-AE-1553网络A；n个网络控制器、n个网络终端和n个分光器B组成另一总线型FC-AE-1553网络B。总线型FC-AE-1553网络A和B用于进行主备切换。在默认为FC-AE-1553网络A时，在网络终端设备超时无响应时，自动切换到FC-AE-1553网络B进行消息重试；同理，在默认为FC-AE-1553网络B时，在网络终端设备超时无响应时，自动切换到FC-AE-1553网络B进行消息重试。如此，在FC-AE-1553网络A、B之一不能使用时，可以使用另一FC-AE-1553网络进行通信，使得总线型FC-AE-1553网络具备自动切换和消息超时的自动重试功能，进而实现了只要有任何一路数据正确即可实现数据传输的目的。

本发明的一个实施例，公开了一种在上述FC-AE-1553网络系统中，网络终端之间的数据发送的方法，如图3，网络终端A根据指令将数据发送到网络终端B，具体包括以下步骤：

步骤S1.网络终端A接收网络控制器通过网络匹配装置发送过来的数据发送命令序列。

具体地，网络控制器通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送前导码，并等待上行链路接收状态稳定，即与网络匹配装置建立了通信。在网络控制器与网络匹配装置建立通信后，网络控制器通过光纤信号发送数据发送命令序列给网络匹配装置，网络匹配装置接收到数据发送命令序列后，将该命令序列转发至网络终端A。

其中，网络控制器通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号发送数据发送命令序列给网络匹配装置；网络匹配装置接收到命令序列后，在下行链路上采用波长为λ₂的光纤信号将该数据发送命令序列转发至网络终端A。

优选的，网络匹配装置在突发接收模式下接收命令序列，并通过广播的方式将命令序列序列转发至网络终端。

其中，上述数据发送命令序列是一种数据发送指令，该命令中包含数据发送端的网络终端地址A、数据接收端的网络终端地址B、数据内容标识等信息。地址A和B分别用于指示作为数据发送源的网络终端A和数据接收端的网络终端B；数据内容标识用于指示数据发送的内容。连接在总线型FC-AE-1553网络系统中的各个网络终端均能收到网络匹配装置转发的数据发送命令序列，但只有与当前命令序列中包含的地址A匹配的网络终端接收并执行该数据发送命令序列；只有与数据发送命令序列中包含的地址B匹配的网络终端接收数据序列。

步骤S2.网络终端A接收数据发送命令序列后，与网络匹配装置建立通信；在建立通信后，网络终端A通过光纤信号发送数据序列给网络匹配装置。

具体地，网络终端A通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送前导码，并等待上行链路接收状态稳定，即与网络匹配装置建立了通信。然后，网络终端A通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送数据序列。

其中，网络终端A发送的数据序列中包含了网络终端B的地址，该地址来自于数据发送命令序列中数据接收端的目的网络终端B的地址B，指示接收数据序列的那一个网络终端。

步骤S3.网络匹配装置接收到数据序列后，将数据序列转发至网络终端B。上述数据序列是数据发送命令序列中指示的需要发送的数据。

具体地，网络匹配装置接收到数据序列之后，在下行链路上采用波长为λ₂的光纤信号发送数据序列至网络终端B。

其中，由于网络终端A发送的数据序列中包含了网络终端B的地址，因此，即使连接在总线型FC-AE-1553网络系统中的各个网络终端均能收到网络匹配装置转发的数据序列，只有与当前数据序列中包含的终端地址B匹配的网络终端B进一步接收并存储数据序列。

步骤S4.接收数据的网络终端B与网络匹配装置建立通信，在建立通信后，网络终端B通过光纤信号发送状态序列给网络匹配装置。

具体地，与地址B相匹配的网络终端B通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送前导码，并等待上行链路接收状态稳定，即与网络匹配装置建立了通信。然后，网络终端B通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送状态序列。

步骤S5.网络匹配装置接收到状态序列后，将状态序列转发至网络控制器。该状态序列用于表明网络终端B已经收到数据了。

具体地，网络匹配装置接收到状态序列之后，在下行链路上采用波长为λ₂的光纤信号发送状态序列至网络控制器。

优选的，网络匹配装置在突发接收模式下接收到状态序列，并通过广播的方式将状态序列转发至网络控制器。

步骤S6.网络控制器接收并处理状态序列之后，网络控制器结束当前网络终端A的数据发送过程，网络终端A发送数据到网络终端B的过程完成。

需要说明的是，本实施例以网络终端A根据指令将数据发送到网络终端B为例进行示例性说明，但本发明不局限于此，多个网络终端根据指令将所需数据发送到多个网络终端也按照上述原理进行，也在本发明的保护范围内。

本发明的另一实施例，公开了一种上述FC-AE-1553网络中，网络终端A获取网络终端B数据的方法，如图4，包括以下步骤：

步骤S1.网络终端A接收网络控制器通过网络匹配装置发送过来的数据获取命令序列。

具体地，网络控制器通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送前导码，并等待上行链路接收状态稳定，即与网络匹配装置建立了通信。在网络控制器与网络匹配装置建立通信后，网络控制器通过光纤信号发送数据获取命令序列给网络匹配装置，网络匹配装置接收到数据获取命令序列后，将该数据获取命令序列转发至网络终端A。

其中，网络控制器通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号发送数据获取命令序列给网络匹配装置；网络匹配装置接收到命令序列后，在下行链路上采用波长为λ₂的光纤信号将命令序列转发至网络终端A。

优选的，网络匹配装置在突发接收模式下接收命令序列，并通过广播的方式将命令序列转发至网络终端A。

其中，上述数据获取命令序列是一种数据获取指令，该命令中包含数据需求端的网络终端地址A、数据获取源的网络终端地址B、数据内容标识等信息。地址A和B分别用于指示作为数据需求方和数据发送方的网络终端A、B；数据内容标识用于指示数据发送的内容。连接在总线型FC-AE-1553网络系统中的各个网络终端均能收到网络匹配装置转发的数据获取命令序列，但只有与当前命令序列中包含的地址A匹配的网络终端A接收并执行数据获取命令序列；只有与数据获取命令序列中包含的地址B匹配的网络终端发送网络终端A所需的数据序列。

步骤S2.网络终端A接收到数据获取命令序列后，与网络匹配装置建立通信，在建立通信后，网络终端A通过光纤信号发送命令序列给网络匹配装置。

具体地，网络终端A通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送前导码，并等待上行链路接收状态稳定，即与网络匹配装置建立了通信。然后，网络终端A通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送命令序列。

步骤S3.网络匹配装置接收到命令序列后，将该命令序列转发至网络终端B。

具体地，网络匹配装置接收到命令序列之后，在下行链路上采用波长为λ₂的光纤信号发送命令序列至网络终端B。

所述命令序列指示网络终端B进行数据发送，并进一步包括所要发送的数据内容、数据发送目的位置(网络终端A)、数据来源地址(网络终端B的地址)。网络匹配装置根据该数据来源地址，将命令序列转发到与地址匹配的网络终端B。

优选的，网络匹配装置在突发接收模式下接收到状态序列，并通过广播的方式将状态序列转发至网络终端B。

步骤S4.网络终端B接收到命令序列后，与网络匹配装置建立通信；在建立通信后，网络终端B通过光纤信号发送状态序列给网络匹配装置。

具体地，网络终端B通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送前导码，并等待上行链路接收状态稳定，即与网络匹配装置建立了通信。然后，网络终端B通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送状态序列。其中，状态序列中包含了网络终端A的地址。

步骤S5.网络匹配装置接收到状态序列后，将该状态序列转发至网络终端A。

具体地，网络匹配装置接收到数据序列之后，在下行链路上采用波长为λ₂的光纤信号发送状态序列至网络终端A。

由于状态序列中包含了网络终端A的地址，因此网络匹配装置将状态序列发送到与状态序列中地址匹配的网络终端A。

优选的，网络匹配装置在突发接收模式下接收到状态序列，并通过广播的方式将状态序列转发至网络终端A。

步骤S6.网络终端B再次与网络匹配装置建立通信，在建立通信后，网络终端B通过光纤信号发送数据序列给网络匹配装置。

具体地，通信建立的方法同步骤S4，以及网络终端B通过上行链路、采用波长为λ₁的光纤信号向网络匹配装置发送数据序列。

步骤S7.网络匹配装置接收到数据序列后，将该数据序列转发至网络终端A。

具体地，网络匹配装置接收到数据序列之后，在下行链路上采用波长为λ₂的光纤信号发送数据序列至网络终端A。

其中，数据序列中包含了网络终端A的地址。网络匹配装置将数据序列发送到与数据序列中地址匹配的网络终端A。

优选的，网络匹配装置在突发接收模式下接收到数据序列，并通过广播的方式将数据序列转发至网络终端A。

步骤S8.网络终端A接收到数据序列之后，与网络匹配装置建立通信，再通过网络匹配装置向网络控制器发送状态序列，网络控制器接收到状态序列后，结束当前的数据获取过程，网络终端A获取网络终端B的数据的过程完成。该状态序列用于表明网络终端A已经根据数据获取命令序列，获取到了需要的数据。

其中，网络终端A与网络匹配装置建立通信的步骤与步骤S2相同。

网络终端A通过网络匹配装置向网络控制器发送状态序列具体包括：网络终端A通过上行链路、采用波长为λ1的光纤信号向网络匹配装置发送状态序列，网络匹配装置接收到状态序列之后，在下行链路上采用波长为λ₂的光纤信号发送状态序列至网络控制器。

需要说明的是，本实施例以网络终端A根据指令将获取网络终端B中的数据为例进行示例性说明，但本发明不局限于此，多个网络终端根据指令获取多个网络终端的数据同样按照上述原理进行，也在本发明的保护范围内。

综上所述，本发明实施例提供了一种总线型FC-AE-1553网络中的网络终端之间的数据发送和获取方法，通过设置网络匹配终端，来实现网络终端之间、以及网络控制器和网络终端之间的命令接收、状态发送、数据发送和获取等数据交换过程，能够解决网络总线控制器的接入位置必须位于总线的最前端的问题，使得网络控制器可以连接在总线型网络中的任何一个节点，便于系统的光纤布线设计，进一步缓解了在特定领域中狭小空间内FC-AE-1553网络设备布局的困难，实现了网络控制设备和网络终端的节点位置的灵活切换。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。