一种基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统及方法与流程

本发明涉及通信，尤其涉及到一种基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统及方法。

背景技术：

1、一般的点对多点的高速光纤通信方案：相应的节点经过专用路由交换芯片进行通信(经典应用是用rapidio交换网络)，可实现任意两节点之间的通信，使用灵活，扩展性强。缺点是需要额外的路由芯片和组网电路，通信协议复杂，实现与维护难度大。

2、现有点对多点的高速光纤通信方案中：

3、1.“一种点对多点光纤传输方法及相关设备”，(公开号：cn107493137a，申请号：cn2017105226844.3，申请人：上海华为技术有限公司，发明人：孙晓，齐江，王自强)。该方法申请了一种点对多点光纤传输方法及相关设备，各无线电设备(re)和无线电控制设备(rec)之间的传输是相互独立的，采用树形光纤链路节省了光纤，rec支持连接更多的re数量。该方法同时下发多个下行信号，不同的下行信号对应不同的目标，需要下发多个下行信号。

4、2.“一种主从式、对等式结合的光纤通讯系统”，(公开号：cn111901708a，申请号：cn202010631220.x，申请人：北京控制与电子技术研究所；北京国科天迅科技有限公司，发明人：赵君，魏江龙，徐秀波等)。该方法披露了一种主从式、对等式结合的光纤通讯系统，包括多个节点，所述多个节点包括nc节点和多个nt节点，其中：网络拓扑为总线式网络结构；所述多个节点间的通信方式包括主从式和对等式。该方法依然没有解决主从式通信中不同从节点的切换问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统及方法，旨在解决目前主从式点对多点通信方案中通行协议复杂，实现与维护难度大的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，包括主节点和若干个从节点，每个从节点与主节点通信连接，从节点配置有收发工作模式、接收工作模式和全双工通讯工作模式，主节点向特定从节点发送轮询广播报文，以建立主节点与特定从节点的通信；其中：

3、主节点向特定从节点发送轮询广播报文前，控制当前通信的从节点从全双工通讯工作模式切换为接收工作模式；

4、主节点向特定从节点发送轮询广播报文后，控制特定从节点从接收工作模式切换为收发工作模式，主节点与从节点进行握手同步，从节点在握手同步后从收发工作模式切换为全双工通讯工作模式，实现主节点与特定从节点的通信。

5、可选的，主节点通过光分路器和光合路器与若干个从节点实现通信连接。

6、可选的，主节点、光分路器、光合路器和若干个从节点组成树状通信网络，所述主节点位于树状通信网络的根部，从节点位于树状通信网络的枝端。

7、可选的，主节点的光纤发送端通过光分束器连接至各从节点的接收端，各个从节点的光纤发送端通过光合路器连接至主节点的接收端；主节点发出的广播报文经树状网传至各个从节点，各个从节点发出的应答报文也通过树形网汇总至主节点。

8、可选的，所述从节点配置有光电转换模块的发送控制开关。

9、可选的，所述轮询广播报文包含控制特定从节点的控制信息，每个所述从节点在接收到轮询广播报文时，判断所述轮询广播报文与自身id是否匹配，若是，发送控制开关打开，完成与主节点的握手同步。

10、可选的，所述从节点具有状态机，所述状态机配置有同步捕获模式、同步模式和误码监测模式，所述状态机在同步捕获模式、同步模式和误码监测模式之间切换，当所述状态机为同步模式时，从节点完成与主节点的握手同步。

11、可选的，当状态机处于同步捕获模式时，若监测到3个连续idle码、扩展码、1个有效数据或错误的延时，则进入同步模式；当状态机处于同步模式时，若接收到数据误码，进入误码监测模式；当状态机处于误码监测模式时，若连续接收到4个误码，进入同步捕获模式。

12、可选的，所述同步捕获模式具有三个等级，每检测到一个误码进入下一级，每检测到4个连续的正常数据，返回上一级。

13、此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种基于高速光纤通信的主从式点对多点通信方法，用于如上所述的基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，所述方法包括以下步骤：

14、s1：当主节点与特定从节点建立通信时，向特定从节点发送轮询广播报文，接收到轮询广播报文的特定从节点将接收工作模式切换为收发工作模式，并向主节点执行握手同步；

15、s2：在握手同步后，特定从节点切换为全双工通信模式，执行主节点与特定从节点的通信；

16、s3：当主节点与其他从节点建立通信时，向当前从节点发送模式切换报文，以控制当前从节点将全双工通信模式切换为接收工作模式；

17、s4：在切换完成后，主节点向其他从节点发送轮询广播报文，以执行主节点与其他从节点的握手同步和通信。

18、本发明的有益技术效果：

19、本发明基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统及方法，采用轮询方式实现主节点与各个从节点之间的分时通信，中间只需经过光纤分路器/合路器，打破了原来的点对点高速串行通信需要频繁握手的限制，且无需额外增加路由电路，实现及后期维护容易。

技术特征：

1.一种基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，其特征在于，包括主节点和若干个从节点，每个从节点与主节点通信连接，从节点配置有收发工作模式、接收工作模式和全双工通讯工作模式，主节点向特定从节点发送轮询广播报文，以建立主节点与特定从节点的通信；其中：

2.如权利要求1所述的基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，其特征在于，主节点通过光分路器和光合路器与若干个从节点实现通信连接。

3.如权利要求2所述的基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，其特征在于，主节点、光分路器、光合路器和若干个从节点组成树状通信网络，所述主节点位于树状通信网络的根部，从节点位于树状通信网络的枝端。

4.如权利要求3所述的基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，其特征在于，主节点的光纤发送端通过光分束器连接至各从节点的接收端，各个从节点的光纤发送端通过光合路器连接至主节点的接收端；主节点发出的广播报文经树状网传至各个从节点，各个从节点发出的应答报文也通过树形网汇总至主节点。

5.如权利要求1所述的基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，其特征在于，所述从节点配置有光电转换模块的发送控制开关。

6.如权利要求5所述的基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，其特征在于，所述轮询广播报文包含控制特定从节点的控制信息，每个所述从节点在接收到轮询广播报文时，判断所述轮询广播报文与自身id是否匹配，若是，发送控制开关打开，完成与主节点的握手同步。

7.如权利要求1所述的基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，其特征在于，所述从节点具有状态机，所述状态机配置有同步捕获模式、同步模式和误码监测模式，所述状态机在同步捕获模式、同步模式和误码监测模式之间切换，当所述状态机为同步模式时，从节点完成与主节点的握手同步。

8.如权利要求6所述的基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，其特征在于，当状态机处于同步捕获模式时，若监测到3个连续idle码、扩展码、1个有效数据或错误的延时，则进入同步模式；当状态机处于同步模式时，若接收到数据误码，进入误码监测模式；当状态机处于误码监测模式时，若连续接收到4个误码，进入同步捕获模式。

9.如权利要求8所述的基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，其特征在于，所述同步捕获模式具有三个等级，每检测到一个误码进入下一级，每检测到4个连续的正常数据，返回上一级。

10.一种基于高速光纤通信的主从式点对多点通信方法，其特征在于，用于如权利要求1-9任意一项所述的基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统，所述方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于高速光纤通信的主从式点对多点通信系统及方法，该系统包括主节点和若干个从节点，每个从节点与主节点通信连接，从节点配置有收发工作模式、接收工作模式和全双工通讯工作模式，主节点向特定从节点发送轮询广播报文，以建立主节点与特定从节点的通信。本发明采用轮询方式实现主节点与各个从节点之间的分时通信，中间只需经过光纤分路器/合路器，打破了原来的点对点高速串行通信需要频繁握手的限制，且无需额外增加路由电路，实现及后期维护容易，解决了目前主从式点对多点通信方案中通行协议复杂，实现与维护难度大的技术问题。

技术研发人员：周刚,曹健辉,鲁战锋
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三十研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13