[發(fā)明專利]一種總線型網(wǎng)絡(luò)中雙向光纖通信的組網(wǎng)系統(tǒng)及通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310712612.9
• 申請(qǐng)日: 2013-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN103716092A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂衛(wèi);李燕青;婁新磊;褚晶輝;楊猛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/278
• 分類號(hào): H04B10/278
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)通信。特別是涉及一種通過光端機(jī)之間的雙向通信建立一種基本的總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用自定義的通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)在光纖中的雙向傳輸?shù)目偩€型網(wǎng)絡(luò)中雙向光纖通信的組網(wǎng)系統(tǒng)及通信方法。

背景技術(shù)

光纖通信是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要傳輸手段,對(duì)現(xiàn)代通信起到非常重要的作用。在不同的應(yīng)用場(chǎng)合下，需要選擇不同的光纖組網(wǎng)技術(shù)。比如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信適用于兩點(diǎn)之間有穩(wěn)定大業(yè)務(wù)的場(chǎng)合，總線型網(wǎng)絡(luò)不僅適用于兩點(diǎn)之間有穩(wěn)定大業(yè)務(wù)的場(chǎng)合，還適用于沿途有頻繁業(yè)務(wù)上下的場(chǎng)合。因此，在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)合選擇合適的組網(wǎng)技術(shù)是很重要的。組網(wǎng)技術(shù)中主要考慮到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、設(shè)備類型、業(yè)務(wù)容量等因素。光纖組網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較靈活，現(xiàn)代光纖通信網(wǎng)絡(luò)中常見的通信方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，該組網(wǎng)方式比較簡(jiǎn)單，并且通信端點(diǎn)之間不存在訪問共享介質(zhì)沖突的問題。若要實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)之間的通信，則必須要解決多個(gè)通信端點(diǎn)共享介質(zhì)沖突的問題。可以在多點(diǎn)之間的光纖通信中建立起特定的網(wǎng)絡(luò)，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用相同的通信協(xié)議，比如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中組建的以太網(wǎng)，在整個(gè)以太網(wǎng)中使用TCP/IP、NETBEUI或者IPX/SPX通信協(xié)議，以太網(wǎng)使用的CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測(cè)）技術(shù)可以有效地避免共享介質(zhì)沖突的問題，使用的TCP/IP協(xié)議可以有效地實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)之間的相互通信，但是此種方法對(duì)于某些比較簡(jiǎn)單的光纖通信應(yīng)用來講，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種使用自定義的組網(wǎng)協(xié)議來實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)之間的光纖通信的總線型網(wǎng)絡(luò)中雙向光纖通信的組網(wǎng)系統(tǒng)及通信方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種總線型網(wǎng)絡(luò)中雙向光纖通信的組網(wǎng)系統(tǒng)，包括有上位機(jī)和1個(gè)以上的下位機(jī)，所述的上位機(jī)通過光近端機(jī)分別連接用于與下位機(jī)進(jìn)行通信的上行光纖和下行光纖，所述的1個(gè)以上的下位機(jī)分別各自通過一個(gè)光遠(yuǎn)端機(jī)連接用于與上位機(jī)進(jìn)行通信的上行光纖和下行光纖。

所述的光近端機(jī)包括有第一可編程邏輯器件和與第一可編程邏輯器件電連接的第一光模塊，其中，所述的第一可編程邏輯器件電連接上位機(jī)，所述的第一光模塊分別連接上行光纖和下行光纖。

所述的光遠(yuǎn)端機(jī)包括有第二可編程邏輯器件和與第二可編程邏輯器件電連接的第二光模塊，其中，所述的第二可編程邏輯器件電連接下位機(jī)，所述的第二光模塊分別連接上行光纖和下行光纖。

一種用于總線型網(wǎng)絡(luò)中雙向光纖通信的組網(wǎng)系統(tǒng)的通信方法，上位機(jī)和所有下位機(jī)通過自定義的通信協(xié)議幀格式進(jìn)行通信，所述的通信協(xié)議幀格式包括：幀頭同步字，用于標(biāo)識(shí)幀的起始；接收單元的編號(hào)，用于對(duì)接收單元地址進(jìn)行配置，根據(jù)不同的應(yīng)用要求將接收單元編號(hào)配置成廣播地址、組播地址和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信地址；數(shù)據(jù)類型，用于說明傳送的是什么類型的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，用于說明實(shí)際有效數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度；數(shù)據(jù)，是實(shí)際有效數(shù)據(jù)所要傳送的內(nèi)容。

所述的數(shù)據(jù)類型包括普通的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)和普通的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，或是狀態(tài)查詢值和控制命令。

上位機(jī)的通信方式包括如下步驟：

1）設(shè)備初始化：

2）地址配置，給上位機(jī)設(shè)定唯一的一個(gè)編號(hào)；

3）上位機(jī)廣播數(shù)字信息到下位機(jī)，并進(jìn)入等待狀態(tài)；

4）在等待狀態(tài)下判斷是否接到上位機(jī)需要與某個(gè)下位機(jī)進(jìn)行通信的指令，是進(jìn)入下一步驟，否則仍處于等待狀態(tài)；

5）發(fā)送建立連接數(shù)據(jù)包并且等待下位機(jī)應(yīng)答；

6）若在規(guī)定的計(jì)數(shù)值內(nèi)沒有收到下位機(jī)的應(yīng)答數(shù)據(jù)包，則進(jìn)入步驟8），若收到下位機(jī)的應(yīng)答數(shù)據(jù)包，則進(jìn)入步驟7）；

7）與下位機(jī)進(jìn)行通信，并且產(chǎn)生通信結(jié)束數(shù)據(jù)包或者接受下位機(jī)的通信結(jié)束數(shù)據(jù)包。

8）通信結(jié)束，返回步驟3）的等待狀態(tài)中。

步驟6）所述的計(jì)數(shù)值是指在計(jì)數(shù)器中設(shè)定的上位機(jī)所發(fā)送建立連接數(shù)據(jù)包的次數(shù)。

步驟6）中還包括當(dāng)上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包后下位機(jī)沒有應(yīng)答時(shí)，計(jì)數(shù)器值減1。

下位機(jī)的通信方式包括如下步驟：

1）設(shè)備初始化：

2）地址配置，給每一個(gè)下位機(jī)設(shè)定唯一的一個(gè)編號(hào)；

3）接收上位機(jī)廣播的數(shù)字信息，并進(jìn)入等待狀態(tài)；

4）在等待狀態(tài)下判斷是否接收到上位機(jī)發(fā)送的建立連接數(shù)據(jù)包，是進(jìn)入下一步驟，否則返回步驟3）的等待狀態(tài)；

5）發(fā)送建立連接應(yīng)答數(shù)據(jù)包給上位機(jī)；

6）與上位機(jī)進(jìn)行通信，并且產(chǎn)生通信結(jié)束數(shù)據(jù)包或者接受上位機(jī)的通信結(jié)束數(shù)據(jù)包；

7）通信結(jié)束，返回步驟3）的等待狀態(tài)。