[發(fā)明專利]一種多節(jié)點通信網(wǎng)絡(luò)的脈沖同步方法

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• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113972959A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曉光;喻正國;陶鴻剛;吳旺進;張彬彬;金小鵬;馬大宇
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥國科天迅科技有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04B10/524
• 代理公司: 合肥律眾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34147
• 代理人: 趙娟

本發(fā)明公開了一種多節(jié)點通信網(wǎng)絡(luò)的脈沖同步方法，通信網(wǎng)絡(luò)由m臺FC?AE交換機級聯(lián)組成，每臺交換機獨立連接有FC?AE通信節(jié)點，m個通信節(jié)點中的n個通信節(jié)點連接有外部輸入的同步脈沖源；網(wǎng)絡(luò)運行過程中，n個同步脈沖源僅有1個同步脈沖源作為主同步源；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測到任何一個通信節(jié)點的同步脈沖源丟失時，觸發(fā)主同步源搜尋，交換機與各個通信節(jié)點經(jīng)過幀交互之后，至少接收到其中一個通信節(jié)點上報的存在同步源的反饋信息，并從中選擇最優(yōu)端口下的同步脈沖源作為新的主同步源，并根據(jù)新的主同步源自動進行延遲補償。本發(fā)明通過并發(fā)FC?AE幀交互，快速實現(xiàn)脈沖同步源的主備切換，大大提升了同步系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及同步脈沖技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種多節(jié)點通信網(wǎng)絡(luò)的脈沖同步方法。

背景技術(shù)

在復(fù)雜的通信系統(tǒng)中，各處理單元需要統(tǒng)一時間標(biāo)準(zhǔn)進行執(zhí)行機構(gòu)的控制。常見的應(yīng)用場景是通過硬件檢測到某種系統(tǒng)狀態(tài)時，觸發(fā)一次脈沖信號，該脈沖信號再同步到系統(tǒng)中的其他處理單元，從而統(tǒng)一通信系統(tǒng)中所有處理單元對該系統(tǒng)的狀態(tài)處理。傳統(tǒng)的脈沖同步方法是通過硬件線纜連接各處理單元，該方法原理簡單，但布線復(fù)雜且抗干擾能力差，在電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用場景中使用效果差。

為解決強電磁環(huán)境下的脈沖同步干擾問題，通過電磁屏蔽措施增加線纜的抗干擾能力在方法上是可行的，但會導(dǎo)致成本的提高且效果一般；采用光纖替代傳統(tǒng)銅質(zhì)線纜是一個更為優(yōu)質(zhì)的技術(shù)路徑，但需要解決光纖通信和光纖組網(wǎng)的問題。

光纖通信具有良好的抗干擾特性，結(jié)合部分通信協(xié)議還具有低延遲的優(yōu)點，在軍事和民用領(lǐng)域均應(yīng)用廣泛。光纖通道航空環(huán)境(FC-AE：Fiber Channel AvionicsEnvironment)是光纖通道(Fiber Channel)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織制定的一簇協(xié)議族，用于詳細定義可用于光纖通道航空電子環(huán)境上的專用系統(tǒng)。該協(xié)議將快速可靠的通道技術(shù)與靈活、可擴展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機融合在一起。基于FC-AE的光纖通信方法將同步脈沖轉(zhuǎn)換為通信數(shù)據(jù)幀并在接收端進行恢復(fù)，不僅抗干擾特性好，還能借助于通信網(wǎng)絡(luò)大大降低專用于脈沖同步硬件布線帶來的工程復(fù)雜度。然而，基于FC-AE光纖通信的多節(jié)點通信系統(tǒng)的脈沖同步尤其是同步脈沖源信號丟失后的脈沖同步問題，仍然并沒有特別好的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對多節(jié)點通信系統(tǒng)的同步脈沖尤其是同步脈沖源信號丟失后的同步脈沖問題，本發(fā)明提供一種多節(jié)點通信網(wǎng)絡(luò)的脈沖同步方法。

一種多節(jié)點通信網(wǎng)絡(luò)的脈沖同步方法，通信網(wǎng)絡(luò)由m臺FC-AE交換機級聯(lián)組成，每臺交換機獨立連接有FC-AE通信節(jié)點，m個通信節(jié)點中的n個通信節(jié)點連接有外部輸入的同步脈沖源，其中n≤m；網(wǎng)絡(luò)運行過程中，n個同步脈沖源有且僅有1個同步脈沖源作為主同步源，并將該主同步源同步至網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他通信節(jié)點；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測到任何一個通信節(jié)點的同步脈沖源丟失時，觸發(fā)主同步源搜尋，交換機與各個通信節(jié)點經(jīng)過幀交互之后，至少接收到其中一個通信節(jié)點上報的存在同步源的反饋信息，并從中選擇最優(yōu)端口下的同步脈沖源作為新的主同步源，并根據(jù)新的主同步源自動進行延遲補償。

進一步的，系統(tǒng)剛上電時的同步脈沖包括以下步驟：

步驟A1，上電初始，所有同步脈沖源均尚未進入工作狀態(tài)，所有連接同步脈沖源的通信節(jié)點均檢測到同步脈沖源信號丟失，進而主動向?qū)?yīng)交換機發(fā)送脈沖請求幀，對應(yīng)交換機接收到脈沖請求幀后，向通信節(jié)點反饋脈沖配置幀，并向其他端口廣播該脈沖配置幀，請求配置主同步源；

步驟A2，通信節(jié)點接收到脈沖配置幀后，停止發(fā)送脈沖請求幀，當(dāng)某個通信節(jié)點監(jiān)測到其接入的同步脈沖源有效后，向其對應(yīng)交換機回復(fù)脈沖確認幀，對應(yīng)交換機接收到脈沖確認幀后，向其他端口廣播該脈沖確認幀；

步驟A3，交換機接收脈沖確認幀后，解析并記錄同步脈沖源所在交換機的索引標(biāo)號，當(dāng)若交換機接收到來源于多個同步脈沖源的脈沖確認幀，則選擇最優(yōu)端口下的同步脈沖源作為主同步源。

進一步的，網(wǎng)絡(luò)運行中，某一通信節(jié)點監(jiān)測到其連接的同步脈沖源丟失后的同步脈沖包括以下步驟：