[发明专利]实现分组交换机数据记录功能的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实现分组交换机数据记录功能的系统及方法，用于飞机、航天器、舰船以及其它任何需要记录分组交换机数据的场合。

背景技术

现代大型运载工具，从飞机、舰船到航天飞机、空间站等，已经从电子化、数字化一直发展到今天的信息化。当前，大型交通运输工具内部的电子设备之间仍主要使用专用数据传输总线来实现互连，机载计算机设备、乘用计算机之间，有的已经使用以太网交换机等分组数据交换机来互联。今后，在机舱、船舱和航天飞机等大型运载工具内部，将逐步过渡到使用统一的数据交换平台来连接机载电子设备和乘用设备。

一旦使用数据交换平台来传输和交换仪器设备产生的数据和指令，交换机便成为机载/舰载通信系统的枢纽。各种电子设备和人机界面设备与之相连，大量的数据通过它发给目的终端，保证整个飞机或舰船的安全运行。

虽然现代航空航海技术得到快速发展，但是空中和海上还是不断发生各种灾难性事故。虽然经验告诉我们，很多事故源于突发故障、天气灾害和自然环境等因素，但为了理清事故真相、不断提高交通运输的安全性，人们必须设法了解事故发生的真实原因。为此，在飞机上已经装有“黑匣子”，目前“黑匣子”主要有两种：飞行数据记录器(FDR)和飞行员语言记录器(CVR)。其中，FDR专门记录飞行中的各种数据，如飞行的时间、速度、高度、飞机舵面的偏度、发动机的速度等。CVR通过安装在驾驶舱及座舱内的扬声器，主要记录机组人员和地面人员之间的通话、机组人员之间的对话以及驾驶舱内出现的各种音响，包括飞机发送机的运转声音等。与此同时，现在舰船上也有类似飞机上“黑匣子”的船舶航行状态记录器，它是一种专门用于记录和保存船舶航行过程重要信息参数的智能化记录设备。因此，飞机或者是舰船一旦发生灾难性事故，可以通过查看“黑匣子”中的数据来分析事故发生的原因。但是在飞机或者是舰船上使用统一的数据交换平台后，利用原有的“黑匣子”技术来分析事故的原因就不够全面。现代飞机、航天器、舰船等运载工具中的电子设备、仪器仪表和控制设备复杂多样，相互之间的交互频繁，因此，采用统一的数据交换平台之后，分组交换机即成为运载工具上的信息交通“枢纽”，通过添加终端检测和数据记录功能，可以全面记录机载仪器设备之间的信息内容、传递情况和终端状态，有利于分析系统故障，查清事故原因。而现有普通交换机均不具备数据记录功能，一些正在发展中的备选机载/舰船交换平台技术，如航空专用全双工以太网交换(AFDX)、光纤通道(FC)等，也未考虑在交换机中实现此功能。

发明内容

本发明目的在于避免机载/舰载“黑匣子”技术分析事故的原因的局限性，提供一种实现分组交换机数据记录功能的系统及方法，以在分组交换机上实现数据记录，检测终端装置故障。本发明能改善现有机载分组交换设备的不足，提高安全性和事故原因分析能力。

本发明的技术方案是这样实现的：

一.术语说明

MAC：Media Access Control，媒质接入控制。

输入数据帧：从终端输出装置传输到数据记录模块的数据帧。

输出数据帧：从交换模块传输到终端输入装置的数据帧。

二.实现分组交换机数据记录功能的系统，包括终端装置和分组交换机：

该终端装置包括：

终端输入模块，用于接收来自交换机的端口输出模块的输出数据帧并向上层实体传输输出数据帧，并根据检测帧通知终端输出模块发出检测响应帧；

终端输出模块，用于接收上层实体要传输的输入数据帧，并向分组交换机的端口输入模块传输输入数据帧和检测响应帧；

该分组交换机包括：

端口输入模块，用于向交换模块和数据记录模块传输输入数据帧，并根据检测响应帧生成端口状态数据，该端口状态数据传输到数据记录模块；

端口输出模块，用于向终端输入模块传输输出数据帧，并定时生成检测帧，向终端输入模块发送检测帧；

控制模块，用于自我检测和控制交换模块，并向交换模块发送配置信息和控制信息；

交换模块，用于将输入数据帧从分组交换机端口输入模块转发到目的端口输出模块，并向控制单元发送统计数据，向数据记录模块传输转发表数据、输出数据帧、时间数据；

数据记录模块，用于对不同类型的数据和数据帧添加控制域，并对添加控制域后的数据记录进行存储。