[发明专利]一种支持子网时间触发通信的航空电子WDM网络管理仿真系统

说明书

本发明公开了一种支持子网时间触发通信的航空电子WDM网络管理仿真系统，该仿真系统包括终端应用节点模块(1)、光网络路由器模块(2)和网络管理模块(3)。终端应用节点模块(1)用于发送或接收机载WDM网络正常通信数据包和机载WDM网络管理通信数据包。光网络路由器模块(2)一方面用于转发终端应用节点模块(1)发送的信息，另一方面用于存储终端应用节点模块(1)发送的信息；网络管理模块(3)依据路由与波长分配表与时刻调度表对数据包进行控制转发。本发明仿真系统通过仿真的方法模拟WDM网络正常通信流量和网络管理通信流量的生成、转发和接收过程，实现机载光网络的仿真性能评估。

技术领域

本发明涉及一种机载网络仿真领域，具体涉及一种支持子网时间触发通信方式的航空电子WDM网络管理仿真系统。

背景技术

光纤通道以其高速率、容错性、确定性等特点在航空电子系统得到广泛的应用。为了进一步提高光纤的利用率，波分复用技术和光交换技术已经开始得到重视。波分复用技术是在一根光纤中承载多个波长的复用技术，其应用解决了大容量传输的问题；光交换技术则是用光交换设备代替传统光纤系统中的电交换设备，实现高效、快速交换。基于波分复用技术的光交换网络具有高带宽、透明传输、灵活的路由、强容错性和安全性等多种性能优点，能够满足未来航电系统互连网络的发展需求，成为航空电子网络新的选择。目前基于波分复用(Wavelength Division Multiplex，WDM)技术的机载光传网在机载环境下的应用为人们所关注。WDM通过使用不同波长的光在同一条光纤上传送信号，实现了大幅度增加传输带宽的目的。

航电WDM网络是典型的异步通信系统，网络上的所有活动都由外部或内部事件的出现来触发，由于事件的出现具有很强的异步性、随机性，因此网络通信具有很强的不确定性，对于严实时高可靠消息不提供时间确定性传输机制。如果已经对网络中各个子网节点进行功能分区，事先已知消息属性，如发送时间、消息大小等信息，对它们的传输进行预规划，按照设计好的时间窗口进行调度，就可以形成时间触发WDM子网，极大提高网络各功能分区中消息传输的确定性。

时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet，TTE)定义了三类实时性要求不同的任务，包括时间触发消息(Time-Triggered，TT)，速率限制消息(Rate-Constrained，RC)和尽力传输消息(Best-Effort，BE)，其中时间触发消息TT拥有最高的优先级，在全网时间同步的基础上，在每个端系统和路由器上根据时刻调度表在预先设计的时间窗进行时间触发消息TT的发送和转发，使得时间触发消息TT具有完全严格的时间确定性。RC消息和BE消息相对TT消息优先级低，在不存在TT消息队列的情况下发送。

目前航空电子网络规模不断扩大，分布式网络成为机载网络的主要设计方案，机载网络上传输的信息越来越多，网络带宽也随之不断增大。如果为满足严格的实时性传输需求，在机载WDM网络中加入时间触发机制(Time-Triggered)，可能会造成网络管理开销流量的成倍增加。因此，对于网络管理的配置要求不断提高，如果没有合适的网络管理系统，不断扩大的网络管理开销流量可能会影响业务流量的正常传输，造成业务流量拥堵，对航电网络的实时性造成巨大影响。

发明内容

本发明提出了一种支持子网时间触发通信的航空电子WDM网络管理仿真系统，通过仿真的方法模拟WDM网络正常通信流量和网络管理通信流量的生成、转发和接收过程，实现机载光网络的仿真性能评估。该仿真系统为机载WDM网络引入了时间触发机制，能够更有效的利用网络带宽资源，实现保证机载WDM网络实时性的目的。在保证网络实时性的条件下，建立了一种分布式的机载WDM网络管理方案，主要用于提高航空电子WDM网络实时性，降低网络管理通信流量对正常通信流量的影响，并降低网络的平均延时。为了实现机载WDM网络的分层分区管理仿真，本系统中包含一种分层的WDM网络管理方案和一种基于时间触发子网的网络分区方案。

本发明的仿真系统包括有终端应用节点模块(1)、光网络路由器模块(2)和网络管理模块(3)。