AFDX端系统虚链路触发返回技术研究.docx

AFDX端系统虚链路触发返回技术研究
一、前言
现代飞机成百上千个设备联合工作，系统架构设计具有高度复杂性，需要大量数据传输。其中，大数据传输是机载网络的主要挑战之一。在飞行过程中，飞机上各个系统之间的通信通常采用以太网技术。然而，对于飞机上的多系统集成，复杂通信结构会影响数据传输的可靠性和实时性。此时，AFDX（AvionicsFull-DuplexSwitchedEthernet）成为了最佳解决方案。它是一种基于以太网标准，专门用于航空电子设备通信的标准。
AFDX的架构与其他采用以太网技术的网络协议不同，主要在于其采用了虚拟链路技术。通过虚拟链路技术，AFDX网络可以有效地实现通信可靠性和实时性的协调。为了我们对AFDX的深入理解，我们需要了解AFDX系统的架构、AFDX虚拟链路技术，并探讨如何通过AFDX虚拟链路触发返回技术提高通信的可靠性和实时性。
二、AFDX的架构
AFDX的架构如图所示，它可以分为四个层次。其中，第一层是应用层，是应用程序与AFDX系统的最高层。在第二层是网络层，负责提供不同等级的服务。第三层是互联层，即虚拟链路技术。第四层是物理层，是通过网络连接不同设备的硬件。
图1AFDX标准网络架构
三、AFDX虚拟链路技术
AFDX的互联层采用了虚拟链路技术，主要是为了提高通信可靠性和实时性。虚拟链路是通过物理资源的隔离来实现线性控制、优先级控制、时序控制和数据完整性控制。
虚拟链路的概念类似于一个单独的网络，其只包含所配置的设备，并且必须与其余的网络隔离。通过隔离，虚拟链路可以提供单独的数据通信和数据带宽。此外，虚拟链路还在层次结构内实现了数据与控制的分离。虚拟链路的分离性有助于避免线路冲突和故障传播。
四、AFDX虚拟链路触发返回技术
虚拟链路技术本身可以实现通信可靠性和实时性的协调。但是，在某些特殊情况下，虚拟链路会发生故障或数据丢失。这就需要我们进行虚拟链路的自动检测和自动恢复。AFDX支持自动检测和自动恢复的功能称为“虚拟链路触发返回技术”。
虚拟链路触发返回技术可以确保数据传输的可靠性和实时性，即使出现设备故障或链路故障。当网络链路上的数据无法传输到目标设备时，虚拟链路触发返回技术可以立即将数据传输到备用设备，从而确保数据能够及时处理。
AFDX虚拟链路触发返回技术主要是通过以下机制实现：
1.虚拟链路状态协议（VLSP）
虚拟链路状态协议（VLSP）用于确定虚拟链路故障的位置和原因。当链路故障发生时，VLSP将自动检测故障，并发送相关警报信息。当在二至四次VLSP消息未收到之后，链路状况将被识别为故障，并相应地执行返回机制。
2.备份虚拟链路（VLR）
备份虚拟链路（VLR）是在链路故障期间保持虚拟链路完整性的一种机制。当链路故障发生时，VLR将自动放置在某一备份链路上，以保持数据的传输。在故障恢复后，VLR将自动将所有数据切换回主链路。
3.触发返回机制
触发返回机制是在发现主链路故障时立即启动的，它将自动切换数据流到备用链路上，以确保通信的可靠性和实时性。同时，对于复杂的系统，虚拟链路可以构建复杂的链型结构。当某个链路故障发生时，其他链路仍然能够保持正常的通信过程，以避免整个交通系统的严重恶化。
五、结论
AFDX虚拟链路触发返回技术实现了可靠的通信和实时性，保证了数据传输的高效性。AFDX虚拟链路技术是解决现代飞机复杂通讯系统的有效解决方案，支持大规模数据传输和多设备协同。在实际应用中，我们需要充分考虑系统的设计和优化，以确保AFDX系统的可靠和高效运行。