مع التطوير السريع لتكنولوجيا المعلومات الحديثة ، تم استخدام عدد كبير من أنظمة المعلومات العامة والخاصة على نطاق واسع في أنظمة أرض الفضاء. ومع ذلك ، في عملية تكامل النظام ، يؤدي تنويع أنظمة الاتصالات لمختلف معدات الاتصال إلى صعوبة تكامل النظام وانخفاض صيانة ودعم كفاءة. في السنوات الأخيرة ، يتبع نظام Space الأرضي مفهوم التصميم "الثلاثة" للتعميم والتسلسل والمجموع ، ويعتمد الجيل الجديد الموحد لقياسية الحافلة القياسية فيتا 46 (VPX) لتنفيذ تصميم سلسلة كل لوحة ووحدة واحدة ويدرك الترابط بين الوحدات الداعمة المختلفة. على الرغم من أن معدات نقل الألياف الضوئية التقليدية ، مثل النظام الرقمي المتزامن (SDH) ، تم تحويل الجهاز البصري للنظام الرقمي شبه المتزامن (PDH) معدات نقل الأسلاك المزدوجة ، وفقًا لمعايير تصميم VPX ، التي تركز بشكل أساسي على التصميم الهيكلي ، أي أن تحقيق بطاقة لوحة معدات الاتصالات ، لكنه لم يصل بعد إلى درجة تصميم المنصة. كما فشل في حل مشكلة نقل البيانات بشكل فعال عن طريق المعدات الوسيطة بسبب مختلف أنظمة النقل.
نظام تصميم النظام الأساسي
يتضمن تصميم النظام الأساسي لوحدة نقل حزم الألياف البصرية جزأين: التصميم العام وتصميم البرامج.
تصميم متكامل
تنفذ وحدة نقل حزمة الألياف بروتوكولات الطبقة 2 وطبقة 3 مثل شبكة المنطقة المحلية الافتراضية (VLAN) ، وبروتوكول شجرة الامتداد (STP) ، وبروتوكول اكتشاف طبقة الارتباط (LLDP) ، ومسار أقصر مسار أولاً (OSPF) ، والكشف عن الأمراض ثنائية الاتجاه ( BFD). يوفر التشغيل والإدارة والصيانة (OAM) ، وحمل الخدمات ، وحماية الخدمة ، وجودة ضمان الخدمة على أساس تطبيق نقل الملصقات متعددة البروتوكول (MPLS-TP). يتم تقسيم وحدة نقل حزمة الألياف الضوئية إلى وحدة مفتاح التحكم الرئيسي ووحدة الواجهة. تبديل وحدة مفتاح التحكم الرئيسي وتوزيع حزم Ethernet ، ويتحكم في طرق ، ويحمي ويعيد حزم Ethernet. تحتاج وحدة الواجهة فقط إلى تحويل الإشارات البصرية في الطبقة المادية إلى حزم Ethernet. في اتجاه استقبال البيانات ، تقوم وحدة الواجهة بتحويل الإشارة البصرية الإدخال إلى البصرية/الكهربائية ، وتستخرج إطار بيانات Ethernet ، ويرسلها إلى وحدة مفتاح التحكم الرئيسي للمعالجة من خلال الواجهة التسلسلية عالية السرعة. في اتجاه نقل البيانات ، ترسل وحدة مفتاح التحكم الرئيسية إطارات بيانات Ethernet إلى وحدة الواجهة من خلال الواجهة التسلسلية عالية السرعة المقابلة استنادًا إلى منفذ إعادة التوجيه ، وتحول وحدة الواجهة إطارات بيانات Ethernet إلى إشارات بصرية وترسلها إلى خط الواجهة البصرية. يتم التخطيط لواجهات تسلسلية كافية للخدمة لوحدة مفتاح التحكم الرئيسي ، ويمكن توسيع عدد الواجهات الخارجية وقطعها عن طريق ضبط عدد وحدات الواجهة الداعمة. بالإضافة إلى الواجهة البصرية Gigabit / {6}} Gigabit Ethernet ، يمكن أيضًا أن تكون وحدة الواجهة متوافقة مع SDH و PDH من خلال محاكاة الخط الزائف.
Sتصميم OFTWARE
تتضمن وحدة نقل حزم الألياف البصرية ثلاثة عناصر تكوين البرامج الرئيسية: برنامج وحدة المعالجة المركزية من وحدة تبديل التحكم الرئيسية وبرنامج MCU ووحدة واجهة FPGA. على الرغم من أن برنامج MCU يعمل على وحدات مختلفة ، إلا أنها لا تزال تعامل على أنها عنصر تكوين البرنامج نفسه. يعمل برنامج وحدة المعالجة المركزية لوحدة مفتاح التحكم الرئيسية في نظام تشغيل Linux ويتألف من عمليات متعددة. تقوم خدمة الشبكة بتنفيذ بروتوكولات الطبقة 2 و Layer 3 ، وإدارة خدمة PTN وتوزيع الرسائل بين عمليات البروتوكول. تغطي إدارة OAM إدارة OAM وإدارة الاتصال (CFM) لخدمات MPLS-TP. إدارة المسار تنفذ طرق OSPF. طبقة تكيف الأجهزة هي المسؤولة عن استلام رسائل التكوين من خدمة الشبكة وتكوين رقاقة التبديل عن طريق استدعاء API SDK. يقوم وكيل SNMP بتنفيذ وظيفة الاتصال لواجهة SNMP. يتواصل وكيل الواجهة المتجهة شمالًا مع واجهات شمالًا. يغطي قسم إدارة النظام إدارة الأجهزة ومراقبة الظروف والتواصل مع برنامج MCU.
خاتمة
يعتمد المخطط وضع حمل الخدمة الموحدة استنادًا إلى تبديل الحزم ويعيد استخدام واجهة VPX القياسية ، والتي تلبي بشكل فعال متطلبات نقل الخدمة بناءً على بيانات الحزم والمتطلبات الداعمة لنظام الأرض الفضائي. من خلال آلية تحديد الوحدة التلقائية ، وتسجيل المنفذ التلقائي وتنظيم معلومات الوحدة النمطية ، يمكنه التكيف بمرونة مع متطلبات الواجهة الخارجية المختلفة من خلال تكوين أنواع وكميات مختلفة من لوحات أجهزة الوحدة الواجهة دون تغيير تصميم البرنامج. في الوقت الحاضر ، تم استخدام المخطط على نطاق واسع في نظام Space الأرضي ، حيث يشكل سلسلة من المنتجات التي تدعم وحدة الأجهزة والبرامج وتبادل مستوى الوحدة النمطية.