民航电子系统的光纤数据总线故障实时检测

于德翔 辛海鹏

摘 要：目前，我国的市场经济在迅猛发展，社会在不断进步，针对当前民用航空电子系统光纤数据总线故障检测方法存在的检测准确度较低，检测的及时性较差问题，提出数据挖掘的民用航空电子系统光纤数据总线故障检测方法。首先提取光纤数据总线状态特征，并利用数据挖掘技术实现民用航空电子系统光纤数据总线状态分析，然后通过卡尔曼滤波的方法实现信号基本正序分量的无偏估计，通过构建民用航空电子系统光纤数据总线状态的基本谱残差，构建故障检测的解决函数，完成故障检测。实验结果表明，本文方法检测的精确度较高，检测的及时性较好。

关键词：民用航空电子系统;光纤数据;总线故障;实时检测

1 光纤通道在航空电子环境的具体应用分析

首先，针对FC-AE的具体分析。FC-AE主要的功能是进行航空电子环境中的监测指挥和数据处理等等的方面，应用的范围还是比较广的。并且FC-AE的主体协议都是支持一个以上的高层协议和拓扑的结构框架，可以支撑不同的航空系統需求的网络方面的能力。其中的MIL-STD-1535作为航空电子系统的网络数据主线路，不仅能够进行有效地实施控制，其更新的时间也是非常简短的，并且在应用能力方面也非常厉害。唯一不足的地方就是其数据传输的速度与航空电子系统的需求不协调，不能有效的满足航空电子系统对数据传输和网络的运行速度的要求。其次，针对FC-AE-1553的协议的分析。FC-AE-1553是FC-AE其中的一部分，在FC-AE-1553的协议中定义多种传输的方式，将MIL-STD-1553的数据的传输方式进行替换和覆盖，从而实现有效的数据传输。但是要具体实现这样的数据传输方式的替换就需要在二者之间建立传输的桥梁，实现数据传输的高质量的运行。具体来讲就是当航空电子系统的环境中还有MIL-STD-1553的线路和设备的时候，就可以将MIL-STD-1553的线路作为二者之间的桥梁，将设备有效的连接到FC的网络中，实现数据的传输。通过这样的方式不仅可以对本身的软硬件设备进行保留，还可以实现相关的电子系统的平滑升级。还可以全面地实现传输方式的覆盖和更新，实现数据传输的质量和速度的提升。

2 民航电子系统的光纤数据总线故障实时检测

2.1缓冲到缓冲流控及数据的分段重组功能测试

缓冲到缓冲流量控制是光纤通道协议中规定的其中一种流量控制机制。流量控制是为了发送方和接收方之间速率匹配的一种技术。流量控制保证接收方缓冲区不会溢出。FC数据帧有效载荷的最大长度为2112字节，高层通信协议在基于FC通信网络发送数据时数据块的大小可能已经超过该最大长度，当该数据块发送到FC-2层时，必须将其分割为多个长度小于等于2112字节的数据块，并将其填充到FC数据帧的净荷中来进行发送。在接收端接收到数据时需要进行一个相反的过程，即将各数据帧中的有效数据重组为一个完整的数据块。

2.2民用航空电子系统光纤数据总线故障实时检测

2.3针对功能分区和功能区集成的具体分析

随着经济和时代的发展，航空的电子系统应用功能更加的多样化，从而将相关的功能资源进行有效的区域功能划分，让各功能区域之间利用光纤通道进行网络的连接，有效地实现光纤通道在航空电子系统的高品质发展。其中航空电子系统的主要的功能分区是包括传感器的管理区以及信号数据的处理区等等四方面的分区。而在具体的每一个分区中都会使用相对标准的结构单元来实现分区的标准化和模块化。通过这样将每一个功能的分区规范化发展，让功能区能够有效的集成，实现航空电子系统的发展。

结语

本文主要在对光纤通道基本网络拓扑结构深入研究的基础上提出了一种拓展交换式拓扑结构——串型光纤通道网络结构，并对其建立模型进行通信过程分析研究，在此基础上通过建立串型服务台排队网络分析了串型光纤通道网络结构的时延特性。通过对OPNET网络仿真结果分析以及仿真值与理论值对比表明，在该结构下，光纤通道网络的端到端延迟随串联交换机数量的增多而非线性增加，其开始出现的端到端延迟“抖动”范围也不断增大，但时延总体符合光纤通道网络微秒级高实时性要求，该结构符合理论要求，在一定规模下适合在航空电子环境下应用。但引入交换机的同时也大大增加了成本，如何进一步提高该结构的性价比，这是下一步需要解决的问题。

参考文献：

[1]李浩，周东.在光纤通道上映射MIL-STD-1553协议[J].光通信技术，2005（08）.

[2]黄永葵.光纤通道标准及其在航空电子中的应用[J].航空电子技术，2003（04）.

[3]姜震，熊华钢，邵定蓉.未来航空电子高速数据总线技术的研究[J].电光与控制，2002（03）.

（深圳航空有限责任公司沈阳分公司维修部，辽宁 沈阳 110000）