实时以太网技术在航空电子系统中的应用研究

1、实时以太网技术在航空电子系统中的应用研究引言进入到二十一世纪以来，我国经济的迅速开展大力推动了科技的研究进程，电子技术日益出新。随着科学技术的开展，通信技术设备也不断更新，通信技术也在不断地完备，同时，它以飞快的步伐进驻到人们的消费生活中。众周所知，航空技术的开展离不开通信系统的支持，因此，通信系统的完善为航空电子的开展奠定了良好的根底。以太网作为通信网络之一，由于网络本身速度快、覆盖范围大、创办本钱低等优势，其应用的领域也在不断拓展。现代航空电子领域正在使用的航空数据总线例如1553B存在很多的问题，然而，以太网信息块长度较长，终端数量较多，这正好弥补了数据线1553B的缺点和缺乏之处。综上

2、所述，由于以太网技术拥有很多潜在的优势，可以为航空电子系统提供更好的数据效劳和技术帮助，可以更切帖地符合航空系统的开展要求，因此，本文对以太网技术进展研究分析，以此增强其实时性，在航空领域发挥出更大的价值和功能，扫除某些通信障碍，更好地满足航空电子系统的时代要求。一、以太网技术的概述以太网是指由Xerox施乐公司创立并由Xerox、Inter和DEC公司结合开发的基带局域网标准，是当今现有的局域网采用的最通用的通信协议标准，由此我们知道，以太网是局域网中的一种，并且它还是一种通信网络。到目前为止，以太网的应用范围已经在现实生活中得到了广泛的普及和人们的认可。以太网技术起先是施乐帕洛阿尔托研究中

3、心的一个先进的工程，直到1977年末，梅特卡夫和其别人经过日夜不断的研究，最终成功地申请到具有冲突检验的多点数据通信系统的专利，这标志着以太网的诞生，此后，随着时代的开展，经过多位科学家的研究，以太网主要经历了以下四种类型，分别是标准以太网、快速以太网、千兆以太网，最后开展成为万兆以太网。从开展历程来看，这四个阶段的研发，使得以太网理论不断充实，不断开展，改善了以太网的内在系统，大大进步了以太网的传播速度。另外，以太网的拓扑构造主要可以分为总线型构造和星型构造。二、传统的以太网技术在航空电子系统中的不适应性根据以太网技术的开展历程，我们可以知道以太网的主要通信调度方式为利用CSMA/CD来进展

4、调度。这种调度方式有一个鲜明的特点，这个特点也可以说是一种限制，那就是其不确定性，这种不确定性的后果就会造成很大强度的非实时性。但现实是，随着社会的开展和科研领域的进步，航空电子系统的实时性要求也越来越高，这就说明传统的以太网通信调度方式必须经由科学的改良才能适应当今的航空电子领域，才能保证航空电子系统正常地工作和运行。在传统的调度方式里，网络的每一个节点要想有效地传输数据信息，必须采用竞争的方式，并且还存在一个限制，只有信道显示为空闲的状态时，网络节点才能传发要点和数据信息。除此之外，值得我们注意的还有产生碰撞冲突的问题。假设，在输送的过程中一旦产生碰撞，我们就得停下来等待，等待过后，可以防

5、止信息传输的碰撞，但是这种碰撞的防止仅能并且只能发生一次，下次遇到了一样的问题，还会再度产生碰撞。另外一个问题就是，传统的以太网是共享式的，这种形式已经不适应现代生活的需要了。当前，我国网络通信人口呈逐年增长的趋势，数据流量在日后将会大幅度地上升，因此，人们在之前的前提下又开始使用交换式以太网。交换式以太网通过自身独有的系统设计，可以有效防止数据信息输入或输出的碰撞，对于仅仅需要毫秒级响应时间的场合可以很好地满足确定性时间的要求和条件。虽然这种交换式以太网技术给人们带来了一定的好处，但是我们也不能无视这种形式自身的缺点和缺乏。可以试想一下，当数据量急剧增大，由于交互式端口处理的数目有限，在这种

6、情况下，数据得不到有效的及时处理，因此必须逐次排队进展。所以，在无形中，这又增加了等待的时间。总而言之，传统的以太网技术具有很大的拖延性，这种拖延性又增加了以太网的不确定性，即使是交换式以太网也不能防止这些问题。所以，这与实时性鲜明的航空系统的要求发送相悖，致使现代以太网通信技术难以发挥出最大的功能价值。三、实现实时以太网的改造方法要想改变现有的以太网的缺点，主要是改变以太网的不确定的因素，把不确定变确定，以适应航空电子系统的要求和开展。实时以太网具有较强的通信才能，而且本钱不高，方便快捷，受到社会的欢迎。一般来说，经常用到的改造方法有如下三种，第一种是改变和CSMA/CD相关的MAC层的协议

7、，第二种是把以太网和TCP/IP相结合起来，第三种是添加软件层，保证调度确实定性。1.修改以太网媒体访问控制层协议。我们可以知道以太网的主要通信调度方式为利用CSMA/CD来进展调度，数据信号的传输都要通过竞争的方式来实现，还会发生冲突的情况，所以就会导致以太网的不确定性。因此，为了改变这种不确定性，就要从CSMA/CD来入手。CSMA/CD主要位于以太网的MAC层，也就是媒体访问控制层，所以，我们必须通过改变媒体访问控制层协议来进展处理。其中，治理的过程分为两个阶段。当传输信息还没有产生碰撞的时候，我们可以继续采用原有的协议；产生碰撞的时候，我们可以采取一种确定性的冲突解决算法，这种算法又可

8、以称为二叉树遍历算法。2.实现以太网和TCP/IP的交融。我们知道网络节点主要在以太网交换机的端口处，其中交换机可以把整片网络合理划成多条网段，这些网段可以端口处的网络节点配以一定的宽带，通过宽带效劳可以有效地防止强烈的竞争，防止竞争的同时也就减少了传输信息之间的碰撞。需要注意的是，这种交融方式和交换式以太网一样，虽然能有效地减少碰撞的发生，但是在遇到数据量很大的情况时，数据得不到有效的及时处理，因此必须逐次排队进展，所以，这两种方法都会延长时间，有帮助的同时也有自身的缺乏。3.添加软件层，进步调度确实定性。由于以太网通信调度存在问题，所以要改变调度的方式。除了第一种通过改变和CSMA/CD相关的MAC层的协议的方法外，我们还可以添加可用的软件层，通过软件层来进步调度确实定性，软件层主要添加在MAC层的上面。网段内的实时报文和非实时报文不会同时进展，在特定的时间