[发明专利]一种多节点通信网络的脉冲同步方法

说明书

本发明公开了一种多节点通信网络的脉冲同步方法，通信网络由m台FC‑AE交换机级联组成，每台交换机独立连接有FC‑AE通信节点，m个通信节点中的n个通信节点连接有外部输入的同步脉冲源；网络运行过程中，n个同步脉冲源仅有1个同步脉冲源作为主同步源；当网络监测到任何一个通信节点的同步脉冲源丢失时，触发主同步源搜寻，交换机与各个通信节点经过帧交互之后，至少接收到其中一个通信节点上报的存在同步源的反馈信息，并从中选择最优端口下的同步脉冲源作为新的主同步源，并根据新的主同步源自动进行延迟补偿。本发明通过并发FC‑AE帧交互，快速实现脉冲同步源的主备切换，大大提升了同步系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及同步脉冲技术领域，尤其是一种多节点通信网络的脉冲同步方法。

背景技术

在复杂的通信系统中，各处理单元需要统一时间标准进行执行机构的控制。常见的应用场景是通过硬件检测到某种系统状态时，触发一次脉冲信号，该脉冲信号再同步到系统中的其他处理单元，从而统一通信系统中所有处理单元对该系统的状态处理。传统的脉冲同步方法是通过硬件线缆连接各处理单元，该方法原理简单，但布线复杂且抗干扰能力差，在电磁环境恶劣的应用场景中使用效果差。

为解决强电磁环境下的脉冲同步干扰问题，通过电磁屏蔽措施增加线缆的抗干扰能力在方法上是可行的，但会导致成本的提高且效果一般；采用光纤替代传统铜质线缆是一个更为优质的技术路径，但需要解决光纤通信和光纤组网的问题。

光纤通信具有良好的抗干扰特性，结合部分通信协议还具有低延迟的优点，在军事和民用领域均应用广泛。光纤通道航空环境(FC-AE：Fiber Channel AvionicsEnvironment)是光纤通道(Fiber Channel)标准开发组织制定的一簇协议族，用于详细定义可用于光纤通道航空电子环境上的专用系统。该协议将快速可靠的通道技术与灵活、可扩展的网络技术有机融合在一起。基于FC-AE的光纤通信方法将同步脉冲转换为通信数据帧并在接收端进行恢复，不仅抗干扰特性好，还能借助于通信网络大大降低专用于脉冲同步硬件布线带来的工程复杂度。然而，基于FC-AE光纤通信的多节点通信系统的脉冲同步尤其是同步脉冲源信号丢失后的脉冲同步问题，仍然并没有特别好的解决方案。

发明内容

针对多节点通信系统的同步脉冲尤其是同步脉冲源信号丢失后的同步脉冲问题，本发明提供一种多节点通信网络的脉冲同步方法。

一种多节点通信网络的脉冲同步方法，通信网络由m台FC-AE交换机级联组成，每台交换机独立连接有FC-AE通信节点，m个通信节点中的n个通信节点连接有外部输入的同步脉冲源，其中n≤m；网络运行过程中，n个同步脉冲源有且仅有1个同步脉冲源作为主同步源，并将该主同步源同步至网络内的其他通信节点；当网络监测到任何一个通信节点的同步脉冲源丢失时，触发主同步源搜寻，交换机与各个通信节点经过帧交互之后，至少接收到其中一个通信节点上报的存在同步源的反馈信息，并从中选择最优端口下的同步脉冲源作为新的主同步源，并根据新的主同步源自动进行延迟补偿。

进一步的，系统刚上电时的同步脉冲包括以下步骤：

步骤A1，上电初始，所有同步脉冲源均尚未进入工作状态，所有连接同步脉冲源的通信节点均检测到同步脉冲源信号丢失，进而主动向对应交换机发送脉冲请求帧，对应交换机接收到脉冲请求帧后，向通信节点反馈脉冲配置帧，并向其他端口广播该脉冲配置帧，请求配置主同步源；

步骤A2，通信节点接收到脉冲配置帧后，停止发送脉冲请求帧，当某个通信节点监测到其接入的同步脉冲源有效后，向其对应交换机回复脉冲确认帧，对应交换机接收到脉冲确认帧后，向其他端口广播该脉冲确认帧；

步骤A3，交换机接收脉冲确认帧后，解析并记录同步脉冲源所在交换机的索引标号，当若交换机接收到来源于多个同步脉冲源的脉冲确认帧，则选择最优端口下的同步脉冲源作为主同步源。

进一步的，网络运行中，某一通信节点监测到其连接的同步脉冲源丢失后的同步脉冲包括以下步骤：