基于OPNET的航空电子系统AFDX网络仿真验证系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于OPNET的航空电子系统AFDX互连网络仿真验证系统，包括：端系统发送数据模块，用于生成符合AFDX网络协议的数据包，并将数据包发送至交换机；交换机转发数据模块，用于对端系统发送数据模块发送的数据包进行管理，并转发数据包；端系统接收数据模块，用于对接收到的交换机转发数据模块转发的数据包进行拆包处理；AFDX网络传输链路模块，用于连接AFDX网络中的物理设备。本发明专利技术实施例的系统由AFDX网络基于OPNET搭建，网络结构完整，功能完备，可方便对网络性能进行验证和AFDX协议标准完善研究，同时可对各个层次进行故障注入，可为网络健康管理算法研制提供数据源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及航空电子领域，特别设及一种基于OP肥T的航空电子系统A抑X网络仿 真验证系统。
技术介绍
随着航空电子系统朝着集成化、模块化、综合化方向的发展，W及航空电子系统鲁 棒性的需求，AFDX(Avionics化11DuplexSwitchEthernet,航空电子全双工交换式W太 网）协议标准已成为目前大型飞机的主流数据通信标准。A抑X是在商业W太网IE邸802. 3 上发展起来的航空总线技术，但增加了一些特殊的技术，W保证航空电子网络的带宽要求 和服务质量。目前，AFDX已广泛应用于空客A380、波音B787等大型客机，在我国正在研制 的大飞机C919项目中，也引入了A抑X总线技术。作为主流的航空电子总线技术，A抑X网 络的应用受到各大航空公司的重视。随着接入AFDX网络子系统数目的增加，AFDX网络需 要不断完善和提高自身的标准。AFDX网络采用星型的拓扑结构，航空电子子系统如飞行控制系统、导航系统、监视 系统等，通过AFDX端系统接入到AFDX网络。AFDX端系统利用化(VirtualLink,虚拟链 路）技术、冗余管理技术，并根据网络协议对数据进行处理。A抑X交换机则对接收到的数 据进行流量警管、过滤W及故障隔离，然后根据加载的静态路由配置表将数据转发到目的 端系统，从而实现机载设备之间的高速互联。目前，A抑X的研究主要包括对A抑X协议的研 究、对AFDX网络传输性能的研究、对虚拟链路调度和资源调度方法的研究和对网络故障注 入方法的研究。但是，针对AFDX网络建模仿真，仿真内容则局限于针对端系统的仿真和性 能测试，或者是针对交换机性能的测试、交换机调度算法及交换机其它相关功能的模拟。作 为完整的航空电子系统通信网络，针对网络中单一设备功能和性能的仿真验证，对网络总 体性能进行综合验证是不够的。在A抑X网络中，端系统和交换机是构成A抑X网络的必要 设备，因此，要对AFDX网络性能及协议进行分析，就需要一个功能完善，物理结构完整的网 络仿真验证系统。 此外，目前针对AFDX网络的仿真验证，在网络中传输的数据包往往只是简单的作 为一个传输单位，并没有对数据包所设及的具体内容及格式进行仿真。因此，在研究网络故 障注入时，无法进一步细分故障注入内容。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种基于OP肥T的航空电子系统A抑X网络仿真 验证系统，该系统由A抑X互连网络基于OP肥T搭建，整个网络结构完整，功能完备，可方便 对网络性能进行验证，方便AFDX协议标准完善研究，同时AFDX端系统模块采用协议分层建 模的机制，可对各个层次进行故障注入，可为网络健康管理算法研制提供数据源。 根据本专利技术的一个实施例，提出了一种基于OP肥T的航空电子系统A抑X网络仿 真验证系统，包括：端系统发送数据模块（10)，用于生成符合AFDX网络协议的数据包，并将 所述数据包发送至交换机；交换机转发数据模块（20)，用于对AFDX网络中的所述端系统 发送数据模块（10)发送的所述数据包进行管理，并转发所述数据包；端系统接收数据模块 (30)，用于对接收到的来自所述交换机转发数据模块（20)转发的所述数据包进行拆包处 理；A抑X网络传输链路模块（40)，用于连接所述A抑X网络中的物理设备，W及为所述A抑X 网络中的数据传输提供物理链路。 根据本专利技术的一个的实施例，所述端系统发送数据模块（10)进一步包括：应用层 模块（11)，用于产生AFDX网络每条虚拟链路上的信息数据包；传输层模块（12)，用于封包 所述信息数据包，W及合成UDP数据包；网络层模块（13)，用于根据所述UDP数据包的长度 判断是否对所述UDP数据包进行分片，并对分片后的UDP数据包进行封装，W生成IP数据 包；数据链路层模块（14)，用于对所述虚拟链路进行调度，并合成MC数据包；数据包发送 模块（15)，用于通过端系统发信机把所述MAC数据包经A抑X数据链路发送至所述交换机。 根据本专利技术的一个的实施例，所述交换机转发数据模块（20)进一步包括：接收模 块（21)，用于通过端系统收信机接收来自端系统发送数据模块（10)发送的所述MC数据 包；过滤模块（22)，用于过滤掉虚拟链路上的长度不符合MC协议要求的所述MC数据包； 警管模块（23)，用于通过令牌桶算法管理所述虚拟链路上过滤后的所述MC数据包流量； 调度模块（24)，用于调度虚拟链路，并把所述MAC数据包转发到发送模块（25);所述发送模 块（25)，用于通过发信机把所述交换机中经过处理的所述MAC数据包发送到所述A抑X网络 的所述端系统。 根据本专利技术的一个实施例，所述端系统接收数据模块（30)进一步包括：数据包接 收模块（31)，用于通过收信机接收来自AFDX数据链路的MAC数据包，并把所述MAC数据包 转发到数据链路层模块（32);所述数据链路层模块（32)，用于调度接收到的所述MC数据 包，把所述MC数据包分别发送至相应的虚拟链路，并实现每条虚拟链路上SN计数功能， W及通过拆包，获取IP数据包，并将所述IP数据包转发到网络层模块（33);所述网络层模 块（33)，用于拆包重组接收到的所述IP数据包，W生成UDP数据包，并转发到传输层模块 (34);所述传输层模块（34)，用于拆包接收到的所述UDP数据包，W生成净荷数据包，并获 取所述UDP数据包对应的虚拟链路标识，并根据所述虚拟链路标识将所述净荷数据包转发 到应用层模块（35);所述应用层模块（35)，用于接收和存储来自每条所述虚拟链路的所述 净荷数据包。 本专利技术实施例的基于OP肥T的航空电子系统A抑X网络仿真验证系统，由A抑X互 连网络基于OP肥T搭建，整个网络结构完整，功能完备，可方便对网络性能进行验证，方便 AFDX协议标准完善研究，同时AFDX端系统模块采用协议分层建模的机制，可对各个层次进 行故障注入，可为网络健康管理算法研制提供数据源。 本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】 本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中： 图I是根据本专利技术实施例的基于OP肥T的航空电子系统A抑X网络仿真验证系统 的结构框图； 图2是根据本专利技术实施例的基于OP肥T的航空电子系统A抑X网络仿真验证系统 的物理拓扑图； 图3是根据本专利技术一个具体实施例的基于OP肥T的航空电子系统AFDX网络仿真 验证系统的数据处理流程图。【具体实施方式】 下面参考附图描述根据本专利技术实施例的基于OP肥T的航空电子系统A抑X网络仿 真验证系统，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功 能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为 对本专利技术的限制。 本专利技术的实施例提出了一种基于OP肥T的航空电子系统A抑X网络仿真验证系统。 图1为根据本专利技术一个实施例的基于OP肥T的航空电子系统A抑X网络仿真验证 系统的结构框图。 如图1所示，根据本专利技术实施例的基于OP肥T的航空电子系统A抑X网络仿真验证 系统，包括： 端系统发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于OPNET的航空电子系统AFDX网络仿真验证系统，其特征在于，包括：端系统发送数据模块(10)，用于生成符合AFDX网络协议的数据包，并将所述数据包发送至交换机；交换机转发数据模块(20)，用于对AFDX网络中的所述端系统发送数据模块(10)发送的所述数据包进行管理，并转发所述数据包；端系统接收数据模块(30)，用于对接收到的来自所述交换机转发数据模块(20)转发的所述数据包进行拆包处理；AFDX网络传输链路模块(40)，用于连接所述AFDX网络中的物理设备，以及为所述AFDX网络中的数据传输提供物理链路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：路辉，张萌萌，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11