一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法，通过两个1553B光电双向转换适配器实现将1553B总线通过光纤进行传输，传输距离可达到千米级，且抗干扰强。适配器中设计有终端电阻和继电器开关，能够实现1553B主电缆和短截线两种方式的传输，满足拓扑需求。可简单区分1553B总线的发送和接收信号。适配器中设计有总线信号采集电路，实现对1553B总线电压的采集，现场可编程器件中通过1553B总线信号和采集到的电压值一起进行消息开始和结束的检测，消除消息拖尾的影响，避免拖尾波形在总线上传输引起的消息差错，缩短延时，将其转换延时降到ns级，实时性高。通过添加起始同步头和结束同步头的方式，从光信号中准确的识别和恢复1553B总线信号，消除干扰脉冲的影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法


[0001]本专利技术属于航空电子
，特别涉及一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法。

技术介绍

[0002]MIL
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STD
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1553B总线简称1553B总线，1553B总线是飞机内部时分制命令/响应式多路复用数据总线。1553B总线具有确定的传输延迟、可靠的传输能力，以及较强的容错能力等特点，通信效率高，修改、扩充和维护简便。目前已被广泛的应用到航空、航天、舰船、导弹等领域。
[0003]1553B总线有两种耦合方式：直接耦合和变压器耦合。变压器耦合与直接耦合相比，具有较好的电气隔离、阻抗匹配和较高的噪声抑制性能，在实际中应用更广泛。1553B总线使用屏蔽双绞线作为传输介质，变压器耦合方式下，短截线长度小于6米，主电缆的最长长度一般小于100米，传输距离受限制。随着技术的发展，对1553B总线的传输距离有了更高的要求。如在实验室或外场，要求在楼宇之间，甚至公里级远的距离进行整个1553B总线系统的仿真和测试，目前的1553B总线的主电缆和短截线采用双绞线作为传输介质无法满足要求。光纤具有传输距离远，抗干扰强，重量轻的优点，因此能够将1553B总线信号通过光纤进行传输，从而实现1553B主电缆和短截线的远距离传输。然而将1553B总线信号通过光纤进行传输存在以下难点：首先，1553B总线信号受连接拓扑、传输距离、环境温度因素影响在总线传输结束时会存在拖尾，拖尾会导致总线空闲状态的检测比较难，如果将拖尾波形也进行转发，会引起整个1553B总线系统的消息差错。其次，1553B总线的两个差分信号不是完全取反，总线空闲时两个信号同时为低电平，而光纤是单端信号，故从光纤信号中恢复出1553B总线信号比较难。最后，在大多数1553B系统的仿真测试中1553B设备已经定型，不能再修改RT的无响应超时时间，GJB 289A中规定无响应超时时间是14us，一般RT设备的响应时间为6us，这就要求光电转换延时加上光纤传输的双向延时要小于8us，即单向延时小于4us，这对实时性提出了较高的要求，实现比较困难。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服上述技术的不足，提供一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法，通过一种1553B总线光电双向转换适配器实现将1553B总线信号转为光信号，同时又能够将光信号转为1553B总线信号，从而实现将1553B总线通过光纤进行传输，传输距离能够达到千米级，且抗干扰强，解决了1553B主电缆和短截线无法远距离传输的问题。同时，能够消除拖尾的影响，有效的识别消息的开始和结束，并能够简单准确的实现从光纤信号中恢复出1553B总线的差分信号，且转换延时小，实时性高。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法，通过一种1553B总线光电双向转
换适配器实现将1553B总线信号转为光信号，同时又能够将光信号转为1553B总线信号，从而实现将1553B总线通过光纤进行传输。1553B光电双向转换适配器设计有两个独立的通道，能够实现一路双冗余的1553B通道或两路独立的1553B通道的光电双向转换。电路由：第一个通道的隔离变压器、1553B收发器、终端电阻、继电器开关、光模块，第二个通道的隔离变压器、1553B收发器、终端电阻、继电器开关、光模块，总线信号采集电路，和现场可编程器件组成。现场可编程器件中由：总线信号采集模块，第一个通道的1553B信号转光信号模块、光信号转1553B信号模块，第二个通道的1553B信号转光信号模块、光信号转1553B信号模块组成。
[0006]一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法，基于两个1553B总线光电双向转换适配器实现，两个适配器的实现方法完全一样。其中第一个1553B总线光电双向转换适配器连接到1553B总线X，第二个1553B总线光电双向转换适配器连接到远端的1553B总线Y，两个适配器中间通过光纤连接。第一个1553B总线光电双向转换适配器将1553B总线X的信号转为光信号，通过光纤传输给第二个1553B总线光电双向转换适配器，第二个1553B总线光电双向转换适配器再将光信号转为1553B总线信号传输到1553总线Y。同理，能够将1553B总线Y的信号通过光纤传输到1553B总线X。1553B总线X为原1553B总线，1553B总线Y为延长后的1553B总线，1553B总线Y上能够通过耦合器外接多个终端设备，从而实现了1553B主电缆和短截线传输距离的延长。
[0007]一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法，步骤如下：步骤1，通过隔离变压器和1553B收发器连接到1553B总线的主电缆或耦合器的短截线上。第一个1553B总线光电双向转换适配器通过隔离变压器和1553B收发器连接到1553B总线X的主电缆或耦合器的短截线上，接收1553B总线X的信号将其转为数字信号输出给现场可编程器件，在现场可编程器件中进行1553B总线信号的处理和转换。
[0008]步骤2，终端电阻的连接。如果第一个1553B总线光电双向转换适配器连接到1553B的主电缆，则控制继电器开关闭合，将终端电阻连接到1553B主电缆的末端；如果连接到耦合器的短截线上则继电器开关常开，该终端电阻不使用。
[0009]步骤3，1553B总线信号的采集。1553B总线光电双向转换适配器中的1553B总线信号采集电路能够同时采集两个1553B通道的总线信号电压，并将采集到的电压值输出给现场可编程器件。
[0010]步骤4，在现场可编程器件中实现1553B总线信号转为光信号，输出给光模块。
[0011]第一个1553B总线光电双向转换适配器中的总线信号采集模块实现对1553B总线信号采集电路的控制，接收采集到的电压值，并查找总线的零点电压值，输出给1553B信号转光信号模块。1553B信号转光信号模块将接收到1553B收发器的数字信号进行接收和发送信号的区分，波形的整形，识别消息的开始和结束，将1553B的差分信号添加起始同步头和结束同步头转为光信号输出给光模块。
[0012]首先，1553B总线接收和发送信号的区分，由于1553B收发器能够同时接收到总线上的接收信号和本身的发送信号，而作为光信号转发时，只能转发从总线上接收到的信号，本身的发送信号不能通过光纤转发。通过光信号转1553B信号模块输出发送使能标志给1553B信号转光信号模块，1553B信号转光信号模块将发送使能标志取反作为接收使能，与接收到1553B收发器的信号相与，从而简单有效的将发送和接收信号区分开。
[0013]其次，1553B信号波形的整形，1553B收发器输出的两个差分信号的边沿并不是完全对齐的，通过波形的整形将两个差分信号的边沿对齐，然后再进行后续的处理。
[0014]然后，消息开始的识别，添加起始同步头，并转为光信号输出。1553B差分信号的状态为：高电平、低电平和空闲状态。当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法，其特征在于：通过一种1553B总线光电双向转换适配器实现将1553B总线信号转为光信号，同时又能够将光信号转为1553B总线信号，从而实现将1553B总线通过光纤进行传输，1553B光电双向转换适配器设计有两个独立的通道，能够实现一路双冗余的1553B通道或两路独立的1553B通道的光电双向转换，电路由：第一个通道的隔离变压器、1553B收发器、终端电阻、继电器开关、光模块，第二个通道的隔离变压器、1553B收发器、终端电阻、继电器开关、光模块，总线信号采集电路，和现场可编程器件组成，现场可编程器件中由：总线信号采集模块，第一个通道的1553B信号转光信号模块、光信号转1553B信号模块，第二个通道的1553B信号转光信号模块、光信号转1553B信号模块组成；一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法，基于两个1553B总线光电双向转换适配器实现，两个适配器的实现方法完全一样，其中第一个1553B总线光电双向转换适配器连接到1553B总线X，第二个1553B总线光电双向转换适配器连接到远端的1553B总线Y，两个适配器中间通过光纤连接，第一个1553B总线光电双向转换适配器将1553B总线X的信号转为光信号，通过光纤传输给第二个1553B总线光电双向转换适配器，第二个1553B总线光电双向转换适配器再将光信号转为1553B总线信号传输到1553总线Y，同理，能够将1553B总线Y的信号通过光纤传输到1553B总线X，1553B总线X为原1553B总线，1553B总线Y为延长后的1553B总线，1553B总线Y上能够通过耦合器外接多个终端设备，从而实现了1553B主电缆和短截线传输距离的延长；一种通过光纤实现1553B总线远距离传输的方法，步骤如下：步骤1，通过隔离变压器和1553B收发器连接到1553B总线的主电缆或耦合器的短截线上，第一个1553B总线光电双向转换适配器通过隔离变压器和1553B收发器连接到1553B总线X的主电缆或耦合器的短截线上，接收1553B总线X的信号将其转为数字信号输出给现场可编程器件，在现场可编程器件中进行1553B总线信号的处理和转换；步骤2，终端电阻的连接，如果第一个1553B总线光电双向转换适配器连接到1553B的主电缆，则控制继电器开关闭合，将终端电阻连接到1553B主电缆的末端；如果连接到耦合器的短截线上则继电器开关常开，该终端电阻不使用；步骤3，1553B总线信号的采集，1553B总线光电双向转换适配器中的1553B总线信号采集电路能够同时采集两个1553B通道的总线信号电压，并将采集到的电压值输出给现场可编程器件；步骤4，在现场可编程器件中实现1553B总线信号转为光信号，输出给光模块；第一个1553B总线光电双向转换适配器中的总线信号采集模块实现对1553B总线信号采集电路的控制，接收采集到的电压值，并查找总线的零点电压值，输出给1553B信号转光信号模块，1553B信号转光信号模块将接收到1553B收发器的数字信号进行接收和发送信号的区分，波形的整形，识别消息的开始和结束，将1553B的差分信号添加起始同步头和结束同步头转为光信号输出给光模块；首先，1553B总线接收和发送信号的区分，由于1553B收发器能够同时接收到总线上的接收信号和本身的发送信号，而作为光信号转发时，只能转发从总线上接收到的信号，本身的发送信号不能通过光纤转发，通过光信号转1553B信号模块输出发送使能标志给1553B信号转光信号模块，1553B信号转光信号模块将发送使能标志取反作为接收使能，与接收到
1553B收发器的信号相与，从而简单有效的将发送和接收信号区分开；其次，1553B信号波形的整形，1553B收发器输出的两个差分信号的边沿并不是完全对齐的，通过波形的整形将两个差分信号的边沿对齐，然后再进行后续的处理；然后，消息开始的识别，添加起始同步头，并转为光信号输出，1553B差分信号的状态为：高电平、低电平和空闲状态，当检测到1553B两个差分信号为高电平或低电平，并且采集到的N个点的有效电压值时，为消息的开始，将接收到的正信号添加起始同步头，作为光信号输出，为了缩短转换延时，起始同步头不占用总线时间，作为消息第一个脉冲的前部分信号进行传输，并通过两种类型的起始同步头来区分消息的第一个脉冲为高电平或低电平；最后，消息结束的识别，添加结束同步头，一条消息转发完成，检测到1553B两个差分信号同时为低电平即空闲状态，或者采集到的N个零点范围内的电压值时，为消息的结束，将接收到的正信号添加结束同步头，一条消息转发结束；通过1553B差分信号的状态和采集到的电压值共同来检测消息的开始和结束，能够有效的消除的拖尾影响，避免将消息结束的拖尾波形也进行转发，导致整个1553B总线系统出现消息差错，在消息的开始添加起始同步头，在消息的结束添加结束同步头，这样能够从光信号中有效的进行消息的识别和恢复，消除干扰脉冲；步骤5，第一个1553B总线光电双向转换适配器的光模块将电信号转为光信号，通过光纤传输给第二个1553B总线光电双向转换适配器；步骤6，第二个1553B总线光电双向转换适配器的光模块将从光纤接收到的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兰芳，王月荣，赵淑超，
申请(专利权)人：北京石竹科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：