基于多令牌协议航电WDM光环网波长分配方法

《基于多令牌协议航电WDM光环网波长分配方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaMay252012V01．33No．5879-885ISSN1000—6893CN11—1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn文章编号：1000—6893(2012)05—0879—07基于多令牌协议航电WDM光环网波长分配方法刘晓敏，丁凡，赵长啸，熊华钢。，屠晓杰北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191摘要：针对航空电子光网络的实时性问题，建立了航空电子波分复用(WDM)环网模型，以实时消息流矩阵作为网络的输入，依据静态光网络

2、最小化波长数目的优化目标，提出了一种基于多令牌协议的光网络波长分配方法，并推导了航电光网络中光通道的端到端传输时延计算公式。通过对理论计算和仿真结果的分析，此协议下的波长分配方法在网络中可以实现波长重用，比传统环网的波长数目平均降低了58。1％，优化了波长数目，并且多令牌控制协议满足航空电子网络对消息实时性的要求。此方法对于航空电子光网络的设计与性能分析具有参考价值。关键词：航空电子；光网络；波分复用(WDM)；路由与波长分配(RwA)；令牌协议中图分类号：V243．1；TP393文献标识码：A随着机载网络的快速发展，任务关键的先进航空电子功能分区要处理越来越多的数

3、据，需要更高的网络带宽与严格的传输实时性，对容错性与可靠性的要求也越来越高，并且要考虑到COTs(CommercialOff-the-Shelf)产品技术以及网络QoS(QualityofService)等方面所面临的挑战。在飞机环境中需要更高性能的传输方式来满足航电互连网络的需求，而基于波分复用(WDM)技术的光网络具有高带宽、透明传输、灵活的路由、强容错性和安全性等多种性能优点，能够满足未来航电系统互连网络的发展需求，因此基于WDM技术的光网络可以作为未来机载网络的选择。文献[1]～文献E43描述了光网络作为新一代航空电子互连网络的备选方案，对下一代民用与军用航

4、电通信系统的变革具有重要意义，同时这些文献针对航空电子WDM光网络的标准、体系结构和应用协议进行了相关研究。光网络支持波长选路，端系统之间通过建立光通道进行通信，依据光通道建立的请求，需要进行物理拓扑上的路由选择并为建立的光通道分配相应的波长，即路由与波长分配(RoutingandWavelengthAssignment，RWA)问题。由于机载环境中空间和硬件设备的限制，在有限资源下保证航电互连光网络的实时性是航电系统设计的关键问题。其中，优化航电互连光网络路由与波长分配是解决航电实时性的有效途径。航电互连光网络的RWA问题是研究在现有的网络拓扑上使用最少的波长来满

5、足光通道建立的需求，并且保证所分配的波长所承载的消息量能够进行实时传输，满足网络任务关键的功能需求。本文的目标是基于航电系统中所需传输的航电消息流，通过一种令牌协议对航电WDM光环状网络进行波长选择和光通道带宽分配，并对网络性能进行分析。收稿日期：2011-06-29；退修El期：201I-09-20；录用日期：2011-12-24；网络出版时间：2012．02-2910：29网络出版地址：WWWcnkinet／kcms／detail／11．1929．V20120229．1029．005．htmlDOl：CNKI：11．1929／V．201202291029005基

6、金项目：国家自然科学基金(60879024)*通讯作者．T01．：010—82317202E·mail；hgxiong@∞．buaae山．Cll鞘愚格式ILIuxM．oIngF。ZhaoCx．etalWavelengthassignmentforavionicWDMopticalringneMorkbasedOnmulti-tokensprotoc01．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica·2012。33t5)：879-885．棚晓敏．T凡，越长啸，荨．基f多令牌协议航电WDM光环网渡长分配寿法．航空学报-20{2．33t5)：87

7、9-885．航空学报May252012Vol33No51航电WDM光环网模型1．1网络结构飞机上被连接的设备、模块和部件通常嵌入有处理器，连接区域限定在飞机平台内部。因此，航空电子互连网络实质上是一种计算机局域网络拍]。设计统一航电网络，需要满足处理器之间大量的数据交换，即平衡航电系统的高连通和低延时的性能要求[2]。环状网络是机载网络中常用的一种拓扑形式，具有链路共享。结构简单、低延时、节省资源等优点[6。7]。因此为了保证网络传输的实时性，假设网络的物理拓扑为N个路由节点的单光纤双向WDM环网结构，如图1所示，每根光纤中的最大波长数是W，为了减轻飞行器的重量