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随着航空电子系统综合化程度的提高,对总线的传输速率提出了更高的要求,MIL-STD-1553B总线在传输速率、带宽、允许终端数、实时性方面开始显得力不从心。FC-AE-1553协议相比传统MIL-STD-1553B总线提供了更高的带宽、更多的终端数、更大的信息量,成为新一代航空电子网络的最佳选择。针对FC-AE-1553协议的特点,如何支持多业务服务质量(Quality Of Service,QoS)传输,降低网络功耗,提高网络性能是需要解决的重要应用问题。本文针对无源光网络(Passive Optical Network,PON)结构和一级交换结构下的FC-AE-1553网络多业务动态带宽分配机制展开研究,主要工作内容和研究成果如下。1.无源光网络的低功耗、大吞吐量、组网简单、高可靠性等优势使其在航天系统领域得到了应用。为提高PON结构FC-AE-1553网络带宽利用率并保证多业务QoS要求,提出了一种基于“并发”且支持“多业务QoS要求”的PON结构FC-AE-1553网络动态带宽分配机制。该机制解决了网络中存在的“多对一”数据共享信道的冲突。同时,针对网络中的不同业务类型,采用不同的调度策略来保证不同业务类型的QoS要求。此外,采用并发的方式来提高网络带宽利用率。经仿真验证,该机制在满足网络多业务QoS要求的前提下,网络带宽利用率达到了 66%。2.根据航天实际工程应用的需求,设计并仿真分析了一级交换结构“特定连接大数据块调度”应用场景下的FC-AE-1553网络动态带宽分配机制。网络中共有管理类、实验类、存储类和计算类四类节点。其中,存储类和计算类节点不产生数据。针对这种特定网络连接分布及网络调度颗粒度的特殊应用场景,设计了相应的调度策略并进行了仿真验证。另外,分析了网络控制器(Network Controller,NC)节点流量和实验节点流量比例对网络性能的影响。仿真结果表明,NC节点流量和实验节点流量比例为1:1.55时,网络吞吐量和突发业务时延性能相对较优。3.根据 FC-AE-1553 网络承载 IP (Internet Protocol,IP)业务的实际应用需求,针对网络中IP包长度可变且为短包长(64Byte～1518Byte)的特殊应用场景,设计了 一级交换结构下“支持IP业务”的FC-AE-1553网络动态带宽分配机制且进行了仿真验证。并对当前场景下的网络最大吞吐量和IP业务的时延进行了分析。仿真结果表明,网络带宽利用率为50%。IP业务的平均时延为27ms,最大时延为89ms。