一种机载FC通信链路故障检测方法

技术领域

本发明属于计算机通信技术，涉及一种机载FC通信链路故障检测方法。

背景技术

FC网络广泛应用于新一代飞机当中，为全机构建大规模、分布式航电系统提供高带宽通信网络支持，在飞机总装时FC线缆及相关航空接头便铺设到飞机上且与飞机同寿。随着FC网络作为主干网络在多个型号飞机中加以应用，以及飞机配套和使用数量的日益增加，FC网络通信出现故障的情况也日益增多，相应FC通信链路故障及其维护已成为机载设备维护和检测的重要组成部分。由于FC链路故障涉及电链路故障、光电收发器故障、光电收发器尾纤故障、光纤链路故障等，传统的故障排查方法非常困难，需要将FC故障链路中相关设备及互联组件逐个拆除，通过光功率计、OTDR设备及差分示波器等设备逐一排查故障点，且在机上测试很难实施，涉及到模块级链路测试还需返厂检测并会破坏模块三防，某些极端情况下模块脱离机上环境故障还难以复现。

发明内容

本发明的目的是：提供一种机载FC通信链路故障检测方法，实现了在飞机上不拆卸任何部件的情况下对FC通信链路的高效、智能化故障检测，极大提高了机载FC通信链路的故障检测效率。

本发明的技术解决方案：提出一种机载FC通信链路故障检测方法，通过控制机载设备件间FC节点通信、FC通信链路上光电转换组件中的电开关状态、航空连接组件中的光开关状态，基于测试接口进行光强度检测及光环绕检测，同时基于光电转换组件故障诊断功能对光电收发器的检测信息进行读取和判断，即可实现对FC链路故障所涉及的发送电链路故障、接收电链路故障、光电转换组件故障、光电转换组件尾纤故障、发送光纤链路故障以及接收光纤链路故障的高效、智能化检测，进而实现在机上不拆卸任何部件的情况下对FC通信链路故障的快速定位。

本发明的优点是：结构简单：通过控制FC节点通信、FC通信链路上光电转换组件中的电开关状态、航空连接组件中的光开关状态及测试接口，同时基于光电转换组件故障诊断功能即可实现测试；测试无需拆除任何部件：在机上环境下无需拆除任何部件即可实现FC通信链路故障检测；测试效率高：可智能化实现对FC链路故障所涉及的发送电链路故障、接收光链路故障、光电收发器故障、光电收发器尾纤故障、发送光纤链路故障以及接收光纤链路故障的高效检测。

附图说明

图1机载FC通信链路故障检测示意图。

具体实施方式

下面结合附图对实施方式进行具体说明。

FC通信链路说明：

机载环境下设备间FC通信如图1所示，FC节点A置于模块1，模块1置于设备1当中；FC节点B或交换机端口F置于模块2，模块2置于设备2当中。设备1与设备2之间通过设备内配置的FC节点A与FC节点B实现基于FC网络的互连通信。FC节点A与FC节点B或交换机端口F之间的FC通信链路包括FC发送电链路、FC接收电链路、光电转换部件、光电转换部件尾纤、航空连接组件、FC发送光链路、FC接收光链路；对FC通信链路中的各部分路径进行标记，通过控制FC节点通信、FC通信链路上电开关、光开关状态及测试接口，同时结合光电收发器故障诊断功能，基于机载FC通信链路故障测试方法，实现故障检测功能。

光电转换组件由输出电开关、输入电开关和光电转换部件组成。其中电开关包括1个输入端口a和2个输出端口b与c，电开关可由控制信号控制实现a端口输入电信号至b端口输出电信号或a端口输入电信号至c端口输出电信号的选通切换。光电转换组件中输出电开关的a端口与FC节点的FC发送电链路相连，输入电开关a端口与FC节点的FC接收电链路相连；输出电开关的b端口与光电转换部件相连，输入电开关的c端口与光电转换部件相连；输出电开关的c端口与输入电开关的b端口之间互相连接；光电转换部件实现电信号与光信号之间的互相转换，同时实现对发射光功率、接收光功率、供电电压、部件温度的实时监控，并提供I2C接口，FC节点可通过I2C接口读取这些监控信息。

以图1机载FC通信链路故障检测示意图中的光电转换组件A为例，由输出电开关A、输入电开关A和光电转换部件A组成；输出电开关A可由E_TX_SET_A信号控制实现a端口输入电信号至b端口输出电信号或a端口输入电信号至c端口输出电信号的选通切换；输入电开关A可由E_RX_SET_A信号控制实现a端口输入电信号至b端口输出电信号或a端口输入电信号至c端口输出电信号的选通切换；输出电开关A的a端口与FC节点A的FC发送电链路相连，输入电开关A的a端口与FC节点A的FC接收电链路相连；输出电开关A的b端口与光电转换部件A的输入电接口相连，实现输入电信号至输出光信号的转换；输入电开关A的c端口与光电转换部件A相连，实现输入光信号至输出电信号的转换；输出电开关A的c端口与输入电开关A的b端口之间互相连接；FC节点A通过I2C接口读取光电转换组件A中光电转换部件A的发射光功率、接收光功率、供电电压、部件温度等监控信息。

航空连接组件由输出光开关、输入光开关和航空连接器组成；输出光开关A可由F_TX_SET_A信号控制实现A端口输入光信号至B端口输出光信号或A端口输入光信号至C端口输出光信号的选通切换；输入光开关A可由F_RX_SET_A信号控制实现A端口输入光信号至B端口输出光信号或A端口输入光信号至C端口输出光信号的选通切换；航空连接组件A中输出光开关A的A端口与光电转换组件尾纤的FC发送光链路相连，输入光开关A的A端口与光电转换组件尾纤的FC接收光链路相连；输出光开关A的B端口通过航空连接器实现对外输出，输入光开关A的C端口通过航空连接器实现对外输出；输出光开关的C端口通过航空连接器实现对外输出并作为航空连接组件A的发送测试端口A，输入电开关A的B端口通过航空连接器A实现对外输出并作为航空连接组件A的接收测试端口A，航空连接组件A的发送测试端口A与接收测试端口A之间可通过法兰盘实现光信号的互相连接。

以图1机载FC通信链路故障检测示意图中的航空连接组件A为例，由输出光开关A、输入光开关A和航空连接器A组成；其中光开关包括1个输入端口A和2个输出端口B与C，光开关可由控制信号控制实现A端口输入光信号至B端口输出光信号或A端口输入光信号至C端口输出光信号的选通切换。航空连接组件中输出光开关的A端口与光电转换组件尾纤的FC发送光链路相连，输入光开关A端口与光电转换组件尾纤的FC接收光链路相连；输出光开关的B端口通过航空连接器实现对外输出，输入光开关的c端口通过航空连接器实现对外输出；输出光开关的C端口通过航空连接器实现对外输出并作为航空连接组件的发送测试端口，输入电开关的B端口通过航空连接器实现对外输出并作为航空连接组件的接收测试端口，航空连接组件的发送测试端口与接收测试端口之间可通过法兰盘实现光信号的互相连接。

FC通信链路分段说明：

基于FC通信链路故障检测方法，结合图1机载FC通信链路故障检测示意图，对机载FC通信链路所涉及的关键路径进行分段划分和定义：

a.分段(1)是FC节点A的FC发送电链路，表示FC节点A的发送电接口与光电转换组件A中输出电开关A的a端口之间的互连电通路；

b.分段(2)是FC节点A的FC接收电链路，表示FC节点A的接收电接口与光电转换组件A中输入电开关A的a端口之间的互连电通路；

c.分段(3)是光电转换组件A尾纤的FC发送光链路，表示FC节点A对应的光电转换组件A的发送光接口至航空连接组件A中输出光开关A的A端口之间的互连光通路；

d.分段(4)是光电转换组件A尾纤的FC接收光链路，表示FC节点A对应的光电转换组件A的接收光接口至航空连接组件A中输入光开关A的A端口之间的互连光通路；

e.分段(5)是光纤链路A，表示FC节点A对应的航空连接组件A中输出光开关A的B端口与FC节点B或交换机端口F对应的航空连接组件B中输入光开关B的B端口之间的互连光通路；

f.分段(6)是光纤链路B，表示FC节点A对应的航空连接组件A中输入光开关A的C端口与FC节点B或交换机端口F对应的航空连接组件B中输出光开关B的C端口之间的互连光通路；

g.分段(7)是光电转换组件B尾纤的FC接收光链路，表示FC节点B或交换机端口F对应的光电转换组件B的接收光接口至航空连接组件B中输入光开关B的A端口之间的互连光通路；

h.分段(8)是光电转换组件B尾纤的FC发送光链路，表示FC节点B或交换机端口F对应的光电转换组件B的发送光接口至航空连接组件B中输出光开关B的A端口之间的互连光通路；

i.分段(9)是FC节点B或交换机端口F的FC接收电链路，表示FC节点B或交换机端口F的接收电接口与光电转换组件B中输入电开关B的a端口之间的互连电通路；

j.分段(10)是FC节点B或交换机端口F的FC发送电链路，表示FC节点B的发送电接口与光电转换组件B中输出电开关B的a端口之间的互连电通路。

FC通信链路故障检测方法说明：

表1电开关、光开关控制信号定义

FC电通信链路检测方法：

链路分段(1)、链路分段(2)检测：FC节点A设置E_TX_SET_A信号为‘1’，设置E_RX_SET_A信号为‘0’，实现FC节点A的FC发送电链路与FC接收电链路的环绕通信测试，若FC节点A的电环绕通信测试正常，则链路分段(1)和链路分段(2)检测正常；若测试异常，则通过测试点A测试链路分段(1)输入的电信号，若电信号测试异常则链路分段(1)存在FC节点芯片管脚虚焊或桥连的情况，若电信号测试正常，则链路分段(2)存在FC节点芯片管脚或耦合电容虚焊、桥连的情况。

链路分段(9)、链路分段(10)检测：FC节点B设置E_TX_SET_B信号为‘1’，设置E_RX_SET_B信号为‘0’，实现FC节点B或交换机端口F的FC发送电链路与FC接收电链路的环绕通信测试，若FC节点B的电环绕通信测试正常，则链路分段(9)和链路分段(10)检测正常；若测试异常，则通过测试点B测试链路分段(10)输入的电信号，若电信号测试异常则链路分段(10)存在FC节点或交换机芯片管脚虚焊或桥连的情况，若电信号测试正常，则链路分段(9)存在FC节点或交换机芯片管脚或耦合电容虚焊、桥连的情况。

光电转换组件检测方法：

FC节点或交换机通过I2C接口实现对发射光功率、接收光功率、供电电压、部件温度的实时监控并与预先设定的门限值进行比较，若监控的各项数据超出门限值要求则判定光电转换组件出现异常；

光电转换组件尾纤光通信链路检测方法：

链路分段(3)、链路分段(4)检测：FC节点A设置E_TX_SET_A信号为‘0’，设置E_RX_SET_A信号为‘1’，设置F_TX_SET_A信号为‘1’，设置F_RX_SET_A信号为‘0’，将发送测试端口A与接收测试端口A通过光纤和法兰盘连接，实现FC节点A的FC发送光链路与FC接收光链路的环绕通信测试，若FC节点A的光环绕通信测试正常，则链路分段(3)和链路分段(4)检测正常；若测试异常，则从发送测试端口A测量发出的光功率并与FC节点A通过I2C接口从光电转换组件A读出的发送光功率做比较，若两者之间差值大于预先设定的门限值，则链路分段(3)存在异常，若两者之间差值小于预定值，则将发送测试端口A与接收测试端口A通过光纤和法兰盘连接，FC节点A通过I2C接口从光电转换组件A读出接收光功率并与发送光功率进行比较，若两者差值超出预先设定的门限值则链路分段(4)存在异常。

链路分段(7)、链路分段(8)检测：FC节点B或交换机端口F设置E_TX_SET_B信号为‘1’，设置E_RX_SET_B信号为‘0’，设置F_TX_SET_B信号为‘0’，设置F_RX_SET_B信号为‘1’，将发送测试端口B与接收测试端口B通过光纤和法兰盘连接，实现FC节点B或交换机端口F的FC发送光链路与FC接收光链路的环绕通信测试，若FC节点B的光环绕通信测试正常，则链路分段(7)和链路分段(8)检测正常；若测试异常，则从发送测试端口B测量发出的光功率并与FC节点B或交换机端口F通过I2C接口从光电转换组件B读出的发送光功率做比较，若两者之间差值大于预先设定的门限值，则链路分段(8)存在异常，若两者之间差值小于预定值，则将发送测试端口B与接收测试端口A通过光纤和法兰盘连接，FC节点B或交换机端口F通过I2C接口从光电转换组件B读出接收光功率并与发送光功率进行比较，若两者差值超出预先设定的门限值则链路分段(4)存在异常。

光纤链路检测方法：

链路分段(5)、链路分段(6)检测：FC节点A设置E_TX_SET_A信号为‘0’，设置E_RX_SET_A信号为‘1’，设置F_TX_SET_A信号为‘0’，设置F_RX_SET_A信号为‘1’；FC节点B或交换机端口F设置E_TX_SET_B信号为‘1’，设置E_RX_SET_B信号为‘0’，设置F_TX_SET_B信号为‘1’，设置F_RX_SET_B信号为‘0’，将FC节点A与FC节点B或交换及端口F进行连接，开展通信测试，若测试正常则所有FC通信链路正常；若测试异常，在通过FC电通信链路检测、光电转换组件检测、光电转换组件尾纤光通信链路检测排除(1)、(2)、(3)、(4)、(7)、(8)、(9)、(10)链路分段正常的情况下，将FC节点A通过I2C接口从光电转换组件A读出的发送光功率与FC节点B或交换机端口F通过I2C接口从光电转换组件B读出的接收光功率进行比较，若两者之间差值大于预先设定的门限值，则链路分段(5)存在异常；若测试正常，将FC节点B或交换机端口F通过I2C接口从光电转换组件B读出的发送光功率与FC节点A通过I2C接口从光电转换组件A读出的接收光功率进行比较，若两者之间差值大于预先设定的门限值，则链路分段(6)存在异常。

本发明提供了一种机载FC通信链路故障检测方法，实现了在飞机上不拆卸任何部件的情况下对FC通信链路的高效、智能化故障检测，极大提高了机载FC通信链路的故障检测效率。其特征在于，提出一种机载一种FC通信链路故障检测方法，通过控制机载设备件间FC节点通信、FC通信链路上光电转换组件中的电开关状态、航空连接组件中的光开关状态，基于测试接口进行光强度检测及光环绕检测，同时基于光电转换组件故障诊断功能对光电收发器的检测信息进行读取和判断，即可实现对FC链路故障所涉及的发送电链路故障、接收电链路故障、光电转换组件故障、光电转换组件尾纤故障、发送光纤链路故障以及接收光纤链路故障的高效、智能化检测，进而实现在机上不拆卸任何部件的情况下对FC通信链路故障的快速定位。本发明结构简单，通过控制FC节点通信、FC通信链路上光电转换组件中的电开关状态、航空连接组件中的光开关状态及测试接口，同时基于光电转换组件故障诊断功能即可实现测试；测试方面操作，测试效率高，在机上环境下无需拆除任何部件即可实现FC通信链路故障的高效检测。本发明技术方案针对传统机载FC通信链路故障检测困难，无法在飞机上不拆卸任何部件的情况下实时、有效实施检测且测试效率低下的缺点，创新地提出了一种机载FC通信链路故障检测方法，实现了机载恶劣环境下FC通信链路的高效、智能化故障检测，从而大大提高了机载FC通信链路的故障检测效率。