[发明专利]一种基于波分复用技术的星载有效载荷光总线系统

权利要求书

1.一种基于波分复用技术的星载有效载荷光总线系统，其特征在于，该系统包括光纤环I、光纤环II、控制器A、控制器B和n个有效载荷，n为大于或等于2的正整数；控制器A与控制器B互为备份，在某一时间点只有一个控制器被星务计算机设置为当班控制器；当班控制器通过无线通信方式对有效载荷的数据通信进行管理、控制；当其中一个光纤环出现故障时，当班控制器将工作总线切换到令一个光纤环上；有效载荷数据通过激光信号接入光纤环，按照光传输方向编辑有效载荷序号，有效载荷包含激光发射器、激光接收器和可调谐滤波器，其中可调谐滤波器用于控制激光接收器的输入波长；不同有效载荷采用不同波长传输数据，有效载荷k发射的激光信号的波长为λ_k，实现载荷数据上行；当班控制器通过无线方式向有效载荷发送控制指令，可调谐滤波器根据控制指令从光纤环上选取特定的波长进入激光接收器，实现载荷数据下行；

该系统的工作流程为：

①系统在上电后完成初始化，在初始化的过程中当班控制器依次与所有的有效载荷通信，获取并存储有效载荷的状态，并进行光总线状态检查；

②假设完成初始化的时刻为0，在每个周期T内，当班控制器为每个有效载荷分配一个时隙,在相应的时隙范围内当班控制器与有效载荷通过无线通信方式协调光总线的通信；

③有效载荷i需要向有效载荷j发送数据时，首先有效载荷i在当班控制器所分配的时隙内向当班控制器发出发送数据请求；当班控制器检测有效载荷j的状态，判断有效载荷j是否正在接收数据或故障，如果是，则发送数据请求不被允许，通知有效载荷i先不要发送数据，否则，发送数据请求被允许，则通知有效载荷i发送数据和有效载荷j接收数据；此后，有效载荷i发射激光信号的波长为λ_i，有效载荷j接收信号的波长为λ_i；当完成数据传输后，有效载荷j向当班控制器反馈，更新其状态；

④若有效载荷i需要向多个有效载荷发送数据，将会按照有效载荷的优先级建立发送数据的队列，在当班控制器分配的时隙范围内按照优先级依次向当班控制器发出发送数据请求；若优先级最高的发送数据请求不被允许，则选择第二优先级的进行尝试；若第二优先级的发送数据请求不被允许，则选择第三优先级的进行尝试，以此类推；对于被允许的发送数据请求，按照第③点的描述由有效载荷i向目的有效载荷发送数据；同时，有效载荷i将遥测数据通过无线传输方式发送到当班控制器中；

⑤若有效载荷i想要广播数据，则按照有效载荷序号建立向所有其余有效载荷发送数据的队列，然后按照第④点的描述由有效载荷i向各个其他有效载荷发送数据；

⑥若某一时刻当班控制器通过有效载荷的遥测数据判定某个有效载荷出现故障，则将分配给它的时隙设置为空闲，其在当班控制器中的状态标注为故障，即其余有效载荷不允许向其发送数据。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光总线状态检查过程为：

所有有效载荷依次发送并接收一个自检数据包，即有效载荷i将自检数据包以波长λ_i发送到光纤环上，并从光纤环上接收波长λ_i的自检数据包，若接收成功则表明有效载荷i与光纤环完好，并写将接收状态汇集到当班控制器中；若当班控制器获知所有有效载荷均无法接收自身发送的自检数据包，说明光纤环路断开，则将当班光纤环切换到另一个光纤环上。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，若有效载荷i需要与有效载荷j建立全双工通信时，有效载荷i发射激光信号的波长为λ_i，接收信号的波长为λ_j；有效载荷j发射激光信号的波长为λ_j，接收信号的波长为λ_i。