基于OPNET平台的航空电子系统网络AFDX仿真

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随着航空技术的快速发展,航空电子系统逐渐成为航空系统中不可或缺的关键部分,航空电子系统由很多独立的航空电子系统组成。航空电子子系统之间需要传输的数据量不断增加,对航空电子系统传输总线的性能和安全性的需求也在不断提高。传统的航空电子系统传输总线标准ARINC429、ARINC629和Mil-std-1553B等,由于带宽小、速度慢和价格高的因素,已经无法满足现代航空电子系统的要求。在这种情况下,AFDX(Avionics Full Duplex Switched Ethernet)网络标准应运而生。AFDX网络基于以太网标准,传输速率最高可达到1000Mb/s,同时使用全双工链路进行数据传输,减少了链路冲突。目前,AFDX已应用于空客公司最新的A380飞机上。  虽然AFDX网络提供了高带宽和全双工的传输方式,由于使用虚链路的方式进行网络传输,各条虚链路在调度时刻仍然可能产生冲突,各条虚链路的时延抖动和关键链路的端到端时延无法得到保证。本文对AFDX网络标准进行了深入的研究,分析了AFDX网络中时延和时延抖动形成的机制,并针对传统调度方式的不足,提出了一种新的重整形调度算法RSP方法。RSP方法通过实时速率和历史信息动态调整数据帧发送的先后顺序,可降低网络的时延抖动并保障关键链路的优先传输,并设计了相应的实验方案在OPNET网络仿真平台上进行了验证。  在OPNET网络仿真平台上,我们对AFDX网络进行建模,建立了AFDX网络的网络层模型和航空电子子系统、端系统以及交换机的节点层模型和进程层模型。并搭建仿真网络对 AFDX网络进行仿真,选取平均时延和时延抖动作为衡量指标,仿真得到传统调度方法与RSP调度方法对网络性能的影响。实验证明,RSP方法能够降低整体链路的时延抖动并保证关键链路的优先传输,对于实际航空电子通信网络的设计有重要的参考意义。
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