光纖通訊在空空導彈飛控系統中的應用研究

摘要：隨著(zhù)空空導彈的發(fā)展，給內部通訊系統提出了新的要求，比如高速、小型化、強電磁兼容性、通用化、模塊化，目前使用的各種總線(xiàn)均存在一定的局限性。光纖通訊在軍事領(lǐng)域已經(jīng)有了一定的發(fā)展和應用，建立了一些標準。因此通過(guò)對光纖通訊在空空導彈中的應用研究，給出了物理層和協(xié)議層的解決方案。通過(guò)分析，基于光纖通訊的高速、小型、通用、模塊化的通訊系統是空空導彈內部通訊系統發(fā)展的必然方向。
關(guān)鍵詞：空空導彈；飛控系統；光纖；總線(xiàn)；通訊

0 引言
空空導彈飛控系統是導彈信息處理的核心部分，擔負著(zhù)與彈內外通訊的功能。飛控系統與其他各系統的通訊總線(xiàn)形式多樣，總線(xiàn)形式主要有一次性指令、模擬量、ARINC429總線(xiàn)、1553B總線(xiàn)、RS 422總線(xiàn)、LVDS總線(xiàn)、并行總線(xiàn)等，存在通訊速率低、易受電磁干擾、線(xiàn)纜粗重、總線(xiàn)形式多樣、不易組網(wǎng)、測試設備復雜等缺點(diǎn)?？湛諏椢磥?lái)發(fā)展的方向是信息量大、傳輸速率高、小型化、抗強電磁干擾等，因此目前的總線(xiàn)方式不能滿(mǎn)足要求。而光纖通訊隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，已具備通訊速率高、抗電磁干擾能力強、線(xiàn)纜輕便、易小型化等特點(diǎn)，已廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域。目前飛機內部已逐步形成了以光纖傳輸的總線(xiàn)系統，相應標準已建立，在載機的懸掛系統中預留了光纖接口作為未來(lái)發(fā)展的需求，而且也有許多以光纖為物理層，將其他總線(xiàn)協(xié)議移植到光纖總線(xiàn)上的應用，因此構建以光纖為物理層的總線(xiàn)通訊系統，制定統一合理的總線(xiàn)協(xié)議，是解決空空導彈發(fā)展問(wèn)題的一種方法。

1 空空導彈飛控系統通訊現狀及存在問(wèn)題
在空空導彈中，飛控系統肩負著(zhù)導彈內外的信息交換功能，負責與載機、導引系統、遙測系統、舵控系統、衛星定位系統的信息交換，未來(lái)可能還要增加與引戰系統、發(fā)動(dòng)機的數字通訊功能。
1．1 通訊總線(xiàn)現狀
目前飛控系統與各系統交換數據的總線(xiàn)主要有：ARINC429總線(xiàn)、1553B總線(xiàn)、RS 422總線(xiàn)、LVDS總線(xiàn)、BMK總線(xiàn)等，如圖1所示。

ARINC429總線(xiàn)是一對單向、差分耦合、雙絞屏蔽線(xiàn)，最高速率為100Kb／s?？偩€(xiàn)上只允許有1個(gè)發(fā)送設備，可以有多個(gè)(小于等于20個(gè))接收設備。信息傳輸采用雙極性歸零制的三態(tài)碼調制方式。每個(gè)ARINC429字由5部分組成：
(1)標號位LABEL：用于區分字的物理含義，等同于數據幀的地址；
(2)源目的識別位(SD)：可以用以區分多系統中的源和日的地；
(3)數據位(DATA)：將數據編碼；
(4)符合狀態(tài)位(SSM)：用以表征數據字的特性，如方向、符號等；
(5)奇偶校驗位：可以選擇奇校驗和偶校驗；
RS 422總線(xiàn)是一對單向、差分傳輸、雙絞屏蔽線(xiàn)，最高速率可達10 Mb／s；總線(xiàn)上只允許有1個(gè)發(fā)送設備，最多10個(gè)接收設備。標準僅規定了硬件接口的電氣特性，支持單點(diǎn)對多點(diǎn)的通訊方式，未規定接插件、電纜、頂層通訊協(xié)議；而實(shí)際用法為：協(xié)議約定好字數，第一個(gè)為狀態(tài)字，后面是數據字，最后是校驗字，為點(diǎn)對點(diǎn)通訊協(xié)議；
LVDS總線(xiàn)是低壓差分電流驅動(dòng)總線(xiàn)，通信速率可達600Mb／s，信號有效電壓為300 mV，在高速率通訊中電壓擺幅??；由于信號電壓過(guò)低，所以通訊易受干擾。LVDS總線(xiàn)與RS 422總線(xiàn)類(lèi)似，主要規定了電氣特性，無(wú)頂層通訊協(xié)議，在應用時(shí)自行規定通訊協(xié)議，協(xié)議與RS 422總線(xiàn)應用類(lèi)似；
1553B總線(xiàn)是數字式時(shí)分制指令／響應型多路傳輸數據總線(xiàn)，它由數據總線(xiàn)、遠程終端、總線(xiàn)監視器、總線(xiàn)控制器組成?？偩€(xiàn)系統信息傳輸的控制權惟一歸總線(xiàn)控制器所有；采用指令／響應型的異步操作；信息傳輸采用半雙工方式；數據總線(xiàn)上的信息流由消息組成。1553B有完備的通訊協(xié)議，每個(gè)字由20位組成，分為命令字、數據字、狀態(tài)字三種類(lèi)型。其中，命令字包含以下信息：遠程終端地址、發(fā)送接收狀態(tài)位、子地址(或方式代碼)、數據字計數(或方式代碼)；數據字：根據協(xié)議自行確定或根據標準；狀態(tài)字包含以下信息：遠程終端地址、消息差錯、測試手段、服務(wù)請求、廣播指令、忙等狀態(tài)；主要由位來(lái)表示；
雙口RAM是并行總線(xiàn)的一種形式，協(xié)議自定，根據地址來(lái)區分數據用途。