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空管二次雷达信号无丢包分路方案


1.   为什么需要外时钟方式输出雷达信号

空管二次雷达录取的点迹、航迹信号,采用HDLC协议,通过同步串口送给传输设备,经传输设备输出至远端的自动化系统。

与普通的异步串口不同,同步HDLC串口除了数据信号外,收发双方必须采用同一时钟,才能确保信号传输的可靠性。如果时钟不一致,会造成丢帧,产生丢点、丢扇区等现象。

为了保证收发双方采用同一时钟,作为发送方的二次雷达、作为接收方的ATC,均采用传输设备提供的时钟。

对于二次雷达而言,其发送时钟来自于传输设备,同步串口必须配置为外时钟方式。


2.  分路器丢包的原因


空管二次雷达的同步串口数量有限,而需要引接雷达信号的远端系统越来越多,往往需要雷达信号分路器来扩展串口数量。

在很多情况下,分路器子端口的输出,需要接入不同的传输设备。不同传输设备往往采用不同的时钟源,而分路器只能支持一个时钟源,如下图所示,不论是采用二次雷达产生的时钟,还是某一个传输设备提供的发送时钟,该时钟总是与其他传输设备远端设备的时钟产生不一致,从而导致该远端设备丢包。

尽管有些分路器,如Blackbox的PSD-8、RAD的RSD-10,提供内建缓冲区以缓解时钟差异带来的影响,但仅能缓解而不能最终解决丢包问题。


3.   利用HDLC协议转换器的串口转发功能,实现无丢包分路

亚册HDLC-ETH协议转换器,提供4路RS-232同步HDLC串口,支持串口转串口功能。与分路器不同,HDLC-ETH的每个同步串口,支持完整的HDLC协议功能。数据的转发基于完整的帧而不是比特,串口之间无需保持时钟的统一。只要每个串口与对端设备的时钟保持统一即可。如下图所示,把HDLC-ETH的串口S1作为主端口接收二次雷达的输出,串口S2、S3作为子端口输出信号至传输设备。发送时钟2采用传输设备一提供的时钟,发送时钟2采用传输设备二提供的时钟,二者不是一个时钟源,波特率也可以不同。

  

配置示例如下:

●  串口S1:主端口,采用主时钟方式,为空管二次雷达提供发送时钟;

●  串口S2:子端口,采用从时钟(外时钟),利用对端设备(传输设备)提供的时钟进行数据发送;

●  串口S3:子端口,采用从时钟(外时钟),利用对端设备(传输设备)提供的时钟进行数据发送;

●  串口S3:子端口,采用从时钟(外时钟),利用对端设备(传输设备)提供的时钟进行数据发送。

以传输设备一为例,尽管发送时钟2与发送时钟1、发送时钟3既不是统一时钟源,波特率也不同。但只要传输设备一远端的设备与发送时钟2为同一时钟,就能保证雷达信号不丢失。

 




4.   减少转发延迟


基于帧转发实现分路功能,避免时钟不统一产生的丢包。由于协议转换器必须完整的收下整个HDLC帧后才能进行转发,与基于比特的分路器比,增加了转发延迟。

可以通过提升波特率降低转发延迟,如果主端口、子端口的波特率都提升一倍,则整个线路的转发延迟等同于普通分路器。

5.  利用HDLC-ETH的网口


HDLC-ETH协议转换器,同时提供以太网口,用户可以通过网口实现额外的功能:

●  查看串口收发统计,评估通信质量;

●  转发串口数据至以太网,记录和分析点迹、航迹报告,评估雷达录取质量。

 

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