Ｖｏ１．３８．Ｎｏ．６ 火力与指挥控制 第３８卷第６期 Ｊｕｎ，２０１３ Ｆｉｒｅ Ｃｏｎｔ￣ｌ＆Ｃｏｍｍａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ２０１３年６月 文章编号：１００２—０６４０（２０１３）０６－０１６３－０３ 基于ｘＤＳＬ技术的被复线有线远传组网技术枣 韩鹰ｔ，王武斌ｚ，岳涛 （１．山西省交通职业技术学院，太原０３０００６；２．北方自动控制技术研究所，太原０３０００６） 摘要：介绍了有线通信和有线组网技术的发展。比较了主要的ｘＤＳＬ有线传输技术的应用特点，重点分析适用 于军用被复线有线通信的ｘＤＳＬ技术的组网，设计了Ｇ．ＳＨＤＳＬ．ｂｉｓ技术在实时以太网远传中的一种应用方案，并对未 来信息化战争中有线通信的应用方式和组网模式等提出了展望。 关键词：ｘＤＳＬ．有线远传，组网，实时以太网 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｗｉｒｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｘＤＳＬ ＨＡＮ Ｙｉｎｇ。，ＷＡＮＧ Ｗｕ－ｂｉｎ２，ＹＵＥ Ｔａｏ （１．Ｓｈａｎｘｉ Ｔｒａｆｉｆｃ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｎｏａｈ Ａｕｔｏ，ｎａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｏｆ ｗｉｒｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｉｒｅｄ ｎｅｔｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｍｐａｒｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｍａｉｎ ｗｉｒｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ａｎａｌｙｓｅ ｅｍｐｈａｓｉｚｅｌｙ ｘＤＳＬ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ’ｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｆｉｔ ｆｏｒ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｔｗｉｓｔ－ｐａｉｒ ｗｉｒｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ａｌｓｏ ａｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｇ．ＳＨＤＳＬ．ｂｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ｌｏｎｇ ｒａｎｇｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ． Ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ，ｗｅ ｇｉｖｅ ｔｈｅ ｖｉｅｗ ｏｆ ｗｉｒｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗａｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｘＤＳＬ，ｗｉｒｅｄ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｎｅｔｔｉｎｇ，ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ 引 言 轻的特点决定了其不可替代的应用优势，必将在未 来战场具有长期的生命力。 在各种作战指挥系统中，通信是整个系统的命 脉，是组成指挥系统成功与否的关键。为提高通信 １ ｘＤＳＬ有线传输技术 的可靠性、抗干扰性，通常采用短波、超短波、微波 有线通信技术已经从最早的模拟信号发展为 通信、卫星通信以及有线电缆等多种通信手段，组 数字信号为主，涵盖了调制解调、编解码、加解扰、 成层次互为补充又相互冗余的通信网，以保障通信 加解密、中继、路由等主要的数字通信技术。伴随着 的畅通。而有线通信系统以其可靠性高、抗干扰能 数字处理新技术的应用，整个有线通信产品体现了 力强成为各作战指挥系统不可缺少的通信方式。随 传输速率越来越快，传输距离越来越远，抗干扰能 着指挥控制信息系统的不断发展，有线通信技术也 力越来越强的特点。 取得了很多进展，逐步从低速率，短距离，点对点通 有线通信技术可以根据是否采用数字技术分为 信等发展到高速远传有线网络通信系统。 模拟和数字有线通信两大类型；也可以按照传输速 虽然近年来光纤通信技术在民用通信领域取 率分为窄带有线和宽带有线通信；根据是否使用了 得绝对优势，但在机动战场上，基于铜双绞线的军 调制技术可以分为调制有线通信和基带有线通信。 用被复线具有安装和修复简单、敷设灵活、重量较 根据通信和计算机网络应用的不同，常用的有线 收稿日期：２０１２—０４—１３ 修回日期：２０１２—０６—２０ 基金项目：山西省高等学校教学改革项目（ＪＧ２０１２０８０） 作者简介：韩鹰（１９７０一 ），男，山西五台人，硕士，讲师。主要研究方向：计算机应用。 ・１６３・ （总第３８—１０６６） 火力与指挥控制 ２０１３年第６期 通信技术包括：电话用户线，Ｅｌ／Ｔ１，ｍｏｄｅｍ，ＣａｂｌｅＭｏ— ｄｅｍ，光纤通信，ｘＤＳＬ，ＩＳＤＮ，以太网，ＣＡＮ，ＲＳ２３２／４２２ 等。目前在军用通信的有线技术则以有线远传应用为 主，主要包括ｘＤＳＬ和Ｅｌ／Ｔ１，光纤通信。其中在单线 对的军用被复线上，基于Ｘｄｓｌ Ｅ，］的技术应用最为广 泛。表１是几种ｘＤＳＩ技术的总结说明。 表１不同ｘＤＳＬ技术的特点 ＤＳＬ Ｌ Ｋ ｃｏｓＬ簿 … 攀 ＨＤＳＬ 高速ＤｓＬｓＬ双警 工Ｍｂ１／ｓ．５： ５４的３ 线６５路７．６传ｍ输： …一… ｓｏ吼ｓ…对称Ｄ吼 ｓＬ 藉嬖竺萎嚣 单线全双工。 ～“’ 线。 速率为 下行速率１．５４４ Ｍｂ／ｓ 用于 鞘寸称ＤｓＩＪ上￣８Ｍｂ／ｓ；４８６为．４ 行速率不率大于 Ｍｂ／ｓ时可播，远程 １Ｍｂｐｓ； 传输４ ＬＡＮ访问。 ｓＬ … ｖＤＳ ｓＬＬ／２Ｖ 瞄髓的３ 行／０ Ｍｂ／下行；ｓＴＤＳＬ行； １ ０００慧 ｍ； 。 一溉 一…８ １０ Ｍｂ／ｓ； ｎｏｓＬ ｓＤＳＬＩ￣级术＂ 技２ ．４ Ｍｂ／ｓ； ＥＦＭ Ｉ￣￣＇Ｊ，ｆ／．ｂＪ－－Ｉ＂１ Ｊ Ｇ Ｌ新 －￣Ｇ．虬 誉 ・１６４・ 其中ＡＤＳＬ（含ＲＡＤＳＬ）和ＶＤＳＬ技术的频谱不 占用ＰＯＴＳ的频带，因而可以和传统的ＰＯＴＳ电话 同时使用。其他ｘＤＳＬ技术则都使用了从直流开始 的频带，所以不能和ＰＯＴＳ电话共用频段。目前在民 用领域的主流技术是ＡＤＳＬ和ＡＤＳＬ２，以及近距离 使用的ＶＤＳＬ／ＶＤＳＬ２。对需要实现对称传输的情况， 常用的主流技术包括Ｇ．ＳＨＤＳＬ以及新一代的Ｇ． ＳＨＤＳＬ．ｈｉｓ技术［ 。 ２ ｘＤＳＬ技术方案设计 如前所述，基于ｘＤＳＬ技术的被复线有线通信 在军用通信网络中得到极为广泛的使用，出现了 ＴＤＭ ｏｖｅｒ ｘＤＳＬ，ＡＴＭ ｏｖｅｒ ｘＤＳＬ，ＥＴＨＥＲＮＥＴ ｏｖｅｒ ｘＤＳＬ等不同的应用方案。随着ＩＰ网络在野战军用 通信网络中的深入应用，尤其是同步以太网（采用 ＲＣＦ ８２６１协议和ＩＥＥＥ １５８８协议实现时统）和实时 以太网组网技术（ＥＰＡ，ＰＯＷＥＲＬＩＮＫ，ＰＲＯＦＩＮＥＴ 等）在指挥所和炮班阵地实时通信的逐步应用，利 用ＥＴＨＥＲＮＥＴ ｏｖｅｒ ｘＤＳＬ实现分组通信的远传，极 大提高了指挥信息到达范围，对构建灵活机动的分 布式指挥系统具有十分重要的意义。 所谓实时以太网ＲＴＥ（Ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ），根 据ＩＥＣ／ＳＣ６５Ｃ／ＷＧ１ １的定义，是指不改变普通以太 网通讯特征、相关网络组件，但可在一定程度上进 行修改，使之满足以下实时要求：①实时性，即确定 性通讯；②设备之间的时间同步行为；③充分、频 繁的数据交换。 实时以太网一般是通过减少冲突域，利用定时功 能，结合在链路层或更高层进行协议转换实现的。多 数实时以太网都采用ＩＥＥＥ １５８８协议来实现定时功 能。ＩＥＥＥ １５８８协议本身是一套独立的技术，并不限 于以太网的应用，而且单纯采用ＩＥＥＥ １５８８协议改造 的以太网，通常被称为同步以太网，而非实时以太网。 由于ＩＥＥＥ１５８８ Ｖ２协议为了实现更高精度的对时， 采取了从物理层获得信息帧活动时标的方法，这就为 利用ｘＤＳＬ技术实现实时以太网远传提供了可能。首 先需要将ｘＤＳＬ芯片作为以太网的ＰＨＹ使用，从ＭＩＩ 接口上就可以提取时标信息。采用Ｇ．ＳＨＤＳＬ．ｂｉｓ的实 时以太网协议体系框图如下页图１所示。 这样，若采用Ｇ．ＳＨＤＳＬ．ｂｉｓ传输技术，在军用被 复线条件下，实时以太网满足１０ Ｍｂ／ｓ速率的单跳 范围最远可达４ ｋｍ，远远大于通常以太网的１００ ｍ 至１５０ ｍ的距离约束。如下页图２所示是基于ｘＤＳＬ 技术的实时以太网远传的原理框图。 硬件设计是以ＭＰＣ８３６０［， 高处理能力、高可靠 韩鹰，等：基于ｘＤＳ［ 技术的被复线有线远传组网技术 （总第３８—１０６７） 图１ 采用Ｇ．ＳＨＤＳＬ．ｂｉｓ的实时以太网协议体系框图 ， 太ｉ 串 Ｅｌ 网： 刚 ＬＩ Ｕ： ｌ ｌＩ 时钟源 （ＧＰＳ，北 ＭＰＣ８３６０ ｝，．奉地时——（１￣ｅ￣１５８８ ｓｔａｃｋ 钟 选） ｖｘｗｏｒｋｓ） ＰＥＦ２４６２８ ＰＥＦ２４６２８ Ｇ ＳＨＤＳＬ ｂｉｓ Ｇ．ＳＨＤＳＬ．ｂｉｓ ¨ １『｝ｌ 图２实时以太网远传的硬件远离框图 的通信处理器为核心，板上集成了６４ Ｍ的Ｆｌａｓｈ和 １２８ Ｍ的ＳＤＲＡＭ，ＵＡＲＴ接口和Ｅ１是业务接口，８ 个ＵＣＣ构成二层交换的网络接口，Ｇ．ＳＨＤＳＬ．ｂｉｓ技 术的ＳＯＣ芯片ＰＥＦ２４６２８作为ＰＨＹ。软件方面在 ＭＰＣ８３６０上运行实时操作系统Ｖｘｗｏｒｋｓ，在Ｖｘｗｏｒｋｓ 上实现实时以太网的驱动程序，通过ＤＳＬ芯片实现 实时以太网的远传。板上具有八路Ｇ．ＳＨＤＳＬ．ｂｉｓ接 口，每路都可以在一对被复线上实现高达１ ｌ Ｍｂ／ｓ 的实时以太网数据的双工传输。 ３野战通信中ｘＤＳＬ有线组网拓扑应用 基于ｘＤＳＬ的有线通信系统可以采用星型网、 链型网、树形网、环形网、网状网等不同的组网拓扑 方式。 星型组网具有管理集中的特点，传统上在炮班 阵地指挥有线网络中采用的都是集中式星型组网 模式，其连接关系如图３所示。这不仅是由于炮阵 地分布的相对集中，还体现了集中指挥的业务关 系。除了存在“单点失效”的不可靠因素外，实际上， 这种在末端武器节点采用的集中接入方式还会因 为阵地转移的速度加快而显得不太适应。因为重新 接人中心受到了线路长度的影响，而中心提供的线 路长度可能会小于需要的接线距离。为了实现更为 宽泛的阵地展开的空间维度，可以采用链型网拓扑 ； ．＿ｌ ●◆ 图３有线星型组网的网络模型 替代星型网以弥补其不足。 链形网和环形网具有相似的拓扑结构，环形网 特别具备冗余链路特点，其中某节点出现故障或退 出网络，网络会自行愈合，恢复正常的通信状态。链 型网通过逐级扩展将网络范围最大化，较集中式的 星型拓扑方式的网络范围大得多。如图４所示链型 网的组网模型。 图４有线链型组网的网络模型 树形网和网状网具有最好的连通特性，冗余通 路更多，通常需要实现多路由的选路功能。在军用 通信网络中网状网通常是作为骨干节点的连接方 ｌ｜ｆ ｌ｜ｉ 式，而被复线通信的连接也只是作为备份手段存 在，在战术通信网络中应用尚不广泛。＿ｉ９ 在野战军用通信网络中，究竟采用何种有线组 网拓扑类型，主要取决于指挥关系、通信流量模型、 敷设和管理方便等应用需求，同时也必然受到组网 节点地理分布特点的约束。通常都是采用多种拓扑 模式结合的混合组网方式，以取得最好的通信效益 和可靠性。 ４ 结 论 本文分析了ｘＤＳＬ技术在军用通信网络中的应 用特点，提出了利用ｘＤＳＬ技术实现实时以太网组 网的设计方案。基于ｘＤＳＬ技术的被复线有线通信 技术，借助数字信号处理的发展，在各种不同的军 事通信应用环境中具有不可替代的技术优势，将具 有长期的生命力。 参考文献： ［１］韩玲，曾志民．ｘＤＳＬ宽带接入技术［Ｍ］．北京：北京邮电 大学出版社，２００２． ・１６５：