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FC总线技术简介（一） 在前面的介绍中，我们介绍了航空航天数据总线技术，并认为FC总线技术由于具备高速率的数据传输特性、较高可靠性、可扩展性强等特点被认为是未来航空总线发展的主要数据总线之一。因此，在接下来的几期文章中，我们将从光纤通道技术、FC-AE系列标准、FC-AE-1553及FC标准簇等方面进行详细介绍。在本期中，我们将对光纤通道的相关技术进行介绍，包括分层结构、拓扑结构、端口类型、服务类型及端口单元等方面。 　　1. 光纤通道简介 光纤通道航空环境(FC-AE：Fiber Channel Avionics Environment)是光纤通道(Fiber Channel)标准开发组织制定的一簇协议族，用于详细定义可用于光纤通道航空电子环境上的(包含军事以及商业应用)专用系统。该协议将快速可靠的通道技术和灵活的、可扩展的网络技术有机融合在一起。FC 协议发展至今，已经能够支持很多上层协议和指令集，例如：MIL-STD-1553B、IP、ATM 等协议以及 HIPPI、IPI、SCSI等指令集，支持光纤和铜缆等多种物理介质。FC 协议能够很好地实现全双工、半双工和单工的通信模式。 光纤通道的基本特点如下： 高带宽、多媒介、长距离传输：串行传输速率已由最初的1Gbps 提高到4Gbps ，并且正在向更高速率、更大数据吞吐量发展，适用于不同模块间大规模应用数据（如音频、视频数据流）交换；以光纤、铜缆或屏蔽双绞线为传输介质，低成本的铜缆传输距离为25m，多模光纤传输距离为0.5km，单模光纤传输距离为10km； 可靠性与实时性：多种错误处理策略，32位CRC 校验，利用优先级不同适应不同报文要求，并解决媒介访问控制时的冲突，传输误码率低于10-12，端到端的传输延迟小于10us，支持非应答方式与传感器数据传输； 统一性与可扩展性：可以方便的增加和减少节点以满足不同应用需求，拓扑结构灵活，支持多层次系统互连，利用高层协议映射提高兼容和适应能力。可以把SCSI、IP、ATM等协议映射到光纤通道上，以有效地减少物理器件与附加设备的种类并降低经济成本； 开放式互连，遵循统一的国际标准。 光纤通道（FC）是高吞吐量、低延时、包交换及面向连接的网络技术。整个标准系列还在不断的发展，其中用于航空领域-航空电子系统环境工程（FC-AE）的协议规范已经定制了5种，分别是：无签名的匿名消息传输（FC-AE-ASM）、MIL-STD-1553高层协议（FC-AE-1553）、虚拟接口（FC-AE-VI）、FC轻量协议（FC-AE-FCLP）、远程直接存储器访问协议（FC-AE-RDMA）。 　　2. 光纤通道分层结构 光纤通道主要分为5层（FC-0到FC-4），类似于 OSI 的七层模型结构和 TCP/IP 的四层模型结构，FC协议具有五层模型结构。FC-0 接口与媒体层，用来定义物理链路及特性；FC-1 传输协议层，定义了编码/解码方案、字节同步和有序集；FC-2 链路控制层，定义了传送成块数据的规则和机制；FC-3 为通用服务层；FC-4 协议映射层，定义高层协议映射到低层协议的方法。其协议分层如图1所示： 图1光纤通道分层结构图 FC-0层描述物理接口，包括传送介质、发射机和接收机及其接口，FC-0层规定了各种介质和与之有关的能以各种速率运行的驱动机和接收机； FC-1层描述了8B/10B编码，该码型使控制字节与数据字节分离且可简化比特、字节和字同步； FC-2层是信令协议层，它规定了需要传送成块数据的规则和机制，在协议中，FC-2层是最复杂的一层，它提供不同类型的服务、分组、排序、检错、传送数据的分段重组； FC-3层提供了一系列服务，是光纤通道节点的多个N端口所公用的； FC-4层提供了光纤通道容量到已存在的更上层协议的映射。 3.光纤通道的拓扑结构 　　光纤通道定义了3 种拓扑结构，分别是点对点（Point-to-Point）、仲裁环（Arbitrated Loop）和交换式（Fabirc）拓扑结构，如图2所示。 图2 光纤通道拓扑结构示意图 点对点连接是3种结构中最简单的，如图2（a）所示，通过光缆直接连接两个设备的端口，能够提供最大带宽并可实现全双工连接，可用于连接有大量持续数据传输要求的节点。 仲裁环可以进行126个设备的高速连接，数据在环路的一个方向上传送，在任一时刻仲裁环只有一对端口进行通信，环中的设备只有当环处于空闲状态，才能通过仲裁获得仲裁环的使用权，一个或多个仲裁环路的网状结构可以组成混合结构。仲裁环可以作为机载系统中外部存储设备间的连接或显示阵列间的连接。可以采用集线器式的环模式提高环连接的可靠性，如果加入端口旁路功能，则可对故障结点进行旁路，进一步提