传输和记录大量传感器数据

随着当今地面和空中监视雷达以及各种类型的声纳生成的数据的大容量传输，许多现代军事嵌入式应用正在迁移到10 GbE。

有一类传感器，如空中或地面监视雷达或拖曳阵列或浸入式声纳，可生成大量数字化数据。这些数据通常必须长距离流式传输到信号处理设备的位置。目前常见的解决方案使用各种类型的千兆位信令。然而，随着这些传感器变得更快、更灵敏，从而生成更多的数据，许多应用正在迁移到万兆以太网（10 GbE）。在开发和这些传感器类型的不断发展过程中，需要准确实时记录和回放这些数据。

数据传输

有许多选项可用于将传感器数据传输到信号处理设备。开放式架构系统设计人员通常采用1 GbE或串行前面板数据端口（SFPDP）等标准，通常以倍数形式使用以实现所需的数据速率。对于长距离传输，基于标准的选项可用于支持单模或多模光纤，如果需要，可将其范围扩展到数公里。10 GbE成为长距离传输的一个有吸引力的选择，因为只需要一根光纤。典型的移动式地面雷达系统可能会部署一个或多个雷达天线，这些天线连接到距离较远的控制罩。这是为了在雷达受到反辐射导弹攻击时为设备和人员提供保护。这些目标将瞄准并摧毁脆弱的排放者，而不是庇护所。控制整个空域的类似雷达系统的固定装置也可能位于距离受到严格保护的控制室更远的距离。

许多海军应用需要与严重的外部环境（例如，刊头传感器）和甲板下设备室中相关信号处理的位置进行物理隔离。拖曳阵列和浸入式声纳是位于恶劣环境中的传感器的另一个例子，在这种情况下，通过脐带电缆连接到包含更受保护的信号处理和显示设备的船只或直升机上。

录制以进行回放

记录流传感器数据的原因有很多，包括信号处理设备的开发和验证、离线分析和威胁评估、设备演进、系统测试、培训和现场运动评估。即使记录的数据将具有一些嵌入式传感器计时，例如雷达系统的方位角或高程，也只能通过恢复数据流中数据采样的准确计时来确保回放的保真度。实现这一目标的最佳方法是在接收到每个输入样本时为其添加时间戳，这需要一个分辨率通常低于100 ns的时钟源。这允许以原始采样率回放，并提供在记录数据中的选定时间启动和停止的设施。

磁盘存储

来自传感器的高速链路通常使用非常轻量级的协议，因为在这些数据速率下，传输中的错误只能被标记，而不能重新传输。因此，UDP 用于通过 1 和 10 GbE 点对点链路流式传输数据报。为了记录任何合理的持续时间，需要数TB的数据存储。只需一个小时的录制可能最多需要 4 TB，这将由光纤通道旋转磁盘在良性环境中的交换磁盘束 （SBOD） 或独立磁盘冗余阵列 （RAID） 中提供。由于时序限制，数据被条带化到阵列上，而不使用文件系统。这还具有一个优点，即它可以在重播模式式传输到许多不同的计算机类型，因为它没有特定于操作系统的文件属性。这种类型的记录仪的典型特征是 SDR1X 系列，它由柯蒂斯-赖特控制嵌入式计算 （CWCEC） 提供。SDRIX 是一种机架式系统，可提供超过两小时的 10 GbE 记录，并提供到传感器的 SFPDP 和 1 GbE 链路选项。

最新一代的传感器会产生大量的原始数据，以至于不可能记录和存档所有数据。但有时，验证新算法、检测新的敌对能力或评估实时演习都需要重放或分析数小时捕获的原始数据。这只有使用能够记录并同样关键地实时重放此数据的特殊类型记录仪才能实现。

审核编辑：郭婷