針對(duì)空間站系統(tǒng)多個(gè)航天器上多條1553B總線組成的總線網(wǎng)絡(luò)上的復(fù)雜數(shù)據(jù)交互需求,提出了一種面對(duì)用戶數(shù)據(jù)包的集中式高效靜態(tài)路由機(jī)制,可實(shí)現(xiàn)航天器內(nèi)和航天器間各類平臺(tái)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠傳輸。該機(jī)制簡(jiǎn)化了傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議,通過(guò)對(duì)應(yīng)用層數(shù)據(jù)包進(jìn)行總線采集和查表尋址實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一路由和組播路由,顯著提高了系統(tǒng)資源的使用效率。文章給出數(shù)據(jù)包應(yīng)用層協(xié)議、路由表配置和路由過(guò)程控制方法,并描述該機(jī)制在空間站系統(tǒng)的應(yīng)用驗(yàn)證情況。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明:與廣泛應(yīng)用的UDP/IP協(xié)議相比,采用該路由機(jī)制能夠明顯降低協(xié)議開(kāi)銷,提高有效數(shù)據(jù)傳輸效率,更適用于多航天器設(shè)備間的數(shù)據(jù)交互。最后,探討了各類飛船和來(lái)訪航天器應(yīng)用該機(jī)制實(shí)現(xiàn)與空間站數(shù)據(jù)交互的方法。 

【文章來(lái)源】：航天器工程. 2020,29(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

航天器間數(shù)據(jù)包路由

圖1為空間站系統(tǒng)若干航天器間通過(guò)1553B總線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)拓?fù)涫疽鈭D。圖1中實(shí)線表示1553B總線物理連接關(guān)系,虛線表示虛擬的信息交互關(guān)系。各航天器均設(shè)置若干條平臺(tái)1553B總線,用于傳輸各分系統(tǒng)遙測(cè)、遙控、以及其他重要數(shù)據(jù)。這些平臺(tái)1553B總線的總線控制器BC作為路由節(jié)點(diǎn)。各航天器的路由節(jié)點(diǎn)之間也通過(guò)1553B總線互連。通過(guò)這些1553B總線物理連接關(guān)系將所有航天器上接入1553B總線的設(shè)備構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的總線網(wǎng)絡(luò),通過(guò)若干路由節(jié)點(diǎn)的協(xié)同工作,可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上任意兩個(gè)設(shè)備間的數(shù)據(jù)交互。在總線網(wǎng)絡(luò)上,以某一個(gè)需要在航天器間進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包PKi為例,其傳輸數(shù)據(jù)流見(jiàn)圖2。該數(shù)據(jù)包的來(lái)源設(shè)備記為源節(jié)點(diǎn),傳輸終點(diǎn)記為目的節(jié)點(diǎn)。假定源節(jié)點(diǎn)是路由節(jié)點(diǎn)1主控的某條1553B總線BUS1上的遠(yuǎn)程終端(remote terminal,RT),地址為RT1,子地址(sub address,SA)為SA1;目的節(jié)點(diǎn)是路由節(jié)點(diǎn)3主控的某條1553B總線BUS6上的遠(yuǎn)程終端,地址為RT6,子地址為SA6。僅以單一數(shù)據(jù)包PKi為例,該數(shù)據(jù)包傳輸途中經(jīng)過(guò)三個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的三次路由描述如下:①路由節(jié)點(diǎn)1將PKi從總線BUS1,地址RT1,子地址SA1采集,再發(fā)送到總線BUS2,地址RT2,子地址SA2;②路由節(jié)點(diǎn)2將PKi從總線BUS3,地址RT3,子地址SA3采集,再發(fā)送到總線BUS4,地址RT4,子地址SA4;③路由節(jié)點(diǎn)3將PKi從總線BUS5,地址RT5,子地址SA5采集,再發(fā)送到總線BUS6,地址RT6,子地址SA6。

有線1553B網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎鄬?duì)穩(wěn)定,數(shù)據(jù)流也具有周期性特點(diǎn),因此采用了靜態(tài)路由方式,即預(yù)先分配路由路徑地址。路由的過(guò)程即靜態(tài)尋址過(guò)程,也就是邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)化。數(shù)據(jù)包物理地址定義見(jiàn)圖3,分為路由節(jié)點(diǎn)內(nèi)部處理數(shù)據(jù)包和外部發(fā)送數(shù)據(jù)包:內(nèi)部包物理地址描述為內(nèi)部處理進(jìn)程的編號(hào);外部包物理地址包含目的總線編號(hào)、地址、子地址,共計(jì)24 bit。該尋址方式要求數(shù)據(jù)包傳輸時(shí),通過(guò)查找路由表,完成路由路徑選擇。因此,需要路由節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)時(shí),完成一張靜態(tài)路由表的配置工作,將系統(tǒng)中各設(shè)備的邏輯地址與下一跳的物理地址進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)。路由表存儲(chǔ)于各路由節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部存儲(chǔ)器中,采用哈希表結(jié)構(gòu)。通過(guò)哈希算法進(jìn)行查找可提高查找速度。數(shù)據(jù)包到達(dá)路由節(jié)點(diǎn)時(shí),路由節(jié)點(diǎn)按照數(shù)據(jù)包的邏輯地址查找路由表,若找到對(duì)應(yīng)項(xiàng),則將該數(shù)據(jù)包從對(duì)應(yīng)項(xiàng)中所指示的下一跳物理地址轉(zhuǎn)發(fā)出去。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3418422