空天信息專用網(wǎng)絡(luò)高速網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在空間通信領(lǐng)域中，建立天地一體化的信息傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地面網(wǎng)和空間網(wǎng)的無縫連接是當(dāng)前熱門的研究方向。根據(jù)空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會（CCSDS）提出的專用于空間通信的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議參考模型，本文采用CCSDS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議作為空天信息網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的空間通信協(xié)議和TCP/IP協(xié)議的融合。
　　本文調(diào)研了空天信息網(wǎng)絡(luò)國內(nèi)外發(fā)展概況，針對空間數(shù)據(jù)的鏈路層協(xié)議進(jìn)行了重點(diǎn)研究和實(shí)現(xiàn)。首先對IP over CCSDS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究和分

2、析，提出了在CCSDS數(shù)據(jù)鏈路上傳輸IP包的方法。在對比了幾種CCSDS鏈路層協(xié)議后，選取AOS數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議進(jìn)行了重點(diǎn)剖析，分析并設(shè)計(jì)了AOS傳輸幀的幀結(jié)構(gòu)。其次，本文基于FPGA對空天信息專用網(wǎng)關(guān)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并詳細(xì)介紹了子模塊的功能劃分和實(shí)現(xiàn)方案，以及硬件平臺選型和接口設(shè)計(jì)。最后對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行了測試，測試結(jié)果表明，該方案合理可行，有效支撐了天地一體化融合。
　　本文主要解決了高速串行接口技術(shù)、多元組高速查找技術(shù)、基于虛通道的優(yōu)

3、先級隊(duì)列管理技術(shù)以及高速數(shù)據(jù)信道外碼并行編譯碼技術(shù)等4個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題，創(chuàng)造性成果主要有：
　　1.本文借鑒高速串行接口技術(shù)，采用萬兆以太網(wǎng)光纖接口技術(shù)、AURORA協(xié)議和高速串行收發(fā)器GTH實(shí)現(xiàn)IP分組業(yè)務(wù)的輸入和廣域網(wǎng)AOS同步光纖接口，實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)關(guān)吞吐量性能達(dá)到了3Gbps，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)幾百兆的吞吐量，極大提高了CCSDS網(wǎng)關(guān)的性能。
　　2.實(shí)現(xiàn)了 IP層多業(yè)務(wù)流 QoS策略和鏈路層虛擬信道動(dòng)態(tài)帶寬管理相結(jié)合的衛(wèi)星帶