【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种星内星间一体化星载路由器，属于电子系统的，该路由器支持多个星间高速端口和多个星内低速端口，适用于ipv6协议。
技术介绍
1、星内星间一体化星载路由器实现多端口间ip数据报路由转发，是实现星间星地一体化网络的关键设备。
2、通过资料查阅和专利查新，现有技术其中一种主要是直接采用地面成熟的ip路由器进行设计。在《天地一体化网络中的航天器ip网络设计》(航天器工程第26卷第4期)中，为货运飞船等设计的路由器采用商用以太网交换机，星上所有具有以太网接口的设备均接到交换机上，实现星内数据的路由传输。另外，还配置了一个网关，用于协议转换，用于天地间数据交互。同样，地面站也需要配置一个网关。采用地面商用成熟路由器的优点是可以利用地面网络发展的技术成果，开发周期短，但是商用路由器抗空间辐射环境能力差，不适用于长期在轨工作且无人照料的卫星上。
3、现有技术另外一种主要是采用非ip网络路由器实现星内各个单机或分系统间的数据交换。在马文杰等公开的“一种基于智能型高速路由器的星上载荷信息流管理系统”(专利号：cn201210478693.6)专利中，提出了一种包括智能型高速路由器、有效载荷设备、数据处理设备、数据存储设备和数传设备的载荷信息管理系统，其中智能型高速路由器包括spacewire路由模块、智能控制模块和spacewire标准总线接口，spacewire路由模块将来自有效载荷设备、数据处理设备、数据存储设备和数据传输设备的数据直接进行交换或通过智能控制模块的can接口输出到星载低速总线网络。该spa
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种星内星间一体化星载路由器，支持星内、星间、星地数据一体化路由转发。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、一种星内星间一体化星载路由器，包括：电源模块、处理器模块、星间高速转发模块和星内转发模块；
4、处理器模块作为路由器的控制核心，采用路由算法获得网络路由拓扑，生成路由转发表给星间高速转发模块和星内转发模块；处理器模块采用星载计算机系统实现，对于稳定性、可靠性、抗辐照能力都能满足要求。星间高速转发模块用于星间、星地高速数据的路由转发；星内转发模块用于星内数据的路由转发以及与高速转发模块间数据交互，转发速率可调；电源模块为其它各模块提供需要的二次电源。
5、进一步的，所述处理器模块包括cpu模块、1553b总线模块和io接口；所述星间高速转发模块包括第二fpga、第三存储器；所述星内转发模块包括第一fpga、第二存储器；
6、cpu模块接收星内终端节点的遥测ip数据报，向星内终端节点发送遥控ip数据报，向星地、星间网络发送业务ip数据报；
7、cpu模块通过1553b总线模块接收数管计算机的遥控指令，向数管计算机发送路由器的遥测数据；
8、io接口是cpu模块与星间高速转发模块和星内转发模块交互控制数据、采集遥测的接口，也是互相交互ip数据报的接口；cpu模块通过io接口对星内转发模块和星间高速转发模块的第一fpga和第二fpga进行控制信号写入和遥测信号读取，同时cpu模块与星内转发模块的第一fpga以格式ii交互ip数据报；
9、星内转发模块的第一fpga外挂第二存储器，用于各通道输出数据缓存，第一fpga与cpu模块间采用格式ii进行ip数据报交互，第一fpga与星间高速转发模块的第二fpga之间也采用格式ii通信，第一fpga与星内各设备的数据交互采用格式i通信；
10、星间高速转发模块的第二fpga对外交互的数据帧格式为格式iii。
11、进一步的，第一fpga和第二fpga内部均为三模冗余设计，星内转发模块和星间高速转发模块均包括配置刷新模块，用于对相应fpga进行周期刷新。
12、进一步的，星内转发模块还包括16个星内网络端口和与星间高速转发模块间的接口，第一fpga通过16个星内网络端口与星内设备通信，通过与星间高速转发模块间的接口与星间高速转发模块通信；16个星内网络端口和与星间高速转发模块间的接口均采用lvds接口电路。
13、进一步的，所述星间高速转发模块还包括6个高速端口，6个高速端口采用tlk2711串行接口与物理层终端设备相连，物理层终端设备包括高速星间激光终端和对地高速ka调制解调器；第二fpga通过6个高速端口完成ip数据报的高速路由转发。
14、进一步的，格式i为864字节，其中包含4字节同步头0x1acff1d，40字节ipv6头，818字节ipv6数据域，2字节crc1校验，crc1校验是对858字节ipv6数据报数据的crc校验；
15、格式i仅用于星内转发模块与星内路由终端设备之间的数据交互，星内转发模块内第一fpga仅根据ipv6头字段中的目的ip地址进行路由处理。
16、进一步的，格式ii共868字节，是在格式i的基础上增加了4字节的交互头，该交互头字段用来区分ip数据报的类型；
17、当ip数据报为cpu模块发出的hello包，星内转发模块不需要路由，星间高速转发模块直接根据交互头确定输出端口将该ipv6数据报发送输出；
18、当ip数据报为cpu发出的路由包，星内转发模块和星间高速转发模块需要根据ipv6头中的目的地址进行路由输出。
19、进一步的，格式iii共896字节，包含格式i和格式ii中的858字节ipv6数据报，还包括4字节同步头0x1acffc1d、6字节aos头、22字节插入域+封装头+ipoc头、4字节操作控制域和2字节crc2；
20、crc2用于对不包含帧同步头的890字节数据进行crc校验；
21、格式iii用于星间和星地ipv6数据报交互，采用ip over ccsds标准，将ipv6数据报承载于aos帧格式中进行传输。
22、进一步的，格式i与格式ii的转换在星内转发模块第一fpga中完成，由格式i到格式ii时，按照路由包格式添加交互头后根据目的ip路由输出；由格式ii到格式i时，直接将交互头去掉即可；
23、格式ii与格式iii的转换在星间高速转发模块第二fpga中完成，由格式ii到格式iii时，交互头用于指示是hello包还是路由包，如果是hello包转换成格式iii后直接根据交互头选择端口输出，如果是路由包根据目的ip地址路由输出；由格式iii到格式ii时，交互头按照路由包格式处理转换后输出至星内转发模块。
24、进一步的，星间高速转发模块中，当网络某一个端口不拥塞时，第三存储器处于空闲状态，则数据帧直接通过直通通道输出；
25、直通通道是指第二fpga中设置的内部传输控制模块、交叉开关、内部接收控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于包括：电源模块、处理器模块、星间高速转发模块和星内转发模块；
2.根据权利要求1所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：所述处理器模块包括CPU模块、1553B总线模块和IO接口；所述星间高速转发模块包括第二FPGA、第三存储器；所述星内转发模块包括第一FPGA、第二存储器；
3.根据权利要求2所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：第一FPGA和第二FPGA内部均为三模冗余设计，星内转发模块和星间高速转发模块均包括配置刷新模块，用于对相应FPGA进行周期刷新。
4.根据权利要求2所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：星内转发模块还包括16个星内网络端口和与星间高速转发模块间的接口，第一FPGA通过16个星内网络端口与星内设备通信，通过与星间高速转发模块间的接口与星间高速转发模块通信；16个星内网络端口和与星间高速转发模块间的接口均采用LVDS接口电路。
5.根据权利要求2所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：所述星间高速转发模块还包括6个高速端口，6个
6.根据权利要求2-5中任一项所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：格式I为864字节，其中包含4字节同步头0x1ACFF1D，40字节IPv6头，818字节IPv6数据域，2字节CRC1校验，CRC1校验是对858字节IPv6数据报数据的CRC校验；
7.根据权利要求6所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：格式II共868字节，是在格式I的基础上增加了4字节的交互头，该交互头字段用来区分IP数据报的类型；
8.根据权利要求7所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：格式III共896字节，包含格式I和格式II中的858字节IPv6数据报，还包括4字节同步头0x1ACFFC1D、6字节AOS头、22字节插入域+封装头+IPoC头、4字节操作控制域和2字节CRC2；
9.根据权利要求8所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：格式I与格式II的转换在星内转发模块第一FPGA中完成，由格式I到格式II时，按照路由包格式添加交互头后根据目的IP路由输出；由格式II到格式I时，直接将交互头去掉即可；
10.根据权利要求6所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：星间高速转发模块中，当网络某一个端口不拥塞时，第三存储器处于空闲状态，则数据帧直接通过直通通道输出；
...【技术特征摘要】
1.一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于包括：电源模块、处理器模块、星间高速转发模块和星内转发模块；
2.根据权利要求1所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：所述处理器模块包括cpu模块、1553b总线模块和io接口；所述星间高速转发模块包括第二fpga、第三存储器；所述星内转发模块包括第一fpga、第二存储器；
3.根据权利要求2所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：第一fpga和第二fpga内部均为三模冗余设计，星内转发模块和星间高速转发模块均包括配置刷新模块，用于对相应fpga进行周期刷新。
4.根据权利要求2所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：星内转发模块还包括16个星内网络端口和与星间高速转发模块间的接口，第一fpga通过16个星内网络端口与星内设备通信，通过与星间高速转发模块间的接口与星间高速转发模块通信；16个星内网络端口和与星间高速转发模块间的接口均采用lvds接口电路。
5.根据权利要求2所述的一种星内星间一体化星载路由器，其特征在于：所述星间高速转发模块还包括6个高速端口，6个高速端口采用tlk2711串行接口与物理层终端设备相连，物理层终端设备包括高速星间激光终端和对地高速ka调制解调器；第二fpga通过6个高速端口完成ip数据报的高速路由转发。...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟，周东，王翠莲，冯国平，杨小瑞，贾卫松，燕洪成，庞波，曾连连，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：
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