CN109217915A - 一种星载高速中继宽带融合业务分复接与交换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种星载高速中继宽带融合业务分复接与交换装置，适用于中继业务和宽带业务融合的卫星通信系统中。它由接收模块、分接模块、中继业务交换单元、宽带业务交换单元、复接模块、发送模块以及配置管理模块七部分组成。接收模块实现中继宽带融合业务数据流的接收和校验；分接模块实现中继宽带融合业务帧的分接功能；中继业务交换单元实现中继业务帧的交换与处理；宽带业务交换单元实现宽带业务帧的交换与处理；复接模块实现中继业务帧和宽带业务帧的融合；发送模块实现中继宽带融合业务数据流的发送功能；配置管理模块实现了一体化配置管理功能。本发明具有大容量、传输速度快、支持中继和宽带融合的通信业务等优点，特别适用于中继业务和宽带业务融合的卫星通信系统中。

Description

一种星载高速中继宽带融合业务分复接与交换装置
技术领域
本发明涉及一种星载中继宽带融合业务分复接与交换装置，属于卫星通信系统的星上处理领域。
背景技术
近年来，随着卫星通信的快速发展，大容量不同颗粒度中继业务和宽带业务的一体化交换，保证多种信息速率、多种传输模式、多种传输链路的信息快速、高效传输是当前的研究热点。目前，中继卫星通信系统和宽带卫星通信系统是独立运行、独立发展的，对信道等各种资源要求高，中继宽带融合的卫星通信系统越来越受到人们的重视。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提出的一种基于专用数据帧的星载中继宽带融合业务分复接与交换装置，可在专用数据帧上同时传输中继业务和宽带业务。本发明可同时处理中继和宽带融合业务，支持多种颗粒度的数据处理、服务质量很好保障等优点，特别适用于中继业务和宽带业务并存的卫星通信系统中。
本发明是这样实现的：
一种星载高速中继宽带融合业务分复接与交换装置，包括接收模块1、中继业务交换单元3、宽带业务交换单元4、发送模块6和配置管理模块7，其特征在于：还包括分接模块2和复接模块5；
接收模块1负责接收中继宽带融合业务数据流，经校验无误后，将该中继宽带融合业务数据流发送到分接模块2；分接模块2通过判断中继宽带融合数据流的帧头字段，将中继业务帧和宽带业务帧各分接成一路，将中继业务帧发送到中继业务交换单元3，将宽带业务帧发送到宽带业务交换单元4；中继业务交换单元3负责对中继业务帧进行交换，而宽带业务交换单元4负责对宽带业务帧进行交换；复接模块5用于对来自于中继业务交换单元3的中继业务帧和来自于宽带业务交换单元4的宽带业务帧进行复接，并将复接后得到的中继宽带融合业务数据流发送到发送模块6；发送模块6将中继宽带业务数据流发送出去；其中，配置管理模块7负责对分接模块2和复接模块5进行配置管理。
其中，所述的分接模块2由帧分接模块2-1、缓存模块2-2、拼帧模块2-3和帧发送模块2-4组成；
所述帧分接模块2-1从接收模块1接收到中继宽带融合业务流后，根据配置管理模块7的相关配置，通过判断帧头字段，分别将定长中继业务帧和定长宽带业务帧发送到缓存模块2-2进行缓存；拼帧模块2-3从缓存模块中分别读取定长中继业务帧和定长宽带业务帧，并解析定长中继业务帧和定长宽带业务帧的帧头字段，并分别按顺序合成完整的中继业务帧和宽带业务帧；帧发送模块2-4负责将中继业务帧发送到中继业务交换单元3，将宽带业务帧发送到宽带业务交换单元4。
其中，所述的复接模块5由帧接收模块5-1、拆帧模块5-2、缓存模块5-3和帧复接模块5-4组成；
所述帧接收模块5-1负责接收中继业务交换单元3的中继业务帧和宽带业务交换单元4的宽带业务帧，并分别对两种业务帧进行缓存；拆帧模块5-2对缓存的中继业务帧和宽带业务帧按固定长度分别进行拆帧操作，将拆帧后得到的定长中继业务帧和定长宽带业务帧发送到缓存模块5-3进行缓存；帧复接模块5-4根据配置管理模块7的相关配置，将定长中继业务帧和定长宽带业务帧分别添加相应的中继宽带业务帧头，并发送给发送模块6。
其中，中继宽带融合业务数据流采用定长帧，分别由同步头、帧头信息、帧序号、有效数据长度、帧头CRC和定长数据组成。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1.本发明支持不同颗粒度的大容量的中继业务和宽带业务的一体化交换，可同时保证多种信息速率、多种传输模式、多种传输链路的信息高效快速的传输。
2.本发明的组成部件采用大规模现场可编程器件制作，具有线路简单、体积小、成本低廉、性能稳定可靠等优点，在工程中使用性强。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明的中继宽带融合业务流帧格式。
图3是本发明的分接模块的原理框图。
图4是本发明的复接模块数据的原理框图。
具体实施方式
参照图1，本发明一种星载中继宽带融合业务分复接与交换装置，包括接收模块1、分接模块2、中继业务交换单元3、宽带业务交换单元4、复接模块5、发送模块6和配置管理模块7。图1是本发明一种星载中继宽带融合业务分复接与交换装置的实施例电原理图，实施例按照图1连接线路，其中接收和发送的中继宽带融合业务流帧格式如图2所示。
所述的接收模块1的作用是接收中继宽带融合业务数据流，并进行校验和存储，分接模块2的作用是对中继宽带融合业务流进行分接、缓存和合包操作，中继业务交换单元3的作用是处理中继业务，宽带业务交换单元4的作用是处理宽带业务，复接模块5的作用是对中继业务和宽带业务进行拆包、缓存和复接操作，发送模块6的作用是发送中继宽带融合业务数据流，配置管理模块7的作用是负责分接模块2和复接模块的配置管理。
所述的分接模块2由帧分接模块2-1、缓存模块2-2、拼帧模块2-3和帧发送模块2-4组成；实施例按照图3连接线路。其中分接模块2的帧分接模块2-1的作用是根据配置管理模块7的相关配置，通过判断帧头字段对中继宽带融合业务帧进行分接操作；缓存模块2-2的作用是对分接后的定长中继业务帧和定长宽带业务帧进行缓存；拼帧模块2-3的作用是将定长中继业务帧和定长宽带业务帧进行拼帧操作，按顺序合成完整的中继业务帧和宽带业务帧；帧发送模块2-4的作用是将中继业务帧发送到中继业务交换单元3，将宽带业务帧发送到宽带业务交换单元4。
所述的复接模块5由帧接收模块5-1、拆帧模块5-2、缓存模块5-3和帧复接模块5-4组成；实施例按照图4连接线路。其中复接模块5的帧接收模块5-1的作用是接收中继业务交换单元3的中继业务帧和宽带业务交换单元4的宽带业务帧；拆帧模块5-2的作用是将中继业务帧和宽带业务帧分别拆分成定长的中继业务帧和定长的宽带业务帧；缓存模块5-3的作用是将定长中继业务帧和定长宽带业务帧进行缓存；帧复接模块5-4的作用是根据配置管理模块7的相关配置，将两种定长帧分别添加相应的中继宽带融合业务帧帧头。
实施例中的除中继业务交换单元3的其它模块均可在一片Xilinx原厂生产的FPGA系列产品XC7VX690T型号上实现。
本发明简要工作原理如下：
中继宽带融合业务数据流进入到接收模块1后进行校验存储；分接模块2从接收模块1获取数据，并根据配置管理模块7的配置结果，通过判断帧头字段，区分中继业务帧和宽带业务帧，并放入到相应的缓存区中。然后，分接模块2根据帧头字段的规则将缓存区中的数据进行组合，并将组合好的中继业务帧发送到中继业务交换单元3进行处理，将宽带业务帧发送到宽带业务交换单元4进行处理；复接模块5接收到处理完成的中继业务帧和宽带业务帧，分别将两种不同的业务按固定长度进行拆包，将拆包后的业务数据帧分别发送到相应的缓存区，并根据配置管理模块7的配置结果进行合包；发送模块6将合包后的中继宽带融合业务数据流发送出去。

Claims (4)

1.一种星载高速中继宽带融合业务分复接与交换装置，包括接收模块(1)、中继业务交换单元(3)、宽带业务交换单元(4)、发送模块(6)和配置管理模块(7)，其特征在于：还包括分接模块(2)和复接模块(5)；
接收模块(1)负责接收中继宽带融合业务数据流，经校验无误后，将该中继宽带融合业务数据流发送到分接模块(2)；分接模块(2)通过判断中继宽带融合数据流的帧头字段，将中继业务帧和宽带业务帧各分接成一路，将中继业务帧发送到中继业务交换单元(3)，将宽带业务帧发送到宽带业务交换单元(4)；中继业务交换单元(3)负责对中继业务帧进行交换，而宽带业务交换单元(4)负责对宽带业务帧进行交换；复接模块(5)用于对来自于中继业务交换单元(3)的中继业务帧和来自于宽带业务交换单元(4)的宽带业务帧进行复接，并将复接后得到的中继宽带融合业务数据流发送到发送模块(6)；发送模块(6)将中继宽带业务数据流发送出去；其中，配置管理模块(7)负责对分接模块(2)和复接模块(5)进行配置管理。
2.根据权利要求1所述的一种星载高速中继宽带融合业务分复接与交换装置，其特征在于：所述的分接模块(2)由帧分接模块(2-1)、缓存模块(2-2)、拼帧模块(2-3)和帧发送模块(2-4)组成；
所述帧分接模块(2-1)从接收模块(1)接收到中继宽带融合业务流后，根据配置管理模块(7)的相关配置，通过判断帧头字段，分别将定长中继业务帧和定长宽带业务帧发送到缓存模块(2-2)进行缓存；拼帧模块(2-3)从缓存模块中分别读取定长中继业务帧和定长宽带业务帧，并解析定长中继业务帧和定长宽带业务帧的帧头字段，并分别按顺序合成完整的中继业务帧和宽带业务帧；帧发送模块(2-4)负责将中继业务帧发送到中继业务交换单元(3)，将宽带业务帧发送到宽带业务交换单元(4)。
3.根据权利要求1所述的一种星载高速中继宽带融合业务分复接与交换装置，其特征在于：所述的复接模块(5)由帧接收模块(5-1)、拆帧模块(5-2)、缓存模块(5-3)和帧复接模块(5-4)组成；
所述帧接收模块(5-1)负责接收中继业务交换单元(3)的中继业务帧和宽带业务交换单元(4)的宽带业务帧，并分别对两种业务帧进行缓存；拆帧模块(5-2)对缓存的中继业务帧和宽带业务帧按固定长度分别进行拆帧操作，将拆帧后得到的定长中继业务帧和定长宽带业务帧发送到缓存模块(5-3)进行缓存；帧复接模块(5-4)根据配置管理模块(7)的相关配置，将定长中继业务帧和定长宽带业务帧分别添加相应的中继宽带业务帧头，并发送给发送模块(6)。
4.根据权利要求1所述的一种星载高速中继宽带融合业务分复接与交换装置，其特征在于：中继宽带融合业务数据流采用定长帧，分别由同步头、帧头信息、帧序号、有效数据长度、帧头CRC和定长数据组成。
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