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高速空间激光通信系统在空天信息网的应用

2013-03-22 10:02
空白小盒子
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  2、空天信息网络协议模型

  高速空间激光通信系统作为空天信息网络节点的主要通信载荷,与组网载荷协同工作。空天通信网络的通信协议模型如图5所示。

  图5 空天信息网络通信协议模型

  在协议模型中,组网载荷负责数据链路层以上的功能。低速控制链路部分有3层结构:物理层提供对等节点之间可靠的物理连接:数据控制层保证控制信息的可靠传递控制体层可包括多个控制实体。不同的控制实体具有不同的控制功能。本文所涉及到的控制实体包括认证实体,管理实体和位置实体,分别负责认证功能、网络管理功能和位置功能。随着空天信息网络的研究深入,在控制层中可以随着功能的扩展添加更多的控制实体。

  3、试验

  基于此协议模型,我们进行了协议栈开发并进行了空间高速激光通信系统与组网载荷协同工作的数据传输试验,试验的连接如图6所示。

  图6 空间激光通信系统与组网载荷试验

  在试验中,我们开发了空间激光链路模拟器,用于模拟高速空间激光通信系统。采用VGA摄像头采集的视频信号作为高速数据源,视频显示器作为数据的宿点。整个试验装置由2个仿真节点组成,分别仿,2个地球同步轨道与地球静止轨道的2个节点.仿真节点由A组网载荷、空间激光链路模拟器、VGA摄像头与视频处理单元组成,仿真节点由B组网载荷、空间激光链路模拟器、视频显示器与视频处理单元组成。试验过程中,仿真节点的组网载荷完成双方节点的身份认证,并将对方节点的位置、姿态、轨道等参数输入到空间激光链路模拟器中,由空间激光链路模拟器完成激光链路工作模拟。在收到应答确认后,VGA摄像头产生的视频信号被视频处理单元采集为高速数据流,通过接口板输入到空间激光链路模拟器中进行传输,并显示在对等节点的显示器上。在试验中,VGA摄像头产生的数据速率经测试为约1.6Gb/s。

  为测试实验系统的最高数据传输速率,我们采用思博伦TestCenter网络测试仪,对图6中的系统进行了测试.在测试中,我们为思博伦TestCenter网络测试仪配置的是CM-1G-D4模块,通过两,1.25Gbit光接口产生高速数据流。在2个组网载荷之间通过空间激光链路模拟器的最高MAC层协议数据速率为1.772Gb/2,平均时延20μs。

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