高宽带卫星网络载荷交换设计与实现

作     者：尹鹏 张冬 王超 魏雯婷 史勤忠 YIN Peng;ZHANG Dong;WANG Chao;WEI Wenting;SHI Qinzhong

作者机构：西安电子科技大学先进网络技术实验室陕西西安710071 中国电科网络通信研究院河北石家庄050081 

基　　金：国家自然科学基金(62102302) 中央高校基本科研业务费专项资金(XJSJ23088) 

出 版 物：《无线电通信技术》 (Radio Communications Technology)

年 卷 期：2024年第50卷第6期

页      码：1160-1168页

摘      要：低轨卫星星座具有传输延时小、系统容量大、应用场景丰富、制造成本低等优势,已成为构建卫星互联网的核心环节,其中高带宽、高速交换技术是实现星间、星地数据业务转发的关键技术之一。因此,聚焦高宽带低轨卫星网络载荷交换的设计,以满足卫星互联网中高带宽交换、低时延误差、高可靠性等星载交换需求。为适应太空极端环境,设计了基于宇航级现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现。由于宇航级FPGA芯片接口、缓存以及逻辑资源受限,采用两片xc7v690t FPGA联合实现,搭建聚合式Crossbar架构,解决资源受限问题,各单元模块合理布局,主要包括处理总线和交叉节点网络,通过交换模块实现星间星地业务交换功能。从传输带宽、丢包率和传输时延等方面对系统进行性能评估,实现总传输带宽达40 Gbit/s、支持8优先级服务质量(Quality of Service,QoS)保障、时延小于50μs的交换系统,为资源受限的太空工作环境提供可行性方案。

主 题 词：卫星互联网 高带宽交换 Crossbar架构 

学科分类：080904[080904] 0810[工学-土木类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080402[080402] 0804[工学-材料学] 081001[081001] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1003-3114.2024.06.014

馆 藏 号：203156267...