[发明专利]空间环境下的高速光接口模块抗单粒子效应方法

说明书

本发明涉及一种空间环境下的高速光接口模块抗单粒子效应方法，包括以下步骤：a、对单粒子效应产生的影响进行分类；b、根据分类结果分别进行相应的处理。本发明的方法具备高效、功能完备、快速恢复的特点。

技术领域

本发明涉及一种空间环境下的高速光接口模块抗单粒子效应方法。

背景技术

信息系统是空间站的核心系统，空间组网通信网络则是信息系统的躯干，其连接着空间站各分系统的载荷电子设备。随着航天技术的发展，空间站内需要传输处理的业务高速增长，对内部通信系统也提出了越来越高的要求。现有技术普遍采用的1553B总线已无法满足这种需求，因此亟需设计一种新的适合空间站应用环境的网络技术。以太网则是地面局域网组网的主流技术，以太网交换机已被应用于空间站的空间舱中使用。

空间站通信网和载荷网是空间站测控与通信分系统、空间技术试验分系统的核心部分，担负着空间站宇航员之间、宇航员与地面之间的话音、图像以及载荷试验数据传递任务。空间站三舱通常配置空间组网交换机，交换机全部采用千兆光纤接口和万兆光纤接口，用于连接穿舱设备、各舱信息主机、高速通信处理器以及其它高速通信设备，以实现最高10.3125Gbps速率的舱间数据传输。在正常工作模式下支持站内点对点通话、站-公网通话和出舱通信会议工作模式，并支持站内视频通信、视频通话和视频会议，还支持站内无线通话、货管、娱乐设备接入，且支持出舱活动的WIFI图像传输。其中，千兆光接口和万兆光接口模块作为空间站交换机高速通信的以太网接口，是将光模块与连接器进行一体化设计，直接将高速光传输模块集成在J599E壳体内，安装在空间站交换机对外接口上。空间站运行在复杂的空间环境中，空间组网交换体系结构作为各分系统之间的数据传输枢纽，不仅要求能实现数据传输功能，还要求有较强的空间环境适应能力，因此对空间组网交换体系有更高的要求，包括：

1)抗辐射

空间站运行的空间环境恶劣，太空粒子撞击、辐射、急剧热变化等都会影响电子系统的正常工作，因此要求空间组网交换体系结构具有很好的抗辐射性能，以保证通信数据传输的正确性，否则会影响控制过程的正常进行，进而影响空间站的正常运行。

2)通信速率高

随着微电子、微机械和轻型结构材料的发展及在空间站上的应用，空间站的功能不断增强，系统也越来越复杂，各分系统之间的通信也越来越多，因此空间组网交换体系结构要有较高的通信带宽。

3)网络容量扩展性强

由于空间站并不是一次发射成功，是由多次发射的舱段对接组合而成，而且随着日后空间站内部设备的通信数据处理能力和设备间数据的交换能力的增长，这就要求空间组网交换体系结构具有很好的容量扩展性。

4)实时性好

空间站控制系统对时间响应的要求决定了空间组网交换体系必须有较好的实时性。同时，空间站设备的功能不断增强，为了匹配空间站设备及应对复杂任务，空间组网交换体系结构除了要有高传输速率外，还要有一套有效的通信协议，确保数据传输的效率，从而满足实时性要求。

5)采用光纤作为传输媒质

光纤具有质量轻，功耗小，很好的抗电磁与射频干扰能力，并能够有效防止传输过程中的分接偷听以及辐射波侦听。

6)可靠性高

由于空间站所处环境的特殊性，网络设备发生故障很难进行维修更换，这就要求空间组网交换体系结构必须具有很高的可靠性，否则网络设备(节点或交换机)发生故障，可能会导致整个系统瘫痪，故可采用具有冗余热备份机制的交换体系结构，即使网络内有帧传输失败或故障导致数据链失效，网络系统也可以提供安全、可靠的数据传输。