[发明专利]天地一体化网络通信方法

说明书

本发明提供了一种天地一体化网络通信方法，用于采用天地网关，在航天器和地面网络内部以及天地链路间进行数据通信。该方法包括：在航天器网络中配置航天器网关以及在地面网络中配置地面网关；在航天器网络和地面网络中，配置不同的数据链路层协议和不同的物理层协议，从而分别执行航天器网络和地面网络内部的数据通信；在天地链路的网络层以上，采用网际协议方式执行天地链路间的数据通信。因此，通过本发明，实现了航天器与地面计算机IP网络的一体化设计，可在地面通过计算机网络直接操作航天器上设备，特别是试验设备，方便试验开展，另外对于载人航天器，航天员可通过笔记本电脑等手段接入地面网络，方便航天员与地面工作人员或家人联系。

技术领域

本发明涉及航天通信领域，具体地涉及航天器网络与地面计算机网络的网关技术，更具体地，涉及一种天地一体化网络通信方法，用于采用天地网关，在航天器网络内部、地面网络内部、以及天地链路间进行数据通信。

背景技术

随着计算机网络技术的发展，计算机网络已经从最初的教育科研网络发展成为仅次于电话网的世界第二大网络，并逐渐渗入到人们的生活、学习以及工作中。计算机网络，特别是传输控制协议/网际协议(Transfer Control Protocol/Internet Protocol，以下简称为TCP/IP)网络，已经成为全球性的信息基础结构的雏形，为了实现信息共享，各种机构组建了自己的以太网。

现在航天器上产品内部使用的计算机系统越来越多，但目前还没有能够将航天器上的计算机网络与地面计算机网络连接的网关，没有真正实现天地一体化计算机网络，航天员还没有真正实现在航天器上连接地面计算机网络。

发明内容

为了解决天航天器计算机网络与地面计算机网络的互连问题，本发明根据航天器与地面系统通信的特点，提出了一个适用于航天器与地面系统连接的天地网关方案，通过天地间透明转发IP包，从而实现天地间的网络互通。

本发明提供了一种天地一体化网络通信方法，用于采用天地网关，在航天器网络内部、地面网络内部、以及天地链路间进行数据通信。该方法包括以下步骤：步骤一，在航天器网络中配置航天器网关以及在地面网络中配置地面网关；步骤二，在航天器网络和地面网络中，配置不同的数据链路层协议和不同的物理层协议，从而分别执行航天器网络和地面网络内部的数据通信；以及步骤三，在天地链路的网络层以上，采用网际协议方式执行天地链路间的数据通信。

具体地，步骤一包括：在航天器网络中，配置交换机、无线热点、航天器网关、网络摄像机、无线摄像机、和个人计算机；以及在地面网络中，配置地面网关和地面终端设备，其中，交换机为以太网交换机，并且地面网络为地面测控通信计算机网络。

额外地，步骤一还可以包括：在天地一体化网络中，采用TCP/IP结构，对各种通信数据进行分层处理，其中，分层处理为5层数据处理并且各层包括应用层、传输层、网络层、数据链路层、和物理层。

另外，在步骤二中执行：在航天器网络和地面网络内部，采用数据链路层或网络层执行数据通信。

步骤三包括：在天地链路上，当从第一终端向第二终端发送数据时，将数据的IP包发送至第一终端网关；第一终端网关识别出IP包中的IP地址，并判断IP地址的归属终端；当IP地址归属于第二终端时，第一终端网关对IP包进行封装，获得协议数据；以及通过天地链路，将协议数据传输至第二终端。

优选地，在步骤三中，封装的步骤包括：为IP包复接一个用于识别网络包类型的IP包扩展头；将复接后的数据包初始化包装为包装协议数据单元；经过多路复接后，将多个包装协议数据单元包装为多路协议数据单元；在多路协议数据单元中，加入天地链路的传输帧头，从而得到协议数据。

额外地，第二终端接收到协议数据后，第二终端网关进行拆包以解析出IP包，并根据IP包中的IP地址，将IP包发送给地面终端设备。