[发明专利]多通道通信接口、通信链路及多通道通信链路上的通信方法

说明书

一种多通道通信接口被提供用于链路中，比如在航天器上机载使用的SpaceFibre，所述接口具有当在近端处与远端多通道通信接口协作操作时用于进行以下操作的逻辑：在一个或多个通道上建立与所述远端的符号同步；向和从所述远端发送和接收数据字，同时维持所述符号同步(A)；检测通道状态变化(610)；并且在检测到所述通道状态变化(610)、同时维持所述符号同步时：停止发送(B)数据字；向所述远端发送(B)近端通道状态控制字而非数据字，直到(604)确定所述近端已准备就绪要发送数据字，然后重新开始发送(C)数据字；以及向所述远端发送(C)近端通道对齐信号，直到(608)数据字被从所述远端接收到。

技术领域

本发明涉及多通道通信链路。更具体地，本发明涉及用于多通道通信链路中的多通道通信接口、多通道通信链路本身以及相关联的通信方法。本发明可以应用于SpaceFibre通信链路中。

背景技术

SpaceWire和SpaceFibre是用于航天器上机载使用的数据处置网络。SpaceWire被建立为主要数据处置协议之一，并且用于许多ESA(欧洲航天局)、NASA(美国国家航空航天局)和JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)的航天器上。SpaceFibre是一种为高数据速率有效载荷提供非常高速串行数据链路的新兴标准，对广泛使用的SpaceWire的能力进行了补充。

SpaceFibre是一种可在铜缆线和光纤缆线两者上运行的航天器机载数据链路和网络技术。最初针对像合成孔径雷达(SAR)和多谱成像仪器等非常高数据速率仪器，SpaceFibre能够实现更广泛的航天器机载通信应用，这是因为其内置的QoS(服务质量)和FDIR(故障检测、隔离和恢复)能力以及其与SpaceWire技术的后向兼容性。SpaceFibre以2.5Gbits/s或更高的速度运行，从而提供了12倍于利用当前的满足飞行要求技术的SpaceWire链路的吞吐量，并允许将来自多个SpaceWire设备的数据集中在单个SpaceFibre链路上。这显著地减少了缆线束质量并简化了冗余策略。

图1展示了用于SpaceFibre多通道通信链路的协议栈，如在以下文献中所披露的：帕克斯(Parkes)等人，“SpaceFibre：用于航天器机载数据处置的多千兆位/秒互连”，2015年IEEE航空航天会议。

网络层协议102提供了用于在SpaceFibre网络上传输应用信息的两种服务；经由分组接口104的分组传输服务、以及经由广播消息接口106的广播消息服务。分组传输服务使用与SpaceWire相同的分组格式和路由概念来在SpaceFibre网络上传输SpaceFibre分组。广播消息服务向网络上的所有节点广播承载有时间和同步信息的短消息。

数据链路层108向SpaceFibre链路提供服务质量和流量控制。其对要通过链路发送的信息进行帧化以支持QoS，并且对分组数据进行加扰以减少电磁发射。其还提供了错误恢复能力；检测丢失或到达的任何包含错误的帧或控制字，并重新发送它们。

通常，多通道链路是使用由多个物理通道组成的逻辑链路来传输数据的数据通信系统。

参照图1，多通道层110能够并行操作若干个SpaceFibre通道以提供更高的数据吞吐量。其在帕克斯(Parkes)等人的文献中进行了披露：在通道故障的情况下，多通道层支持适度降级，自动地将流量扩展在剩余工作通道上，并且所述多通道层快速地做这件事而无需任何外部干预。然而，其中没有披露这是如何实现的。

通道层112建立跨SpaceFibre通道的通信，将数据字和控制字编码为符号，在所述通道上发送和接收符号、将所接收到的符号解码为数据字和控制字，并且当在某个通道上发生错误时重新建立跨所述SpaceFibre通道的通信。数据被使用8B/10B编码而编码成符号以供传输，并在接收器中被解码。8B/10B符号是DC平衡的，从而支持对SpaceFibre接口的AC耦合。