專利名稱：一種用于運載火箭的地面實時網絡系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種用于運載火箭的地面實時網絡系統，尤其涉及ー種用于運載火箭地面測試與發射控制的實時網絡系統，屬于測試技術領域。
背景技術：
現代運載火箭在進行各項測試與發射過程中，指揮計算機發出指揮進程命令，經 過網絡系統傳輸到各系統控制計算機，各系統控制計算機執行指揮進程完成相應的測試項目，測試結束后將測試結果包括測試狀態和測試數值量通過網絡系統傳送到指揮計算機、數據服務器進行綜合管理與分析，在此過程中可靠的網絡信息傳輸至關重要，尤其是指揮進程命令的信息傳輸必須及時、準確，實時性和可靠性要求較要求。目前地面網絡系統普遍采用以太網通信技術實現，以太網通信技術信息傳輸與交換采用載波偵聽多址/沖突檢測機制(CSMA/CD)并建立了 OSI模型，網絡信息傳輸需遵循OSI定義的7層網絡模型。因載波偵聽多址/沖突檢測機制固有特性決定了，在信息傳輸過程中將延遲隨機長度的時間段重發數據，同時網絡沖突在一定范圍內將會出現誤碼和丟幀現象。因此采用以太網通信技術信息傳輸時間的不確定性，以及傳輸過程中誤碼或丟幀，無法滿足高精度要求的運載火箭網絡信息傳輸要求。實時內存網絡技術信息傳輸與交換是通過分配共享內存的讀和寫操作完成，所有網絡節點采用共享內存的工作方式，每個節點在內存上有自己的物理拷貝，當某個節點對其本地內存進行寫操作吋，該點的數據更新會立刻廣播到網絡上所有節點，確保每個節點內存實時刷新，網絡各節點通過光纖與實時內存網絡交換機連接，并形成星形網絡結構。信息的管理是在共享內存中完成，信息交換時間通常在幾微秒內完成，同時沒有任何網絡協議，并具有高帶寬特點。因此采用實時內存網絡技術能夠滿足時間確定性、可靠、可控、可追溯的網絡信息傳輸要求。
實用新型內容本實用新型針對上述現有技術缺陷，提供ー種用于運載火箭的地面實時網絡系統，解決了地面測試信息傳輸時間的不確定性，提高了信息傳輸的實時性和可靠性。本實用新型的技術解決方案是ー種用于運載火箭的地面實時網絡系統，包括指揮計算機、實時內存網絡交換機、控制計算機、網管計算機、數據服務器、以太網交換機和瀏覽計算機；指揮計算機、控制計算機、網管計算機和數據服務器中配置實時內存網卡，指揮計算機、控制計算機、網管計算機、數據服務器與實時內存網絡交換機之間通過光纖相連接形成星形網絡結構，數據服務器與以太網交換機、以太網交換機與瀏覽計算機之間通過網線連接；指揮計算機，發送指揮進程命令信息到控制計算機，接收控制計算機發送的進程回令信息及測試狀態信息；實時內存網絡交換機，完成指揮計算機、數據服務器與控制計算機之間的信息傳輸與交換；[0008]控制計算機，接收指揮計算機的指揮進程命令信息，向指揮計算機發送指揮進程回令信息及測試狀態信息，向數據服務器發送測試狀態信息；網管計算機，通過實時內存網絡交換機獲取整個網絡的共享內存使用信息，監測網絡設備運行狀態；數據服務器，實現實時內存網到以太網的信息轉換，完成測試狀態信息數據發布；以太網交換機，完成數據服務器與瀏覽計算機之間的信息傳輸與交換；瀏覽計算機，瀏覽數據服務器發布的測試狀態信息。本實用新型與現有技術相比具有如下有益效果(I)本實用新型采用實時內存網絡技術用于運載火箭地面測試與發射控制網絡系統，有效解決了以太網存在的信息傳輸時間不確定性，實現了網絡信息傳輸時間確定性、可靠、可控、可追溯的高精度要求；有效解決了以太網的網絡沖突而產生的誤碼和丟幀，降低了網絡信息傳輸的誤碼率，提高了網絡信息傳輸的可靠性；(2)本實用新型在組建運載火箭地面測試與發射控制網絡系統時，對于指揮進程命令、測試狀態及數值量等傳輸要求較高的信息采用實時內存網絡進行數據交換，對于瀏覽信息等傳輸要求不高的信息采用以太網進行數據傳輸并采用標準IE進行數據瀏覽與訪問，即滿足了高精度網絡信息傳輸要求，又實現了標準的信息發布，提高了現代運載火箭地面測試與發射控制網絡系統的信息管理與應用需求。
圖I為本實用新型的組成結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做進ー步詳細的說明如圖I所示為本實用新型地面實時網絡系統連接示意及通信鏈路圖，指揮計算機、各系統控制計算機、數據服務器配置實時內存網卡，通過實時內存網絡交換機完成測試與發射控制系統中各種測試信息的傳輸與轉換，網絡管理計算機配置實時內存網卡完成對實時內存網絡管理，以上與實時內存網絡交換機連接采用光纖方式。數據服務器配置以太網卡與以太網交換機連接，完成信息的標準WEB發布，瀏覽終端配置以太網卡與以太網交換機連接通過IE方式完成各種測試信息的瀏覽與查詢。指揮計算機是在根據指揮員ロ令發送指揮進程命令信息到各系統控制計算機，接收各系統控制計算機發送的進程回令信息及重要測試狀態及數值量；實時內存網絡交換機完成指揮計算機、數據服務器與各系統控制計算機的信息傳輸與交換。采用共享內存網絡交換技術，網絡各節點通過光纖與實時內存網絡交換機連接，并形成星形網絡結構；各系統控制計算機接收指揮計算機的指揮進程命令信息，完成相應的測試項目，向指揮計算機發送指揮進程回令信息及重要測試狀態及數值量，向數據服務器發送所有測試狀態及數值量；網管計算機提供整個網絡系統狀態監測、設備運行狀態監測、網絡共享內存信息流量分析等功能；數據服務器完成測試和發射過程中的各系統測試數據存儲、數據管理、數據分析、數據轉發、數據發布等功能，是整個測試與發射控制系統的信息管理與分析中心。數據服務器配置實時內存網卡和以太網網卡，實現實時內存網網絡到以太網絡的信息轉換，完成測試信息WEB方式的數據發布。以太網交換機完成數據服務器與瀏覽終端的信息傳輸與交換。采用以太網信息交換技術實現。瀏覽終端采用標準的IE瀏覽器，瀏覽數據服務器發布的測試信息。在進行各項測試與發射過程中，測試信息傳輸與交換通過讀和寫操作共享內存實現，當某個節點對其本地內存進行寫操作吋，該點的數據更新會立刻廣播到網絡上所有節 點，確保每個節點內存實時刷新。根據任務要求和各分系統在測試過程中交換的數據量統一分配和管理共享內存，為了確保數據交換安全，各系統控制計算機具有唯一的共享內存段，對于關鍵的測試信息采取“雙內存段”或“多內存段”方式，提高其可靠性；根據各系統控制計算機具有唯一的共享內存段，按照信息流形式，將指揮進程命令信息、回令信息、測試狀態信息采用單發測試信息采取隊列(FIFO)方式，將各系統的測試數值量采用復發測試信息采取覆蓋(Cover)方式；網絡管理計算機統ー進行共享內存的分配與管理，并通過專用軟件實時監測設備運行狀態、共享內存使用情況，測試數據流和定量分析與統計等功能。具體信息流說明如下(I)測試與發射過程中，根據指揮員ロ令指揮計算機發送指揮進程命令信息Al，實時內存網絡交換機將Al信息傳輸到各系統控制計算機和數據服務器；(2)各系統控制計算機根據Al進行相關測試，完成測試后回復指揮進程回令A2及測試狀態量BI和測試數值B2，實時內存網絡交換機將A2、B1、B2信息指揮計算機和數據服務器；(3)指揮計算機接收到A2、B1、B2信息后進行相關處理和顯示，提示本測試進程階段完成情況，以進行下ー階段測試工作；(4)數據服務器接收A1、A2、B1、B2信息，對這些信息進行綜合分析與處理，并使用專用軟件將其轉換成以太網信息al、a2、bl、b2，以太網交換機將這些信息發送到瀏覽計算機進行數據瀏覽和查詢；(5)網管計算機通過實時內存網絡交換機獲取整個網絡的共享內存使用情況信息，監測網絡設備運行狀態。瀏覽計算機發送查詢請求信息D，獲得所需的各種測試信息。根據實時內存網絡信息流的分析，分配共享內存大小及使用方式如表I所示。表I地面實時網絡系統共享內存分配表
權利要求1.ー種用于運載火箭的地面實時網絡系統，其特征在于包括指揮計算機、實時內存網絡交換機、控制計算機、網管計算機、數據服務器、以太網交換機和瀏覽計算機；指揮計算機、控制計算機、網管計算機和數據服務器中配置實時內存網卡，指揮計算機、控制計算機、網管計算機、數據服務器與實時內存網絡交換機之間通過光纖相連接形成星形網絡結構，數據服務器與以太網交換機、以太網交換機與瀏覽計算機之間通過網線連接； 指揮計算機，發送指揮進程命令信息到控制計算機，接收控制計算機發送的進程回令信息及測試狀態信息； 實時內存網絡交換機，完成指揮計算機、數據服務器與控制計算機之間的信息傳輸與交換； 控制計算機，接收指揮計算機的指揮進程命令信息，向指揮計算機發送指揮進程回令信息及測試狀態信息，向數據服務器發送測試狀態信息； 網管計算機，通過實時內存網絡交換機獲取整個網絡的共享內存使用信息，監測網絡設備運行狀態； 數據服務器，實現實時內存網到以太網的信息轉換，完成測試狀態信息數據發布； 以太網交換機，完成數據服務器與瀏覽計算機之間的信息傳輸與交換； 瀏覽計算機，瀏覽數據服務器發布的測試狀態信息。
專利摘要本實用新型公開了一種用于運載火箭的地面實時網絡系統，包括指揮計算機、實時內存網絡交換機、各系統控制計算機、網管計算機、數據服務器、以太網交換機、瀏覽計算機。本實用新型采用實時內存網絡技術用于運載火箭地面測試與發射控制網絡系統，有效解決了以太網存在的信息傳輸時間不確定性，實現了網絡信息傳輸時間確定性、可靠、可控、可追溯的高精度要求；有效解決了以太網的網絡沖突而產生的誤碼和丟幀，降低了網絡信息傳輸的誤碼率，提高了網絡信息傳輸的可靠性。
文檔編號H04L12/28GK202455368SQ20122002410
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者任毅, 呂明, 安雪巖, 張晨光, 李璨, 鄭桂波 申請人:中國運載火箭技術研究院, 北京宇航系統工程研究所