Анализ технологии SpaceFibre для высокоскоростных бортовых сетей
Автор: Е. А. Суворова, В. Е. Степанов, В. Л. Оленев
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 2, 2023 года.
Бесплатный доступ
В статье представлен анализ перспективного международного стандарта для обмена данными на борту летательных аппаратов различного назначения – SpaceFibre. Приводится обоснование необходимости использования данного стандарта для бортовых сетей нового поколения. Полученные результаты основаны на многолетнем опыте работы с семейством открытых международных стандартов SpaceWire/SpaceFibre. Авторами представлены основные проблемы, найденные в SpaceFibre, а также приведены пути их решения. Первая проблема связана с использованием многоканальной передачи данных в перспективных российских проектах, а также необходимостью увеличения пропускной способности с использованием уже существующего оборудования и физических кабелей. Необходима разработка новых методов и алгоритмов передачи и создание полностью отечественной версии уровня multilane для описываемого стандарта. Вторая проблема относится к организации передачи данных в сетях SpaceFibre с большим количеством узлов и сложной схемой потоков передачи данных, она является следствием недостаточно проработанного сетевого уровня стандарта. Авторы приводят возможные способы решения обнаруженных недостатков стандарта при помощи концепции программно-реконфигурируемых сетей. Проведение доработки стандарта SpaceFibre в части озвученных проблем позволит повысить эффективность самого протокола, а также учесть все возможные замечания до этапа создания отечественного ГОСТ по SpaceFibre.
Бортовая сеть, SpaceFibre, многополосная передача, программно-реконфигурируемая сеть, SDN
Короткий адрес: https://sciup.org/14127268
IDR: 14127268 | УДК: 004.057.4 | DOI: 10.26732/j.st.2023.2.02
Analysis of the SpaceFibre technology for the high-bandwidth onboard networks
The paper presents an analysis of a prospective international standard SpaceFibre for on board data exchange for different types of aircraft. Paper provides the rationale for using of this standard for new generation on-board networks. The obtained results are based on many years of experience with the SpaceWire/SpaceFibre family of open international standards. The authors present the main problems of SpaceFibre, as well as ways to solve them. The first problem is related to the use of multi-channel data transmission in prospective Russian projects, as well as the need to increase throughput using existing equipment and physical cables. It is necessary to develop new transmission methods and algorithms and create a completely Russian version of the multilane level for the described standard. The second problem relates to the organization of data transmission in SpaceFibre networks with a large number of nodes and a complex scheme of data transfer flows, it is a consequence of an insufficiently developed network level of the standard. The authors give possible ways to solve the identified inconsistences of the standard using the concept of software-reconfigurable networks. The finalization of the SpaceFibre standard in terms of the discussed problems will improve the efficiency of the protocol itself, as well as take into account all possible comments before the stage of creating of a Russian State Standard for SpaceFibre.
Список литературы Анализ технологии SpaceFibre для высокоскоростных бортовых сетей
- ГОСТ Р 70020-2022. Космическая техника. Интерфейсы и протоколы высокоскоростного межприборного информационного обмена и комплексирования бортовых систем космических аппаратов. SpaceWire-RUS. Введ. 2022–06–01. М. : Изд-во стандартов, 2022. 191 с.
- SpaceFibre – Very high-speed serial link. ECSS-E-ST-50-11C. Noordwijk, Netherlands, 2019. 233 p.
- Оленев В. Л. Анализ требований к современным протоколам для бортовых сетей космических аппаратов // Информационно-управляющие системы. 2021. № 1. С. 8–16. doi: 10.31799/1684-8853-2021-1-8-16.
- Florit A. F., Villafranca A. G., Parkes S. SpaceFibre multi-lane: SpaceFibre // International SpaceWire Conference (SpaceWire), Yokohama. 2016. pp. 1–8.
- Melia T., Sarma A., Aguiar R. L., Hogrefe D. Case study on the use of SDL for Specifying an IETF micro mobility protocol // 1st International Conference on Communication Systems Software & Middleware, New Delhi. 2006. pp. 1–5.
- Оленев В. Л. Методология формализованного проектирования коммуникационных протоколов на основе сетей Петри // Информация и космос. 2022. № 4 (2). С. 37–45.
- Степанов В. Е. Современные проблемы и вызовы методов многополосной передачи данных // Сборник докладов Третьей Междунар. науч. конф. «Аэрокосмическое приборостроение и эксплуатационные технологии», Санкт-Петербург. 2022. С. 229–232.
- Zulkifli N., Sapit A., Mohammed A. N. Development of small scale cluster computer for numerical analysis // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. 6 p.
- Goransson P., Black C., Timothy Culver T. Software Defined Networks. A Comprehensive Approach. 2017. 409 p.
- Gray К., Nadeau T. D. Network Function Virtualization. Elsevier Inc., 2016. 237 p.
- OpenFlow Switch Specification. Version 1.5.1. The Open Networking Foundation, 2015. 283 p.
- Subramoni H. INAM2: InfiniBand Network Analysis and Monitoring with MPI. ISC, 2016. 19 p.
- Deploying HPC Cluster with Mellanox InfiniBand Interconnect Solutions. Mellanox Technologies, 2017. 40 p.
