2020年,西安電子科技大學網絡交換科研團隊邱智亮、張冰、潘偉濤老師與學生自主設計研發的核心技術在首飛成功的我國新一代載人飛船試驗船上,首次完成了“時間觸發以太網(TTE)星載原型系統”在軌試驗任務,標志著我國在該領域實現了技術突破,掌握了自主知識產權的TTE核心技術,縮小了國外同類技術代差,為我國后續大型復雜航天器信息體系技術研究奠定了堅實的基礎。

由于受太空工作環境的限制,航天級設備與民用設備差異很大,在系統實現過程中由于受到環境因素及可用器件能力的嚴重制約,無論是高端器件,還是高端技術,對我們而言都是“瓶頸”。目前國內該領域采用的傳統數據總線帶寬只能達到1Mbps,網絡交換科研團隊在時間緊、任務重的情況下,憑借著長期的相關技術儲備與積累,在很短的時間內就完成了時間觸發以太網(TTE)交換機及端系統FPGA核心代碼的設計與調試工作,在航天五院強有力的組織協調下,經過緊張高效的系統聯調,完成了該系統的時鐘同步、多源數據采樣、端系統TT業務調度與收發、TTE分組交換及高清圖像傳輸等功能驗證,實現了設備間數據的高速可靠傳輸,使系統總線傳輸速率達到了千兆水平,傳輸性能提升了1000倍,填補了國內空白,達到國外同類技術水平。

團隊長期從事網絡交換方向的理論教學、科學研究與技術開發,具有豐富的技術積累和軟硬件開發經驗。針對TTE端系統的項目進度要求,需要在3個月內自主完成TTE端系統FPGA核心代碼的設計、開發及兼容性測試,時間緊,任務重,壓力巨大,團隊沒有退縮,迎接挑戰。

談起這段經歷,團隊負責人邱智亮教授笑著說道:“最開始接受這項任務的時候,我心里也很沒底,特別是兼容性測試,我們沒接觸過國外的同類設備,這可能是個‘黑洞’。”但憑借著團隊在前期打下的堅實的研究基礎,他們快速制訂研制方案,老師帶頭,學生努力,經過師生的通力合作,僅用了1個多月的時間就成功完成了端系統時鐘同步、TT業務收發,當TTE終端通過國外廠商的TTE設備實現互聯互通時,他們一直懸著的心終于落地了,原來不確定的兼容性問題被攻克了。“天道酬勤,我們成功了!整個軟硬件調試過程中,我們的學生展現出了優良的綜合素質,專業基礎扎實、學習掌握新知識快、分析問題解決問題能力強……受到合作單位的一致好評。”

團隊核心成員絕大多數是著名通信專家劉增基教授的學生,是國內最早從事網絡與交換技術研究的堅守者。航天五院等相關單位經過充分調研,認可了西電網絡交換團隊在這一研究領域的領先地位,最終選擇與其聯合攻關。

成功的背后,是30余年的堅持與積累,是對“人無我有,人有我精”理念的堅持,是對“要做就要做到最好”的初心的堅持。團隊持續跟蹤各種網絡交換新技術的發展,始終堅持并專注于網絡交換核心技術的自主設計與研發。經過長時間的技術積累,掌握了所有的相關核心交換技術,能夠根據用戶的特殊需求及專用硬件平臺,快速設計實現各種專用定制交換系統,技術水平處于國內第一梯隊前列。

近年來,團隊承接了大量相關科研任務,成果將廣泛應用于航空、航天及特種應用領域,在后續的空間飛行器、衛星互聯網星載路由交換、飛船、C919大飛機、高鐵列車組網等國計民生重大項目中發揮重要作用。他們將砥礪前行,努力為國家科技事業的創新發展作出更多更大貢獻。

作者單位:西安電子科技大學

責任編輯:張 言