關(guān)于天基傳輸網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的討論

劉華峰+孫智立+楊昕+趙康+程子敬

摘要：認(rèn)為天基傳輸網(wǎng)絡(luò)是天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，其體系結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)一體化體系有著重要影響。提出“骨干+區(qū)域增強(qiáng)”的雙層天基傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并對(duì)其在星上能力、空中接口、協(xié)議體系、路由交換、綜合驗(yàn)證等方面需要關(guān)注的問題進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)；天基傳輸網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009-6868 （2016） 04-0053-005

天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)是一種通過星間、星地以及地面鏈路，有機(jī)聯(lián)合陸、海、空、天各種平臺(tái)的綜合性信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于其對(duì)維護(hù)國(guó)家信息安全、引領(lǐng)空間科技前沿、帶動(dòng)新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)、形成核心競(jìng)爭(zhēng)力所具有的深遠(yuǎn)意義，天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)已成為了當(dāng)今世界重要的國(guó)際科學(xué)前沿和戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

美歐等空間科技強(qiáng)國(guó)從20世紀(jì)中葉就開始了天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的探索和研究。中國(guó)政府在“九五”末期提出天基綜合信息網(wǎng)計(jì)劃，并在“十一五”期間提出“空間信息網(wǎng)絡(luò)”的概念。當(dāng)前，天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被納入中國(guó)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。在2016年3月發(fā)布的“十三五”規(guī)劃中，提出要“加快構(gòu)建高速、移動(dòng)、安全、泛在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，推進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛運(yùn)用，形成萬物互聯(lián)、人機(jī)交互、天地一體的網(wǎng)絡(luò)空間”，并明確將“天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”作為重大工程列入“專欄3 科技創(chuàng)新2030——重大項(xiàng)目”[1]。

天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的大型體系，包含傳輸、感知、處理、時(shí)空基準(zhǔn)和應(yīng)用等多個(gè)不同的系統(tǒng)。在整個(gè)體系中，天基傳輸系統(tǒng)發(fā)揮著連接各類陸、海、空、天基平臺(tái)，并為其提供全球化信息支持的重要作用。

作為天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，天基傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是整個(gè)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)[2-4]，因此中外研究者對(duì)天基傳輸網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)開展了諸多的研究。根據(jù)近年來的研究和思考，我們提出對(duì)當(dāng)前天基傳輸網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)問題的一些認(rèn)識(shí)，希望能夠?yàn)槟壳暗难芯抗ぷ魈峁﹨⒖?，并起到促進(jìn)作用。

1 天基傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)際現(xiàn)狀

近年來，美國(guó)和歐洲等航天技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家或地區(qū)政府，以及Google、Facebook、SpaceX等國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)巨頭和商業(yè)公司，分別從國(guó)防和經(jīng)濟(jì)目的出發(fā)，先后推出一系列天地一體化網(wǎng)絡(luò)/天基傳輸系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。

早在2002年，美國(guó)軍方就針對(duì)其全球化軍事戰(zhàn)略需求，提出轉(zhuǎn)型通信計(jì)劃（TCA）[5]，目的是改進(jìn)其全球軍事衛(wèi)星通信體系結(jié)構(gòu)；2006年美國(guó)航空航天局（NASA）根據(jù)其天基網(wǎng)絡(luò)、近地網(wǎng)絡(luò)和深空網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和未來發(fā)展，提出空間通信與導(dǎo)航計(jì)劃（SCaN）[6-7]。2008年歐盟提出全球通信一體化空間架構(gòu)（ISICOM）以支撐“歐洲空間政策”的實(shí)現(xiàn)[8]。在商業(yè)領(lǐng)域，2007年成立的O3b Networks公司針對(duì)大型企業(yè)和政府的蜂窩回程和IP干線傳輸業(yè)務(wù)，打造覆蓋地球南北緯45°之間所有地區(qū)的Ka頻段中軌衛(wèi)星星座，2014年開始提供服務(wù)，2015年在軌衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到12顆。2014年底至2015年初，面向全球提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，OneWeb、SpaceX、Leosat等多家公司都推出了各自的、由低軌小衛(wèi)星組成的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃，其中OneWeb已經(jīng)獲得頻率軌位。這些星座的主要參數(shù)如表1所示[10]。

綜上所述，從國(guó)際趨勢(shì)來看，經(jīng)過數(shù)十年的積累，天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始逐步進(jìn)入工程實(shí)施階段。

1.2 中國(guó)現(xiàn)狀

目前，中國(guó)對(duì)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的研究和規(guī)劃進(jìn)入加速發(fā)展階段。工信部、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委等科技部門、工業(yè)界和各大科研院所持續(xù)推進(jìn)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)性研究和規(guī)劃論證工作。2013年國(guó)家自然科學(xué)基金委啟動(dòng)“空間信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)重大研究計(jì)劃”；同年12月，工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)委員會(huì)啟動(dòng)“天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展思路研究”課題。2015年國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（“863”計(jì)劃）啟動(dòng)“未來一體化網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)和示范”項(xiàng)目，同年11月，中國(guó)工程院設(shè)立“空間信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展戰(zhàn)略研究”重大咨詢項(xiàng)目。天基傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)始終是這些計(jì)劃與項(xiàng)目研究的核心問題。

隨著天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)受到日益廣泛的關(guān)注，世界上越來越多的研究者加入這一領(lǐng)域，對(duì)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)研究的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)研究本身是一個(gè)巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題。在涉及體系結(jié)構(gòu)問題時(shí)，一體化概念下龐大的規(guī)模，不同的視角，常常導(dǎo)致研究問題的泛化和過度復(fù)雜化，進(jìn)而在很多方面難以達(dá)成共識(shí)，這客觀上給由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究向系統(tǒng)建設(shè)的轉(zhuǎn)變帶來了困擾。例如，僅就天基傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠裕壳霸谥袊?guó)的研究中經(jīng)常出現(xiàn)的就有高、中、低軌多層結(jié)構(gòu)，高軌和低軌雙層結(jié)構(gòu)，中軌和低軌雙層結(jié)構(gòu)等多種假設(shè)方案。

1.3發(fā)展情況對(duì)比

在國(guó)際發(fā)展進(jìn)入工程階段，中國(guó)大型工程準(zhǔn)備啟動(dòng)的大背景下，良好界定系統(tǒng)邊界，聚焦研究方向，才能有效推進(jìn)體系結(jié)構(gòu)研究規(guī)劃向系統(tǒng)建設(shè)轉(zhuǎn)變。在這一點(diǎn)上，值得吸取教訓(xùn)的典型例子是美國(guó)的轉(zhuǎn)型通信計(jì)劃。該計(jì)劃歷時(shí)數(shù)載，由于耗資巨大，系統(tǒng)過于復(fù)雜，各方向技術(shù)發(fā)展水平難以均衡等因素，發(fā)展一直受到進(jìn)度和預(yù)算問題的困擾，直至最終被迫取消。而作為成功的例子，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座O3b Networks僅用半年時(shí)間就達(dá)到了原計(jì)劃1億美元的收入水平，避免重蹈當(dāng)年銥星系統(tǒng)的覆轍，關(guān)鍵在于其準(zhǔn)確的定位——面向電信運(yùn)營(yíng)商，為地面通信覆蓋不到的島嶼和海上大型船只提供服務(wù)），以及精簡(jiǎn)的系統(tǒng)規(guī)模——覆蓋南北緯45°區(qū)域僅需12顆中軌衛(wèi)星，比起銥星星座66顆衛(wèi)星的規(guī)模，大大降低了成本和系統(tǒng)復(fù)雜性。

因此，我們認(rèn)為從體系建設(shè)的角度出發(fā)，中國(guó)的天基傳輸網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，要契合國(guó)情，立足于航天系統(tǒng)現(xiàn)狀，緊扣當(dāng)前緊迫需求開展設(shè)計(jì)，保持有限規(guī)模，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，同時(shí)要將初期建設(shè)成本和實(shí)現(xiàn)的時(shí)間跨度納入設(shè)計(jì)要素。

2 “骨干+區(qū)域增強(qiáng)”的天基傳輸網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

2.1關(guān)鍵需求

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正向全球乃至太空拓展。對(duì)于日益增長(zhǎng)的全球化信息支援需求，如果無法實(shí)現(xiàn)全球范圍的地面站網(wǎng)，那么在航天測(cè)控的全球支持方面會(huì)受到限制，同時(shí)也難以實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的及時(shí)信息獲取、回傳和通信支援，進(jìn)而導(dǎo)致在應(yīng)急突發(fā)、航天測(cè)控、航空運(yùn)輸、海洋權(quán)益等領(lǐng)域面臨全球信息支援的困境。在這種條件下，依靠天基傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全球通信支援、數(shù)據(jù)快速回傳和及時(shí)響應(yīng)是突破這一困境的唯一途徑。

2.2網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)

全球覆蓋是天基傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全球信息支援的前提和首要條件。但需要指出的是：針對(duì)關(guān)鍵需求而言，這里天基傳輸網(wǎng)絡(luò)的“全球覆蓋”并不是指無差別的24 h全球地表覆蓋，應(yīng)該是對(duì)于航天器和臨近空間平臺(tái)的測(cè)控和數(shù)據(jù)傳輸是在一定地表高度上的全球覆蓋；而對(duì)于地面移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)接入需求，定向區(qū)域覆蓋仍然是主體，在此基礎(chǔ)上保障全球范圍內(nèi)重點(diǎn)地區(qū)的覆蓋。

因此，我們提出以靜止軌道（GEO）通信和中繼衛(wèi)星為骨干，低軌道（LEO）衛(wèi)星和臨近空間平臺(tái)對(duì)關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行增強(qiáng)的雙層天基傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如圖1所示。

在這一架構(gòu)中3到多顆GEO骨干衛(wèi)星通過星間激光或高速微波鏈路互聯(lián)，形成傳輸網(wǎng)絡(luò)骨干。骨干衛(wèi)星承擔(dān)對(duì)中、低軌衛(wèi)星，以及特定區(qū)域內(nèi)地面站視距外其他高軌衛(wèi)星的測(cè)控管理，同時(shí)發(fā)揮對(duì)天基、空基和地基的通信和數(shù)據(jù)中繼功能。在天基傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期，骨干衛(wèi)星在全球通信和數(shù)據(jù)中繼方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。

LEO通信衛(wèi)星和臨近空間平臺(tái)，形成局域增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)，并通過星間鏈路與骨干衛(wèi)星連接，增強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵地區(qū)的通信覆蓋和信息支持。必要時(shí)，可再增加高橢圓軌道（HEO）衛(wèi)星以提高對(duì)兩極區(qū)域的覆蓋。

遙感、導(dǎo)航等其他專業(yè)衛(wèi)星系統(tǒng)通過星間鏈路，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)間接口接入天基傳輸網(wǎng)絡(luò)。

地面骨干網(wǎng)絡(luò)通過信關(guān)站與天基傳輸網(wǎng)絡(luò)連接，形成一種天地雙骨干的架構(gòu)。

2.3 需要關(guān)注的問題

在“骨干+區(qū)域增強(qiáng)”的雙層天基傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，需要重點(diǎn)考慮一些問題。

（1）大容量和多功能的骨干層

在星上載荷方面，對(duì)處于核心位置的GEO骨干衛(wèi)星有大容量和多點(diǎn)波束的要求。結(jié)合高通量衛(wèi)星（HTS）的發(fā)展，目前的重點(diǎn)是激光鏈路、Ka頻段相控陣和星上處理等技術(shù)[11-12]。

同時(shí)，在單顆靜止軌道大平臺(tái)上承載多種載荷有困難時(shí)，為了克服軌位限制，要發(fā)展多顆不同功能小型靜止軌道衛(wèi)星共軌的技術(shù)。NASA的小型天基衛(wèi)星項(xiàng)目（SSBS）[13]和ESA的小型靜止軌道衛(wèi)星項(xiàng)目（SGEO）值得關(guān)注[14]。

（2）有限規(guī)模可以擴(kuò)展的區(qū)域增強(qiáng)層

一方面，根據(jù)對(duì)關(guān)鍵區(qū)域服務(wù)的需求，以及對(duì)目標(biāo)用戶分布的分析和預(yù)測(cè)，結(jié)合不同業(yè)務(wù)屬性的數(shù)據(jù)傳輸要求，合理布局星間鏈路，開展有限規(guī)模但具有擴(kuò)展性的低軌衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)。

另一方面，充分利用目前微小衛(wèi)星和臨近空間平臺(tái)領(lǐng)域快速發(fā)展所產(chǎn)生的技術(shù)成果，發(fā)揮其低造價(jià)、低成本、系統(tǒng)靈活、可重構(gòu)的優(yōu)勢(shì)[15]。同時(shí)增強(qiáng)應(yīng)急發(fā)射/應(yīng)急布設(shè)的能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援等情況下的區(qū)域內(nèi)快速覆蓋增強(qiáng)。

（3）標(biāo)準(zhǔn)化的空中接口

具有高頻譜效率和能量利用率的標(biāo)準(zhǔn)化空中接口是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可擴(kuò)展性的關(guān)鍵。這主要包括兩個(gè)方面：一是保證低軌區(qū)域增強(qiáng)的通信衛(wèi)星星座逐步擴(kuò)展為全球覆蓋星座；二是為遙感、導(dǎo)航等其他專業(yè)衛(wèi)星系統(tǒng)與天基傳輸網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)提供基礎(chǔ)。

（4）以IP為核心的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系

天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系研究一般涉及到傳輸控制協(xié)議（TCP）/IP、國(guó)際空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)（CCSDS）和容遲容斷網(wǎng)絡(luò)（DTN）三大體系。其中，CCSDS已基本停止了對(duì)空間通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（SCPS）協(xié)議體系的更新與維護(hù)，并建議采用DTN架構(gòu)[16]。從目前國(guó)際上已經(jīng)開展的作為互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的航天操作任務(wù)（OMNI）、航天飛機(jī)上的通信與導(dǎo)航演示（CANDOS）、太空互聯(lián)網(wǎng)路由器（IRIS）、DTN在軌試驗(yàn)項(xiàng)目[17-20]以及ISICOM、OneWeb等系統(tǒng)設(shè)計(jì)所采用的協(xié)議體系來看，網(wǎng)絡(luò)層均基于IP。經(jīng)過多年的研究，在近地空間范圍內(nèi)，IP對(duì)空間系統(tǒng)的適用性、TCP存在的問題及其改進(jìn)方案和新型空間傳輸層協(xié)議、以及IP over CCSDS等都已有大量的研究成果，就工程實(shí)踐而言TCP/IP是目前可行的方案中最為成熟的協(xié)議體系；DTN網(wǎng)絡(luò)以束協(xié)議（BP）為核心，通過覆蓋網(wǎng)絡(luò)的形式同樣可以工作在TCP/IP之上，提供容遲容斷等網(wǎng)絡(luò)功能。進(jìn)一步，再考慮到與地面IP網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，所以我們建議天基傳輸網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系以IP為核心構(gòu)建。

（5）合理規(guī)劃星上路由以及交換功能

從具體的天基傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出發(fā)才能得到優(yōu)化的路由和交換體系設(shè)計(jì)。在雙層天基傳輸網(wǎng)絡(luò)中，首先應(yīng)注重由不同業(yè)務(wù)特點(diǎn)所帶來的不同星上處理能力需求。例如，對(duì)于遙感業(yè)務(wù)來說，大容量遙感數(shù)據(jù)的主要需求是盡快落地，以星上交換為主，而不是頻繁星上路由和大規(guī)模星上處理，而且對(duì)數(shù)據(jù)鏈路的使用具有高度的不對(duì)稱性，因此其重點(diǎn)是大容量的跨波束交換技術(shù)；而對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)，強(qiáng)調(diào)與地面IP網(wǎng)絡(luò)的兼容性，重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)星地?zé)o縫的一體化路由傳輸。因此，關(guān)鍵是兼顧不同業(yè)務(wù)需求，規(guī)劃星上載荷能力，同時(shí)利用相對(duì)簡(jiǎn)潔的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，降低天地一體化網(wǎng)絡(luò)中路由和交換問題的復(fù)雜性。

（6）高度自動(dòng)化的運(yùn)行管理

在整個(gè)體系中，一個(gè)需要特別關(guān)注的問題是：網(wǎng)絡(luò)化給天基傳輸系統(tǒng)運(yùn)行管理模式帶來的深刻影響。目前中國(guó)多數(shù)衛(wèi)星系統(tǒng)仍采用以單星計(jì)劃調(diào)度為主的運(yùn)管模式，如何在天基組網(wǎng)條件下，形成高效的資源分配體系、高度自動(dòng)化的任務(wù)準(zhǔn)備，執(zhí)行和評(píng)估過程，同時(shí)適應(yīng)應(yīng)急響應(yīng)要求，是需要從體系層面重點(diǎn)研究的問題，并且具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。

（7）其他問題

在雙層天基傳輸網(wǎng)絡(luò)中，由于GEO和LEO星座在覆蓋范圍、往返時(shí)延和平臺(tái)能力方面存在的較大差異，以及由用戶分布導(dǎo)致的整個(gè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)分布的不均衡性，所以必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量保證（QoS）體系，才能發(fā)揮系統(tǒng)效率，滿足端到端用戶的服務(wù)需求[21]。

另一個(gè)要關(guān)注的重點(diǎn)問題是：天基傳輸網(wǎng)絡(luò)面臨的安全挑戰(zhàn)。衛(wèi)星通信天然的開放性決定了其更加容易受到竊聽和主動(dòng)入侵。此外，衛(wèi)星系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)延和高誤碼率還會(huì)導(dǎo)致安全同步機(jī)制的失效，因此需要對(duì)從鏈路和節(jié)點(diǎn)的主動(dòng)防御到整個(gè)協(xié)議體系的安全開展系統(tǒng)的研究[23]。

3 綜合演示驗(yàn)證平臺(tái)的構(gòu)建

綜合演示驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)于天基傳輸網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究具有特殊的重要性。在天基傳輸網(wǎng)絡(luò)涉及技術(shù)范圍廣，認(rèn)識(shí)存在差異的現(xiàn)狀下，基于真實(shí)空間設(shè)施構(gòu)建綜合性技術(shù)試驗(yàn)平臺(tái)，發(fā)揮實(shí)物系統(tǒng)等效的優(yōu)勢(shì)，能夠真實(shí)地反映天基傳輸網(wǎng)絡(luò)特征，提高試驗(yàn)驗(yàn)證可信度；能夠加深不同領(lǐng)域研究者對(duì)系統(tǒng)整體的定量認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)當(dāng)前技術(shù)研究起到聚焦和引領(lǐng)作用。

數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)[24]在功能、結(jié)構(gòu)和服務(wù)對(duì)象上與天基傳輸網(wǎng)絡(luò)一致。從結(jié)構(gòu)上來說，其本身就是天基傳輸骨干；從系統(tǒng)功能上看，數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)承擔(dān)天基測(cè)控和數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，可在全球范圍內(nèi)同時(shí)為多個(gè)高動(dòng)態(tài)用戶提供百兆甚至吉比特量級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；從服務(wù)對(duì)象上看，既包括高動(dòng)態(tài)、全球范圍內(nèi)高速運(yùn)行的中低軌航天器，又包括全球范圍內(nèi)分布、運(yùn)行速度較慢，但姿態(tài)和軌跡變化較頻繁的各類航空器、浮空器、遠(yuǎn)洋船舶等。目前數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于載人航天、對(duì)地觀測(cè)、空間快速響應(yīng)等領(lǐng)域。因此，可以基于數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)，圍繞其業(yè)務(wù)體系，體現(xiàn)一體化互聯(lián)特征和體系化應(yīng)用，構(gòu)建天基傳輸系統(tǒng)綜合演示驗(yàn)證平臺(tái)。

4 結(jié)束語(yǔ)

天基傳輸網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是整個(gè)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。我們針對(duì)當(dāng)前緊迫需求和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)“骨干+區(qū)域增強(qiáng)”的雙層天基傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其相關(guān)問題進(jìn)行了討論。立足于全球服務(wù)，強(qiáng)化需求針對(duì)性，把握空間系統(tǒng)現(xiàn)狀，在目前理論研究所積累的成果的基礎(chǔ)上，通過綜合演示驗(yàn)證平臺(tái)聚焦和引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展，可以加速天基傳輸網(wǎng)絡(luò)由規(guī)劃論證向工程實(shí)踐過渡，從而進(jìn)一步帶動(dòng)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展?？梢詳喽ǎ禾斓匾惑w化信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建將對(duì)中國(guó)和世界在空間技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用以及科學(xué)探索產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要 [EB/OL]. [2016-03-17]. http：//news.xinhuanet.com/politics/2016lh/2016-03/17/c_1118366322.htm

[2] 張乃通. 對(duì)建設(shè)我國(guó)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的思考[J]. 中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)， 2015， 10（3）： 223-230

[3] 李德仁， 沈欣， 龔健雅， 等. 論我國(guó)空間信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版）， 2015， 40（6）： 711-715

[4] 閔士權(quán). 我國(guó)天地一體化綜合信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)想[J]. 衛(wèi)星應(yīng)用， 2016（1）： 27-37

[5] PULLIAM J， ZAMBRE Y， KARMARKAR A， et al. TSAT Network Architecture[C] // Proceedings of the 2008 IEEE Military Communications Conference （MILCOM 2008）. USA： IEEE， 2008： 1-7. DOI： 10.1109/MILCOM.2008.4753508

[6] NASA. Space Communications and Navigation [EB/OL]. https：//www.nasa.gov/directorates/heo/scan/about/overview/index.html

[7] Space Communications and Navigation Office， NASA. Space Communications and Navigation （SCaN） Network Architecture Definition Document （ADD） Volume 1： Executive Summary Revision 2 [R]. Washington D. C： Space Communications and Navigation Office， 2011

[8] VANELI C A， CORAZZA G E， LUGLIO M， et al. The ISICOM Architecture [C] // Proceedings of the 2009 International Workshop on Satellite and Space Communications （IWSSC 2009）， USA： IEEE， 2009： 104-108. DOI： 10.1109/IWSSC.2009.5286409

[9] BLUMENTHAL S H. Medium Earth Orbit Ka Band Satellite Communications System[C] // Proceedings of the 2013 IEEE Military Communications Conference （MILCOM 2013）. USA： IEEE， 2013： 273-277. DOI： 10.1109/MILCOM.2013.54

[10] 劉悅， 廖春發(fā). 國(guó)外新興衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座的發(fā)展[J]. 科技導(dǎo)報(bào)， 2016， 34（7）： 139-148. http：//doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857

[11] 姜會(huì)林， 劉顯著， 胡源， 等. 天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)關(guān)鍵問題思考[J]. 兵工學(xué)報(bào)， 2014， 35（增刊）： 96-100

[12] 潘成勝， 空間信息網(wǎng)絡(luò)的若干關(guān)鍵技術(shù)[J]. 中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊， 2013， 9（4）： 46-51

[13] BHASIN K B， OLESON S R， WAMER J D， et al. Design Concepts for a Small Space-Based GEO Satellite for Missions between Low Earth and Near Earth Orbits[C]// Proceedings of the 13th International Conference on Space Operations 2014. Virginia： American Institute of Aeronautics and Astronautics. DOI： 10.2514/6.2014-1688

[14] ESA. Small Geostationary Satellite Overview [EB/OL]. https：//artes.esa.int/sgeo/overview

[15] 張敬一， 劉志佳， 寧金枝. 小衛(wèi)星在空間信息網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)展方向研究[J]. 衛(wèi)星應(yīng)用， 2015（10）： 18-22

[16] CCSDS. Space Communications Protocal Specification [EB/OL]. http：//public.ccsds.org/publications/scps.html

[17] HOGIE K， CRISCUOLO E， PARISE R. Using Standard Internet Protocols and Applications in Space [J]. Computer Networks， 2005， 47（5）： 603-650. DOI： 10.1016/j.comnet.2004.08.005

[18] DAVID I， JAMES R， KEITH H， et al. STS-107 Case Study： End-to-End IP Space Communication Architecture[C] // Proceedings of the 2003 Ground Systems Architectures Workshop （GSAW 2003）. USA： GSAW， 2003

[19] FLORIO M， HOTOP D， GROVES S， et al. Connecting the Force From Space： The IRIS Joint Capability Technology Demonstration [R/OL]. www.dtic.mil/get-tr-doc/pdf？AD=ADA559469

[20] IVANCIC W， EDDY W M， STEWART D， et al. Experience with Delay-Tolerant Networking from Orbit [J]. International Journal of Satellite Communications and Networking， 2010， 28（5-6）： 335-351. DOI： 10.1109/ASMS.2008.37

[21] NISHIYAMA H， KUDOH D， KATO N， et al. Load Balancing and QoS Provisioning Based on Congestion Prediction for GEO/LEO Hybrid Satellite Networks[C] // Proceedings of the IEEE. USA： IEEE， 2011： 1998-2007. DOI： 10.1109/JPROC.2011.2157885

[22] KOTA S， MARCHESE M. Quality of Service for Satellite IP Networks： A Survey[J]. International Journal of Satellite Communications and Networking， 2003， 21（4-5）： 303-349. DOI： 10.1002/sat.765

[23] BEJARANO J M R， YUN A， LA C， et al. Security in IP Satellite Networks： COMSEC and TRANSEC Integration Aspects[C] // Proceedings of the 6th Advanced Satellite Multimedia Systems Conference and the 12th Signal Processing for Space Communications Workshop （ASMS/SPSC）. USA： IEEE， 2012： 281-288. DOI： 10.1109/ASMS-SPSC.2012.6333089

[24] 楊紅俊. 國(guó)外數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)最新發(fā)展及未來趨勢(shì)[J]. 電訊技術(shù). 2016， 56（1）： 109-116