[发明专利]用于宽带卫星通信的星载路由交换系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种星载路由交换通信系统，尤其是一种应用于宽带通信卫星的星载路由交换系统，属于航天通信技术领域。

背景技术

天基信息网络是一种以卫星网络(天基)为主、融合空地信息、由不同轨道上多种类型的卫星系统，按照空间信息资源的最大有效综合利用原则，互通互联、有机构成的一种智能化体系。该网络综合了多种航天信息系统，具有自主的信息获取、存储、处理及分发能力，能与陆、海、空基的信息系统互联，实现信息的多元、立体共享，成为下一代移动通信(4G)和国家信息高速公路的重要组成部分。

星载路由交换技术是天基信息网络的关键技术之一，是实现天基信息网络多媒体通信的基本技术。星载路由交换的主要功能包括：卫星节点对地面移动用户的无线接入，卫星节点间的自主路由以及卫星节点上信息的高速交换等，是现代航天技术与移动通信技术和网络路由交换技术相结合的产物。

现有的星载路由交换系统主要有两种：面向窄带语音业务的星载电路交换系统和面向宽带综合业务的星载异步转移模式交换(AsynchronousTransfer Mode Switching，以下简称：ATM)交换系统。其中面向窄带语音业务的星载电路交换系统采用电路交换方式，其主要是针对传统的语音业务，例如：Motorola公司的铱(Indium)系统、苏拉空间通信公司的全球星(Globalstar)系统，其具有支持的业务带宽小、很难同时支持数据等多种业务、网络资源利用率低等缺点。尤其是在2000年以后这些问题表现得更为突出，导致多种宽带卫星系统方案的出现。现有的宽带卫星系统设计主要采用星载ATM交换系统，例如：微软/麦考公司的Teledesic宽带移动卫星通信系统，该系统具有可为多种业务提供服务质量(以下简称：QoS)保证、支持星上快速交换等优点。

但是，上述的星载路由交换系统都存在以下缺陷：无法与目前广泛使用的基于网际协议(以下简称：IP)的互联网(Internet)有效兼容；对数据，尤其是突发业务，网络效率较低；对多播支持困难；ATM复杂的信令系统难以适应拓扑频繁变化的卫星网络，信令开销巨大；信元头开销过大，带宽利用率低等。

星载IP交换系统可提供与地面Internet的无缝连接，其实现简单，其可解决上述的星载路由交换系统都存在缺陷，具有良好的应用前景，但无法保证网络业务的QoS与控制网络流量，在地面网络中，通过星载IP/MPLS交换系统可以解决上述问题，有效保证网络业务的QoS与控制网络流量。但是，由于移动卫星具有的多波束设计、移动无线接入、星上处理资源受限以及网络拓扑动态等特点，使得现有的IP/MPLS交换技术无法有效应用于卫星网络，从而无法克服现有星载IP交换系统存在的无法保证网络业务的QoS与控制网络流量的缺陷。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于宽带卫星通信的星载路由交换系统，该系统能够有效地保证网络业务的QoS，及很好地控制网络流量。

本发明的技术解决方案：用于宽带卫星通信的星载路由交换系统，其特征在于包括：

多个用户接口单元，分别与多个用户物理层处理单元和一个主控路由交换单元相连，用于多个用户接入、快速帧交换与数据处理；

一个星间链路接口单元，分别与多个星间链路物理层处理单元和一个主控路由交换单元相连，用于对多个星间链路物理层处理单元发送的数据进行星间无线链路处理；

一个馈线链路接口单元，分别与馈线链路物理层处理单元和主控路由交换单元相连，进行馈线无线链路处理；

一个主控路由交换单元，分别与多个用户接口单元、星间链路接口单元及馈线链路接口单元连接，用于接收上述各个接口单元输入的数据和各种控制信息，进行数据包转发和维护网络状态信息，完成网络协议交互。