低轨巨型星座体系架构设计与关键技术分析

高梓贺; 姚海鹏; 张磊; 石钰林; 王富; 陶滢

doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2024015

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低轨巨型星座体系架构设计与关键技术分析

专题：面向巨型星座的大尺度星地融合组网技术 | 更新时间：2024-08-06

- 低轨巨型星座体系架构设计与关键技术分析
- Architecture Design and Key Technologies Analysis of LEO Satellite Mega-Constellations
- 天地一体化信息网络 2024年5卷第2期页码：43-52
- 作者机构：
  
  1. 中国空间技术研究院，北京 100094
  2. 北京邮电大学，北京 100876
- 作者简介：
  
  [ "高梓贺（1983− ），男，博士，中国空间技术研究院研究员，主要研究方向为空间网络、宽带卫星通信、卫星自组网等" ]
  [ "姚海鹏（1983− ），男，北京邮电大学教授，主要研究方向为星地融合网络、未来网络体系架构、智能组网技术等" ]
  [ "张磊（1987− ），男，硕士，中国空间技术研究院高级工程师，主要研究方向为卫星通信系统研发" ]
  [ "石钰林（1996− ），男，硕士，中国空间技术研究院工程师，主要研究方向为星座组网技术、卫星通信、空间体系效能评估等" ]
  [ "王富（1993− ），男，北京邮电大学副研究员，主要研究方向包括光交换网络、光接入、星地融合网络等" ]
  [ "陶滢（1974− ），女，博士，中国空间技术研究院研究员，主要研究方向为卫星通信、天基信息网络等" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目;National Key Research and Development Program of China(2022YFB2902501）)
- DOI：10.11959/j.issn.2096-8930.2024015
  中图分类号： TP393
- 网络出版日期：2024-06，
  
  纸质出版日期：2024-06-20
- 稿件说明：
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高梓贺, 姚海鹏, 张磊, 等. 低轨巨型星座体系架构设计与关键技术分析[J]. 天地一体化信息网络, 2024,5(2):43-52.

Zihe GAO, Haipeng YAO, Lei ZHANG, et al. Architecture Design and Key Technologies Analysis of LEO Satellite Mega-Constellations[J]. Space-integrated-ground information networks, 2024, 5(2): 43-52.
高梓贺, 姚海鹏, 张磊, 等. 低轨巨型星座体系架构设计与关键技术分析[J]. 天地一体化信息网络, 2024,5(2):43-52. DOI： 10.11959/j.issn.2096-8930.2024015.

Zihe GAO, Haipeng YAO, Lei ZHANG, et al. Architecture Design and Key Technologies Analysis of LEO Satellite Mega-Constellations[J]. Space-integrated-ground information networks, 2024, 5(2): 43-52. DOI： 10.11959/j.issn.2096-8930.2024015.

摘要

巨型星座中海量网元对现有网络架构和技术体制提出了严峻挑战，如何设计和规划网络体系架构是巨型星座发展的关键问题之一。从星座架构的概念与特征出发，结合国内外卫星星座发展情况与技术预判，提出“四面”（感知平面、数据平面、控制平面、智能管理平面）和“三层”（资源层、传送层、业务层）的多层多域混合式智能协同组网体系架构，设计星座网络管控架构、技术参考模型与协议架构等。同时，针对星座建设与发展趋势，阐述并分析星座网络编址路由、网络鲁棒性敏捷保障、差异化业务承载、端到端可靠传送等关键技术的演化趋势，支撑我国低轨巨型星座网络发展与建设。

Abstract

The large number of network elements in the mega-constellations pose a severe challenge to the existing network architecture and technical system.Based on the concept and characteristics of constellation architecture

combined with the development of domestic and foreign satellite constellations and technology prediction

a multi-layer and multi-domain hybrid intelligent cooperative network architecture was proposed

which consist of four layers (perception plane

data plane

control plane

intelligent management plane) and three layers (resource layer

transport layer

service layer)

the architecture of constellation network management and control

technology reference model and protocol architecture were designed.At the same time

accorded to the construction and development trend of constellation

this paper expounded and analyzed the evolution trend of the key technologies

such as constellation network addressing and routing

network robust agile guarantee

differentiated service bearing

end-to-end reliable transmission

etc.The research results could support the development and construction of LEO giant constellation network in our country.

关键词

Keywords

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