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天地一体化信息网络天基宽带骨干互联系统

初步考虑

作者：张平秦智超陆洲

来源：《中兴通讯技术》2016年第04期

摘要：认为天基宽带骨干互联系统是天地一体化信息网络（ISTIN）的核心。在分析全球

典型系统架构的基础上，结合中国国情提出了一种新的天基宽带骨干互联系统网络架构——天

地双骨干。同时，综合考虑天地链路信道特征和星上处理能力约束，提出了激光/微波混合传

输、电路和分组混合交换等技术体制，为系统建设提供参考。

关键词：ISTIN；骨干互联系统；天地双骨干

中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1009-6868（2016）04-0024-005

天地一体化信息网络作为国家信息化重要基础设施，对拓展国家利益，维护国家安全，保

障国计民生，促进经济发展具有重大意义，是中国信息网络实现信息全球覆盖、宽带传输、军

民融合、自由互联的必由之路。

近年来，中国信息网络建设日新月异，取得了可喜的成绩，互联网和移动通信用户数量处

于世界领先地位[1]。相比地面网络，天基网络具有服务覆盖范围广，受地面因素影响小，布

设机动灵活等优势，在空间信息传输、应急救援、航空运输、远洋航行、空间探索等领域发挥

不可或缺的作用。但是，中国天基信息网、互联网、移动通信网发展很不平衡，呈现“天弱地

强”的特征。

中国航天技术发展取得了巨大成就[2-3]，根据美国忧思科学家联盟（UCS）网站上的统计

数据[4]，截至2015年12月底，中国在轨卫星数量已达177颗，预计到2020年在轨卫星数量

将超过200颗。天基方面，中国已经初步建成了通信中继、导航定位、对地观测等系统，但各

卫星系统独自建设，条块分割十分明显，卫星数量严重不足，卫星类型比较单一，更为突出的

是，卫星没有实现空间组网，无法发挥天基信息系统的网络化综合效能。

天基宽带骨干互联系统作为天地一体化信息网络的核心，一方面起到了互联各类天基信息

系统的作用，通过天地双骨干架构实现不同系统在天地两个层面的互联互通和一体化融合；另

一方面作为一张全球覆盖的宽带信息网络，为陆、海、空、天等各类重点用户提供宽带接入和

数据中继服务。

天地一体化信息网络的1相关工作

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天地一体化信息网络概述1.1

近年来，随着空间网络技术的快速发展，特别是星间链路的出现，空间信息系统开始向网

络化方向发展，并朝着与地面网络融合成天地一体化信息网络的趋势发展。为此，世界各国都

在积极地开展总体架构方面的研究，包括组网架构、协议体系和标准规范等。

全球的其他一些国家在天地一体化信息网络研究和系统建设方面具有领先地位，既建成了

铱星、先进极高频（AEHF）等空间组网的卫星通信系统，提出了行星际网络（IPN）、转型

通信卫星系统（TSAT）等天地一体化网络的设想，又开展了一系列的空间技术试验，包括太

空路由器（IRIS）等[5-8]。

中国天地一体化信息网络相关的研究和讨论已经持续了十多年，目前已经取得了一系列成

果。2006年，沈荣骏院士首先提出了中国天地一体化航天互联网的概念[9]及总体构想；2007

年和2012年，中国宇航学会飞行器测控专业委员会先后两次召开学术年会，对航天互联网相

关技术进行了专题研讨；2013—2014年，工业和信息化部电子科学技术委员会组织了