孫晨華

(中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081)

天基傳輸網(wǎng)絡和天地一體化信息網(wǎng)絡發(fā)展現(xiàn)狀與問題思考

孫晨華

(中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081)

近年來，太空(或稱為天基)和網(wǎng)絡空間成為全球新一輪競爭熱點。隨著我國天地一體化信息網(wǎng)絡工程被列為重大專項，行業(yè)內(nèi)對以天基為重點的天地一體化信息網(wǎng)絡的關(guān)注度達到新高。天基傳輸網(wǎng)絡因其天然的天地一體化特征、信息的承載平臺等特征，成為天地一體化信息網(wǎng)絡的重要抓手。給出了立足天基傳輸網(wǎng)絡，發(fā)展天地一體化信息網(wǎng)絡的相關(guān)問題和下一步研究重點及建議思路，可為后續(xù)研究工作開展提供參考。

天基傳輸網(wǎng)絡；天地一體化信息網(wǎng)絡；天基信息網(wǎng)絡；天基接入網(wǎng)；天基骨干網(wǎng)

0 引言

目前，搶占空天信息競爭制高點、發(fā)展相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)成為發(fā)達國家的又一次戰(zhàn)略機遇。我國經(jīng)濟、政治和軍事處于復雜國際環(huán)境中距世界舞臺中心最近時期?？傮w上看，天基信息系統(tǒng)建設成就突出，但沒有完全擺脫技術(shù)追趕和試驗應用型發(fā)展狀態(tài)，系統(tǒng)仍立足本土服務，天地融合技術(shù)水平、服務能力、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展與發(fā)達國家相比差距較大，與國家“一帶一路”戰(zhàn)略和大國地位不協(xié)調(diào)。因此，找準、彌補天基信息系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)展天地一體化信息網(wǎng)絡，提高天地一體服務能力，實現(xiàn)信息系統(tǒng)伴隨“一帶一路”走出去戰(zhàn)略十分必要[1]。天地一體化信息網(wǎng)絡工程重大專項正是在此背景下提出。

地面信息網(wǎng)絡和天基信息網(wǎng)絡經(jīng)過多年發(fā)展，從天地一體化角度來看，基礎和不足并存。如何在摸清基礎、找準不足的情況下進行天地一體化信息網(wǎng)絡創(chuàng)新、優(yōu)化設計是關(guān)鍵問題。摸清基礎方面，重點對現(xiàn)有天基傳輸網(wǎng)絡的天地一體化特征進行分析理解，對天地一體化信息網(wǎng)絡概念內(nèi)涵及與天基傳輸網(wǎng)絡的關(guān)系進行分析理解；找準不足方面，重點是準確地識別尚未突破的關(guān)鍵技術(shù)。

1 天基傳輸網(wǎng)絡的天地一體化特征

1.1 天基傳輸網(wǎng)絡

通常想到的天基傳輸網(wǎng)絡是衛(wèi)星通信網(wǎng)絡，廣義上，天基傳輸網(wǎng)絡包括衛(wèi)星通信[2]、衛(wèi)星中繼[3]和遙感類衛(wèi)星的星-地傳輸網(wǎng)絡[4]。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡指地球上的無線電通信站之間利用人造衛(wèi)星作為中繼站而構(gòu)成的通信網(wǎng)絡(也稱衛(wèi)星通信系統(tǒng))，是天基傳輸網(wǎng)絡的核心組成，稱為網(wǎng)絡更強調(diào)點對多點、多點對多點能力。衛(wèi)星中繼網(wǎng)絡是航天器與地面終端站之間利用人造衛(wèi)星作為中繼站進行測控和數(shù)傳信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡。獲取類衛(wèi)星星-地傳輸鏈路指衛(wèi)星與地面接收站之間的傳輸鏈路。

1.2 天基傳輸網(wǎng)絡的天地一體化特征

衛(wèi)星通信網(wǎng)絡、衛(wèi)星中繼網(wǎng)絡和獲取類衛(wèi)星星-地傳輸網(wǎng)絡從不同側(cè)面呈現(xiàn)出天地一體化特征。

1.2.1 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的泛星多專網(wǎng)特征

泛星多專網(wǎng)指應用專網(wǎng)不依賴某顆特定衛(wèi)星，同一個網(wǎng)絡可依托不同衛(wèi)星構(gòu)建，是目前衛(wèi)星通信領域規(guī)模最大、最常用且用戶最多的一類網(wǎng)絡，廣播電視網(wǎng)絡、VSAT網(wǎng)可基于多個衛(wèi)星的C、Ku等頻段、透明轉(zhuǎn)發(fā)器構(gòu)建[5]。采用彎管轉(zhuǎn)發(fā)方式，網(wǎng)絡由位于陸、海、空各類地表用戶的終端和站型構(gòu)建。除頻段、功率外，網(wǎng)絡多址方式、協(xié)議和信令等核心體制與衛(wèi)星無關(guān)，且這類網(wǎng)絡均可實現(xiàn)與地面固定網(wǎng)、移動網(wǎng)的互聯(lián)互通，具有典型的天地一體化特征。

1.2.2 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的多星一網(wǎng)特征

這類網(wǎng)絡主要指全球服務衛(wèi)星通信網(wǎng)，通過地面互聯(lián)的關(guān)口站將工作于多顆衛(wèi)星上的用戶構(gòu)成全球一網(wǎng)，典型的有INMARSAT[6]、INTELSAT[7]、美軍軍事寬帶和窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)。INMARSAT空間段有5顆以上衛(wèi)星，全球部署多個關(guān)口站，系統(tǒng)無論有多少用戶，只有一張網(wǎng)絡。INTELSAT空間段有50多顆衛(wèi)星，地面同樣具有全球通聯(lián)一張網(wǎng)絡。INMARSAT和INTELSAT有所不同，前者多顆衛(wèi)星采用相同技術(shù)體制(同一代系統(tǒng))，全球一個一級網(wǎng)絡控制中心，是實實在在一張網(wǎng)；后者采用多家公司、不同體制VAST網(wǎng)，通過互聯(lián)和服務集成為一張運營網(wǎng)。美軍寬帶和窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)空間段均有多顆衛(wèi)星，星間無傳輸鏈路，通過位于全球的九大電信港，實現(xiàn)全球用戶的隨遇接入和互連互通，如圖1所示。

圖1 國外典型衛(wèi)星通信網(wǎng)絡

1.2.3 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的天地成網(wǎng)特征

這類系統(tǒng)主要有2類：衛(wèi)星位于同步軌道的系統(tǒng)和低軌星座系統(tǒng)。典型特征是衛(wèi)星之間通過星間鏈路構(gòu)成天網(wǎng)，地面各用戶之間構(gòu)成地網(wǎng)。同步軌道的典型系統(tǒng)是美軍的AEHF系統(tǒng)[8]，該系統(tǒng)通過星間鏈路構(gòu)成天網(wǎng)，其目的是安全抗毀，不依賴于任何地面關(guān)口站，可實現(xiàn)近全球范圍內(nèi)任何用戶間的隨時通，從目前發(fā)展看，這類系統(tǒng)因受星上載荷處理能力限制，用戶容量較小。低軌星座的典型系統(tǒng)是銥星系統(tǒng)，有60～80顆位于800 km左右軌道的衛(wèi)星通過星間鏈路構(gòu)成網(wǎng)絡，地面用戶之間通過衛(wèi)星節(jié)點構(gòu)成地面應用網(wǎng)絡。

1.2.4 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的單星、單網(wǎng)特征

主要有個人移動通信系統(tǒng)和大容量寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)2類，這類系統(tǒng)通常星上采用多波束天線，用戶鏈路透明鉸鏈轉(zhuǎn)發(fā)至饋電鏈路，成千上萬甚至上百萬用戶與地面關(guān)口站構(gòu)成一張應用網(wǎng)絡，不同部門用戶的網(wǎng)絡通過虛擬子網(wǎng)設置實現(xiàn)信息隔離。

1.2.5 遙感衛(wèi)星的星-地鏈路/地-地網(wǎng)絡特征

遙感類衛(wèi)星將星上傳感器獲得的數(shù)據(jù)按照可視窗口，直接傳送到地面接收站，多個接收站數(shù)據(jù)則通過地面網(wǎng)絡傳送到數(shù)據(jù)中心，因此具有星-地鏈路/地-地網(wǎng)絡的天地一體化特征。

1.2.6 中繼衛(wèi)星的星-星-地鏈路/地-地網(wǎng)絡特征

中繼衛(wèi)星為航天器(也稱用戶星)提供測控和數(shù)據(jù)中繼傳輸服務。航天器獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)與中繼星之間的鏈路、中繼星與地面終端站之間的鏈路傳送至地面終端站后，再通過地面網(wǎng)絡傳送到各數(shù)據(jù)中心，系統(tǒng)具有明顯的天地一體化特征。

2 天地一體化信息網(wǎng)絡與天基傳輸網(wǎng)絡

2.1 天地一體化信息網(wǎng)絡思想

長期以來，天地一體化信息網(wǎng)絡作為一種思想從信息系統(tǒng)頂層角度被提出并滲透到各系統(tǒng)實施中。

2.1.1 美軍提出的全球信息柵格(GIG)是天地一體化信息網(wǎng)絡思想的典型體現(xiàn)

美軍基于網(wǎng)絡中心戰(zhàn)及軍事轉(zhuǎn)型需要，于2000年提出GIG項目，利用天基骨干網(wǎng)、地面國防信息基礎設施，把預警探測、情報、指揮控制、后勤保障和作戰(zhàn)單元融合在一起，強調(diào)天空地一體、統(tǒng)一服務，使任何士兵、武器單元都能及時獲取戰(zhàn)場信息，最終實現(xiàn)基于天地一體化信息的全譜優(yōu)勢。

2.1.2 美國各天基信息體系的獨立發(fā)展中融合了天地一體化信息網(wǎng)絡思路

2004年，美國制定了一體化對地觀測系統(tǒng)(IEOS)計劃，提出天地一體化整體框架，構(gòu)建了空間偵察監(jiān)視體系。美國GPS系統(tǒng)作為一個高精度、全天候、全球性的導航定位系統(tǒng)，在不同行業(yè)實現(xiàn)了天地一體化信息融合應用。此外，美軍持續(xù)發(fā)展以WGS、AEHF和MUOS為主的軍事衛(wèi)星通信體系，在全球范圍內(nèi)為戰(zhàn)場指揮官及作戰(zhàn)單元提供到GIG的隨遇接入能力。

2.1.3 我國信息系統(tǒng)建設逐步融合天地一體化思路

我國近年提出了構(gòu)建天空地一體化信息網(wǎng)絡的目標，各衛(wèi)星工程建設過程中，不僅重視衛(wèi)星技術(shù)和發(fā)展，也關(guān)注地面應用、運控系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展和應用效能，注重與地面網(wǎng)絡和信息系統(tǒng)的融合應用。

2.2 天地一體化信息網(wǎng)絡相關(guān)定義

隨著天地一體化信息網(wǎng)絡思路的滲透，天基信息系統(tǒng)的關(guān)注度日益提高，行業(yè)內(nèi)提出了多種天地一體化信息網(wǎng)絡相關(guān)定義。

2.2.1 天地一體化信息網(wǎng)絡

定義1：天地一體化信息網(wǎng)絡是由多顆不同軌道、不同種類和不同性能的衛(wèi)星形成星座覆蓋全球，通過星間、星地鏈路將地面、海上、空中和深空中的用戶、飛行器以及各種通信平臺密集聯(lián)合，以IP為信息承載方式、采用智能高速星上處理、交換和路由技術(shù)，面向光學、紅外多光譜等信息，按照信息資源最大有效綜合利用原則，進行信息準確獲取、快速處理和高效傳輸?shù)囊惑w化高速寬帶大容量信息網(wǎng)絡，即天基、空基和陸基一體化綜合網(wǎng)絡。

定義2：(工信部電子科技委網(wǎng)絡與通信專業(yè)組)天地一體化信息網(wǎng)絡是以地面網(wǎng)絡為基礎，以空間網(wǎng)絡為延伸，覆蓋太空、空中、陸地和海洋等自然空間，為天基、空基、陸基和海基等各類用戶的活動提供信息保障的基礎設施[9]。

定義3：(天地一體化信息網(wǎng)絡重大工程)天地一體化信息網(wǎng)絡是維護和拓展國家核心安全利益，實現(xiàn)全球互聯(lián)互通的重大信息基礎設施，是以天基網(wǎng)絡為主體，地面網(wǎng)絡為基礎，可支持陸、海、空、天各類用戶隨遇接入、按需服務的信息網(wǎng)絡[10]。

2.2.2 天基信息網(wǎng)絡

天基信息網(wǎng)絡(自然科學基金)是以天基平臺(同步或中、低軌道衛(wèi)星和空間站等)或空基平臺(如平流層氣球、有人或無人飛機等)為載體，實時獲取、傳輸和處理空間信息的網(wǎng)絡系統(tǒng)[11]。

空間信息網(wǎng)絡(某專業(yè)組)是以航天器為載體進行信息獲取、傳輸和處理的網(wǎng)絡系統(tǒng)；是通過星間、星地鏈路連接在一起的不同軌道、種類、特征的衛(wèi)星、星座及相應地面基礎設施所組成的網(wǎng)絡，以及由其所支持的指揮、控制、通信與其他各種應用系統(tǒng)的集合。

2.2.3 定義內(nèi)涵的理解及與天基傳輸網(wǎng)絡的關(guān)系

天地一體化信息網(wǎng)絡有廣義和狹義2種理解。廣義上講，是天空地各類信息系統(tǒng)的集合；狹義上講，是基于天基和地基傳輸網(wǎng)絡，集成各類信息服務能力的系統(tǒng)，包括天基傳輸網(wǎng)絡、地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡和柵格化服務網(wǎng)絡。天地一體化信息網(wǎng)絡重大工程應是基于狹義的天地一體化信息網(wǎng)絡(如2.2.1節(jié)的定義3所界定)開展。本文后面所提到的天地一體化信息網(wǎng)絡是狹義的天地一體化信息網(wǎng)絡。

天基信息網(wǎng)絡是包含了天基信息獲取、天基傳輸及天基時空基準網(wǎng)絡在內(nèi)的所有天基網(wǎng)絡的綜合，天基傳輸網(wǎng)絡是其重要組成部分，如圖2所示。

圖2 天地一體化/天基信息網(wǎng)絡組成

3 天地一體化信息網(wǎng)絡研究重點

3.1 頂層設計

天地一體化信息網(wǎng)絡是以天基傳輸網(wǎng)絡、地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡和天基信息服務為核心構(gòu)成的網(wǎng)絡，地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡相對成熟，因此研究重點是天基傳輸網(wǎng)絡和天基信息服務能力構(gòu)建等內(nèi)容。頂層設計方面重點包括系統(tǒng)架構(gòu)、階段性指標體系等研究內(nèi)容。

3.1.1 以全球覆蓋天基傳輸網(wǎng)絡為核心的天地一體化信息網(wǎng)絡架構(gòu)

目前，已有多種從不同角度提出的天地一體化信息網(wǎng)絡架構(gòu)，如圖3、圖4和圖5所示。

圖3 天地一體化信息網(wǎng)絡架構(gòu)-Ⅰ

圖3是沈榮駿院士提出的構(gòu)建綜合星間、星地及地面互聯(lián)互通網(wǎng)絡的我國天地一體化航天互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想[12]，有機整合與航天器有關(guān)的數(shù)據(jù)接收、傳輸分發(fā)和運行控制等資源，向多種用戶提供多類信息，實現(xiàn)信息共享和統(tǒng)籌建設。該架構(gòu)可理解為航天器子網(wǎng)+地面接入網(wǎng)+空間接入網(wǎng)+主干網(wǎng)架構(gòu)，是從航天測控網(wǎng)角度提出的，未涵蓋用戶量較大的衛(wèi)星通信和地面通信網(wǎng)絡及用戶。

圖4是本研究團隊從通信網(wǎng)絡角度提出的包括高軌、低軌通信星座(可延伸到外太空)、地面固定通信網(wǎng)、機動通信網(wǎng)以及統(tǒng)一服務、各類應用和用戶的天地一體化信息網(wǎng)絡架構(gòu)。強調(diào)了服務、應用的天地深度融合，可能對航天測控網(wǎng)、遙感獲取類衛(wèi)星用戶的特殊性體現(xiàn)不夠[13]。

圖4 天地一體化信息網(wǎng)絡架構(gòu)-Ⅱ

圖5給出了天地一體化信息網(wǎng)路重大工程課題組提出的天地雙骨干網(wǎng)+天基接入網(wǎng)架構(gòu)。

圖5 天地一體化信息網(wǎng)絡架構(gòu)-Ⅲ

天基骨干網(wǎng)由天基骨干節(jié)點通過星間鏈路互聯(lián)而成，地面骨干網(wǎng)由地基節(jié)點通過光纖鏈路互聯(lián)而成；天基接入網(wǎng)由滿足移動、固定應用的多種軌道節(jié)點構(gòu)成，不同天基接入網(wǎng)服務的用戶群可通過天基或地基骨干節(jié)點實現(xiàn)互通。該架構(gòu)仍有多個方面需深入研究：① 天基網(wǎng)絡覆蓋距離遠，較多應用可實現(xiàn)用戶間一跳可達通信，是否需要經(jīng)過天基骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)接或何種情況下需要通過骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)接需進一步研究；② 天基骨干網(wǎng)要實現(xiàn)與地面骨干網(wǎng)可比擬的能力，需要強大的星上處理和信息交換能力，根據(jù)目前星上處理能力情況，仍需走很長的路。因此，按照這類架構(gòu)構(gòu)建的網(wǎng)絡，天地雙骨干是能力不平衡的，而接入網(wǎng)的相當一部分用戶也無法經(jīng)過天基骨干網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)。

3.1.2 階段性指標體系研究

天地一體化信息網(wǎng)絡的能力和技術(shù)狀態(tài)不是一成不變，而是不斷發(fā)展。尤其是與衛(wèi)星平臺相關(guān)的能力指標，因衛(wèi)星(例如同步軌道)研制周期較長，能力更新較慢，其能力指標需階段性、漸進性提升。天地一體化信息網(wǎng)絡指標體系不易細化的原因還包括：量化需求的提出、可能的技術(shù)能力評估等均受多方面限制；諸如骨干節(jié)點數(shù)量、各節(jié)點波束配置、境外衛(wèi)星覆蓋區(qū)的容量設計、同時工作的用戶數(shù)、業(yè)務模型、支持的任務模型以及不同場景下的抗干擾能力等指標的提出和確定受到技術(shù)水平和需求兩方面制約，需持續(xù)、深入開展深化和量化研究。

3.1.3 組網(wǎng)及協(xié)議技術(shù)

天地一體化組網(wǎng)協(xié)議研究受到高度關(guān)注，地面網(wǎng)絡協(xié)議主要涉及互聯(lián)網(wǎng)和移動網(wǎng)協(xié)議，目前已有成熟應用的協(xié)議體系，也有一些新的協(xié)議正在研究。因此，天地一體化信息網(wǎng)絡工程需關(guān)注的是與天基組網(wǎng)相關(guān)的協(xié)議，即站在天基的角度研究天基組網(wǎng)和天地組網(wǎng)協(xié)議。目前，已提出了針對同步軌道應用的CCSDS/DTN/IP融合增強協(xié)議體系[14]，面向航天器基本采用CCSDS協(xié)議，高動態(tài)情況下采用DTN協(xié)議[15]，面向廣大陸、海、空用戶(也統(tǒng)稱地表用戶)，采用IP增強協(xié)議實現(xiàn)寬帶組網(wǎng)應用，采用專用協(xié)議或地面移動網(wǎng)增強協(xié)議實現(xiàn)窄帶移動系統(tǒng)應用，這些協(xié)議在天基傳輸網(wǎng)絡(尤其是衛(wèi)星通信網(wǎng)絡)中的產(chǎn)品研制中已廣泛實現(xiàn)。最近提出了基于內(nèi)容的協(xié)議(CCN)[16]，但是否適合天基網(wǎng)絡、適合何種天基網(wǎng)絡需進一步研究。對于低軌星座，由于載荷受到處理能力限制且衛(wèi)星相對運動，其組網(wǎng)協(xié)議需進一步研究。組網(wǎng)方面，目前基于SDN[17]的思路從某種角度來講更適合天基網(wǎng)絡，可以將復雜的控制面由地面關(guān)口站等節(jié)點實現(xiàn)，降低星上處理壓力。

3.2 載荷技術(shù)

載荷技術(shù)主要包括射頻天線技術(shù)、星間數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和超大容量星載路由交換技術(shù)等[18]。

3.2.1 高速數(shù)據(jù)傳輸、超大容量星載交換

星間、星地高速數(shù)據(jù)傳輸和超大容量交換是骨干組網(wǎng)的核心。目前，星間激光鏈路相關(guān)的載荷技術(shù)還未完全成熟，星地高速激光鏈路可用度、可用性也正處于研究過程中，傳統(tǒng)的Ku、Ka頻段所支持的帶寬已不能滿足骨干網(wǎng)節(jié)點到地面關(guān)口站數(shù)十Gbps的高速傳輸需求。星上交換方面，經(jīng)過多年發(fā)展，已具備一定的處理能力，但從未來發(fā)展看，天地雙骨干方式要求天基骨干節(jié)點需達到上T的交換能力[19]。

3.2.2 星上高性能計算技術(shù)

星上高性能計算處理能力是實現(xiàn)天基組網(wǎng)、減少對地面依賴的必要條件。近來，美國計算機協(xié)會《通信》雜志以及IEEE刊發(fā)了多篇有關(guān)空間計算的文獻[20]，認為當前大部分衛(wèi)星星上處理能力較弱，數(shù)據(jù)處理和分析主要依賴地面節(jié)點(主要是地面數(shù)據(jù)處理中心)。隨著在軌處理技術(shù)的發(fā)展和組網(wǎng)技術(shù)的突破，在軌衛(wèi)星獨立完成數(shù)據(jù)處理和傳輸成為可能，這種情況下，多種不同衛(wèi)星可通過空間直接組網(wǎng)，各類終端和衛(wèi)星可構(gòu)成復雜的分布式網(wǎng)絡，不經(jīng)地面轉(zhuǎn)接就可實現(xiàn)信息交互。如果星上處理能力不能支持星上直接生成產(chǎn)品，包括獲取類衛(wèi)星、通信類衛(wèi)星、中繼類衛(wèi)星基于天基組網(wǎng)的必要性就大打折扣，因為在這種情況下，獲取類衛(wèi)星獲取的信息直接或經(jīng)中繼衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到地面，地面數(shù)據(jù)中心處理后形成產(chǎn)品再經(jīng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡和地面網(wǎng)絡進行分發(fā)是合理的，而獲取類衛(wèi)星獲取的信息即使通過天基通信衛(wèi)星節(jié)點發(fā)送給各類用戶，信息也是不可用的，也是不合理的。

3.3 地面系統(tǒng)及產(chǎn)品技術(shù)

天地一體化信息網(wǎng)絡以解決天基薄弱環(huán)節(jié)為重點，并不意味著只解決天基相關(guān)問題，地面系統(tǒng)及產(chǎn)品是天基系統(tǒng)不可或缺的組成。在各項衛(wèi)星工程中通常設置衛(wèi)星系統(tǒng)、應用系統(tǒng)、運控系統(tǒng)、火箭系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和發(fā)射場系統(tǒng)等六大系統(tǒng)，其中四大系統(tǒng)為地面系統(tǒng)，對系統(tǒng)應用發(fā)揮長期效能的是地面應用和運控系統(tǒng)。

在星上處理能力不足以達到與地面信息處理與計算能力相當?shù)暮荛L一段時期內(nèi)，地面系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品的能力直接影響著天地一體化信息網(wǎng)絡應用水平及效能。據(jù)有關(guān)資料報道，2015年全球航天業(yè)支出(可理解為市場情況)為：衛(wèi)星服務1 274億美元，地面設備1 059億美元，衛(wèi)星制造166億美元，發(fā)射行業(yè)54億美元，政府項目800億美元，而其中商業(yè)通信和民用/軍用通信占比分別為37%和14%，地球觀測服務14%，導航7%，研發(fā)12%，軍事監(jiān)控8%，科學研究5%，氣象3%，可見通信服務占50%，而地面系統(tǒng)站比40%以上。因此，在天地一體化信息網(wǎng)絡工程實施過程中，應把地面系統(tǒng)建設及產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化作為重點。

地面系統(tǒng)主要包括應用系統(tǒng)和運控系統(tǒng)。應用系統(tǒng)包括關(guān)口站和數(shù)據(jù)服務中心、各類用戶終端；運控系統(tǒng)包括網(wǎng)絡控制中心和測控中心等；產(chǎn)品包括芯片、終端、射頻、天線、服務軟件和數(shù)據(jù)等。關(guān)口站的處理能力不僅要求越來越高，而且要達到運營級，既要求高可靠又要求好的用戶體驗。目前，我國衛(wèi)星通信領域的軍品幾乎全部實現(xiàn)自主可控，民商用領域則是國外產(chǎn)品占據(jù)主要市場，要提升全產(chǎn)業(yè)鏈市場競爭力，產(chǎn)品必須達到技術(shù)新、成本低、可靠性高、用戶體驗好等要求，從目前發(fā)展看，仍需在細節(jié)上進行深化、優(yōu)化。

4 結(jié)束語

天地一體化是信息系統(tǒng)頂層設計的重要指導思想之一，天地一體化信息網(wǎng)絡重大工程的實施，必將信息系統(tǒng)頂層設計、天地融合設計推向新高度，將實現(xiàn)我國信息系統(tǒng)服務能力的跨越式提升。本文深入剖析了天基傳輸網(wǎng)絡、天基信息網(wǎng)絡以及天地一體化信息網(wǎng)絡的概念與內(nèi)涵，并對其特征進行了分析，在此基礎上給出了天地一體化信息網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀以及后續(xù)重點和關(guān)鍵問題，可為后續(xù)研究提供參考。

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孫晨華 女，(1964—)，研究員，中國電子科技集團公司第五十四研究所副總工程師，中國電子科技集團公司首席專家。長期從事衛(wèi)星通信系統(tǒng)總體設計和新技術(shù)研發(fā)、新裝備研制，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)總體設計、體制研究和工程設計等方面具有豐富經(jīng)驗。多年來，主持或承擔了多個國家及軍隊重點項目研制，涵蓋FDMA、CDMA和TDMA等多種體制的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，主持完成了我國第一個MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)研制，填補了國內(nèi)空白。曾獲國家科技進步獎二等獎2項，軍隊科技進步獎一等獎1項，國防科技進步獎一等獎2項、三等獎1項。

Research Status and Problems for Space-based Transmission Network and Space-ground Integrated Information Network

SUN Chen-hua

(The54thResearchInstituteofCETC,ShijiazhuangHebei050081,China)

In recent years,space and network space has become the hot spots of the global completion.With the space-ground integrated network engineering listed in the national key projects,the focus on space-ground integrated information network has reached a new height.Because of the natural features of space-ground integration and information bearing,the space-based transmission network becomes an important starting point of space-ground integrated information network.This paper proposes the related problems,research emphases and recommendation of the next step for development of space-ground integrated information network based on spaced-based transmission network,which provides reference to subsequent research.

space-based transmission network; space-ground integrated information network; space-based information network; spaced-based access network; spaced-based backbone network

10.3969/j.issn.1003-3106.2017.01.01

孫晨華.天基傳輸網(wǎng)絡和天地一體化信息網(wǎng)絡發(fā)展現(xiàn)狀與問題思考[J].無線電工程,2017,47(1):1-6.

2016-11-09

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(“863”計劃)基金資助項目(2015AA015701)。

TN927

A

1003-3106(2017)01-0001-06