空间互联网协议技术及应用

杨志华+袁鹏+张钦宇

摘要：认为空间互联网作为地面互联网向临近空间、地球轨道空间甚至深空空间的拓展，在通信中继、对地观测和导航定位等多领域发挥了重要作用。介绍了典型空间互联网的体系结构，针对链路差异、拓扑动态和网络异构的特点，提出了空间互联网中协议体系、路由技术、网络安全和网络仿真等关键技术。

关键词：空间互联网；协议体系；路由；网络安全

中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1009-6868 （2016） 04-0046-003

1 空间互联网

无线通信和控制技术的快速发展与未来信息全球化和宇宙探测的迫切需求，促使传统地面互联网络向临近空间、地球轨道空间甚至深空空间拓展[1]。通过空间无线通信和地面有线通信技术，将在轨卫星、空间飞行器和地面设施等构成互联互通的空间互联网，在通信中继、对地观测和导航定位等领域发挥重要作用。

1.1 网络结构

典型的空间互联网包含卫星通信系统、临近空间通信系统和地面通信系统[2]，如图1所示。卫星通信系统由地球轨道卫星构成，包括地球同步轨道卫星、中轨卫星和低轨卫星等，节点间通过星间链路（ISLs）互联，与临近空间和地面节点通过星地链路（SGLs）连接。卫星通信系统能够提供空间互联网中其他节点广泛稳定的通信接入中继服务，并能为更远距离深空探测器提供通信支持。临近空间通信系统包括亚轨道区间飞行器，如处于准静止状态的高空飞艇、气球和高速飞行的无人机等。地面通信系统包括地面接收站、车辆、船只和人员等，通过有线网、无线移动和自组织网络等方式互联组网。……