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2025-09-29
基于报文突发交换技术的星上交换方式
【摘要】：国防科技大学团队提出了基于报文突发交换技术的星上交换方式，这是一种借鉴光突发交换设计的星上光电混合交换方式。图8-12星上报文突发交换技术采用的MEO／LEO双层卫星网络体系结构利用该方法，研究人员设计了星上PBS交换的网络协议栈结构，在物理层和IP层之间增加了汇聚与分解子层，并从两个方面对星上PBS进行了研究，其协议栈结构如图8-13所示。
国防科技大学团队提出了基于报文突发交换技术（PBS）的星上交换方式，这是一种借鉴光突发交换设计的星上光电混合交换方式。把MEO通信卫星作为中继星／接入星，负责为LEO应用卫星传输数据。LEO以微波形式接入卫星骨干网，MEO完成微波／光的转换，其卫星骨干网由接入星、中继星和星间激光链路组成，星间采用WDM激光链路，以波长代表信道，其中一个信道用作信令传输，其余作为数据信道，组成的网络结构如图8-12所示。
图8-12 星上报文突发交换技术采用的MEO／LEO双层卫星网络体系结构
利用该方法，研究人员设计了星上PBS交换的网络协议栈结构，在物理层和IP层之间增加了汇聚与分解子层，并从两个方面对星上PBS进行了研究，其协议栈结构如图8-13所示。
图8-13 基于PBS交换的卫星网络协议栈逻辑结构
1）突发数据分组的超前汇聚算法(https://www.chuimin.cn)
超前汇聚算法借用了MPLS等价类FEC的概念：把有相同出口边缘路由器地址、QoS要求的IP分组定义为转发等价类。接入星把属于同一个FEC的IP分组汇聚成突发数据分组，并产生控制分组，同时完成信号的微波调制到激光调制的转化。采用分离控制延迟转发（SCDT）方式发送数据分组和控制分组。首先发送控制分组，目的是为突发数据分组提前预订传输信道，如果带宽得到预定，光信号形式的突发数据分组不再进行光／电／光转换，直接在光域完成交换转发。
超前汇聚算法就是当一个FEC中第一个IP包到来时，就产生控制分组并发送出去。这里控制分组中包含的突发长度信息是最大突发长度，采用混合门限，并且当长度门限达到而时间门限未达到时要暂时缓存突发数据分组一段时间等待Timer时间到达。该汇聚算法如图8-14所示。
图8-14 超前汇聚算法状态
2）输出端口轮询信道分配算法
输出端口轮询信道分配算法根据突发数据分组到达时间对请求输出到同一端口的突发数据分组排序，并按照顺序为到达的分组分配信道。
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