卫星互联网光电混合交换技术综述

张振华; 孙思月; 刘高赛; 王龙; 姜兴龙; 董琳; 梁广

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022284

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卫星互联网光电混合交换技术综述

研究与开发 | 更新时间：2024-06-05

- 卫星互联网光电混合交换技术综述
- A survey of optical/electric hybrid switching technology for satellite Internet
- 电信科学 2022年38卷第11期页码：1-10
- 作者机构：
- 作者简介：
  
  [ "张振华（1997- ），男，中国科学院微小卫星创新研究院博士生，主要研究方向为卫星通信、星上交换技术" ]
  [ "孙思月（1985- ），女，博士，中国科学院微小卫星创新研究院研究员、硕士生导师，技术研发中心副主任，中国科学院青年创新促进会会员。2016年入选上海市青年科技英才扬帆计划，2021年入选中国科学院上海分院青年英才培育计划" ]
  [ "刘高赛（1995- ），男，中国科学院微小卫星创新研究院博士生，主要研究方向为卫星通信、5G/6G与卫星网络融合技术" ]
  [ "王龙（1989- ），男，博士，中国科学院微小卫星创新研究院助理研究员，主要研究方向为微小卫星组网技术与应用" ]
  [ "姜兴龙（1984- ），男，博士，中国科学院微小卫星创新研究院副研究员、技术研发中心通信室副主任，主持多项卫星通信系统、星座架构设计、网络优化、运控与应用以及激光通信等相关课题" ]
  [ "董琳（1986- ），女，中国科学院微小卫星创新研究院工程师，主要研究方向为卫星光网络交换" ]
  [ "梁广（1983- ），男，博士，中国科学院微小卫星创新研究院研究员，中国科学院青年创新促进会优秀会员，入选上海市青年拔尖人才，获得上海市科技进步奖二等奖、中国科学院杰出科技成就奖" ]
- 基金信息：
  
  中国科学院青年创新促进会资助项目;The Project of Youth Innovation Promotion Association(2020294);上海产业协同创新项目;Shanghai Industrial Collaborative Innovation Project(2021-CYXT2-KJ03)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-0801.2022284
  中图分类号： TP393
- 网络出版日期：2022-11，
  
  纸质出版日期：2022-11-20
- 稿件说明：
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张振华, 孙思月, 刘高赛, 等. 卫星互联网光电混合交换技术综述[J]. 电信科学, 2022,38(11):1-10.

Zhenhua ZHANG, Siyue SUN, Gaosai LIU, et al. A survey of optical/electric hybrid switching technology for satellite Internet[J]. Telecommunications science, 2022, 38(11): 1-10.
张振华, 孙思月, 刘高赛, 等. 卫星互联网光电混合交换技术综述[J]. 电信科学, 2022,38(11):1-10. DOI： 10.11959/j.issn.1000-0801.2022284.

Zhenhua ZHANG, Siyue SUN, Gaosai LIU, et al. A survey of optical/electric hybrid switching technology for satellite Internet[J]. Telecommunications science, 2022, 38(11): 1-10. DOI： 10.11959/j.issn.1000-0801.2022284.

摘要

在激光链路与微波链路共存的空间环境下，卫星互联网光电混合交换的发展有助于推动空天地一体化的建设。针对卫星互联网业务的特点与传输需求，对电域交换技术和光域交换技术的现状进行调研和分析，总结现有交换技术在卫星互联网构建中的适用性。同时，根据分析结果，构建星上的端到端网络，并以此为基础完成星上光电混合架构的设计，主要包括接口、电域适配模块、光域适配模块、光电汇聚模块、光交换模块、分组交换模块与管理控制模块。

Abstract

In the space environment where laser links and microwave links coexist

the development of satellite Internet optical/electric hybrid switching will help promoting the construction of air-space-ground integration.According to the characteristics and transmission requirements of satellite Internet services

the current status of electrical domain switching technology and optical domain switching technology were investigated and analyzed

and the applicability of existing switching technologies in the construction of satellite Internet was summarized.At the same time

according to the analysis results

the end-to-end network on the satellite was constructed

and based on this

the design of the optical/electric hybrid switching architecture on the satellite was completed.It mainly included the interface

electrical domain adaptation module

optical domain adaptation module

optical/electric convergence module

optical switching module

packet switching module and management control module.

关键词

Keywords

references

CHEN Q , GIAMBENE G , YANG L , et al . Analysis of inter-satellite link paths for LEO mega-constellation networks [J ] . IEEE Transactions on Vehicular Technology , 2021 , 70 ( 3 ): 2743 - 2755 .

CHAUDHRY A U , YANIKOMEROGLU H . Free space optics for next-generation satellite networks [J ] . IEEE Consumer Electronics Magazine , 2021 , 10 ( 6 ): 21 - 31 .

赵尚弘 , 彭聪 , 李勇军 , 等 . 天地一体化信息网络光电混合交换技术研究 [J ] . 天地一体化信息网络 , 2021 , 2 ( 2 ): 46 - 52 .

ZHAO S H , PENG C , LI Y J , et al . Research on optical/electric hybrid switching technique for space-integrated-ground information network [J ] . Space-Integrated-Ground Information Networks , 2021 , 2 ( 2 ): 46 - 52 .

张会彬 . 光传送网的资源优化和约束路由关键技术研究 [D ] . 北京:北京邮电大学 , 2011 .

ZHANG H B . Research of key technologies on resource optimization and constraint-based routing for optical transport networks [D ] . Beijing:Beijing University of Posts and Telecommunications , 2011 .

房超 . 光传送网(OTN)若干关键技术的研究 [D ] . 北京:北京邮电大学 , 2011 .

FANG C . Research on some key technologies of optical transport network (OTN) [D ] . Beijing:Beijing University of Posts and Telecommunications , 2011 .

朱智俊 . 光突发交换网中若干关键技术的研究 [D ] . 杭州:浙江工业大学 , 2011 .

ZHU Z J . Study on the several key technologies in optical burst switching network [D ] . Hangzhou:Zhejiang University of Technology , 2011 .

李耀华 . 光突发交换关键技术的研究 [D ] . 北京:北京邮电大学 , 2010 .

LI Y H . Research on key technologies in optical burst switching network [D ] . Beijing:Beijing University of Posts and Telecommunications , 2010 .

付明磊 . 光突发交换网络中的拥塞控制技术研究 [D ] . 杭州:浙江工业大学 , 2010 .

FU M L . Study on the congestion control schemes in optical burst switching network [D ] . Hangzhou:Zhejiang University of Technology , 2010 .

杜婧妮 . 新型光分组交换网络研究 [D ] . 西安:西安电子科技大学 , 2016 .

DU J N . Research on new optical packet switching networks [D ] . Xi’an:Xidian University , 2016 .

杨柳 . 全光分组交换网络中先进调制格式研究 [D ] . 武汉:华中科技大学 , 2017 .

YANG L . Research on advanced modulation format in optical packet switched networks [D ] . Wuhan:Huazhong University of Science and Technology , 2017 .

PAPAZOGLOU C , SARIGIANNIDIS P G , PAPADIMITRIOU G I , et al . Techniques for improved scheduling in optical burst switched networks [C ] // Proceedings of 2009 International Symposium on Autonomous Decentralized Systems . Piscataway:IEEE Press , 2009 : 1 - 4 .

DE PEDRO L , ARACIL J , HERNANDEZ J A , et al . Analysis of the processing and sojourn times of burst control packets in optical burst switches [C ] // Proceedings of 2008 International Conference on Optical Network Design and Modeling . Piscataway:IEEE Press , 2008 : 1 - 3 .

LI C Y , LI G M , WAI P K A , et al . Optical burst switching with large switching overhead [J ] . Journal of Lightwave Technology , 2007 , 25 ( 2 ): 451 - 462 .

QIAO C M , YOO M . Optical burst switching (OBS) - a new paradigm for an optical Internet [J ] . J High Speed Networks , 1999 , 8 : 69 - 84 .

VERMA S , CHASKAR H , RAVIKANTH R . Optical burst switching:a viable solution for terabit IP backbone [J ] . IEEE Network , 2000 , 14 ( 6 ): 48 - 53 .

MA Y , MA Y Z , ZHOU Z Q , et al . One-hour coherent optical storage in an atomic frequency comb memory [J ] . Nature Communications , 2021 , 12 : 2381 .

CHEN K S , YANG C C . An application of spectral-amplitudecoding labels in optical signal buffering over optical packet-switching networks [J ] . IEEE Communications Letters , 2020 , 24 ( 9 ): 2020 - 2023 .

LIU W L , ROMEIRA B , LI M , et al . A wavelength tunable optical buffer based on self-pulsation in an active microring resonator [J ] . Journal of Lightwave Technology , 2016 , 34 ( 14 ): 3466 - 3472 .

黄德明 . OSU关键技术及标准进展 [J ] . 长江信息通信 , 2021 , 34 ( 11 ): 36 - 38 .

HUANG D M . Progress in key technologies and standards of OSU [J ] . Changjiang Information ＆ Communications , 2021 , 34 ( 11 ): 36 - 38 .

古春海 . 以OSU为核心的M-OTN技术创新与验证 [J ] . 数字技术与应用 , 2021 , 39 ( 9 ): 106 - 108 .

GU C H . Innovation and verification of M-OTN technology with OSU as the core [J ] . Digital Technology ＆ Application , 2021 , 39 ( 9 ): 106 - 108 .

辛明 . 光分组交换中的关键技术研究 [D ] . 北京:清华大学 , 2010 .

XIN M . Studies on key technologies in optical packet switching [D ] . Beijing:Tsinghua University , 2010 .

季伟 . 光分组交换网络中的若干关键技术研究:交换矩阵、光逻辑、光缓存、全光信号处理和OVPN技术 [D ] . 北京:北京邮电大学 , 2006 .

JI W . Studies on several key technologies in optical packet switched networks—switching matrix,all-optical logic gates,optical buffer,optical signal processing and OVPN [D ] . Beijing:Beijing University of Posts and Telecommunications , 2006 .

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