[发明专利]低/中轨道双层卫星光网络自适应路由系统及代理路由计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星网络技术，具体涉及一种低/中轨道双层卫星光网络自适应 路由系统及代理路由计算方法。

背景技术

宽带业务的迅速兴起促使卫星通信从弯管式向网络化方向发展。在宽带卫 星通信中，当星间链路超过10Gbps时，激光星间链路终端在功耗、体积和重 量等方面都比相应的微波链路终端优越得多。随着数个Gbps量级的高速光交 叉链路的实现，构建基于激光链路的非静止轨道多层卫星网络，融合地面光纤 网络形成一个空天地一体网络成为解决全球宽带接入的最佳选择。

已有卫星网络有限状态机算法和动态虚拓扑路由本质上是静态算法，合适 的时间片长度才能保证路由精确度和计算开销间取得平衡，该算法没有考虑卫 星节点和链路故障，存在抗毁性和容错性不足的缺陷；数据报文路由算法、曼 哈顿网络算法和支柱网络拓扑算法适用于圆极轨道规则网络拓扑，存在扩展性 和灵活性差的缺陷；多层卫星网络分级卫星路由协议算法开辟了多层卫星网络 路由算法的先河，此后的多层结构算法都由此衍生而来；多层卫星网络路由算 法复杂，路由计算开销大，它通过周期性计算路由表来处理星间链路拥塞，存 在不能快速响应网络拥塞的缺陷；卫星分组路由协议每个快照时刻都更新一次 组成员，如果某时刻有一个低轨卫星移动出中轨卫星覆盖范围，则必须重新定 义低轨卫星组成员，这样势必存在导致大量组更新计算开销的缺陷。

卫星网络算法大都利用网络快照的方式把动态拓扑静态化，以最小化传输 和处理时延为标准选路，但瞬时最短路径不能保证全局时间最优，另外没有考 虑网络资源分配机制，目前算法很难保证不同级别的服务质量。

人们试图想把成熟的网络算法应用到卫星网络中，但真正可以在卫星网络 里应用的却没有取得理想的结果，卫星网络路由算法还没有制定出通用的标 准，关于卫星光网络路由算法更是少有突破性进展，也是卫星激光链路组网的 一大难题和关键技术。

在基于波分复用的多层卫星光网络中，信息的交换、处理和传输以波长为 粒度进行，波长资源的分配是必须考虑的课题。因此无论是异步传输模式虚路 由、有限状态机链路分配路由协议、数据报文自寻址路由算法、分级卫星路由 协议还是卫星分组路由协议和多层卫星网络路由协议都无法满足多波长卫星 光网络需求。设计一种能综合考虑波长资源利用和数据包传输时延，具有自适 应功能且可提供一定服务质量保证的卫星光网络波长路由算法是一个亟待解 决的课题。

发明内容

本发明的目的是提出一种能实时响应卫星网络拓扑和链路负载快速变化， 具有较低路由信息开销的优点的低/中轨道双层卫星光网络自适应路由系统。

本发明的另一目的提出一种代理路由计算方法。