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1.3.3 上述两种定义对比

可以看出第1.3.1节定义的天基骨干网和天基接入网涵盖了空间段、地面段、用户段全要素,体现了天地一体的特点;而第1.3.2节定义的天基骨干网和天基接入网只涵盖空间段要素。下面分析两种定义方式的优缺点。

(1)从研究和系统研制的角度

第1.3.1节的定义按照天地一体化的天基骨干网和天地一体化的天基接入网划分,各自相对独立。这是目前比较普适性的划分方式。普适性天地一体化划分及集成示意图如图1-11所示,天地一体化独立划分的分系统之间接口示意图如图1-12所示。可以看出,两个系统叠加为一个完整的高低轨关联天地一体化网络时,只有一体化的管控中心、松散集成的地基节点、可选择配置的星间链路等与两个系统相关联,凸显了这种方式接口简单、方便各系统独立推进的优势。

图1-11 普适性天地一体化划分及集成示意图

图1-12 天地一体化独立划分的分系统之间接口示意图

重大项目空间段、地面段独立划分及集成示意图如图1-13所示,空间段、地面段独立划分的分系统之间接口示意图如图1-14所示,可以看出,如果按照第1.3.2节的定义,天基骨干网、天基接入网仅包含空间段部分,也就是说将空间段、地面段划为不同分系统。分系统之间接口关系将十分复杂,各网均无法自成体系,各部分几乎难以独立开展研究和研制工作。如此复杂的空口,必须由一支非常专业的队伍牵头研究设计。事实上,目前全球达到商业运营级的卫星通信系统(天基传输网络的核心),无论基于星上处理系统还是基于透明转发系统,系统体制空口均由一个企业牵头设计研发,不是没有原因的,因为卫星通信最早就是按体制分类的。德国诺达(Ndsatcom)公司具有MF-TDMA系统产品,以色列吉莱特(Gilat)公司具有SkyEdgeⅡ系统产品,比利时纽泰克(Newtec)公司具有Dialog系统产品,SPACEWAY3具有星上处理宽带系统体制。不同工业部门,可以设计出具有不同性能的体制空口,市场竞争促进了发展,如果各网不独立成系统,难以形成良好的促进态势。

图1-13 重大项目空间段、地面段独立划分及集成示意图

天地一体化独立划分与空间段、地面段独立划分的复杂度对比见表1-1。可以看出,空间段、地面段独立划分情况下,骨干网、接入网和地基节点网之间的接口为一组空口,骨干网、接入网和用户终端之间的接口为对用户的一组空口。空口是一个专业和一个行业持续研究的问题,一个项目研究是不可持续的,而天地一体化独立划分方式各自成系统,由行业或者专业的团队持续研究,比较符合实际情况。

图1-14 空间段、地面段独立划分的分系统之间接口示意图

表1-1 天地一体化独立划分与空间段、地面段独立划分的复杂度对比

(2)从建设和向公共网络发展的角度

从全球发展的历史和趋势看,以卫星通信为代表的天基传输网络一直以来基本作为地面网络的补充和备份,这主要是由于受天基传输网络的空间资源紧缺、技术复杂度高、实现难度大、实施风险大等多种因素影响。处于补充和备份的角色促进了卫星通信单星多专网模式的发展。受多波束星载天线技术发展的推动,卫星通信实现了单星一张网的移动业务和高通量宽带业务,尽管具体的使用者依然基于这张基础网络构建不同的专业虚拟子网,但是至少单星下的所有用户必须通过统一的空口接入网络。即使在这种情况下,从关口站到用户终端的网络研制也是由专业的企业提供完整的解决方案,比如 Gilat、Newtec 等公司的产品用于支持高通量卫星通信系统。

图1-15和图1-16给出了基于透明转发系统和基于星上处理系统研制组织核心工作示意图,可以看出,针对基于透明转发系统,卫星研制和网络研制可以独立安排,分别由卫星总体和网络总体牵头。几十年来,卫星系统和网络系统(TDMA网、FDMA网、CDMA网)长期独立发展。基于星上处理系统与基于透明转发系统相比,不同之处在于,从网络系统看,基于星上处理系统可以认为是在基于透明转发系统内增加了一个星上节点,对卫星而言,需要增加处理单元。针对基于星上处理系统,卫星总体、网络总体和工程总体一并安排。图1-17给出了系统在工程建设阶段的组织方式,先建卫星、关口站、网控中心等基础设施,终端用户群按需建设,随时接入。

图1-15 基于透明转发系统研制组织核心工作示意图

图1-16 基于星上处理系统研制组织核心工作示意图

图1-17 系统在工程建设阶段的组织方式示意图 ejY4aF2nbSYbzz8Ec3sTblau7h1rjrc4c7ot1ZOTZQmHJGc0XelnggQ2QbCoHg86

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